灌水对宽幅条播小麦植株氮素运转及产量品质形成的影响

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该试验于2017至2018年小麦生长季在晋南地区闻喜试验基地进行。以良星99为供试品种,采用大田试验,二因素裂区设计,主区为不灌水、春一水(拔节水)、春二水(拔节水、开花水)、春三水(拔节水、开花水、灌浆水)4个灌溉水平,以播种方式为副区,设常规条播、宽幅条播2个水平。研究不同播种方式及灌水次数对冬小麦生长发育、氮素累积转运、产量及品质的影响,明确晋南地区冬小麦的适宜播种技术及适宜灌水量,试图探索节水灌溉新技术。主要结果如下:(1)随灌水次数的增加,总耗水量同步增加,对土壤水的消耗量随之减少,灌溉量占总耗水量的比例随之增加,降雨利用率随之降低。春3水处理下,土壤供水量约占总耗水量的26%,总耗水量显著最高,自然降雨利用率显著最低,灌水量占总耗水量的比例最高。开花-成熟阶段的耗水量随灌水量的增加同步增加,且与对照处理W0差异显著;该阶段耗水量为105-216mm,耗水模系数为25%-40%,日耗水量为2.5-5mm。拔节-开花阶段的耗水,春1水、春2水处理显著高于春3水。随灌水次数增加,水分利用效率先升高后降低。春1水W1处理下水分利用效率显著最高。相同灌水条件下,宽幅条播与常规条播相比,显著增加麦田总耗水量及水分利用效率,增强天然降雨利用率。宽幅条播显著增加拔节-成熟阶段的耗水量、耗水模系数、日耗水量。(2)随灌水次数的增加,春1水、春2水处理可显著提高孕穗期-开花期群体分蘖数。随灌水次数的增加,可显著提高各生育时期的各生育时期株高、成熟期干物质积累量,与灌水次数呈正相关关系。与对照相比,春1水、春2水可显著提高开花-成熟阶段的株高。与对照相比,各灌水模式分别提高成熟期干物质累积量达800、1800、2500kg/hm2,提高6、13、19个百分比。随灌水次数的增加,可孕小穗数同步增加,不可孕小穗数同步减少。与常规条播相比,宽幅条播显著提高群体分蘖数,分别提高5%、11%、5%、5%。不同生育时期,宽幅条播处理下的叶面积指数高于常规条播,分别提高11%、10%、14%、8%。宽幅条播可显著提高各生育时期的干物质量。相同灌水处理下,宽幅条播较常规条播可显著增加可孕小穗,减少不可孕小穗。(3)随灌次数的增加,成熟期氮素累积量、花前氮素转运量、花后氮素累积量对籽粒的贡献率、氮素吸收效率及氮素生产效率随之同步增长,花前氮素运转量对籽粒贡献率下降;随灌水次数的增加,成熟期叶和茎杆+叶鞘等营养器官中氮素占整株的比例逐渐增大,籽粒占整株的比例逐渐降低。宽幅条播与常规条播相比,显著提高了各生育时期的氮素累积量、花前氮素的转运量、花后氮素累积量及其对籽粒的贡献率,其中,开花前积累氮素的运转量提高2 kg·hm-2,花后氮素积累量提高10 kg·hm-2,花后氮素累积量对籽粒的贡献率提高5个百分比。(4)随灌水次数的增加,单位面积内的穗数、穗粒数、千粒重与冬小麦产量同步增长,灌浆速率增加。以春3水处理下的产量最高,与春2水处理之间无显著差异。与常规条播相比,宽幅条播处理提高穗数0.22%-8.17%,穗粒数1.10%-7.67%,千粒重0.75%-2.47%,产量4.63%-7.94%。(5)随灌水次数的增加,成熟期清、球蛋白含量及蛋白质产量随之同步增长,醇溶、谷蛋白含量同步减少。蛋白质含量随灌水次数的增加先增加再降低,春1水处理蛋白质含量显著最高。成熟期可溶性糖含量随灌水次数的增加同步增加。随灌水量的增加,成熟期籽粒淀粉含量、蔗糖含量先增加再减少,以春2水处理下指标值显著最高,指标值分别为33.6 mg·g-1、75.3%。随灌水量的增加,面筋含量及沉降值增加。随灌水次数的增加,吸水率、面团形成时间、面团稳定时间随之增加,弱化度随之降低,峰值粘度、保持粘度、回升值、最终粘度、峰值时间随灌水次数的增加随之降低。与常规条播相比,宽幅条播可提高清、球蛋白含量及蛋白质含量、蛋白质产量、可溶性糖、蔗糖含量和淀粉含量。(6)开花-成熟阶段,土壤硝态氮含量呈先减少再增加的趋势。硝态氮随灌水次数的增多向深层转移。随灌水次数的增加,0-1m土层内,硝态氮含量呈下降趋势;1-2m土层内,呈上升趋势。综上所述,水地小麦采用宽幅条播播种技术有利于促进生育后期耗水,提高天然降雨利用率,提高水分利用效率,提高群体分蘖数,促进物质生产,获得较高产量和籽粒蛋白质含量,实现高产高效;与春3水处理相比,春2水处理可高效利用灌溉水、降雨、土壤贮藏水,促进植株生长发育,加快物质生产,提高水分利用效率,且增产效果大,在获得高产的同时又促进了蛋白质的积累,更好地调控面粉品质特性,能够更好地起到节水增收的效果,最终达到高产、优质,因此是适合水地小麦种植的最佳节水灌溉技术模式。
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