擴(kuò)大管行比對新疆滴灌春小麥氮素吸收和產(chǎn)量的影響

張龍龍，盧偉鵬，楊建平，萬文亮，刁 明，姜 東

(1.石河子大學(xué)農(nóng)學(xué)院新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)綠洲生態(tài)農(nóng)業(yè)重點實驗室,新疆石河子 832000, 2.南京農(nóng)業(yè)大學(xué)國家信息農(nóng)業(yè)工程技術(shù)中心,江蘇南京 210000)

0 引 言

【研究意義】滴灌作為一種先進(jìn)的灌溉技術(shù)，具有節(jié)水節(jié)肥、省工增效的優(yōu)點[1], 能在植物任何需水需肥的時間， 將水分、肥料均勻持續(xù)地運送到作物根區(qū)附近，把土壤水分的滲漏及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水的浪費降低到了最大限度[2]。小麥?zhǔn)侨蠊任镏?，也是新疆最主要的糧食作物[1，3]。優(yōu)化滴灌小麥的種植模式，研究進(jìn)一步節(jié)本增效途徑，對提高滴灌小麥的生產(chǎn)及經(jīng)濟(jì)效益具有重要意義?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】目前關(guān)于滴灌小麥的研究主要涉及包括對小麥的生長[4-5]、干物質(zhì)積累與分配、光合特性[6-8]、耗水規(guī)律[9]、滴灌配置方式[10]以及對水分利用效率及產(chǎn)量[11]的影響等方面?！颈狙芯壳腥朦c】對不同滴灌模式下行距大小對小麥生長的影響方面鮮有報道。目前1管4行滴灌模式是新疆主要推廣的比較成熟的模式，但這種模式也存在著滴灌毛管用量大等造成的成本偏高的問題?！緮M解決的關(guān)鍵問題】研究滴灌條件下，擴(kuò)大管行比，縮小行距，設(shè)置不同的種植模式，對新疆滴灌春小麥干物質(zhì)的積累、氮素積累以及對產(chǎn)量的影響，為滴灌小麥栽培中適宜的種植模式提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材 料

試驗于2018年進(jìn)行，地點位于石河子大學(xué)農(nóng)試場二連(85°48′E， 44°44′N)，材料選取2個新疆春小麥品種新春22號和新春44號。試驗田土質(zhì)為壤土，土壤有機(jī)質(zhì)為16.05 g/kg、堿解氮為42.05 mg/kg、速效磷為13.69 mg/kg、速效鉀為225.96 mg/kg。

試驗處理采用1管4行( 2條滴灌毛管間4行小麥)，1管6行( 2條滴灌毛管間6行小麥)和1管8行(2條滴灌毛管間8行小麥)3種滴灌帶配置方式，按照小麥行距離滴灌帶的距離，小麥行由近行到遠(yuǎn)行1管4行滴灌配置方式記為R1、R2， 1管6行滴灌帶配置方式記為R1、R2、R3，1管8行滴灌帶配置方式記為R1、R2、R3、R4。試驗種植模式分為常規(guī)種植模式(TR)、寬窄行種植模式(K)和縮行縮帶寬種植模式(S)，常規(guī)播種小麥行間距為15 cm；寬窄行種植模式(K)小麥行間距由15 cm縮減至10 cm，1管6行滴灌帶配置方式2個R3行行距為35 cm，1管8行滴灌帶配置方式2個R4行行距為45 cm；縮行縮帶寬種植模式(S)小麥行間距由15 cm縮減至10 cm，1管6行滴灌帶配置方式2個R3行行距為25 cm，1管8行滴灌帶配置方式2個R4行行距為25 cm。全生育期灌水量為4 500 m3/hm2，滴頭流量為2.6 L/h；施氮量為300 kg/hm2，播種前磷(P2O5)、鉀(K2O)肥均做基肥一次性施入，施用量均為105 kg/hm2。灌水和施肥的方法參照[12]進(jìn)行。小區(qū)面積39 m2，3次重復(fù)，隨機(jī)區(qū)組排列，共27個小區(qū)。

1.2 方 法

1.2.1 干物質(zhì)積累量

在開花期、和成熟期每處理分行取10株春小麥樣品，每行植株樣品單獨收獲、在105℃烘箱中殺青30 min，80℃烘干至恒重，烘干后立即稱重。其中開花期樣品分樣為莖、葉、穗3部分，成熟期植株樣品分樣為莖、葉、穎殼+穗軸、籽粒4部分。

1.2.2 植株氮素積累量

在拔節(jié)期、孕穗期、開花期和成熟期，按行取10株小麥，其中開花期和成熟期取同1 d開花且長勢一致的植株，開花期的植株分成莖，葉片、和穗等器官，成熟期植株分為莖、葉、穎殼+穗軸與籽粒等器官。樣品于105℃殺青 1 h，80℃烘干至恒重，稱取各樣品干重，磨粉后用蒸餾定氮儀測氮。

