水氮交互对弱筋小麦蔗糖含量和籽粒淀粉积累及品质的影响

为了解弱筋小麦产量和品质的水氮调控效应,于2003~2004年度在大田条件下研究了水氮因素及其交互作用对弱筋小麦旗叶蔗糖合成、籽粒淀粉积累、产量和品质性状的影响。结果表明,就弱筋小麦品种豫麦50而言,150kg/hm2的氮肥用量有利于促进旗叶蔗糖合成,增加籽粒淀粉积累量和籽粒产量,而氮肥施用量过多(270kg/hm2)或全生育期不施氮肥均不利于弱筋小麦产量和品质的形成;在试验条件下,灌拔节水 灌浆水(花后15d)有利于后期旗叶蔗糖合成和籽粒淀粉积累,其籽粒产量最高,品质性状最优;而灌拔节水(1水)或拔节水 灌浆水 麦黄水(3水)均不利于旗叶蔗糖合成和籽粒淀粉积累,导致籽粒产量和品质不同程度的下降。从水、氮的交互效应看,以全生育期施氮量150kg/hm2并保证拔节水和灌浆水是弱筋小麦较为理想的水氮运筹方式。     

灌水时期和数量对小麦耗水特性及产量的影响

为确定高产麦田的适宜灌水时期和数量,在池栽试验条件下,选用中筋小麦品种泰山23,研究了灌水时期和灌水量对小麦耗水特性及产量的影响.结果表明:(1)灌底墒水60 mm和拔节中期水30 mm的W1处理籽粒产量和水分利用效率较高,分别为7 727.10 kg·ha-1和18.69 kg·ha-1·mm-1,灌溉水利用效率最高.灌底墒水、拔节后期水和灌浆期水各60 mm的W5处理的籽粒产量最高,为8 494.50 kg·ha-1;水分利用效率与W1处理无显著差异.(2)W1处理和W5处理的总耗水量分别为413.46和464.91 mm;灌溉量、降水量、土壤贮水耗水量分别占总耗水量的比例为21.77%、41.43%、36.80%和38.72%、36.85%、24.44%,W1处理提高了对降水和土壤贮水的利用比例,而W5处理提高了对灌溉水的利用比例.(3)W1处理全生育期0～200 cm土层的土壤贮水消耗量最高,为152.16 mm,并且深层100～180 cm各土层的土壤贮水消耗量均显著高于其他处理,而W5处理全生育期0～200 cm土层的土壤贮水消耗量最低,为113.61 mm.     

测墒补灌条件下深松和耙压对冬小麦耗水特性和产量的影响

为探索适于冬小麦高产节水的耕作模式,通过裂区试验,在小麦全生育期不灌溉、拔节期和开花期测墒补灌两种水分管理方式下,设置旋耕、深松+旋耕、深松+旋耕+耙压2遍共3种耕作方式,研究了测墒补灌条件下深松和耙压对冬小麦耗水特性和籽粒产量的影响。结果表明,深松能明显促进小麦拔节后对0~200cm土层土壤贮水的吸收,显著提高产量和水分利用效率。与深松+旋耕处理相比,深松+旋耕+耙压2遍处理显著减少小麦播种至越冬前对土壤水分的消耗,在全生育期无灌水的条件下总耗水量减少,籽粒产量和水分利用效率明显提高;在小麦拔节期和开花期测墒补灌条件下,深松+旋耕+耙压2遍处理小麦在拔节至开花期和开花至成熟期的阶段耗水量和日耗水量明显提高,籽粒产量显著增加,水分利用效率无显著变化。     

肥水运筹对不同筋类小麦产量和品质的影响

通过连续2年的施肥和灌水试验，研究了肥水对强、弱筋小麦产量扣品质的影响，探讨了以群体调控为核心的节本增效技术。结果表明，强筋小麦的氮肥运筹以“前轻中重后补充”模式的产量、品质俱佳。在一定范围内，强筋小麦随施氮量增加，品质提高，弱筋小麦随施氮量增加品质下降，产量有所提高。强筋小麦的品质指标有随灌水次数的增加而降低的趋势，弱筋小麦不同灌水量处理间的品质差异不明显。因此强筋小麦要节本增效，应在底墒克足、一播全苗的基础上，不浇越冬水扣返青水，小麦全生育期灌水由3～4次减少为1～2次，在保证产量和品质的前提下，提高水分利用效率；减少底氮用量，起身拔节期重施氮肥，提高氮肥利用率，实现节本增效。     

