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新疆地处西北干旱区,是我国典型的绿洲灌溉农业区,92.4%的耕地为灌溉农田,然而新疆地区年平均降雨量仅为100-200 mm,农业生产完全依赖于灌溉。近些年,新疆为了应对极端水分短缺以及因为极少降雨和大的蒸散造成的水分平衡,在小麦生产中较好的应用了滴灌技术。然而现在普遍应用的一管四行小麦的滴灌模式需要较大的前期投入。以新春6号为材料,于2014、2015年在大田滴灌试验条件下,研究了不同滴灌模式(TR4:行管比4;TR5:行管比5;TR6:行管比6;小麦行距15 cm)对近行小麦(R1)、次远行小麦(R2)以及远行小麦(R3)产量、品质、水分利用及土壤水氮行间分布状况的影响。主要研究结果如下:1.春小麦产量及土壤水氮分布在三种滴灌模式间的行间差异随着滴灌带间距的增加而增大。增加滴灌带间距,不同行的籽粒产量、穗数、穗粒数和千粒重降低。TR5和TR6远行得到的水氮的量相对于近行大幅降低,水分的亏缺,造成了远行小麦受到干旱胁迫,不利于小麦产量的形成,同时也造成了产量的行间差异。TR5和TR6的产量和水分利用率低于TR4,然而蒸散高于TR4。R2和R3的产量相对于R1减少的百分比远低于灌溉后水分增加量(RIW)。这个机制有利于在减少RIW的前提下发展较大的行管比滴灌模式。2.适当增加滴灌带间距,有利于籽粒面粉品质的提高,但也提高了小麦行间差异。滴灌对不同行小麦品质行间差异的影响主要是由P2-P6品质行间差异引起的。相对于TR4,TR5和TR6提高了新疆春小麦籽粒面粉麦谷蛋白含量和谷/醇比;同时,TR5的总蛋白含量高于TR6,且行间差异较小,说明TR5更有利于提高小麦面粉加工品质。在三种滴灌模式中,TR5和TR6有较高的GMP含量、干湿面筋含量、SDS-沉降值、面团形成时间,由于远行降低幅度较大,特别是在在TR6下行间差异最大,因此TR5更有利于小麦面粉蛋白加工品质的提高。同时,TR5的小麦籽粒具有最小的淀粉直/支比,有利于小麦籽粒淀粉加工品的提高。因此,三种滴灌模式下,TR5的小麦品种相对于TR6具有较小的行间变异系数,因而TR5更有利于新疆春小麦籽粒品质的稳定。对不同滴灌模式下各行小麦籽粒分层分析表明,各行小麦籽粒蛋白质含量差异主要集中在第二到第六层(pearling fraction(P)2-P6)。小麦行间麦谷蛋白差异主要在P2-P7层,籽粒不同层谷/醇比表现为R1和R2显著大于R3,R1和R2差异不显著,面粉麦谷蛋白含量和谷/醇比高低反应了蛋白质加工品质。不同层的GMP含量行间变异主要在P2-P4层较大。干、湿面筋含量的高低直接影响面粉的加工品质,干、湿面筋含量在P2-P4层有较大的行间变异。沉降值行间变异主要在P3-P5层较大。通过籽粒分层分析可知,品质行间变异主要由P2-P5层品质变异引起。3.三种模式间,随着滴灌带间距的增加,春小麦源库碳氮代谢能力降低且行间差异增大。TR4的各行小麦旗叶叶绿素含量、氮含量、可溶性蛋白含量、可溶性糖和蔗糖含量最高,TR5灌浆过程中旗叶可溶性糖与蔗糖含量与TR4差异较小,TR6均低于TR4和TR5,因为远行的旗叶碳氮积累大幅下降,造成滴灌带间距越大,行间差异越大。三种滴灌模式下不同行小麦旗叶磷酸蔗糖合成酶(SPS)活性、硝酸还原酶(NR)活性和谷氨酰胺合成酶(GS)活性均表现为R1大于R2大于R3,且行间差异随着滴灌带间距增大而增大,且在灌浆中期行间变异大于灌浆末期,这可能跟生育前期干旱适应,缓解了远行在灌浆后期再次受到的干旱胁迫,因此行间差异逐渐缩小。更高的氮代谢酶活性有利于更多的氮素同化并向小麦籽粒转运并积累,酶活性的行间差异增大,会导致籽粒最终氮积累及品质的行间差异变大。TR4的小麦籽粒蔗糖合成酶(SS)活性高于其它两个处理,TR6的R3的SS活性较R1和R2显著降低,不利于淀粉的合成,导致行间籽粒重差异较大。TR4和TR5的小麦籽粒SSS和GBSS活性高于TR6,TR6远行小麦籽粒SSS和GBSS活性显著下降,不利于籽粒中的淀粉合成。淀粉是籽粒干重形成得重要组成部分,籽粒淀粉合成相关酶的高低直接影响籽粒淀粉的含量,TR5和TR6远行淀粉合成酶活性降低幅度增大,造成籽粒淀粉合成降低,最终导致产量行间差异随着滴灌带间距的增大而增大。花前干物质转运量对籽粒的贡献率(DMR-C)在适度干旱胁迫下提高,而在重度干旱胁迫下下降。R2和R3适度干旱胁迫下干物质再转运量(DMR)低于R1,然而转运率(DMR-R)和DMR-C却提高了。这与R3的叶面积指数和旗叶相对含水量相对于R1降低的幅度较少有关,也与R2和R3营养生长期干物质积累再转运对籽粒贡献率的补偿性提高有关。增强的花前积累物质的再转运量和叶面积指数保证了远行相对近行产量降幅较少。小麦营养生长阶段干旱适应(前期适度干旱)能够增强小麦对花后抗旱能力,有利于小麦保持较好的水势,保证较高的产量。4.在一管6行小麦滴灌模式下,不同品种间因为根系干重、活力以及叶面积等行间差异造成产量行间差,且产量行间差异在品种间区别较大。在一管6行小麦滴灌模式下,新春40和新春44产量行间差异较小且产量较高,其叶面积和伤流液值较大,并且均与产量呈显著相关性。而新春11和新春22行间差异较大且产量较低,其叶面积和伤流液的值较小。较高的根系干重有利于小麦对土壤水肥的吸收,进而有利于小麦产量的形成。根系干重行间差异较大,也会增加产量的行间差异。筛选在高行管比滴灌模式下,产量较高且行间差异较小的品种对新疆地区稳产增效具有积极意义。