1.2.3 產(chǎn)量

小麥成熟熟后，將小麥按照處理收獲2毛管間1 m長的距離，進(jìn)行測產(chǎn)。

1.3 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)采用Excel(2016)， SPSS19.0進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，Origin2017作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同種植方式對干物質(zhì)積累的影響

研究表明，新春44號干物質(zhì)單株的積累量整體高于新春22號。2品種植株干物質(zhì)積累在整個生育期均處于不斷上升的趨勢，且在成熟期達(dá)到最大值。

在整個生育期中新春22號不同種植模式下TR4模式單株干物質(zhì)積累量最高，其次單株干物質(zhì)積累量從大到小依次是K6、S6、K8、S8模式。在TR4模式中，R1單株干物質(zhì)積累量大于R2；在K6、S6、K8、S84種種植模式中，單株干物質(zhì)的積累量有近行到遠(yuǎn)行呈降低趨勢，但R3行的單株干物質(zhì)積累量大于R2， R4行的干物質(zhì)積累量大于R3。

整個生育期中新春44號TR4單株干物質(zhì)積累量最高，其次干物質(zhì)積累量由大到小依次是K6、S6、K8、S8模式。在TR4中，R1干物質(zhì)積累量大于R2；在K6、S6中，R1干物質(zhì)積累量大于R2、R3，但R3干物質(zhì)積累量大于R2；在K8、S8中R1干物質(zhì)積累量大于R2、R3、R4，但R4的干物質(zhì)積累量大于R3。圖1

研究表明，開花期不同種植模式間新春44號單株干物質(zhì)積累量行間均值整體高于新春22號。

新春22號種植模式TR4與K6、S6、K8、S8種植模式間單株干物質(zhì)積累量行間均值差異顯著，K6、S6、K8、S84種種植模式間單株干物質(zhì)積累量行間均值差異不顯著。不同種植模式間單株干物質(zhì)積累量行間均值相比較，TR4模式最大，為2.43 g/株。從大到小為K6模式2.09 g/株﹥S6模式2.06 g/株﹥K8模式1.93 g/株﹥S8模式1.91 g/株。在新春44號中，種植模式TR4與K6、S6、K8、S8種植模式間單株干物質(zhì)積累量行間均值差異顯著，K6、S6、K8、S84種種植模式間單株干物質(zhì)積累量行間均值差異不顯著。不同種植模式間單株干物質(zhì)積累量行間均值相比較，TR4模式最大，為3.02 g/株。從大到小為K6模式2.53 g/株﹥S6模式2.49 g/株﹥K8模式2.38 g/株、S8模式2.38 g/株。

新春22號行間比較發(fā)現(xiàn)，在TR4種植模式中，單株干物質(zhì)的積累量R1﹥R2，行間差異顯著。K6種植模式中，單株干物質(zhì)的積累量R1﹥R3﹥R2，R1與R2、R3行間差異顯著，但R2、R3行間差異不顯著；S6模式中，單株干物質(zhì)的積累量R1﹥R3﹥R2，R1、R2、R3行間差異顯著。K8模式中R1﹥R2﹥R4﹥R3，R1與R2、R3、R4行間差異顯著，R2、R4行間差異不顯著，R3、R4行間差異不顯著，但R2、R3行間差異顯著；S8模式中R1﹥R2﹥R4﹥R3，R1與R2、R3、R4行間差異顯著，R2、R4行間差異不顯著，R3、R4行間差異不顯著，但R2、R3行間差異顯著。

新春44號行間單株干物質(zhì)積累量比較發(fā)現(xiàn)，在TR4種植模式中，單株干物質(zhì)的積累量R1﹥R2，行間差異顯著。K6種植模式中，單株干物質(zhì)的積累量R1﹥R3﹥R2，R1、R2、R3行間差異顯著；S6模式中， 單株干物質(zhì)的積累量R1﹥R3﹥R2，R1與R2、R3行間差異顯著，R2、R3行間差異不顯著。K8模式中R1﹥R2﹥R4﹥R3，R1與R2、R3、R4行間差異顯著，R2與R3、R4行間差異顯著，R3、R4行間差異不顯著；S8模式中R1﹥R2﹥R4﹥R3，R1、R2、R3、R4行間差異顯著。

不同種植模式在開花期單株各部分的干物質(zhì)積累量的分配中莖的干物質(zhì)積累量占比最多，依次是穗、葉，各部分干物質(zhì)積累量的趨勢與單株干物質(zhì)積累量的趨勢基本相同。2個小麥品種的各器官單株干物質(zhì)積累分配趨勢一致。