不同水氮处理对小麦耗水特性及产量的影响

为给小麦高产节水栽培提供理论依据,以百农矮抗58为材料,在大田条件下设置3个灌水水平[不灌水(W0),灌1水(W1,拔节水),灌2水(W2,拔节和开花水)]和5个施氮水平[0kg·hm-2(N0)、90kg·hm-2(N1)、180kg·hm-2(N2)、240kg·hm-2(N3)、300kg·hm-2(N4)],研究水氮处理对冬小麦耗水特性及产量的影响。结果表明,随着施氮量的增加,小麦总耗水量和土壤贮水消耗量先增加后降低,以N3处理最高,各种水分利用效率也表现出相似趋势。随灌水次数的增加,总耗水量、土壤水利用效率和降水利用效率均提高,而水分利用效率和灌水利用效率则相反。阶段耗水量均随灌水次数增加而提高,施氮对阶段耗水量的影响因灌水不同而异,其中,N2和N3处理在拔节至开花期的耗水量较高,而在开花至成熟期则较低。籽粒产量随施氮量增加呈先升后降趋势,随灌水次数增加则持续提高。综合考虑产量和生产成本,W1N3处理为本试验条件下节水高产的水氮运筹推荐模式。     

灌水与施磷对小麦氮素积累运转及水分利用效率的影响

为探讨小麦产量形成过程中灌水与施磷的作用,以黄淮南部高产麦田主导小麦品种百农207和豫麦49-198为供试材料,在大田多年定位试验条件下,研究了灌水与施磷对冬小麦干物质积累、转运及水分利用效率的影响。结果表明,与不施磷(P0)相比,施磷条件(P1,150 kg·hm~(-2))下小麦花后干物质积累量、营养器官氮素转运量、籽粒产量和水分利用效率均显著提高,其中百农207和豫麦49-198花后干物质积累量分别增加132.9%和105.9%,花后营养器官氮素转运量分别增加65.3%和51.2%,籽粒产量分别提高76.9%和51.8%,水分利用效率提高55.1%和29.2%。灌水有利于小麦花后营养器官氮素转运量及籽粒氮素积累,提高籽粒产量。与不灌水(W0)相比, W1(拔节水)和W2(拔节水+开花水)条件下百农207花后营养器官氮素转运量分别增加14.1%和17.7%,籽粒产量分别提高15.3%和28.8%;豫麦49-198氮素转运量分别增加40.1%和58.9%,籽粒产量分别提高22.8%和16.8%。水、磷对小麦籽粒产量的影响存在一定的互作效应。百农207和豫麦49-198籽粒产量分别以W2P1和W1P1处理最高,较W0P0处理分别提高116.3%和69.1%。综合考虑,施用磷肥150 kg·hm~(-2)结合灌水1～2次既能实现小麦高产,又能维持较高的水分利用效率。     

灌水对不同小麦品种物质生产及水分利用的影响

为给黄淮海地区小麦节水栽培提供理论依据,选用3个小麦品种（泰山23、潍麦8号和山农12）为材料,研究了不同灌水处理下小麦干物质积累转运和产量及水分利用效率的差异。结果表明,不灌水条件下,泰山23开花前营养器官贮藏同化物对籽粒的贡献率高于开花后同化物,潍麦8号和山农12的籽粒产量主要来源于花后同化物。随灌水量的增加,泰山23和山农12花前营养器官贮藏同化物的转运量、转运率及对籽粒的贡献率均降低,花后同化物输入籽粒量及其对籽粒的贡献率增加,潍麦8号则反之。不灌水条件下,泰山23和潍麦8号的旗叶初始荧光强度(Fo)和实际光化学效率(ΦPSⅡ)高于山农12,表明缺水对泰山23、潍麦8号光系统PSⅡ的影响小于山农12。随灌水量的增加,泰山23的旗叶光合速率、Fo、Fv/Fm和Fv/Fo的变化幅度较小,表明泰山23的旗叶光合性能较其他品种稳定。同一灌水条件下,籽粒产量和灌水利用效率为泰山23>潍麦8号>山农12,收获指数为山农12>泰山23>潍麦8号。综合考虑产量、水分利用效率和灌水利用效率,泰山23最优,潍麦8号次之,山农12最低;底墒水+拔节水是小麦获得高产和高水分利用效率的的最佳灌水模式。     

