補(bǔ)灌對(duì)不同土壤質(zhì)地麥田耗水特性及小麥籽粒產(chǎn)量的影響.pdf

1、試驗(yàn)于2013-2014年小麥生長(zhǎng)季，在山東兗州小孟鎮(zhèn)史家王子村大田進(jìn)行。供試小麥品種為高產(chǎn)冬小麥品種濟(jì)麥22。分別在粉壤土(F)和砂壤土(S)地塊，依據(jù)灌水定額公式，設(shè)置補(bǔ)灌時(shí)期和計(jì)劃濕潤(rùn)層深度兩因素試驗(yàn)，補(bǔ)灌時(shí)期設(shè)拔節(jié)期(W1)、冬前期+拔節(jié)期(W2)、拔節(jié)期+開(kāi)花期(W3)3個(gè)水平。拔節(jié)期補(bǔ)灌設(shè)置0-10 cm(D1)、0-20 cm(D2)、0-30 cm(D3)、0-40 cm(D4)，4個(gè)計(jì)劃濕潤(rùn)層，目標(biāo)相對(duì)含水量均為100

2、％，冬前期與開(kāi)花期補(bǔ)灌均以0-20 cm土層相對(duì)含水量達(dá)100％為目標(biāo)補(bǔ)灌，以全生育期不灌水(D0)處理為對(duì)照。研究補(bǔ)灌對(duì)不同土壤質(zhì)地麥田耗水特性及小麥籽粒產(chǎn)量的影響，主要結(jié)果如下:
　　1不同處理對(duì)小麥耗水特性的影響
　　粉壤土地塊，各處理的全生育期總灌水量均隨拔節(jié)期計(jì)劃濕潤(rùn)層深度的增加而顯著增加，土壤貯水消耗量均以不灌水處理D0最高，而總耗水量則以D0處理最低，各補(bǔ)灌水處理總耗水量隨拔節(jié)期計(jì)劃濕潤(rùn)層深度的增加而增加，D3

3、與D4處理之間差異不顯著。FW1條件下，60-100cm土層土壤貯水消耗量表現(xiàn)為D3、D4＞D2＞D1處理，100-160cm土層為D3＞D2、D4＞D1處理。FW2條件下，小麥對(duì)0-60 cm土層土壤貯水消耗量表現(xiàn)為D2、D3、D4處理明顯低于D1處理，對(duì)80-160 cm土層土壤貯水消耗量表現(xiàn)為D3＞D2、D4＞D1處理。FW3條件下，各處理0-200 cm土層土壤貯水消耗量均以D0處理最高，其中0-20 cm土層土壤貯水消耗量表現(xiàn)

4、為D1、D2、D3、D4處理之間無(wú)顯著差異，30-80 cm土層表現(xiàn)為D4處理顯著高于D1、D2、D3處理，100-160 cm土層表現(xiàn)為D1、D3＞D2＞D4處理。表明在粉壤土地塊，拔節(jié)期適當(dāng)增加計(jì)劃濕潤(rùn)層深度(0-30 cm)、開(kāi)花期不再補(bǔ)灌能促進(jìn)小麥對(duì)60-160 cm土層土壤水的利用;在開(kāi)花期補(bǔ)灌的條件下，拔節(jié)期計(jì)劃濕潤(rùn)層深度過(guò)深(0-40 cm)，反而導(dǎo)致小麥對(duì)深層土壤水消耗減少。
　　砂壤土地塊，各處理的全生育期總灌水

5、量均隨拔節(jié)期計(jì)劃濕潤(rùn)層深度的增加而顯著增加，D0處理最低。SW1條件下，各補(bǔ)灌水處理總耗水量均隨拔節(jié)期計(jì)劃濕潤(rùn)層深度的增加而增加，D3與D4處理之間無(wú)顯著差異，0-40 cm土層土壤貯層水消耗量以D0和D1處理較高，60-140 cm土層表現(xiàn)為D2＞D3、D4＞D1處理。SW2條件下，各補(bǔ)灌水處理總耗水量表現(xiàn)為D2、D3、D4＞D1處理，0-140 cm土土壤貯水消耗量表現(xiàn)為D3、D4＜D0、D1、D2處理，其中0-40 cm土層表現(xiàn)為

