不同墒情对小麦生长发育特性及产量的影响

李文红， 丁永辉， 韩 波， 曹 丹， 张朝显

(1.徐州生物工程职业技术学院/徐州市现代农业生物技术重点实验室，江苏徐州 221006； 2.江苏省沛县农业技术推广中心，江苏沛县 221600)

徐州市位于江苏省北部，小麦秋播播种期间经常会遇到干旱问题的困扰，墒情不足问题已成为严重影响小麦正常出苗的因素之一。小麦作为我国主要的粮食作物之一，在干旱、半干旱地区的农业生产中占有重要地位[1-3]。干旱条件下的高产栽培越来越引起小麦专家和学术界的高度重视，而目前在干旱地区造墒播种时，土壤含水量具体多少更易获得高产，以及高产机理方面的研究相对较少。为此选择在徐州生物工程职业技术学院的农场内进行徐麦33不同墒情的播种试验，以期探索出徐麦33播种期间不同土壤墒情对小麦出苗、生育进程、产量及其构成因素的影响，为该地区在墒情不足的条件下节本高效造墒播种促进小麦高产栽培提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验区概况

试验于2014—2015年在徐州生物工程学院试验田进行，前茬作物为大豆，土壤质地是沙壤土，0～20 cm耕层含有机质15.6 g/kg、碱解氮81.2 mg/kg、速效磷21.6 mg/kg、速效钾88.9 mg/kg。徐州市属暖温带季风气候区，年日照时数为 2 284～2 495 h，日照率52%～57%，年均气温14 ℃，年均无霜期200～220 d，年均降水量800～930 mm，雨季降水量占全年的56%，雨热同期，夏季高温多雨。试验年度小麦全生育期总降水量224.8 mm，其中播种期至分蘖期79.1 mm，分蘖期至返青期20.7 mm，返青期至拔节期31.5 mm，拔节期至抽穗期24.9 mm，抽穗期至成熟期68.6 mm。

1.2 试验设计

试验共设3个处理，其中条播覆盖后整个小区全部窨透，灌水量250 t/hm2为处理A，小麦开沟后行内浇水再播种覆盖，灌水量80 t/hm2为处理B，以条播后覆盖不浇水为对照(CK)，随机区组排列，每个处理设3次重复，共9个小区，小区长5 m、宽5 m，南北向条播，行距25 cm，每小区20行。试验地四周留1 m保护行，按行称种播种，供试小麦品种为徐麦33。10月15日播种，播种量210 kg/hm2，按小麦成熟日期收获测产。耙地前撒施“亿有霸”有机肥(有机质≥45%，N+P2O5+K2O≥5%)1 500 kg/hm2、尿素375 kg/hm2、磷酸二铵240 kg/hm2，辛硫磷6.0 kg/hm2拌土撒施。药肥撒施后用手扶拖拉机耙地整平。越冬前(11月12日)追施苗肥，施尿素115 kg/hm2，拔节肥在第1节间定长时(3月31日)追施，施尿素250 kg/hm2、复合肥(N ∶P ∶K=15 ∶15 ∶15)300 kg/hm2[4]。除播种时人工造墒灌溉外，其余时期没有灌溉。

1.3 土壤含水量的测定与计算

在小麦主要生育期，分0～20、20～40、40～60、60～90和90～120 cm共5个土层取土样，采用烘干法测定0～120 cm土壤含水量，各处理取样位置均位于小麦行间，0～120 cm平均含水量为5个土层含水量的加权平均值。

土壤含水量=(土壤湿土质量-土壤干土质量)/土壤干土质量×100%。

1.4 茎蘖数测定

从第4张叶开始定点调查，4叶期调查基本苗，分蘖期(11月12日)、春季返青期(2月24日)、拔节期(3月31日)、抽穗期(4月22日)调查总茎蘖数，并计算茎蘖成穗率[5]。

茎蘖成穗率=(茎蘖成穗数/拔节期总分蘖数)×100%。

1.5 叶面积指数(LAI)测定

在返青期、拔节期、抽穗期，分别选取生长均匀、具有代表性的10个单株，剪下10株上全部绿叶，选取其中有代表性绿叶30张作为小样，分别测定其长度和宽度，然后烘干，再把余下的叶片作为大样，烘干[6]，计算单株叶面积。

