春季不同時期灌水對小麥產(chǎn)量的影響

佟國香 周吉紅 毛思帥 梅 麗 劉國明 解春源 羅 軍

（1.北京市房山區(qū)種植業(yè)技術(shù)推廣站 北京102446；2.北京市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站 北京100029；3.北京市順義區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所 北京101300）

北京地處北部冬麥區(qū)的最北邊，冬小麥種植受氣候條件影響大[1-5]，北京地區(qū)年平均降雨量為500 mm左右，降水主要集中在7～9月，降水分布與小麥需水時間耦合性較差，北京的小麥基本生長在旱寒交加的嚴(yán)酷時段，小麥全生育期平均有效降水僅為需水量的15.5%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足冬小麥的生長需要[6-9]，大部分水量需要通過灌水來解決。北京市2014年制定的《關(guān)于調(diào)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)方式、發(fā)展高效節(jié)水農(nóng)業(yè)的意見》和《北京市地下水超采區(qū)農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整實(shí)施方案》明確要求，糧田全年用水定額控制在200 m3/畝以內(nèi)。而對北京市近5年180個小麥農(nóng)情監(jiān)測點(diǎn)統(tǒng)計(jì)表明，目前小麥平均灌水量在170 m3/畝，因此如何實(shí)現(xiàn)適時適量科學(xué)灌溉顯得尤為迫切，鑒于此，筆者設(shè)置試驗(yàn)開展了節(jié)水灌溉下不同時期灌水對小麥生長發(fā)育和產(chǎn)量的影響研究，以期提出量化的灌水模式，指導(dǎo)京郊小麥科學(xué)高效生產(chǎn)。

1 材料與方法

1.1 供試材料及試驗(yàn)地

供試小麥（T riticum aestivum L.）品種為中麥175，由中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物所選育，2008年通過國家品種審定委員會審定，為北京市主栽品種。

試驗(yàn)于2019-2020年在北京市房山區(qū)石樓鎮(zhèn)坨頭村房山區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站中心基地進(jìn)行。土壤為沙壤土，0～20 cm土層含有機(jī)質(zhì)18.8 g/kg，全氮1.3 g/kg，堿解氮94.2 mg/kg，有效磷30 mg/kg，速效鉀108.0 mg/kg。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，在冬前畝灌水50 m3，保苗越冬的基礎(chǔ)上，春季設(shè)置4個不同灌水處理，分別為W1：返青+拔節(jié)+灌漿；W2：返青+灌漿；W3：起身+灌漿;W4：拔節(jié)+灌漿。每個處理面積1畝，在每個處理內(nèi)隨機(jī)選取3個樣點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)調(diào)查，灌水量見表1。

表1 不同時期灌水處理

1.3 田間管理

試驗(yàn)于2019年9月28日采用大田農(nóng)機(jī)播種，設(shè)計(jì)畝基本苗25萬，播種前畝底施復(fù)合肥（N、P2O5、K2O比例為15∶15∶15）50 kg，越冬前11月23日澆灌越冬水50 m3/畝。2020年春季隨澆水畝追施尿素15 kg，其中處理W1按返青期、拔節(jié)期比例為1∶1的方式追施尿素，W2、W3和W4分別在返青期、起身期和拔節(jié)期一次性追施尿素。3月30日實(shí)施化學(xué)除草，5月20日噴藥防治蚜蟲。

1.4 調(diào)查指標(biāo)

1.4.1 群體指標(biāo) 春季調(diào)查小麥返青期、起身期、拔節(jié)期總莖數(shù)。

1.4.2 個體指標(biāo) 于春季起身期、拔節(jié)期、成熟期測定單株干重，成熟期調(diào)查主莖基部第一節(jié)間長、株高。

1.4.3 植株干物質(zhì)積累 分別于起身期、拔節(jié)期和成熟期調(diào)查單株干物質(zhì)積累量。

1.4.4 穗部指標(biāo) 成熟期考察穗長、總小穗數(shù)、不孕小穗數(shù)。

1.4.5 產(chǎn)量因素 收獲時測定每個小區(qū)的產(chǎn)量，同時考察畝穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重。

1.5 數(shù)據(jù)分析

采用SAS 8.0軟件進(jìn)行方差分析，其他分析在E xcel中進(jìn)行。

2 結(jié)果與分析

2.1 春季不同時期灌水對小麥莖孽的影響

春季不同生育時期灌水對小麥起身莖、拔節(jié)大莖、畝穗數(shù)和莖孽成穗率有顯著性影響（表2）。起身莖各處理間差異顯著，以W3水處理最高，為137.7萬/畝，W3分別較W1、W2、W4處理增加12.8%、11.7%和14.1%，說明起身期澆水促進(jìn)了春季分蘗的生長。拔節(jié)莖和成熟期穗數(shù)各處理間達(dá)5%差異顯著性，變化趨勢一致，為W3>W1>W2>W4。而莖蘗成穗率以W4和W1處理最高，兩者差異不顯著，但與W2和W3差異顯著，變化趨勢為W1>W4>W2>W3，W1和W4灌水處理更利于提高莖蘗成穗率，起身期灌水促進(jìn)了無效分蘗的滋生，不利于無效分蘗及時退化和穗分化發(fā)展。