6、D2＜D0、D1處理，60-140 cm土層表現(xiàn)為D2＞D1＞D0處理。SW3條件下，各補(bǔ)灌水處理總耗水量隨拔節(jié)期計(jì)劃濕潤(rùn)層深度的增加而增加，D2、D3與D4處理之間差異不顯著;0-40 cm土層土壤貯水消耗量以D0處理最高，各補(bǔ)灌水處理隨拔節(jié)期計(jì)劃濕潤(rùn)層深度的增加而降低，60-120 cm土層表現(xiàn)為D3、D4＜D0＜D1＜D2處理。表明在砂壤土地塊，三個(gè)補(bǔ)灌時(shí)期處理?xiàng)l件下，增加拔節(jié)期計(jì)劃濕潤(rùn)層深度，促進(jìn)了小麥對(duì)水分的消耗，但拔節(jié)期計(jì)劃

7、濕潤(rùn)層深度過(guò)深(超過(guò)20 cm)，小麥對(duì)60-140 cm土層土壤貯水的消耗減少。
　　2不同處理對(duì)麥田土壤水勢(shì)與小麥旗葉水勢(shì)的影響
　　粉壤土地塊，挑旗期至灌漿后期0-60 cm和0-100 cm土層土壤水勢(shì)均以D0處理最低，各補(bǔ)灌水處理0-100 cm土層土壤水勢(shì)總體呈現(xiàn)隨拔節(jié)期計(jì)劃濕潤(rùn)層深度增加而提高的趨勢(shì)。挑旗期和開(kāi)花期灌水前，0-40 cm和0-60 cm土層土壤水勢(shì)表現(xiàn)為隨拔節(jié)期計(jì)劃濕潤(rùn)層深度的增加而提高;灌漿前

8、期0-20、0-40和0-60 cm土層土壤水勢(shì)則呈現(xiàn)隨拔節(jié)期計(jì)劃濕潤(rùn)層深度增加而降低的趨勢(shì)，與開(kāi)花期補(bǔ)灌水量的變化趨勢(shì)一致;灌漿中期0-20、0-40和0-60 cm土層土壤水勢(shì)表現(xiàn)為各補(bǔ)灌水處理之間無(wú)顯著差異;灌漿后期0-20、0-40和0-60 cm土層土壤水勢(shì)均表現(xiàn)為D4＜D3＜D2＜D1處理，這與各處理開(kāi)花期的補(bǔ)灌水量一致。D0處理挑期期至灌漿后期的旗葉水勢(shì)顯著低于拔節(jié)期和開(kāi)花期補(bǔ)灌水的處理;各補(bǔ)灌水處理的旗葉水勢(shì)在挑旗期、開(kāi)

9、花期和灌漿前期呈現(xiàn)隨拔節(jié)期計(jì)劃濕潤(rùn)層深度增加而提高的趨勢(shì)，在灌漿中期和后期則表現(xiàn)為D1＜D2＜D3處理，D4與D2處理之間無(wú)顯著差異。
　　砂壤土地塊與粉壤土地塊基本一致。但灌漿前期各補(bǔ)灌水處理0-20、0-40和0-60 cm土層土壤水勢(shì)表現(xiàn)為D1＜D2、D3、D4處理;灌漿后期各補(bǔ)灌水處理0-20、0-40和0-60土層土壤水勢(shì)表現(xiàn)為D1＜D2＜D3處理，D4與D3處理之間無(wú)顯著差異。各補(bǔ)灌水處理旗葉水勢(shì)在挑旗期、開(kāi)花期、灌漿

10、前期、中期和后期均表現(xiàn)為D1＜D2＜D3處理;D4處理在挑旗期、開(kāi)花期、灌漿前期和中期與D3處理無(wú)顯著差異，在灌漿后期顯著高于D3處理。
　　綜合上述結(jié)果，結(jié)合相關(guān)性分析表明，在挑旗期至灌漿后期，小麥旗葉水勢(shì)與0-100cm土層土壤水勢(shì)呈極顯著正相關(guān)，拔節(jié)期計(jì)劃濕潤(rùn)層深度的設(shè)定對(duì)小麥生育中后期旗葉水勢(shì)有顯著影響，適當(dāng)加深計(jì)劃濕潤(rùn)層，提高拔節(jié)期補(bǔ)灌水量，有利于提高小麥生育中后期的旗葉水勢(shì)，但深層土壤水勢(shì)過(guò)低會(huì)制約旗葉水勢(shì)的提高。

