姚 釗，王重陽，崔 靜

(石河子大學(xué)農(nóng)學(xué)院，新疆 石河子 832003)

【研究意義】小麥?zhǔn)切陆谝淮蠹Z食作物，2017年新疆小麥的種植面積高達117.33萬hm2，占當(dāng)?shù)丶Z食作物種植面積的52%。通過節(jié)本增效、增加小麥種植效益有利于增加新疆農(nóng)民收入，對新疆的經(jīng)濟發(fā)展與社會穩(wěn)定也發(fā)揮重要作用[1]。據(jù)不完全統(tǒng)計，截止2012年，作物滴灌技術(shù)僅在新疆的推廣面積已超過166×104hm2，目前,仍然以每年新增200×103hm2的規(guī)模在本地區(qū)擴大推廣應(yīng)用，使該區(qū)成為世界上滴灌技術(shù)成功應(yīng)用面積最大的區(qū)域[2]。因此滴灌小麥具有廣闊的發(fā)展前景?！厩叭搜芯窟M展】籽粒灌漿過程是光合同化物質(zhì)向籽粒轉(zhuǎn)運的過程，決定著大麥等禾谷類作物的最終粒重、產(chǎn)量和品質(zhì)，因此，籽粒灌漿特性一直受到農(nóng)業(yè)科研工作者的關(guān)注[3]。有學(xué)者認(rèn)為籽粒最終產(chǎn)量和灌漿期時間長短成正相關(guān)關(guān)系[4-6]，也有研究表明干物質(zhì)積累平均速率是產(chǎn)量的最大影響因素，干物質(zhì)積累平均速率越快，干物質(zhì)積累越多[7]。氮素是植物體內(nèi)調(diào)控植物生長和產(chǎn)量形成的重要因素，施氮是提高小麥產(chǎn)量的重要措施之一[8]。研究認(rèn)為，氮肥能提高冬小麥籽粒的灌漿速率，適量的施氮能提高灌漿期籽粒的灌漿速率和干重。但也有研究顯示，氮肥對籽粒灌漿的特征參數(shù)和小麥的灌漿速率均無明顯影響[9-13]?！颈狙芯壳腥朦c】前人對氮肥對小麥籽粒灌漿特性的影響的研究多集中在漫灌條件下，而對滴灌條件下氮肥對小麥籽粒灌漿特性的影響研究較少?！緮M解決的關(guān)鍵問題】研究氮肥對滴灌冬小麥籽粒灌漿特性的影響，對于進一步探尋氮肥最佳運籌方式，實施合理施肥具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 試驗地基本情況

試驗于2019年在石河子大學(xué)農(nóng)學(xué)院試驗站(44°20′N，88°3′E)進行。土壤為沙壤土，0～40 cm土層中有機質(zhì)含量22.37 g·kg-1，速效鉀含量147 mg·kg-1，全氮含量0.75 g·kg-1，堿解氮含量58.23 mg·kg-1，速效磷含量19.83 mg·kg-1，土壤容重1.42 g·cm-3。

1.2 試驗方案

試驗選擇新冬22號(奎屯農(nóng)科所選育)和新冬43號(新疆農(nóng)墾科學(xué)院作物研究所選育)2種冬小麥為供試品種，人工條播，播種密度為525萬粒/公頃，實驗小區(qū)面積 5 m×8 m = 40 m2。全生育期基施磷酸二胺375 kg/hm2，追施磷酸二氫鉀60 kg/hm2，分別于拔節(jié)期和抽穗期均勻滴施。整個生育期總灌量525 mm，灌水10次，播種后各處理均滴出苗水60 mm，冬前(11月6日)均灌越冬水90 mm，各處理從返青后進行水分處理，返青至成熟共灌水8次，每10 d灌1次，分別灌水46.88 mm。其他田間管理措施與當(dāng)?shù)卮筇锓N植保持一致。

試驗設(shè)置N0、N1、N2、N3、N4 5個處理，分別施0、150、300、450、600 kg/hm2尿素。10%作基肥，其余分別于拔節(jié)期、孕穗期、抽穗期、灌漿初期按照30%、30%、20%、10%的比例隨水滴施。

1.3 測定項目與方法

小麥籽粒灌漿過程測定：抽穗期于各小區(qū)內(nèi)選擇同一天抽穗且穗型大小基本一致的穗子 150～200個，掛上小紙牌。籽粒灌漿特性的測定于開花后第7天取樣，每處理取5個主莖穗，此后每隔7 d取樣1次，即花后7、14、21、28、35 d取籽粒鮮樣，105 ℃殺青30 min，75 ℃下烘至恒重，用千分之一天平稱重。以開花天數(shù)T為自變量，千粒重Y為因變量，用 Logistic方程Y=k/(1+ae-bT)對籽粒生長過程進行模擬。其中，k為理論最大千粒重；a、b為模型形狀參數(shù)。同時推導(dǎo)出灌漿參數(shù)：籽粒平均灌漿速率R[mg/(粒·d)]、灌漿持續(xù)時間T(d)、最大灌漿速率Rmax[mg/(粒·d)]、達到Rmax的時間Tmax(d)。T1、R1、T2、R2、T3、R3分別表示3個灌漿階段(漸增期、快增期和緩增期)灌漿持續(xù)時間(d)和階段灌漿速率[mg/(?！)]。用相關(guān)分析、逐步回歸對灌漿參數(shù)與粒重關(guān)系進行統(tǒng)計分析。

