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本试验以新春6号为供试作物,通过滴灌控制小区试验,采用裂区设计,灌水量为主处理,设置3个水平,施氮量为副处理,设置3个水平,在全生育期进行水肥控制试验,同期进行大田调查试验。研究了水肥耦合对春小麦产量、品质形成特性的调控效应,水肥耦合对春小麦株型指标、质量指标、生育中后期春小麦生理特性的影响,分析了各指标同籽粒产量与品质的关系,初步提出了春小麦产量与品质协调的水肥耦合模式。结果如下:
1.春小麦产量随水肥的增加呈先增加后降低趋势,在灌水量为W3:4500m3·hm-2,施肥量N2:150kg·hm-2时产量最高,其次为灌水量W2:3000m3·hm-2,施肥量为N3:300kg·hm-2)。此后,随着灌水量和施氮量的增加,增产效应不断减小。
2.春小麦籽粒产量和蛋白质及淀粉的相关性表现为产量与蛋白质含量呈显著正相关;穗数与蛋白含量呈显著正相关;穗粒数蛋白质呈不显著相关;千粒重与蛋白质呈不显著相关。小麦籽粒产量与直链淀粉含量和直/支比呈负相关;小麦籽粒产量与支链淀粉含量和总淀粉含量呈正相关。穗数和穗粒数与直链淀粉含量、直/支比和总淀粉含量呈负相关;与支链淀粉含量呈正相关。千粒重与直链淀粉含量、直/支比呈负相关;千粒重与支链淀粉含量和总淀粉含量呈正相关。其中,穗粒数与直/支比的正相关性达1%极显著水平,其它各相关性均呈不显著相关。
3.水肥耦合条件下,滴灌春小麦优质高产指标为:
(l)处理6(W2:3000m3·hm-2,N3:300kg·hm-2)、处理8(W2:4500m3hm-2,N2:150kg·hm-2)的有效叶面积比CK和其他处理大,叶面积的衰减速率也比较慢,而产量较高。这说明在适宜灌水条件下,适当的增施氮量,能够减缓叶面积衰减速率,提高其后期功能叶的光合速率,在获得最大潜力产量的同时改善品质。
(2)株高88.2cm-90.4cm为合理株高;
4.采用滴灌技术适当增加灌水次数和增加施氮量,有利于提高小麦叶片光合生产能力,提高花后干物质的积累,显著提高花后干物质向生殖器官分配。为提高小麦经济产量奠定基础,同时能够提高籽粒蛋白质含量和湿面筋含量,从而改善春小麦的籽粒品质。
5.所有处理的最大光合速率出现在12:00,其中处理6(W2:3000m3·hm-2,N3:300kg·hm-2)、处理8(W3:4500m3·hm-2,N2:150kg·hm-2)的光合速率值分别是18.14μmol·m-2·s-1和18.64μmol·m-2·s-1。分别比CK高2.54μmol·m-2·s-1和3.04μmol·m-2·s-1;气孔导度在8:00分别比CK高232mmol·m-2·s-1和272 mmol·m-2·s-1;在最低点即16:00也比CK高206 mmol·m-2·s-1和229 mmol·m-2·s-1。说明采用滴灌技术要比常规漫灌水在相同的水或肥料处理下的肥效利用率高,有利于光合产物向籽粒积累;可以增大气孔导度,有利于气孔与外界CO2交换,提高光合速率。
6.在滴灌条件下挑旗期和开花期处理6(W2:3000m3·hm-2,N3:300kg·hm-2)、处理8(W3:4500m3·hm-2,N2:150kg·hm-2),挑旗期旗叶的光合速率分别比对照CK高出11.46%和11.79%;开花期旗叶的光合速率分别比对照CK高出14.46%、15.38%;在孕穗期和挑旗期均表现出很高的光合速率,说明这两个处理的灌水量和施肥量较合适,春小麦吸收水肥较均衡,植株个体发育良好,干物质积累较多光合作用明显增强。挑旗期旗叶的气孔导度和胞间CO2浓度分别比对照CK高出15.11%、16.25%和9.57%和10.09%。开花期旗叶的气孔导度和胞间CO2浓度分别比对照CK高出12.46%、15.79%和10.28%和12.18%。
7.在干物质积累阶段,积累量较大的是处理W2N3、W3N2,分别是33.8g·千粒-1、1.8g·千粒-1和33.7g·千粒-1、1.9g·千粒-1,比CK高4.4g·千粒-1和0.5g·千粒-1,总灌浆时间也要比CK长4天左右,说明运用滴灌技术,在相同的灌水量或施肥量的条件下,水肥的利用效率要比常规灌的高,有利于干物质的积累和灌浆期的延长。
通过对滴灌春小麦水肥耦合效应的研究,采用滴灌技术种植春小麦不仅可以充分发挥水、肥的激励机制和协同作用,提高水肥利用效率,而且能够定向调控春小麦产量与品质,可以为本地区滴灌春小麦的大面积推广应用制定合理的灌溉、施肥措施提供理论依据与技术支撑。