打开文本图片集

摘要：为探明不同灌溉量对小麦生长状况及产量的影响，设置灌溉量以0m3/亩（S0）、24m3/亩（S1）、48m3/亩（S2）、72m3/亩（S3）、96m3/亩（S4）、120m3/亩（S5）6个梯度，形成一套集有限灌溉、有机肥施用及氮磷钾肥优化配比等于一体的技术集成模式，通过观察不同灌溉量对小麦旗叶SPAD值、形态特征、干物质积累及产量构成因素的影响，得出最佳灌溉方案。试验结果表明，孕穗期、成熟期S3处理小麦旗叶SPAD值显著高于其他处理，灌浆期、蜡熟期S4处理小麦旗叶SPAD最高。小麦单株分蘖数在拔节期表现为S4最高，在孕穗期表现为S3最高，小麦株高在孕穗期、开花期均以S4处理最高。小麦干物质积累量在拔节、收获期均表现为S3最高，在孕穗期和开花期均表现为S4最高。小麦穗数S3最高，穗粒数、千粒重、产量S4最高。适量灌溉与合理施肥能够促进小麦的生长发育，不仅节约成本还能提高产量，在黄土旱塬区发展节水农业具有非常重要的意义。

关键词：灌溉量；小麦；生长状况；产量

0 引言

小麦作为世界上重要的粮食作物之一，其产量和质量对于保障全球粮食安全具有重要意义。渭北旱塬作为陕西省旱地农业生产的主要区域，为区域粮食安全做出了重要贡献，冬小麦是渭北旱塬区的主要粮食作物，但因干旱缺水、土壤养分不足等因素限制了粮食产量的进一步提高[1]。

山仑等[2]指出，在旱作区单施无机肥不利于土壤养分的提高，而有机无机肥料配施较有机和无机单施可显著提高土壤肥力。随着综合生产能力的不断提高，农民对土地的投入也在逐渐增加，但目前仍然存在施肥不足与过量并存，重化肥而轻有机肥的现象，并且由于长期滥用化肥导致土壤质量下降及环境污染问题出现[3]。渭北旱塬区冬小麦传统的施肥方式多为“一炮轰”，而且该地区气候干旱、降水分布不均，大部分麦田无灌溉条件，只有极少数麦田能在返青时得到一次春灌，灌水量约130mm左右。在这种传统的水肥投入条件下，不仅产量无法得到有效提高，而且水氮利用效率低、损失量大[4]。因此，如何采取有效措施来提高水分和养分利用效率、提高作物产量，并对土壤进行改良，已成为提高当地农业生产力水平的关键。

在旱作农业区开展优化施肥与节水灌溉相结合，可以使小麦在生育期内协调水肥并能均衡生长发育，提高水氮利用效率，从而获得高产[5]。研究表明，拔节期追氮补灌可以显著提高冬小麦产量及水氮利用效率，有机肥和化肥配合施用对提高土壤有机质含量、改善土壤结构、培肥土壤、提高农作物产量具有重要意义[6]。本试验从渭北旱塬区冬小麦生产实际出发，通过优化水肥模式，形成一套集有限灌溉、有机肥施用及氮磷钾肥优化配比等于一体的技术集成系统，为实现该地区冬小麦的高产提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地位于陕西省铜川市耀州区阿姑社村，地处渭北高原，东经108°53'55"，北纬 34°58'45"，海拔740m，属暖温带半干旱半湿润大陆性季风气候，年平均降雨量为554mm，年平均气温12.3℃，无霜期206ｄ，昼夜温差大，光照充足，年日照时数达2286.5h。

试验于2022年10月底布设，试验地区以前一直为大田传统耕作，通常为氮磷配施，施肥量均为90-120kg/hm2，无有机肥投入。项目区位于黄土塬区，冻土层厚度为54cm，塬面平缓，微向东南倾斜，成明显的阶梯状。土壤类型为中壤土，壤土质属微碱性，通气、透水和保土、保肥性能较好，不仅适合于大多数农作物生长需要，而且也有利于固氮菌类活动，能够增加固氮能力。0-20cm土层有机质质量分数为10.85g/kg、全氮0.57g/kg、有效磷14.55mg/kg、速效钾128.5mg/kg、pH为8.42。