微喷带补灌对冬小麦耗水特性和产量的影响

为给适于麦田精量灌溉的新型灌溉设施和方法的研发提供理论依据,于2011-2013年冬小麦生长季,选用高产冬小麦品种济麦22为材料,以全生育期不灌水处理和传统畦灌处理为对照,设置6个不同带宽(60、80、100mm)和孔径(1.0和0.8mm)配置的微喷带补灌处理,研究了微喷补灌对冬小麦耗水特性和产量的影响。结果表明,在60~100mm带宽范围内适当增大微喷带带宽,或在80mm带宽下增加内喷孔孔径均可显著提高灌溉水分布均匀系数。带宽80mm、内喷孔孔径1.0mm配置的微喷带灌溉处理(T80/1.0)下小麦拔节期至开花期对80~200cm土层贮水的消耗量低于其他处理,对0~40cm土层贮水的消耗量亦较低,其开花期补灌水量、全生育期总灌水量和总耗水量均低于其他微喷带灌溉处理。T80/1.0处理籽粒产量、水分利用效率及灌溉效益均显著高于带宽为60mm的处理及内喷孔孔径为0.8mm、带宽为80mm和100mm的处理;T80/1.0处理与传统畦灌处理相比,灌水均匀度和籽粒产量均无显著差异,但全生育期总灌水量减少33.2~70.8mm,总耗水量减少47.6~52.2mm,水分利用效率提高2.1~2.9kg·hm-2·mm-1。说明小麦生育中后期采用带宽80mm、内喷孔孔径1.0mm配置的微喷带进行按需补灌,有明显的节水高产效果。     

不同灌水模式对冬小麦产量及水分利用的调控效应

为明确不同灌水次数和灌水时期对小麦产量和水分利用效率的影响,在池栽条件下,以小麦品种矮抗58为材料,设置全生育期不灌水(W0)、灌拔节水(W1)、灌拔节水+孕穗水(2水,W2)和灌拔节水+孕穗水+灌浆水(3水,W3)4个处理,通过定位试验探讨不同灌水方式对小麦产量及水分利用效率(WUE)的调控效应。结果显示,与W0处理相比,3个生长季W1、W2和W3处理的平均产量分别提高37.2%、52.9%和52.7%,而平均耗水量分别增加27.1、70.4和94.9mm;灌水的增产效果在不同年份间存在差异,干旱年份的增产幅度显著大于正常年份。小麦总耗水量和WUE、产量均呈二次曲线关系,其中WUE以W1为最大,而产量以W2最大。综合考虑小麦产量和水分利用效率,正常降水年份在拔节期灌1次水、干旱年份灌拔节水+孕穗水(2水)为小麦节水高产灌溉模式。     

