宁夏引黄灌区早灌头水对春小麦生长发育的影响

来源:用户上传      作者:马文礼 王昊 杨飞

　　摘要 宁夏引黄灌区头水灌溉较迟，影响了春小麦的幼穗分化和产量。为进一步挖掘宁夏春小麦增产潜力，开展了春小麦早灌头水试验。以宁春50为试验材料，采用单因素完全随机区组设计，分析不同早灌头水处理对春小麦生长发育的影响。结果显示，早灌头水延长了小麦生育期，促进了分蘖，增加了穗数，但对小麦株高无影响。此外，早灌头水对小麦单株叶面积有影响，其中4月2日灌水处理的小麦叶面积较大。
　　关键词 春小麦;早灌头水;产量构成因素;宁夏引黄灌区
　　Abstract Water irrigation in Ningxia Irrigation Area was relatively late， which affected the ear differentiation and yield of spring wheat. In order to improve the yield of spring wheat， we carried out the water irrigation test. With Ningchun 50 as the test material， single factor completely random block group design was adopted to research the effects of different water irrigation dates on the growth and development of spring wheat. Results showed that early water irrigation could extend the growth period of wheat， promote the tillering， and enhance the ear number， but showed no impacts in plant height of wheat. Besides， early irrigation showed certain impacts on leaf area per plant， and the treatment of irrigation on March 2rd showed relatively great leaf area.
　　Key words Spring wheat;Early irrigation;Yield component factors;Ningxia Irrigation Area
　　宁夏引黄灌区春小麦田间一般是在冬季灌溉一次冬水，到羿年2月底，气温上升土壤化冻后开始赶墒播种，宁夏在3—4月间气候特点是风多少雨，往往冬季的土壤水分到3月底时基本蒸发完[1-2]，此时宁夏引黄灌区的黄河水还未下来，这就造成了宁夏引黄灌区春小麦一般头水灌溉较迟，经常在4月中旬之后才能灌溉到水，个别渠稍末灌水甚至推迟到4月下旬，而宁夏引黄灌区春小麦分蘖时间在4月中旬，此时也是小麦的三叶期，小麦在三叶期就进入穗分化，分蘖始期至分蘖盛期是影响穗子大小的关键时期，此时春小麦分蘖及幼穗分化对水分及其敏感，若不能及时灌水往往造成分蘖和穗粒数的减少，导致产量不高。
　　大量试验证明，采用滴灌技术种植小麦[3-4]能够通过调节水分条件来影响小麦的分蘖、幼穗分化[5-6]进程和生长发育，实现小麦增产增效[7]，但目前鲜见宁夏地区的相关研究报道。为进一步提高宁夏地区小麦产量，笔者将宁夏引黄灌区灌溉头水灌溉时间提早14 d，研究早灌头水对小麦生长发育的影响，分析在早灌头水的条件下小麦生长发育的变化，为小麦生产实现高产高效轻简化种植提供理论依据。
　　1 材料与方法
　　1.1 试验地概况
　　试验于2018年2—7月在宁夏农垦平吉堡现代农业示范园区进行。前茬作物为小麦，地力条件均匀一致。土壤类型为淡灰钙土，土壤质地为轻壤土，土壤肥力中等偏下，盐碱程度轻。试验地0～20 cm土壤基础肥力如下：有机质12.34 g/kg，全氮0.62 g/kg，全磷0.52 g/kg，碱解氮34.11 mg/kg，速效磷19.29 mg/kg，速效钾84.25 mg/kg，pH 7.70。
　　1.2 试验材料 供试品种为宁春50[8]。
　　1.3 試验方法 试验采用单因素完全随机区组设计，种植方式为匀播，灌水方式设滴灌水肥一体化方式，试验共设3个处理，即4月2日滴水处理（T1）、4月7日滴水处理（T2）、4月12日滴水处理（T3），每处理3次重复，小区面积1 500 m2。滴灌带采用内镶贴片式滴灌带，滴头流量3.0 L/h，滴头间距30 cm，滴灌带铺设间距60 cm，播量为375 kg/hm2。