11、r>　　3不同處理對(duì)小麥碳素同化及干物質(zhì)積累與分配的影響
　　在粉壤土地塊，各處理挑旗期的旗葉光合速率無(wú)明顯差異;開(kāi)花后，D0處理旗葉光合速率最低，各補(bǔ)灌水處理的旗葉光合速率隨拔節(jié)期計(jì)劃濕潤(rùn)層深度的增加而提高，D3與D4處理之間無(wú)顯著差異。各處理旗葉蒸騰速率與光合速率的變化趨勢(shì)一致。各補(bǔ)灌水處理灌漿期的電子傳導(dǎo)速率(ETR)、PSⅡ?qū)嶋H光化學(xué)效率(φ PSⅡ）隨拔節(jié)期計(jì)劃濕潤(rùn)層深度的增加呈升高趨勢(shì)，D3與D4處理之間差異不明顯。各

12、補(bǔ)灌水處理開(kāi)花期、成熟期干物質(zhì)積累量隨拔節(jié)期計(jì)劃濕潤(rùn)層深度的增加而增加;各處理花前貯存干物質(zhì)轉(zhuǎn)移量對(duì)籽粒的貢獻(xiàn)率隨拔節(jié)期計(jì)劃濕潤(rùn)層深度的增加而降低，花后同化的干物質(zhì)在籽粒中的分配量及其對(duì)籽粒的貢獻(xiàn)率隨拔節(jié)期計(jì)劃濕潤(rùn)層深度的增加而增加。砂壤土地塊與粉壤土地塊基本一致。但兩土壤質(zhì)地類(lèi)型地塊拔節(jié)期計(jì)劃濕潤(rùn)層深度分別以0-30 cm和0-20 cm，更有利于提高小麥生育中后期旗葉水勢(shì)和光合速率，促進(jìn)干物質(zhì)向籽粒運(yùn)轉(zhuǎn)。
　　4不同處理對(duì)小麥

13、氮素積累分配及利用效率的影響
　　在粉壤土地塊，各處理開(kāi)花期和成熟期植株氮素積累量、籽粒中氮素積累量、氮肥生產(chǎn)效率總體上表現(xiàn)為隨拔節(jié)期計(jì)劃濕潤(rùn)層深度的增加而增加的趨勢(shì)，D3與D4處理之間差異不顯著。FW1條件下，各處理營(yíng)養(yǎng)器官氮素轉(zhuǎn)移量表現(xiàn)為D3、D4＞D1、D2＞D0處理;營(yíng)養(yǎng)器官轉(zhuǎn)移氮素對(duì)籽粒的貢獻(xiàn)率以D2處理最低，其余各處理之間差異不顯著;FW2條件下，各補(bǔ)灌水處理營(yíng)養(yǎng)器官氮素轉(zhuǎn)移量及其對(duì)籽粒的貢獻(xiàn)率表現(xiàn)為D3＞D4＞D1、

14、D2處理;FW3條件下，各處理開(kāi)花期和成熟期植株氮素積累量、營(yíng)養(yǎng)器官氮素轉(zhuǎn)移量均隨拔節(jié)期計(jì)劃濕潤(rùn)層深度的增加而增加，D3、D4＞D1、D2＞D0處理。在砂壤土地塊，各處理開(kāi)花期和成熟期植株氮素積累量、籽粒氮素積累量、氮素吸收效率、氮肥生產(chǎn)效率均表現(xiàn)為D2、D3、D4＞D1＞D0處理，D2、D3、D4處理之間差異不顯著。SW1條件下，各處理營(yíng)養(yǎng)器官氮素轉(zhuǎn)移量以D2和D4處理最高，各處理營(yíng)養(yǎng)器官轉(zhuǎn)移氮素對(duì)籽粒的貢獻(xiàn)率表現(xiàn)為D1、D2、D4＞