灌水对不同小麦品种旗叶渗透调节、光合速率及产量的影响

为了解灌水对不同小麦品种旗叶水分生理特性和产量的影响,于2009-2010年度在田间栽培条件下,以2个小麦品种济麦22和洲元9369为材料,采用测墒补灌的方法研究了不灌水(W0)、拔节期0～140cm土层土壤相对含水量补灌至75%+开花期补灌至70%(W1)、拔节后8d补灌至75%+开花后8d补灌至70%(W2)、拔节后8d补灌至75%+开花后8d补灌至75%(W3)4个不同灌水处理下小麦旗叶渗透调节、光合速率和籽粒产量的差异。结果表明:(1)W3处理的小麦旗叶相对含水量、水势、渗透调节能力和光合速率高于W1和W2处理;济麦22旗叶相对含水量低于洲元9369,旗叶水势、渗透调节能力和光合速率高于洲元9369。(2)W3处理下穗数和千粒重显著增加,但穗粒数显著低于W1处理,以高的灌水量和耗水量获得最高籽粒产量,水分利用效率无显著变化。济麦22籽粒产量、穗数、千粒重、耗水量和水分利用效率均显著高于洲元9369,穗粒数低于洲元9369。本试验条件下,在拔节后8d和开花后8d0～140cm土层平均土壤相对含水量补灌至75%,是兼顾节水和高产的最优处理。     

播前贮墒量对黑龙港平原旱作冬小麦产量及水分利用的影响

为明确黑龙港平原正在推广应用的冬小麦贮墒旱作栽培的播前土壤适宜墒情,研究了不同贮墒水平对小麦产量和水分利用效率的影响。试验于2014-2015和2015-2016年在河北吴桥进行,通过播前补灌设置5个贮墒水平,即2 m土体含水量分别为田间持水量的75%(W1)、80%(W2)、85%(W3)、90%(W4)、100%(W5)。结果表明,随贮墒量的增加,小麦全生育期耗水量显著增大,以W5处理的耗水量最大;提高贮墒量可促进小麦增产,但在贮墒量达到一定程度后产量变化不再明显,两年平均产量以W4处理最大;在W1、W2和W3处理间小麦水分利用效率差异不显著,而W4和W5处理显著低于前三个处理。在本试验土壤及降雨条件下,把播前2m土壤含水量调整为田间持水量的85%~90%是贮墒旱作最适宜的贮墒水平。     

夏闲期施肥与覆盖处理对旱地冬小麦产量和土壤水分利用的影响

为给旱地夏闲期管理提供参考依据,采用大田试验,研究了夏闲期施肥与覆盖处理对旱地冬小麦土壤储水量、产量及水分利用效率的影响。结果表明,夏闲期施肥可明显提高播前0~100、100~200 cm土层储水量,增加了冬小麦穗数、籽粒产量和水分利用效率;不论施肥与否,地膜覆盖与纸覆盖均可提高播前底墒,增加小麦穗数和穗粒数,显著提高籽粒产量和水分利用效率,且地膜覆盖处理效果优于纸覆盖;施肥可增进覆盖的保水、增产及高效用水的作用。因此,旱地夏闲期可通过施肥与覆盖技术改善土壤水分状况,为旱地秋播作物高产创造条件。     

不同降水年型下旱地深翻时间和施肥方式对小麦产量及水肥利用率的影响

为提高旱地小麦自然降水和肥料利用效果以实现稳产高产栽培,通过3个不同降水年型田间试验,研究了晋南旱地麦田休闲期深翻时间和氮、磷施用方式对小麦群体、产量及水肥利用率的影响。结果表明,休闲期降水量及其分布、深翻时间和施肥方式共同影响旱地小麦播前0~200 cm土壤蓄水量、产量、水肥利用效率。休闲期丰水年较平水年和枯水年分别增产75.29%和170.39%,播前0~200 cm土壤贮水量分别多42.77 mm 和116.91 mm,水分利用效率分别高2.94和8.77 kg·mm^-1·hm^-2,氮、磷利用效率也较高。8月中上旬深翻蓄水效果较好,可促进小麦植株和籽粒对氮、磷的吸收,增加冬前茎数和穗数,8月中旬深翻较7月中旬深翻增产5.43%~18.15%,播前0~200 cm土壤贮水量增加12.12~18.45 mm,水分利用效率和磷素利用率也较高。与播种前配施氮、磷肥相比,8月中上旬深翻时配施磷肥,播种前施入氮肥,可提高冬前和拔节期茎数、穗数和穗粒数,促进氮、磷积累和转运,从而增产,同时提高收获期0~200 cm土壤贮水量和水分利用率。在当前气候、栽培条件下,晋南丘陵旱地不同降水年型下均以8月中上旬深翻配施磷肥,播种前施入氮肥可提高土壤渗水特性,最大限度纳秋雨蓄墒,增加小麦冬前和拔节期茎数和穗数,提高产量和水肥利用效率。     