1.4 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)用Sigmaplot12.5做圖，用Excel2016處理數(shù)據(jù)并進行相關(guān)性分析，用Spss16.0得出曲線擬合程度大小。

2 結(jié)果與分析

2.1 氮肥對冬小麥籽粒灌漿的影響

從圖1可以看出，不同氮肥處理下，灌漿期新冬22號和新冬43號千粒重均呈“S”形變化趨勢。R2均達到顯著水平，說明logistic方程的擬合度很好。不同處理下2個小麥品種灌漿速率都經(jīng)歷了漸增、快增和緩增3個階段。灌漿前期各處理籽粒增重變化差異不明顯，但從花后15 d開始，N3處理下的新冬22號和N2處理下的新冬43號小麥籽粒千粒重快速增加，證明N3、N2分別是新冬22號和新冬43號小麥的最適宜氮肥處理。最終新冬22號籽粒干物質(zhì)積累量表現(xiàn)為 N3>N4>N1>N2>N0;新冬43號則表現(xiàn)為N2>N3>N1>N4>N0。這表明適宜的施氮量對小麥籽粒灌漿有益，能提高籽粒千粒重，進而增加產(chǎn)量。

2.2 氮肥對冬小麥籽粒灌漿參數(shù)的影響

2.2.1 對籽粒干重變化的影響 由表1可知，隨著施氮量的增加，新冬22號和新冬43號理論最大千粒重(K)均呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢。這與前人的研究結(jié)果相似[14]。2個小麥品種的理論最大千粒重在不同氮肥處理下的表現(xiàn)不同。新冬22號N3處理下理論最大千粒重為59.13 g，較N0、N1、N2、N4分別高26.48%、19.14%、23.99%、7.45%。新冬43號N2處理下理論最大千粒重為58.70 g，較N0、N1、N3、N4分別高21.18%、9.8%、4.39%、13.63%。

表1 不同氮肥處理下小麥模型方程參數(shù)

2.2.2 對籽粒灌漿時間(T)和平均灌漿速率(R)的影響 由表2可知，氮肥調(diào)控在一定程度上影響了灌漿持續(xù)時間。不同處理間比較發(fā)現(xiàn)，2個品種均表現(xiàn)出隨著施氮量的增加，灌漿持續(xù)時間先增加后降低；分析灌漿速率發(fā)現(xiàn)，新冬22號和新冬43號均在N0處理下最大，新冬43號平均灌漿速率較新冬22號高。2個小麥品種籽粒灌漿持續(xù)時間的變異系數(shù)均比平均灌漿速率的大，說明籽粒灌漿持續(xù)時間更易受施氮量影響。

表2 不同氮肥處理下小麥灌漿參數(shù)和次級參數(shù)

2.2.3 對最大灌漿速率(Rmax)和其出現(xiàn)時間(Tmax)的影響 隨著施氮量的增加，新冬22號和新冬43號的最大灌漿速率均表現(xiàn)出先下降后升高的趨勢，且最大灌漿速率都在N0處理下最大，分別為2.90、3.49 mg/(?！)，分別較N1、N2、N3、N4處理高23.93%、22.36%、47.21%、23.40%和44.81%、34.75%、37.4%、39.6%。新冬43號的最大灌漿速率將新冬22號高13.41%。

2個小麥品種最大灌漿速率出現(xiàn)時間在不同氮肥處理間的變化并不一致，新冬22號表現(xiàn)為隨施氮量的增加時間提前，各處理間相差不大，N4比N0提前0.44 d；新冬43號在N3處理下達到最大灌漿速率所需的時間最短，為4.62 d，在N0處理下所需的時間最長，為5.20 d。2個小麥品種最大灌漿速率的變異系數(shù)均大于其最大灌漿速率出現(xiàn)的時間的變異系數(shù)，說明最大灌漿速率更易受施氮量影響。

2.2.4 對不同階段籽粒灌漿參數(shù)的影響 在不同氮肥處理下，新冬22號和新冬43號不同階段籽粒灌漿參數(shù)變化具有相似性。隨著施氮量的增加，2個小麥品種快增期持續(xù)時間(T2)均呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢；不同時期灌漿持續(xù)時間均表現(xiàn)為T3>T2>T1，且均是漸增期持續(xù)時間(T1)的變異系數(shù)較小(4.44%～11.77%)，快增期持續(xù)時間(T2)和緩增期持續(xù)時間(T3)的變異系數(shù)較大(22.94%～18.09%，22.94%～18.09%)。