在2個春小麥品種中，擴(kuò)大管行比、縮小行距的K6、S6、K8、S84種滴灌配置模式有利于小麥邊行單株干物質(zhì)的積累。且與TR4種植模式相比較，K6種植模式表現(xiàn)最好。圖2

2.2 不同種植方式對單株氮素積累的影響

研究表明，在整個生育期中，在相同品種不同種植模式間，單株氮素積累量呈現(xiàn)出不斷增加的過程，并在成熟期達(dá)到最大值。在TR4、K6、S6、K8、S8種植模式中，TR4種植模式單株氮素積累量最高;在1管6行滴灌配置方式下，K6單株氮素積累量高于S6;在1管8行滴灌配置方式下，K8單株氮素積累量高于S8。

同品種行間單株氮素積累量，由近行到遠(yuǎn)行減小，在TR4種植模式中R1﹥R2，在K6、S6中種植模式，R1﹥R2﹥R3，但R2、R3之間單株氮素積累量接近。在K8、S8種植模式中，R1﹥R2﹥R3﹥R4，且R3、R4間的單株氮素積累量接近。圖3

研究表明，成熟期不同種植模式間新春44號單株氮素積累量行間整體高于新春22號。新春22號在TR4、K6、S6、K8、S8種植模式中，模式間單株氮素積累量均值差異不顯著。不同種植模式間成熟期單株氮素積累量TR4﹥S6﹥K6﹥K8﹥S8。新春44號在TR4、K6、S6、K8、S8種植模式中，TR4、K6、S6種植模式與K8、S8種植模式間單株氮素積累量均值差異顯著，TR4、K6、S6種植模式間單株氮素積累量均值差異不顯著，K8、S8種植模式間差異不顯著，不同種植模式間成熟期單株氮素積累量TR4﹥K6﹥S6﹥K8﹥S8。

新春22號行間單株氮素積累比較中發(fā)現(xiàn)， TR4種植模式中，單株氮素積累量R1﹥R2，且R1與R2差異顯著。K6種植模式中，單株氮素積累量R1﹥R2﹥R3，R1與R2、R3行間差異顯著，R2與R3行間差異不顯著。S6種植模式中，單株氮素積累量R1﹥R2﹥R3，R1、R2、R3行間差異顯著。K8種植模式中，R1與R2、R3、R4差異顯著，R2與R3、R4間差異顯著，R3、R4間差異不顯著，行間單株氮素積累量R1﹥R2﹥R3﹥R4。S8種植模式中，R1與R2、R3、R4差異顯著，R2與R3、R4差異顯著，R3、R4差異不顯著，單株氮素積累量R1﹥R2﹥R3﹥R4。新春44號各種植模式行間差異性與新春22號一致。

成熟期相同品種不同種植模式中，單株各部分氮素積累分配比例，莖、葉和穗由近行到遠(yuǎn)行逐漸降低，籽粒中氮素積累分配比例則與莖、葉和穗相反。

擴(kuò)大管行比，縮小行距，有利于邊行小麥對氮素的吸收積累。圖4

2.3 不同種植方式對產(chǎn)量的影響

研究表明，相同處理下，新春44號的產(chǎn)量高于新春22號的產(chǎn)量。在新春22號中，TR4的行間平均產(chǎn)量最高，為528.23 kg/667m2，S6、K6、S8、K8產(chǎn)量相對于TR4產(chǎn)量依次減小，分別為487.59、451.98、408.61和398.73 kg/667m2。且TR4與S6在0.05水平上差異不顯著，TR4與K6、S8、K8差異顯著；在新春44號中，TR4產(chǎn)量最高，為553.86 kg/667m2，S6、K6、S8、K8相對于TR4產(chǎn)量依次減小，分別為536.56、516.46、487.73和466.39 kg/667m2，同樣TR4與S6在0.05水平上差異不顯著，與K6、S8、K8差異顯著。2品種在不同種植模式間的產(chǎn)量變化趨勢表現(xiàn)基本一致。

新春22號行間變化，在TR4中，小麥的行間產(chǎn)量由近行到遠(yuǎn)行減小，且在0.05水平上差異不顯著。在K6、S6中，小麥行間產(chǎn)量呈現(xiàn)出高低高的變化趨勢，邊行小麥的產(chǎn)量并未隨遞減趨勢降低。在K8、S8中，小麥行間產(chǎn)量出現(xiàn)相似的趨勢，由近行到遠(yuǎn)行先降低后邊行升高。新春44號行間變化，在TR4中，小麥的行間產(chǎn)量由近行到遠(yuǎn)行減小，且在0.05水平上差異不顯著。在K6、S6中，小麥行間產(chǎn)量呈現(xiàn)出高低高的變化趨勢，邊行小麥的產(chǎn)量并未隨遞減趨勢降低。在K8、S8中，小麥行間產(chǎn)量出現(xiàn)相似的趨勢，由近行到遠(yuǎn)行先降低后邊行升高。小麥行間的變化趨勢也基本保持一致。不同品種的相同種植模式間，新春44號的行間變異系數(shù)小于新春22號的行間變異系數(shù)，在新春22號和新春44號同品種中，不同種植模式的行間變異系數(shù)TR4﹤S6﹤K6﹤S8﹤K8。 與TR4相比較，K6、S6、K8、S84種種植模式中，S6的表現(xiàn)最好。表1