1.6 小麦产量及其构成因素测定

收获前每小区计数1 m2穗数，在1 m2范围内取10穗，测定每穗粒数。每小区实收计产，小麦晒干至籽粒含水量为13%时称质量计产，并测定种子千粒质量，重复3次。

1.7 数据统计与分析

运用Microsoft Excel进行数据计算与作图，采用DAS 1.0版软件进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同处理对小麦产量及构成因素的影响

由表1可知，处理B的产量最高，为9 589.10 kg/hm2，分别比处理A和对照产量提高16.53%和11.65%，达显著水平。从产量构成的三因素分析可知，处理B的有效穗数显著高于对照和处理A，分别高19.70%和10.83%，呈显著水平；处理B的每穗粒数比处理A增加6.50%，与对照相比下降2.91%，差异显著；处理B的千粒质量与处理A无显著差异，比对照低4.64%。这说明小麦造墒要适度，造墒播种对产量的影响主要依赖于增加有效穗数来实现增产。处理A反而比对照减产了4.18%，原因是处理A在小麦生长后期出现了大面积倒伏，造成植株生长不良，个体细弱、穗小，籽粒质量低，产量下降。

表1 不同处理产量特性的差异

注：同列数据后不同小写字母表示处理间差异显著(P<0.05)。下同。

2.2 不同处理对小麦生育进程的影响

由表2可以看出，不同处理对小麦生育进程的影响不同，水分充足有延长生育期的效应。3种处理在小麦拔节前生长发育进程没有差异，拔节以后则有了一定的变化，即处理A的抽穗期和成熟期均较对照明显推迟，分别较对照推迟了2、4 d，处理B的抽穗期和成熟期与对照相差不大，仅推迟了1 d。

表2 不同处理的小麦生育期 月-日

2.3 不同处理对小麦群体动态的影响

由表3可以看出，不同处理的群体消长动态总体趋势一致，均表现出由低到高再迅速下降，然后缓慢降至最后稳定的过程。处理A于冬前分蘖期形成的茎蘖数比处理B和对照显著多7.94%和15.12%；至越冬期，茎蘖数比处理B和对照显著多8.91%和19.83%；至拔节期，处理A的最高茎蘖数 1 047.79万个/hm2，比处理B和对照的茎蘖数显著多12.57%和33.79%；至抽穗期，3个处理全田总茎蘖数均下降，处理A与处理B茎蘖数无显著差异，比对照显著多12.93%，至成熟期仍显著高于对照7.31%，但比处理B显著低6.93%。结合生产实际进一步分析，处理A前期水分充足，利于小麦植株的分蘖，拔节前分蘖迅速，形成了一个较大的植株群体，但拔节期过后随着生长中心的转移，群体中的许多小分蘖相继死亡，造成无效分蘖增多，使得分蘖成穗率显著降低，甚至出现倒伏，到成熟时收获穗数较处理B下降。

表3 不同处理小麦茎蘖数的差异

2.4 不同处理对小麦叶面积指数(LAI)和株高的影响

由表4可知，处理A全生育期的LAI均显著高于对照；拔节前处理A的LAI显著高于处理B，抽穗期处理A反而显著低于处理B，至成熟期两者差异不显著。拔节前，处理B的LAI虽然一直高于对照，但两者差异不显著；抽穗期，处理B的LAI显著高于对照，至成熟期处理B的LAI仍较高。虽然3个处理的最大LAI均出现在抽穗期，在7.15～8.14之间，但处理A的LAI高峰值前移至了拔节期。同时，处理A、B对小麦株高的影响是显著的。尽管有底墒越足株高越高的趋势，但2个处理间差异并不显著。