播种期补灌对土壤含水量和小麦籽粒产量的影响

为明确播种期0~200 cm土体贮水量及其纵向分布对小麦出苗、群体发育和籽粒产量的调节作用,于2013-2014年度小麦生长季,在土壤容重、田间持水量和肥力条件一致,而小麦播前土壤贮水量不同的A、B两个地块,在播种期设置不同的计划湿润层深度和目标土壤含水量进行补灌。结果表明,在地块A和地块B 0~100 cm土层土壤贮水量分别为201.5和266.3 mm、0~200 cm土层土壤贮水量分别为554.2和586.4 mm的条件下,播种期补灌,土壤水分平衡后,灌溉水在地块B下渗的深度较大,但主要集中在60 cm以上土层,其中0~10和0~20 cm土层土壤含水量提高的幅度最大;小麦出苗率主要受播种期0~10 cm土层土壤含水量的影响,而群体发育、干物质积累和产量形成则受播前土壤贮水量和播种期补灌水平的共同影响。播种期上部土层土壤含水量过低不利于幼苗发育,显著减少越冬至拔节期间的单位面积茎数。播种前0~100 cm土层土壤贮水量过低,即使播种期在一定范围内增加补灌水量,并于拔节期和开花期再补灌,仍会制约小麦生育中后期的生长,导致成穗数和干物质积累量减少,产量降低。在同一底墒条件下,小麦总耗水量和籽粒产量均随播种期补灌目标土壤相对含水量的提高呈增加趋势,但补灌水量过多,籽粒产量不再增加,水分利用效率降低。     

减少灌水次数对河北冬性强筋小麦产量和品质的影响

为明确不同生态环境下减少灌水次数对冬性强筋小麦产量和品质的影响,以冬性强筋小麦品种农优3号和中麦998为材料,分别在冀中北生态区的徐水区和冀东生态区的昌黎县进行大田试验,设3个灌水次数处理(CK:越冬水+拔节水+开花水;W_2:越冬水+拔节水;W_1:越冬水),研究了不同灌水次数对冬性强筋小麦叶面积系数、干物质积累、籽粒产量和品质的影响。结果表明,随灌水次数减少,两个供试小麦品种孕穗期叶面积系数呈下降趋势,W_1处理显著低于其他处理;减少灌水次数导致2个冬性强筋小麦地上部的干物质积累量显著降低,而对收获指数的影响因品种而异,其中农优3号收获指数呈上升趋势,而中麦998以W_2处理最大。减少灌水次数使冬性强筋小麦有效穗数、穗粒数和千粒重显著降低,导致产量显著降低。灌水次数减少造成冬性强筋小麦籽粒容重和蛋白质含量提高,稳定时间延长,但湿面筋含量和沉降值下降。本研究条件下,徐水点农优3号的产量较高,而昌黎点中麦998的产量较高;相同灌水处理下,同一品种在昌黎点的品质指标优于徐水试验点。综上,在河北冬性强筋小麦种植区可以选用灌越冬水和拔节水协调其籽粒产量和品质。     

