不同生育期灌水对小麦产量形成和水分利用效率的影响

发布时间：2020-07-18 15:59

【摘要】：水是作物生长发育和产量形成不可或缺的生命物质,由于降水时空分布不均,水分不足成为很多地区小麦生长发育的主要限制因子,小麦整个生育期中或多或少都会受到一定的水分胁迫,从而影响到小麦的生长发育和产量形成。试验于2015年10月-2017年6月分别在扬州大学江苏省遗传生理重点实验室试验农牧场、加拿大农业部渥太华研究发展中心和徐州市睢宁农业示范区进行,扬州池栽试验设计前茬与灌水次数二因素随机区组试验,以前茬作物为主区,设玉米茬和水稻茬两个水平,以灌溉次数为副区,设不灌水(CK)、拔节灌1水、孕穗灌1水、拔节+孕穗灌2水共四个水平,研究不同前茬和灌水模式下小麦产量、光合能力和水分利用效率等的变化;加拿大进行的试验在人工温室中进行,设计不同时期中度干旱后不同灌水处理试验,研究小麦不同时期受中度干旱后不同灌水目标土壤相对含水量对小麦产量、光合能力,渗透调节物质等的影响,旨在明确小麦干旱后灌水造成的生理变化;睢宁地区的大田试验采用二因素随机区组试验,灌水方式为主区,设畦灌和微喷补灌两种方式,灌溉时期为裂区,设拔节期灌1水,孕穗期灌1水,开花期灌1水,拔节期和孕穗期灌2水,拔节期和开花期灌2水,孕穗期和开花期灌2水,拔节期、孕穗期和开花期灌3水等七种方案,另设置一个不灌水处理(CK)。研究不同灌溉方式、灌水时期及其组合对小麦产量及其结构、响应机理、水分利用效率等的影响,探讨黄淮南部稻茬小麦节水高产的有效途径,以期为黄淮南部稻茬小麦节水高产栽培提供理论和实践依据。试验主要结果如下:1、稻茬小麦和玉米茬小麦在生育前期生长情况有显著差异,玉米茬小麦叶面积在孕穗期前都显著大于稻茬小麦,干物质积累在开花期之前高于稻茬小麦;开花期后稻茬小麦和玉米茬小麦的剑叶SPAD值和剑叶净光合速率均没有显著差异,花后干物质积累差异也不显著,最终产量玉米茬小麦略高但差异并不显著。从灌水时期来看,拔节与孕穗都灌水的处理产量最高,但水分利用效率较低,孕穗灌水处理产量和水分利用效率较高。综合来看,以高产为首要目的情况下可在拔节期和孕穗期各灌水60mm;在孕穗期灌60 mm水可兼顾较高产量和水分利用效率。2、在拔节期和开花期受旱会导致小麦减产,干旱后灌水可减少产量的损失。拔节期干旱会导致小麦叶面积减少,但是小麦剑叶单位面积干物重增加,即小麦叶片厚度增加,因此对产量损失有一定补偿,而开花期干旱小麦每穗粒数和千粒重显著降低,产量损失比拔节期更多;而相同时期干旱处理后灌水目标土壤相对含水量为60-65%和70-75%的处理之间差异不大。说明小麦在拔节期遭遇轻度干旱后灌水对产量影响不大,但开花期需保证小麦供水充足,灌水时目标土壤相对含水量设为60-65%在小麦的耐受范围之内。3、不同时期灌水对小麦影响显著,拔节+孕穗期灌2水可以增加小麦穗数,开花期灌1水对提高粒数和千粒重有明显作用;小麦的LAI、SPAD值、剑叶净光合速率、干物质积累和氮素积累等都随灌水次数增加而增加,最终产量也增加,灌水处理平均增产14.7%。灌两次水的处理中,拔节+孕穗期灌水效果最优,只灌一次水情况下拔节期灌水效果最好。灌水处理后,保护酶活性和MDA含量降低,说明灌水后小麦处于水分胁迫较小的状态;畦灌的增产效果优于微喷灌,经济效益更高,但微喷灌处理的WUE明显高于畦灌,灌溉效益也更高,即灌水量相同情况下增产效果更好,用水更加高效。4、小麦以高产为生产目标,气候干旱年型条件下可分别在拔节期、孕穗期和开花期各进行一次畦灌,降水较多时可适度减少灌溉次数,孕穗期灌水可兼顾产量和水分利用效率;若以节水高产并重为首要生产目标,则建议在拔节和孕穗期分别进行一次微喷灌。
【学位授予单位】：扬州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S512.1
【图文】：