　　1.4 指标测定及方法
　　1.4.1 生育时期。从播种开始，记录小麦出苗期、三叶期、分蘖期、拔节期、孕穗期、抽穗期、开花期、灌浆期、成熟期等各个生育时期。
　　1.4.2 株高。用钢卷尺测定株高。
　　1.4.3 总茎数。用半径为0.2 cm圆框住数出单位面积的总茎数，然后折合成公顷总茎数。
　　1.4.4 单株叶面积。用钢卷尺测定宽和长，单株叶面积等于宽×长×0.76，每个处理测定15株。
　　1.4.4 产量测定及考种。小麦成熟时每小区收获300 m2进行测产，并在各小区随机取30株植株进行室内考种。
　　1.5 数据统计与分析 采用Excel 2007和DPS 7.05进行数据整理和统计分析。
　　2 结果与分析
　　2.1 不同处理对小麦生育期的影响 从表1可以看出，不同处理小麦生育期整体在110～112 d，变幅为3 d，其中T1、T2处理全生育期为112 d，较T3处理延长3 d。各处理出苗期无差异，从分蘖期开始到成熟期表现出差异，总体表现为T3处理较早。分蘖期T3处理较T1 、T2处理早1 d;拔节期到抽穗期T3、T2处理较T1处理早2 d;开花期到灌浆期T3处理较T2处理早1 d，T2处理较T1处理早1 d;后期（成熟期）各处理差异逐渐增大，T3处理较T1 、T2处理早3 d。由此可以看出，早灌头水可以延长生育期，早灌头水在一定的情况下满足了小麦分蘖时期的需求，延长了各个生育时期，特别是分蘖期到拔节期的延长有效促进了幼穗分化时期的延长，有利于小穗的分化，时间越长则小穗越多，有利于丰产。但是头水灌溉太迟会影响小麦的生长发育，小麦在分蘖时期对水分较敏感，该时期能满足水分需求就可以延长生育期，说明早灌头水在宁夏引黄灌区气候条件下会促进小麦的生长发育。 　　2.2 不同处理对小麦分蘖消长规律的影响
　　2.2.1 对小麦总茎数的影响。由图1可知，3个处理分蘖消长都呈现先增大后减小的趋势，其中T1处理在4月24日呈现分蘖盛期，而T2、T3处理在4月28日呈现分蘖盛期。T1和T2处理的分蘖盛期总茎数差异较小，但与T3处理差异较大，各处理总茎数由高到低依次为T1处理>T2处理>T3处理， T1处理在分蘖盛期为1 422.0万个/hm2，比T2处理多57.0万个/hm2，比T3处理多390.0万个/hm2，差异较大。由于灌头水时间不一样，所以分蘖盛期也不一样，尤其是T3处理分蘖盛期较晚且总茎数也较少，这说明灌头水时间对小麦的分蘖影响较大。由于小麦群体有自动调节作用，到分蘖末期3个处理间的收获穗基本相差不大。
　　2.2.2 对小麦基本苗的影响。由图2可知，3个处理基本苗相差较大，由多到少依次为T1处理>T2处理>T3处理。方差分析显示，T1处理和T2、T3处理呈显著性差异，T2处理和T3处理间无差异，T1处理和T3处理呈极显著性差异，这是由于T1处理在4月2日就灌头水，满足了春小麦的生长需求，而T2、T3处理分别较T1处理在灌头水时间上推迟5、10 d，从而出现基本苗不同。
　　2.3 不同处理对小麦株高的影响
　　由图3可知，4月24日—7月10日小麦株高呈逐渐增高的趋势。除T3处理外，T1和T2处理6月6日—7月10日小麦株高基本不变，这说明早灌头水对小麦株高无影响。
　　2.4 不同处理对小麦单株开花期功能叶叶面积的影响
　　由图4可知，小麦单株开花期功能叶叶面积由大到小依次为T1处理>T2处理>T3處理，说明早灌头水对单株开花期功能叶叶面积有影响，4月24日—7月10日小麦株高呈逐渐增高的趋势。除T3处理外，其余处理从6月6日—7月10日小麦株高基本不变，这说明早灌头水对小麦单株开花期功能叶叶面积无影响。
　　2.5 不同处理对小麦产量构成因素的影响
　　由表4可知，早灌头水对穗数有影响，不同处理穗数由高到低依次为T1处理、T2处理、T3处理。穗数的形成是从出苗形成，T1处理穗数较高的原因可能在T1处理出苗时基本苗较高。结合表2可知，4月8日第1次基本苗调查时T1处理显著高于T2、T3处理，这说明早灌头水对穗数有影响。不同处理穗粒数排序为T2处理>T3 处理>T1处理，穗粒数的形成期在幼穗分化期和开花期，其中T1处理的穗粒数较低，这可能是在幼穗分化期水肥不按时期供给等原因造成造成的。3个处理的千粒重相近，这是因为千粒重基本是一个品种的特征，水肥条件的改变对其影响较小。