表1 不同種植方式下滴灌小麥產(chǎn)量變化Table 1 Effects of different planting methods on wheat yield under drip irrigation

3 討 論

在滴灌小麥生產(chǎn)過程中，由于不同的滴灌配置模式間存在差異，直接影響了水肥供應(yīng)及在土壤中的分布，影響了小麥的生長發(fā)育。雷均杰等[13]研究表明，同一滴灌量不同滴灌配置方式下，滴灌帶間距會影響到土壤中水分分布的均勻程度，對小麥生長發(fā)育產(chǎn)生不同的影響。ZIAEIAN等[14]研究表明，植物生長受土壤含水量的影響，土壤水分狀況對小麥干物質(zhì)的積累與分配有顯著影響。賽力汗·賽等[15]研究表明，在滴灌條件下，隨灌水量的降低，干物質(zhì)積累量也會減少。研究發(fā)現(xiàn)，通過擴(kuò)大管行比，縮小行距，在1管6行滴灌配置下，R3行單株干物質(zhì)積累量大于R2行單株干物質(zhì)積累量， 1管8行 滴灌配置下，R4行單株干物質(zhì)積累量大于R3行單株干物質(zhì)積累量，說明通過調(diào)節(jié)滴灌帶行距，小麥行距，改變配置模式，減小不同滴灌配置模式下水分分布差異，改善了遠(yuǎn)行小麥水分狀況， 有利于小麥邊行單株干物質(zhì)的積累，這與前人研究結(jié)果一致。

王旭洋等[16]研究表明，滴灌條件下，土壤中的含水量及氮素，隨距離滴灌帶的距離增加而減小。趙明等[17]研究表明，田間行距配置方式能夠影響植株對氮的吸收利用。研究發(fā)現(xiàn)，在K6種植模式中，R2、R3行的單株氮素積累量差異不顯著，K8、S8種植模式中，R3、R4行的單株氮素積累量差異不顯著，表明在擴(kuò)大管行比、縮小行距的情況下，有利于邊行氮素積累。

雷鈞杰等[13]認(rèn)為，在同一滴灌條件下，產(chǎn)量會隨滴灌間距的增大，呈現(xiàn)出“先増后減”的變化趨勢，且認(rèn)為TR4模式最好。Lü等[18]研究結(jié)果表明，在1管4行、1管5行、1管6行滴灌配置模式下，模式間產(chǎn)量TR4﹥TR5﹥TR6，行間產(chǎn)量由近行到遠(yuǎn)行呈下降趨勢，且R1﹥R2﹥R3。研究結(jié)果表明，模式間TR4產(chǎn)量最高，其次從大到小為S6、K6、S8、K8種植模式。在K6、S6種植模式中，R3行的產(chǎn)量高于R2行的產(chǎn)量；K8、S8種植模式中，R4行的產(chǎn)量高于R3行的產(chǎn)量。TR4模式與前人研究一致，S6、K6、S8、K8種植模式邊行產(chǎn)量規(guī)律與前人不一致，造成這種現(xiàn)象的原因可能是由于邊行存在邊際效應(yīng)。并且通過TR4、K6、S6、K8、S8種植模式間單位面積產(chǎn)量對比發(fā)現(xiàn)，S6種植模式的產(chǎn)量與TR4種植模式的產(chǎn)量差異不顯著，在經(jīng)濟(jì)效益方面，S6種植模式具有優(yōu)勢。

4 結(jié) 論

在擴(kuò)大管行比情況下同時縮小行距有利于小麥邊行單株干物質(zhì)的積累，且2品種間新春44號單株干物質(zhì)積累量高于新春22號。

在擴(kuò)大管行比情況下同時縮小行距有利于小麥邊行單株氮素積累量的積累，且2品種間新春44號單株氮素積累量高于新春22號。

K6、S6種植模式中的R3行產(chǎn)量高于R2行、K8、S8種植模式中R4行產(chǎn)量高于R3行；擴(kuò)大管行比種植模式下，S6產(chǎn)量與TR4差異不顯著，且表現(xiàn)最優(yōu)；新春44號行間變異系數(shù)比新春22號小，且在不同種植模式下，新春44號產(chǎn)量均高于新春22號，擴(kuò)大管行比種植模式下，S6種植模式的產(chǎn)量與TR4種植模式的產(chǎn)量差異不顯著,表現(xiàn)最優(yōu)。