15、D0、D3處理;SW2條件下，各處理營(yíng)養(yǎng)器官氮素轉(zhuǎn)移量以D2和D3處理最高，營(yíng)養(yǎng)器官轉(zhuǎn)移氮素對(duì)籽粒的貢獻(xiàn)率表現(xiàn)為D1＞D2、D3＞D0、D4處理;SW3條件下，各處理營(yíng)養(yǎng)器官氮素轉(zhuǎn)移量表現(xiàn)為D2、D4＞D3＞D1＞D0處理，各處理營(yíng)養(yǎng)器官轉(zhuǎn)移氮素對(duì)籽粒的貢獻(xiàn)率表現(xiàn)為D0＞D2、D4＞D1、D3處理。
　　綜上可以看出，在粉壤土和砂壤土地塊，拔節(jié)期計(jì)劃濕潤(rùn)層深度分別設(shè)定為0-30 cm和0-20 cm，更有利于植株氮素的積累和向籽粒

16、的分配，提高了氮素吸收和利用效率。
　　5不同處理對(duì)小麥旗葉衰老的影響
　　在粉壤土地塊，開(kāi)花后0-28天，D0處理的SOD活性低于其余處理，各補(bǔ)灌水處理的SOD活性隨拔節(jié)期計(jì)劃濕潤(rùn)層深度的增加而增加，D3與D4處理之間差異不顯著;D0處理開(kāi)花后旗葉丙二醛(MDA)含量高于其余處理，各補(bǔ)灌水處理花后14-28天的MDA含量表現(xiàn)為D1＞D2＞D3、D4處理。砂壤土地塊與粉壤土地塊基本一致。但各處理開(kāi)花后0-28天的旗葉SOD活

17、性表現(xiàn)為D0＜D1＜D2、D3、D4處理，D2、D3、D4處理之間差異不顯著;各處理花后14-28天的旗葉MDA含量表現(xiàn)為D0＞D0＞D2、D3、D4處理，D2、D3、D4處理之間差異不顯著。說(shuō)明在兩類(lèi)型地塊適當(dāng)增加拔節(jié)期計(jì)劃濕潤(rùn)層深度，提高補(bǔ)灌水量，有利于延緩小麥旗葉衰老，但粉壤土和砂壤土地塊拔節(jié)期計(jì)劃濕潤(rùn)層分別超過(guò)30 cm和20 cm，深至40 cm，對(duì)旗葉衰老的調(diào)節(jié)作用不再明顯。
　　6不同處理對(duì)小麥籽粒產(chǎn)量和水分利用效率

18、的影響
　　粉壤土地塊，籽粒產(chǎn)量以D0處理最低，各補(bǔ)灌水處理籽粒產(chǎn)量隨拔節(jié)期計(jì)劃濕潤(rùn)層深度的增加而增加，D3與D4處理之間差異不顯著。FW1條件下，各補(bǔ)灌水處理的水分利用效率無(wú)顯著差異，但顯著高于D0處理;FW2條件下，D2、D3和D4處理的水分利用效率差異不顯著，但顯著高于D0和D1處理;各處理灌溉水生產(chǎn)效率表現(xiàn)為D1、D2＞D3＞D4處理;FW3條件下，各處理水分利用效率和灌溉水生產(chǎn)效率均表現(xiàn)為D1、D2、D3＞D4處理。砂壤

19、土地塊與粉壤土地塊基本一致。但D2、D3、D4處理籽粒產(chǎn)量無(wú)顯著差異;SW1條件下，灌溉水生產(chǎn)效率表現(xiàn)為D2＞D1＞D3＞D4處理;SW2條件下，灌溉水生產(chǎn)效率表現(xiàn)為D2＞D3＞D1、D4處理;SW3條件下，灌溉水生產(chǎn)效率表現(xiàn)為D1、D2＞D3＞D4處理。說(shuō)明在粉壤土和砂壤土地塊，拔節(jié)期分別以0-30 cm和0-20cm為擬濕潤(rùn)層補(bǔ)灌，可獲得高產(chǎn)量和高水分利用效率，繼續(xù)增加擬濕潤(rùn)層深度至40 cm，產(chǎn)量不再增加，還導(dǎo)致灌溉水生產(chǎn)效率降低