2個小麥品種不同時期灌漿速率大小均表現(xiàn)為R2>R1>R3，漸增期灌漿速率(R1)的變異系數(shù)較小(13.14%～11.79%)，快增期灌漿速率(R2)和緩增期灌漿速率(R3)的變異系數(shù)較大(13.86%～16.39%，13.86%～16.39%)。說明不同氮肥處理下不同階段籽粒灌漿參數(shù)受品種差異的影響小，漸增期灌漿參數(shù)相比較而言不易受氮肥施用量的影響。

2.2.5 小麥籽粒灌漿參數(shù)與粒重的相關(guān)性 新冬22號和新冬43號最大灌漿速率(Rmax)和其出現(xiàn)時間(Tmax，表3)、平均灌漿速率(R)和緩增期灌漿速率(R3)均與千粒重呈極顯著負(fù)相關(guān)(P﹤0.01)；漸增期灌漿速率(R1)、快增期持續(xù)時間(T2)、緩增期粒干重積累量(K3)均與千粒重呈極顯著正相關(guān)(P<0.01)；漸增期灌漿速率(R1)與平均灌漿速率(R)無顯著關(guān)系，而緩增期灌漿速率(R3)與平均灌漿速率(R)呈極顯著正相關(guān)(P<0.01)；平均灌漿速率(R)、漸增期灌漿速率(R1)和籽粒灌漿時間(T)、漸增期持續(xù)時間(T1)呈極顯著負(fù)相關(guān)(P﹤0.01)；因此，提高漸增期灌漿速率(R1)，延長快增期持續(xù)時間(T2)可以有效提高冬小麥千粒重。

表3 小麥籽粒灌漿參數(shù)與粒重的相關(guān)性

3 討 論

小麥的籽粒灌漿特性不僅受其本身的遺傳特性影響，還受施氮量等其它因素的影響[15-16]。新冬22號在N3(450 kg/hm2)處理下籽粒千粒重、灌漿持續(xù)時間和快增期持續(xù)時間均達到最大值；新冬43號在N2(300 kg/hm2)處理下籽粒千粒重、灌漿持續(xù)時間和快增期持續(xù)時間均達到最大值。證明不同品種的遺傳背景對氮肥的響應(yīng)存在差異，適宜的施氮量能延長灌漿持續(xù)天數(shù)，增加籽粒千粒重，從而提高產(chǎn)量。也有研究表明，適宜的施氮量能加快小麥籽粒灌漿前期的灌漿速度，縮短灌漿快增期時間，從而使小麥籽?？焖龠_到最大灌漿速度，加速灌漿進程，為灌漿后期籽粒的進一步飽滿奠定良好的基礎(chǔ)[17]。而高氮處理下，小麥中粒弱勢粒灌漿速率明顯下降，特別是在灌漿前期與中期，籽粒灌漿過程受到抑制，使小麥產(chǎn)量降低[18]。研究還發(fā)現(xiàn)，新冬22號和新冬43號最大灌漿速率、籽粒灌漿天數(shù)的變異系數(shù)均比平均灌漿速率、最大灌漿速率出現(xiàn)時間的大，說明最大灌漿速率和籽粒灌漿天數(shù)更易受施氮量影響。這與錢兆國等[19]的研究相一致。并且漸增期灌漿參數(shù)相比較而言不易受氮肥施用量的影響。

對于籽粒千粒重是受灌漿速率還是灌漿持續(xù)時間影響大，目前沒有定論。小麥千粒重與灌漿速率呈正相關(guān)，但和灌漿持續(xù)時間沒有明顯聯(lián)系[20-22]。李娜等[23]研究發(fā)現(xiàn)施氮降低了小麥籽粒的平均灌漿速率，但延長了籽粒的灌漿持續(xù)時間，主要使快增期和緩增期的時間延長，最終使粒重增加。李彥旬等[24]認(rèn)為適宜的施氮量不但能延長小麥灌漿活躍期，還能提高籽粒灌漿速率，有利于最終提高粒重。新冬22號和新冬43號在不同氮肥處理下，均表現(xiàn)出籽粒千粒重與漸增期灌漿速率(R1)、快增期持續(xù)時間(T2)和緩增期粒干重積累量(K3)呈極顯著正相關(guān)。因此提高漸增期灌漿速率(R1)，延長快增期持續(xù)時間(T2)可以有效提高冬小麥的千粒重。這與劉豐明[25]和倪永靜[26]的研究結(jié)果相類似。

4 結(jié) 論

(1)滴灌條件下冬小麥最大灌漿速率和籽粒灌漿時間更易受施氮量影響，而漸增期灌漿參數(shù)不易受氮肥施用量的影響。適宜的施氮量有利于籽粒千粒重、灌漿持續(xù)時間和快增期持續(xù)時間的增加。

(2)漸增期灌漿速率(R1)、快增期持續(xù)時間(T2)、緩增期粒干重積累量(K3)是提高籽粒千粒重的極顯著因素，因此提高漸增期灌漿速率，延長快增期持續(xù)時間是增加滴灌冬小麥產(chǎn)量的有效措施。

(3)生產(chǎn)上，滴灌條件下新冬22號和新冬43號分別推薦N3(450 kg/hm2)和N2(300 kg/hm2)處理為2個小麥品種的最佳施氮量。