剑叶,小麦剑叶,前茬,净光合速率

图２－１不同前茬和灌水对小麦剑叶ＳＰＡＤ值的影响（２０１５－２０１６）逡逑２．２．３对剑叶净光合速率（Ｐｎ）的影响逡逑由图２－２可以看出，小麦花后剑叶净光合速率呈先升高后下降的趋势，在开花十天左逡逑右时达到最高值，灌水处理提高了小麦净光合速率，开花初期，各灌水处理剑叶净光合速逡逑率显著高于对照，但各灌水处理之间差异不显著，到花后２０天，灌两次水的处理花后剑叶逡逑净光合速率显著高于灌一次水的处理（Ｆ＝２４．３８＊＊），拔节灌水处理和孕穗灌水处理之间差逡逑异不显著；花后３０天时，灌两次水的处理净光合速率略高于灌一次水，差异显著（Ｆ＝１５．７２＊邋），逡逑拔节期灌水和孕穗期灌水之间差异不显著；不同前茬处理之间比较，玉米茬小麦花后剑叶逡逑净光合速率略高于稻茬小麦，但差异不显著。由此说明关键生育期灌水可以提高小麦花后逡逑剑叶净光合速率，并延缓叶片光合速率下降速率，灌水次数越多，小麦花后剑叶净光合速逡逑率越高

小麦剑叶,前茬,净光合速率,灌水

水稻茬逦玉米荏逡逑图２－１不同前茬和灌水对小麦剑叶ＳＰＡＤ值的影响（２０１５－２０１６）逡逑２．２．３对剑叶净光合速率（Ｐｎ）的影响逡逑由图２－２可以看出，小麦花后剑叶净光合速率呈先升高后下降的趋势，在开花十天左逡逑右时达到最高值，灌水处理提高了小麦净光合速率，开花初期，各灌水处理剑叶净光合速逡逑率显著高于对照，但各灌水处理之间差异不显著，到花后２０天，灌两次水的处理花后剑叶逡逑净光合速率显著高于灌一次水的处理（Ｆ＝２４．３８＊＊），拔节灌水处理和孕穗灌水处理之间差逡逑异不显著；花后３０天时，灌两次水的处理净光合速率略高于灌一次水，差异显著（Ｆ＝１５．７２＊邋），逡逑拔节期灌水和孕穗期灌水之间差异不显著；不同前茬处理之间比较，玉米茬小麦花后剑叶逡逑净光合速率略高于稻茬小麦，但差异不显著。由此说明关键生育期灌水可以提高小麦花后逡逑剑叶净光合速率

开花期,灌水,中度,小麦叶片

逑２．２．２对叶片ＳＰＡＤ值的影响逡逑从图３－１中可以看出，拔节期中度干旱处理后，对照处理的最上部全展叶ＳＰＡＤ值高逡逑于其他处理，灌水后仍然是对照处理ＳＰＡＤ值更高，约在复水后８天左右ＪＮ和ＪＡＮ处理逡逑ＳＰＡＤ值恢复至对照水平，ＪＳ和ＪＡＳ处理ＳＰＡＤ值略低，但差异不显著，比较节水方案和逡逑正常方案发现，正常方案ＳＰＡＤ值高于节水方案，但差异较小；从图二可知，各处理ＳＰＡＤ逡逑值在处理后４天左右达最大值，之后逐渐下降，开花期中度干旱处理后，对照处理剑叶ＳＰＡＤ逡逑值最高，ＡＮ和ＡＳ处理高于ＪＡＮ和ＪＡＳ，灌水后８天左右ＡＮ和ＡＳ处理ＳＰＡＤ值恢复逡逑至对照水平，但ＪＡＳ和ＪＡＮ处理未能恢复，且下降速率比其他处理更快；节水方案和正常逡逑灌水方案之间变化趋势和拔节期处理时相同。逡逑５０「一？—邋ＣＫ逦５５「逦一？—邋ＣＫ逡逑：：：三１邋Ｊ逦三？ｉ逡逑３４邋逦１逦１逦１逦１——２０邋逦１逦１逦１逦１——逡逑０逦４逦８逦１２逦０逦４逦８逦１２逡逑拔节期处理后天数Ｃｄ）逦开花期处理后天数（ｄ）逡逑图３－１拔节开花期中度干旱后灌水对小麦叶片ＳＰＡＤ值的影响逡逑２．２．３对叶片净光合速率的影响逡逑从图３－２中可以看出，拔节期中度干旱处理结束后，对照最上部全展叶片（展１叶）逡逑的净光合速率明显高于其他处理

【参考文献】