水氮互作对济麦20籽粒蛋白质品质及氮素和水分利用效率的影响

为给强筋小麦高产优质栽培的水氮合理运筹提供理论依据,以强筋小麦济麦20为试验材料,在大田条件下设置了3个施氮水平：0 kg·hm-2（N0）、180 kg·hm-2（N1）、240 kg·hm-2（N2）;每个施氮水平下设置4个灌水处理：不灌水（W0）、底水+拔节水+开花水（W1）、底水+冬水+拔节水+开花水(W2)、底水+冬水+拔节水+开花水+灌浆水(W3),每次灌水量60 mm,研究了水氮互作对强筋小麦济麦20籽粒蛋白质品质及其相关酶活性、产量及氮素和水分利用效率的影响。结果表明,旗叶硝酸还原酶、谷氨酰胺合成酶、内肽酶、羧肽酶和氨肽酶活性均为N2处理最高,N0处理最低。各施氮水平下硝酸还原酶活性和谷氨酰胺合成酶活性均以W0处理最低,W3处理与W1和W2处理相比,灌浆后期硝酸还原酶活性和谷氨酰胺合成酶活性提高,但各蛋白质水解酶活性降低。不施氮条件下,W3处理促进了籽粒蛋白质积累;施氮条件下,W1、W2和W3处理的籽粒蛋白质含量无显著差异。每公顷施纯氮180 kg条件下,W1处理的沉淀值高于其他灌水处理,湿面筋含量、面团稳定时间、籽粒产量、氮肥表观利用率和氮肥农学效率与W2处理无显著差异,高于W0和W3处理,水分利用效率高于W2和W3处理。综合考虑籽粒品质、产量、氮素和水分利用效率,施氮量为180 kg·hm-2、全生育期灌底水+拔节水+开花水的N1W1处理为高产优质高效的最佳组合。     

减少灌水次数对强筋小麦氮素积累转运和籽粒蛋白质含量的影响

为探究减少灌水次数对强筋小麦氮素积累、转运和籽粒蛋白质含量的影响,选用4个强筋小麦品种(津农7号、农优3号、师栾02-1和中麦998),在大田条件下设置3种灌水处理(CK:冬水+拔节水+开花水;W2:冬水+拔节水;W1:冬水),研究了减少灌水次数对强筋小麦植株各器官氮素的积累与转运、籽粒蛋白质及其组分的含量、蛋白质产量和籽粒产量的影响,并对协调强筋小麦籽粒蛋白质含量和产量的适宜灌水次数进行了探讨。结果表明,减少灌水次数后,强筋小麦营养器官氮素积累量明显降低,氮素转运量增加;籽粒蛋白质含量升高;蛋白质组分的变化表现为,清蛋白、球蛋白和谷蛋白含量升高,醇溶蛋白含量下降;籽粒产量显著下降,水分利用效率升高,但不同品种增幅不同。综上所述,减少灌水次数能促进强筋小麦营养器官的氮素向籽粒转运,使籽粒蛋白质含量升高,籽粒蛋白质品质得到改善。本试验条件下,W2处理(冬水+拔节水)可以有效协调强筋小麦产量和籽粒蛋白质含量的关系,同时提高水分利用效率。     

不同种植模式对冬小麦产量及水分利用特性的影响

为探讨适宜河北山前平原高产限水区冬小麦节水稳产的种植模式,于2014-2015年研究了不同种植模式对最大叶面积指数、群体变化、表层土壤水分含量、耗水特性、产量及水分利用效率的影响。试验设秸秆覆盖(微喷灌)、全膜覆土穴播(不灌水)、垄上覆膜(膜侧条播,淋灌)、免耕沟播(每沟淋灌)、免耕沟播(隔沟淋灌)、微喷灌对照、畦灌对照共7个处理,畦灌对照灌水量为150mm(越冬水和拔节水各75mm),各微灌处理灌水量均为30mm(拔节水)。结果表明,秸秆覆盖处理较微喷灌对照增产2.1%,差异不显著,水分利用效率二者相同;秸秆覆盖处理冬前、返青期、拔节期表层土壤水分含量均高于微喷灌对照。秸秆覆盖处理、微喷灌对照较畦灌对照分别减产0.6%和2.6%,差异不显著,而水分利用效率同为31.7kg·hm-2·mm-1,较畦灌对照增加32.1%,差异极显著。秸秆覆盖处理成穗率显著高于微喷灌对照,微喷灌对照成穗率显著高于畦灌对照;秸秆覆盖处理冬前0~20cm土层含水量较微喷灌对照、畦灌对照分别增加6.36%和5.92%,差异均显著。秸秆覆盖处理下冬小麦生育期土壤水消耗量略低于膜侧条播处理,而高于其他微灌处理,说明秸秆覆盖模式在降水量偏少的年份有利于冬小麦利用0~2m土壤贮水。