表4 不同处理主要生育时期小麦LAI和株高

2.5 不同处理主要生育时期各土层土壤含水量的变化动态

由图1可知，播种期至返青期，2个处理0～120 cm土壤平均含水量均显著高于CK，土壤含水量呈下降趋势，2个处理间差异不显著；拔节期，2个处理的土壤含水量显著高于CK，分别较CK高30.20%和 25.70%，这可能与该生育期间31.5 mm的降水有关。由于CK底墒不足，降水仅能满足此期小麦的生理需求，致使其拔节期的土壤含水量仅较返青期增加1.12%；拔节期至成熟期，2个处理土壤含水量差异不显著，总体呈下降趋势。抽穗前的一次较强降水使得对照0～120 cm土壤含水量在抽穗期较大，但仍分别低于2个处理7.15%和1.82%。

由图2可见，整个小麦生育期间地表以下90～120 cm土层的含水量几乎没有变化。灌溉造墒可以影响小麦一生对水分的需求，明显影响土壤含水量的时期在拔节之前，且主要是通过影响0～90 cm土壤的含水量实现的。

3 小结

本研究结果表明，干旱半干旱条件下，播种后灌溉能显著提高徐麦33的产量，其中有效穗数显著增加，而每穗粒数、千粒质量均显著下降，说明小麦产量提高主要是有效穗数增加所致。小水造墒的产量高于大水灌溉，其在产量形成上表现为“穗大、粒多”，在源库关系方面表现为“源足(叶面积指数大)、库强”。

播后灌溉造墒小麦的茎蘖发生数、LAI一直显著高于对照，说明此处理能显著改善出苗状况，提高成苗率，有效增加小麦全生育期的群体数量[7]，显著增加LAI和旗叶面积，延长叶片功能期[8]，延长生育期2～5 d，这为提高小麦物质生产能力奠定了基础。播种后大水灌溉的小麦群体数量和LAI在抽穗前显著高于小水造墒的处理，抽穗期其生长已接近或低于小水造墒，抽穗期至成熟期的物质生产能力(叶面积、光合势、抽穗后光合速率等)明显低于小水造墒，说明其前期形成过大的群体没有发挥优势，相反，死亡的小分蘖徒耗了田间养分，同时，过大的群体影响小麦的田间通风透光特性，两者都影响小麦单株个体的生长和发育，使植株瘦弱、细小，倒伏的概率大大增加，致使成穗率偏低，不仅降低了小麦产量，甚至影响小麦品质。

本试验结果还表明，造墒处理主要是改变了小麦拔节前0～90 cm土壤含水量，对生育前期生长有促进作用。播种时适宜的墒情是夺取小麦高产的基础，但造墒并非水量越大越好，要既能满足小麦前期生长的必需用水，又要降低水费等生产成本，控制拔节期群体过快过高增长，并为拔节后防止倒伏、促进上三叶的生长及提高高效叶面积率创造条件。在播期范围内，当0～120 cm土壤平均含水量低于14%且无有效降水时，就要及时进行小水造墒播种，水量以80 t/hm2为宜，以便给小麦出苗、生长提供良好的土壤水分环境。小水造墒不仅产量上高于大水灌溉的处理，而且减少了用工和水资源的消耗，提高了生产效益。

参考文献：

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[2]姚金保，马鸿翔，姚国才，等. 优质高产小麦新品种宁麦24的选育及栽培技术[J]. 江苏农业科学，2016，44(6)：177-178.

[3]陈思怿，李升峰，朱继业. 种植密度对小麦根际土壤特性及籽粒产量的影响[J]. 江苏农业科学，2016，44(4)：132-137.

[4]李文红，秦越华，陆正丽，等. 小麦成建制高产创建生产技术[J]. 农业科技通讯，2013(8)：189-190.

[5]谷 茂，杜 红. 作物种子生产与管理[M]. 2版. 北京：中国农业大学出版社，2012：263-264.

[6]李文红，丁永辉，曹 丹，等. 小麦不同播种方式对小麦干物质积累和产量的影响[J]. 河南农业科学，2016(2)：15-20.

[7]杨太新，马保国，孙全德，等. 盐渍土区不同灌水对小麦生长发育和产量的影响[J]. 邯郸农业高等专科学校学报，2000(1)：1-3，6.

[8]科学技术部中国农村技术开发中心组.节水农业在中国[M]. 北京：中国农业科学技术出版社，2006：20.