表2 春季不同時期灌水下小麥的莖蘗變化

2.2 春季不同時期灌水對小麥植株干物質(zhì)積累的影響

春季不同時期灌水對小麥起身期、拔節(jié)期和成熟期植株干物質(zhì)積累影響顯著。起身期和拔節(jié)期均以起身期灌水的W3處理單株干物質(zhì)積累最多，與其他處理達(dá)顯著性差異，再次證明起身期灌水促進(jìn)了春季分蘗的生長，起身期W3處理下植株的干物質(zhì)積累分別較W1、W2和W4增加8.7%、13.1%和24.4%，拔節(jié)期W3處理植株干物質(zhì)積累分別較W1、W2和W4增加9.6%、10.9%和1.0%，但到成熟期植株干物質(zhì)積累以W4處理最高，為2.06 g，分別較W1、W2和W3增加7.9%、6.7%和13.8%，說明起身期灌水的處理W3雖然在前期增加了莖蘗數(shù)量，但成穗率不高，后期植株干物質(zhì)積累并不高（表3）。

表3 春季不同灌水時期對不同時期干物質(zhì)積累的影響（單位：g/株）

2.3 春季不同時期灌水對小麥植株株高及穗部性狀的影響

春季不同時期灌水對小麥植株主莖基部第一節(jié)間、株高及小麥穗部性狀影響顯著。成熟期株高、基部第一節(jié)間長變化趨勢為W3>W1>W2>W4，各處理差異顯著，起身期澆水的處理W3植株最高、主莖基部第一節(jié)間最長，分別為85.0 cm和6.16 cm，株高分別較W1、W2和W4增高5.6%、8.0%、11.1%，主莖基部第一節(jié)間長分別增長33.3%、42.6%和57.1%，可見起身期澆水增長了主莖基部第一節(jié)間長、增加了株高，存在倒伏風(fēng)險(xiǎn)，不利于高產(chǎn)群體的構(gòu)建。穗長變化趨勢為W4>W1>W2>W3,各處理間差異顯著，以W4處理穗子最長，為8.2 cm，分別較W1、W2和W3增長5.1%、9.3%和12.3%。單穗總小穗數(shù)以W4最多，與其他處理差異顯著，W1和W2差異不顯著，以W3最少，W4較W3增加8.4%。不孕小穗數(shù)變化趨勢為W4

表4 春季不同灌水時期對小麥穗部性狀的影響

2.4 春季不同時期灌水對小麥產(chǎn)量的影響

測產(chǎn)結(jié)果表明，春季不同生育時期灌水對小麥產(chǎn)量的影響趨勢為W4>W1>W2>W3,各處理間達(dá)5%差異顯著性，以拔節(jié)期灌水的處理W4產(chǎn)量因素較協(xié)調(diào)，產(chǎn)量最高，為518.1 kg/畝，分別較W1、W2和W3增產(chǎn)5.9%、6.7%和8.3%（表5）。具體來說，各灌水處理對小麥的穗數(shù)和穗粒數(shù)影響較大，穗數(shù)與穗粒數(shù)呈反比關(guān)系，這也是起身期灌水的處理W3在大群體下未實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)的原因。不同時期灌水對小麥的千粒重影響不大，主要是由于千粒重受品種本身特點(diǎn)和灌漿期氣候條件的影響較大，試驗(yàn)結(jié)果中的千粒重體現(xiàn)了中麥175本身的特點(diǎn)。

表5 春季不同灌水時期對小麥產(chǎn)量及構(gòu)成的影響

3 結(jié)論與討論

3.1 試驗(yàn)結(jié)論

綜合分析來看，拔節(jié)期灌水的處理W4產(chǎn)量因素協(xié)調(diào)，產(chǎn)量最高，是北京地區(qū)適期播種下，冬前群體適宜的麥田春季肥水管理應(yīng)該采用的模式。

3.2 討論與分析

小麥講究因苗因墑管理，為了貫徹落實(shí)北京節(jié)水高效農(nóng)業(yè)發(fā)展目標(biāo)，該試驗(yàn)是在較北京常規(guī)麥田節(jié)水29.4%（畝節(jié)水50 m3）的條件下開展的，結(jié)果表明，在小麥需水關(guān)鍵期拔節(jié)期合理施肥灌水，能實(shí)現(xiàn)畝產(chǎn)500 kg的產(chǎn)量。起身期灌水增加了植株基部第一節(jié)間長度，株高增高，倒伏風(fēng)險(xiǎn)加大，不利高產(chǎn)群體構(gòu)建[10]和實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)。起身期澆水促進(jìn)了春季無效分蘗的增加，消耗了營養(yǎng)，不利于后期成穗率提高，并且麥田環(huán)境變差，易發(fā)生病害，導(dǎo)致穗子變短、穗部不孕小穗數(shù)增加、穗粒數(shù)減少，形成大群體小產(chǎn)量的局面，得不償失。該結(jié)果與李永賓[11]、馬志明[11]、秦姍姍[13]、喬文臣等[14]的研究結(jié)果一致。因此，生產(chǎn)上不建議在起身期澆水施肥。