1.2 试验设计

供试冬小麦品种选用小偃22。灌溉量设置6个处理：S0：不灌溉；S1：滴灌，灌水量24m3/亩；S2：滴灌，灌水量48m3/亩；S3：滴灌，灌水量72m3/亩；S4：漫灌，灌水量96m3/亩；S5：漫灌，灌水量120m3/亩。每个小区面积为120m2（长12m，宽10m），小区之间以垄隔开，取样时避开边缘4行。处理之间随机分布，每个处理3个重复。

施肥采取基施和追施相配合的方式。所使用的氮肥为尿素（N 46%），磷肥为磷酸二铵（P2O5 61%），钾肥为氯化钾（K2O 62%），羊粪有机肥的有机质、全氮、全磷和全钾含量分别为46%、1.32%、0.56%和2.1%。羊粪有机肥施肥量为9t/hm2，化肥施肥量为量N：180kg/hm2，P2O5：120kg/hm2，K2O：60kg/hm2。羊粪和50%氮肥及全部磷钾肥底施，剩余50%氮肥在拔节期追施，水肥同施。滴灌模式先将当前生育期灌水量总体积的1/3水施用到处理中，然后将溶解有尿素的肥料液施用到当前处理中，并将剩余灌水量灌溉到处理小区内。漫灌模式则是先由人工将尿素撒入小区，然后拖拽管道进行灌溉。在小麦生育期共灌水4次，分别为蒙头水、返青水、拔节水、灌浆水。

小麦以宽（20cm）窄（18cm）行方式播种。漫灌区采用小白龙方式灌溉，滴灌区滴灌管铺设方式为1管4行，主输水管道设置在每个小区的中间，从小区中间往二侧供水，以尽量减小压力不同引起的差异。毛管采用迷宫式滴灌管，管径20mm、滴头间距为20 cm，滴头流量为 6L/h。

1.3 样品采集与项目测定方法

每个试验小区分为动态采样区和测产区两部分，植物样品采集取自动态采样区，测产区专门用于成熟期测产。于拔节期、孕穗期、开花期、收获期在田间选择长势均匀的区域，取1m双行小麦植株样品，带回进行株数、分蘖数、株高、地上部干物质重的测定；SPAD值使用SPAD-502 SPAD仪在田间试验小区内随机选取15株小麦旗叶测定，每片旗叶从上中下测定3次取平均值作为该片旗叶SPAD值。

1.4 数据处理

采用Excel 2010软件对数据进行整理分析，采用DPS软件进行统计分析，采用最小显著极差法LSD进行差异显著性检验（P<0.05）。

2 结果与分析

2.1不同灌溉模式对小麦旗叶SPAD值的影响

不同灌溉模式对小麦不同生育期旗叶SPAD值的影响如表1所示。由表1可知，不同灌溉模式对小麦不同生育期旗叶SPAD值的影响不同。不同处理小麦旗叶SPAD值均在灌浆期达到最大值，至成熟期降至最小值。孕穗期、成熟期S3处理小麦旗叶SPAD值显著高于其他处理，扬花期S5处理小麦旗叶SPAD值最高，灌浆期、蜡熟期S4处理小麦旗叶SPAD最高。

2.2不同灌溉模式对小麦形态特征的影响

不同灌溉模式对小麦形态特征的影响如表2所示。小麦单株分蘖数在拔节期表现为S4最高，在孕穗期表现为S3最高，且处理间差异显著。小麦株高在孕穗期、开花期均以S4处理最高，在孕穗期表现为S4>S3>S5>S2>S0>S1，在开花期表现为S4>S3>S2>S5>S0>S1，但不同处理间差异均不显著。小麦的株数在两时期均无明显差异，说明各处理下小麦出苗及播种均匀。