　　2.6 不同处理对小麦植株性状的影响 植株节长是每个品种的特征之一，节长的稳定性是直接关系到植株倒伏的重要因素之一。从表5可以看出，不同处理对穗长、第4节长、第3节长、第2节长影响均不大，但不同处理在第1节长上有差异，其中T1和T2处理的第1节长相差较小，T1和T2处理分别比T3处理长1.84、2.24 cm，说明在第1节形成时对水分的亏缺较敏感，从而影响了小麦早期发育。
　　3 讨论
　　宁夏地区春麦灌头水时间较迟，调查显示大部分春麦头水时间在4月13—18日，头水迟严重影响小麦生长发育，特别是此时小麦进入幼穗分化，直接影响小麦的穗粒数，所以早灌水能在一定程度上增加小麦的穗粒数，从而增加产量。从小麦生育期来看，总体上4月12日滴水（T3）处理的小麦生育期较迟，因为T3处理灌水最迟，但从三叶期到成熟期T3处理的生育进程较快，出苗后小麦受到了干旱的胁迫使生育进程加快，而此时T1、T2处理生育进程相对较慢，特别是在幼穗分化时期，生育时期延长使得幼穗分化和小穗数增多，从而提高产量。在灌浆期，生育期延长可以多灌浆，增加千粒重，从而提高产量[9]，因此早灌头水对小麦的生育期有积极影响。目前在宁夏，特别是在银北引黄灌区灌水较迟，严重影响了小麦的产量，该试验使用滴灌进行灌溉，可以使灌水提前15 d左右，使得幼穗分化时间加长，从而提高产量。从小麦分蘖消长规律来看，T1处理在4月2日就灌头水，满足了春小麦的生长需求，促进发芽，从而基本苗较高; T1、T2处理与T3处理的分蘖盛期不同，尤其是T3处理分蘖盛期较晚且总茎数也较少，这说明灌头水时间对小麦的分蘖影响较大，分蘖能力较强、分蘖较多一定程度上也代表个体的发育能力较强，无论是对后期的分蘖成穗率还是小穗成穗率都有一定促进作用;由于小麦群体的自动调节作用，分蘖末期3个处理间的收获穗数基本相差不大;但基本苗差距较大，由高到低依次为T1处理>T2处理>T3处理[10]。从小麦株高来看，各处理间没有差异，因此早灌头水对小麦株高无影响，这也说明株高是小麦的本身的特性，头水的迟早对其影响不大。从小麦单株叶面积来看，小麦单株开花期功能叶叶面积由大到小的顺序为T1处理>T2处理>T3处理，说明早灌头水对单株开花期功能叶叶面积有影响。从小麦产量构成因素来看，早灌头水对穗数有影响，各处理穗数由高到低排序为T1处理>T2处理>T3处理，穗数的形成是从出苗开始，T1处理穗数较高的原因可能因为出苗时基本苗较高、灌水较早、种子发芽率较高，因此形成的基本苗较高;各处理穗粒数由高到低的排序为T2处理>T3 处理>T1处理，穗粒数的形成期在幼穗分化期和开花期，T1处理穗粒数较低，有可能是在幼穗分化期水肥不按时期供给等原因造成的;3个处理的千粒重基本相同，这是因为千粒重是一个品种的特征，水肥条件的改变对其影响较小。从小麦植株性状来看，植株节长是每个品种的特征之一，节长的稳定性是直接关系到植株倒伏的重要因素之一，各处理的第1节长有较大差异，T1和T2处理分别较T3处理长1.84、2.24 cm，T1和T2处理间相差较小，这说明在第1节形成时对水分的亏缺较敏感，从而影响了小麦早期发育。 　　4 结论
　　不同处理小麦全生育期为110～112 d，其中4月7日滴水处理全生育期为112 d，较4月12日滴水处理延长3 d;在基本苗上，3个处理基本苗相差较大，由高到低依次为4月2日滴水处理>4月7日滴水处理>4月12日滴水处理，4月2日滴水处理与4月7、12日滴水处理有显著差异;4月2日滴水处理在4月24日呈现分蘖盛期，而4月7、12日滴水处理在4月28日呈现分蘖盛期，4月2、7日滴水处理的分蘖盛期的总茎数差异较小，4月2、7日滴水处理与4月12日滴水处理差异较大，总茎数由高到低依次为4月2日滴水处理>4月7日滴水处理>4月12日滴水处理，4月2日滴水处理在分蘖盛期的总茎数为1 422.0万个/hm2，较4月7日滴水处理多57.0万个/hm2，较4月12日滴水處理多390.0万个/hm2，差异较大，由于灌头水时间不一样，所以分蘖盛期也不一样，尤其是4月12日滴水处理分蘖盛期较晚且总茎数也较少。早灌头水对小麦株高无影响，但对小麦单株叶面积有影响，其中4月2日滴水处理叶面积较大。早灌头水对穗数有影响，不同处理穗数排序为4月2日滴水处理>4月7日滴水处理>4月12日滴水处理;不同处理穗粒数排序为4月7日滴水处理>4月12日滴水处理 >4月2日滴水处理;3个处理千粒重基本相同，穗长、第4节长、第3节长、第2节长均无较大差异。但不同处理的第1节长上有差异，4月2、7日滴水处理的第1节长相差较小，但4月2和7日滴水处理分别较4月12日滴水处理长1.84、2.24 cm，水分亏缺影响了小麦的早期发育。
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