2.3不同灌溉模式对小麦干物质积累量的影响

不同灌溉模式对小麦干物质积累量的影响如表3所示。小麦干物质积累量在拔节、收获期均表现为S3>S5>S4>S2>S1>S0，且处理间差异显著；在孕穗期和开花期均表现为S4最高，孕穗期为S4>S5>S3>S2>S1>S0，且处理间差异显著，开花期为S4>S3>S5>S2>S1>S0，且处理间差异显著。

2.4不同灌溉模式对小麦产量构成因素的影响

不同灌溉模式对小麦产量构成因素的影响如表4所示。不同处理小麦产量构成因素差异明显。S3处理小麦穗数较S0、S1、S2分别多16.8%、15.5%、5.2%，差异显著，较S4、S5差异不显著。S4处理小麦穗粒数最高，与S3、S5处理之间无显著性差异，与S0、S1、S2处理差异显著。S4处理小麦千粒重为42.7g，显著高于其他处理。产量较高的2个处理是S3和S4，较低的2个处理是S1和S2。不同处理产量均值为6540.2kg/hm2，S3、S4、S5处理产量均高于平均水平。S4处理较S0、S1、S2处理分别增产13.2%、11.6%、10.4%，增产效果显著。

3 讨论与结论

叶绿素是植物进行光合作用的基础，叶绿素量的高低在一定程度上也可间接反映作物光合作用的强弱[7]。叶绿素量与植物生长发育密切相关，SPAD值与叶绿素量呈正相关。不同处理小麦旗叶SPAD值随生育期的变化趋势相同，均表现为随着小麦生育进程的推进，小麦旗叶SPAD值先增加后降低。孕穗期，S3、S4处理小麦SPAD值显著高于其他处理，有利于小麦花前干物质的产生。较高的SPAD值有利于光合作用进而影响干物质的形成与积累。

有研究表明，小麦籽粒产量大部分来自花后的光合生产，籽粒产量的最终形成是花前和花后光合产物共同作用的结果，作物较高的经济产量依赖于较高的总干物质量[8]。研究发现，小麦籽粒干物质的积累一方面源于花后物质产生，另一方面源于花前累积干物质向籽粒的转移[9]。因此，干物质的累积与转移对提高籽粒产量具有重要意义。本试验中，S3、S4处理小麦干物质积累量显著高于其他处理，因此其籽粒产量显著高于其他处理。

从小麦形态特征也可看出，适量的灌溉对小麦的生长发育具有重要作用，小麦种植区可根据实际情况制定灌溉方案。在渭北黄土旱塬区发展节水农业，不仅能节约大量水资源，还能大幅提高小麦产量，促进旱地农业的可持续发展。

参考文献：

[1]张勇.从陕西水资源状况看节水灌溉[J].干旱地区农业研究，2002，20（3）：60-61.

[2]山仑，陈国良.黄土高原旱地农业的理论与实践[M].北京：科学出版社，1993：1-5.

[3]张福锁，崔振岭，王激清，等.中国土壤和植物养分管理现状与改进策略[J].植物学通报，2007，24（6）：687-694.

[4]贾亮，翟丙年.渭北旱塬不同水肥优化模式对冬小麦产量及水氮利用效率的影响[J].西北农业学报，2017，26（12）：1768-1775.

[5]张忠学，于贵瑞.不同灌水处理对冬小麦生长及水分利用效率的影响[J].灌溉排水学报，2003，22（2）：1-4.

[6]张益望，刘文兆，王俊.补充灌溉及氮磷配施对冬小麦产量形成和水氮利用的影响[J].生 态学杂志，2010，29（7）：1307-1313.

[7]徐凤娇，赵广才，田奇卓，等.施氮量对不同品质类型小麦产量和加工品质的影响[J].植物营养与肥料学报，2012，18（2）：300-306.

[8]孟凡德，马林，石书兵，等.不同耕作条件下春小麦干物质积累动态及其相关性状的研究[J].麦类作物学报，2007， 27（4）：693-698.

[9]吴祯，张保军，海江波，等.不同种植方式对冬小麦花后干物质积累与分配特征及产量的影响[J].麦类作物学报，2017， 37（10）：1377-1382.

科研项目：陕西省土地工程建设集团内部科研项目（DJNY2022-44）