張梅芳,黃敬堯,李中蔚,王坤坤,李昕悅,李金才,宋有洪,李金鵬
測墑微噴補灌對小麥花后旗葉生理特性及產(chǎn)量的影響
張梅芳,黃敬堯,李中蔚,王坤坤,李昕悅,李金才,宋有洪,李金鵬*
(安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院,合肥 230036)
為探明測墑微噴補灌對小麥產(chǎn)量形成的影響,以濟麥22為試驗材料,設(shè)置雨養(yǎng)(RI)、傳統(tǒng)漫灌(FI)和微噴灌(MI)3種模式,其中RI為小麥全生育期不灌溉,F(xiàn)I為拔節(jié)期漫灌60 mm,MI為拔節(jié)期、孕穗期、開花期和灌漿期依據(jù)0 ~ 40 cm土層土壤質(zhì)量含水量進行測墑補灌,補灌至土壤田間持水量的75%,研究其對小麥花后旗葉生理特性、干物質(zhì)積累特征和產(chǎn)量的影響。結(jié)果表明:(1)小麥灌漿期旗葉表現(xiàn)為MI葉綠素含量顯著高于FI和RI,RI最低;MI維持旗葉花后較高的超氧化物歧化酶(SOD)和過氧化氫酶(CAT)活性,F(xiàn)I保護酶活性次之,RI最低,且MI旗葉灌漿期丙二醛(MDA)含量顯著低于FI和RI。(2)MI和FI成熟期總干物質(zhì)積累量無顯著差異,二者顯著高于RI,但MI顯著提高了花后干物質(zhì)積累對產(chǎn)量的貢獻率;成熟期莖鞘干物質(zhì)積累量表現(xiàn)為FI顯著高于MI,RI最低,葉片、穗軸+穎殼和籽粒中均表現(xiàn)為MI顯著高于FI,RI最低。(3)和RI相比,MI和FI增產(chǎn)幅度分別為21.7%和14.2%,RI產(chǎn)量顯著降低是由于穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒重的顯著下降,而MI較FI顯著提高產(chǎn)量是由于穗粒數(shù)和粒重的增加??傊瑴y墑微噴補灌能顯著延緩花后旗葉衰老進程,增強旗葉抗逆能力,促進干物質(zhì)積累,實現(xiàn)淮北地區(qū)小麥的高產(chǎn)生產(chǎn)。
小麥;測墑補灌;旗葉衰老;干物質(zhì)積累;產(chǎn)量
微噴灌結(jié)合了滴灌和噴灌的優(yōu)點,利用微噴軟帶進行灌溉,可以將少量的灌溉水均勻噴灑,創(chuàng)造田間適宜的小氣候條件,具有較高的節(jié)水潛力,且微噴設(shè)備系統(tǒng)簡單,價格低廉,可以實現(xiàn)減量多次灌溉[7]。近年來,我國不同生產(chǎn)區(qū)域關(guān)于微噴灌在大田小麥上的研究不斷增加,取得了大量的研究成果。比如采用減量增次的微噴灌可以提高花后耗水比例,同時促進小麥根系對深層水分的吸收利用,在提高水分利用效率的同時,保證了關(guān)鍵生育時期的水肥供應(yīng),提高了花后物質(zhì)積累,促進籽粒灌漿,進而提高產(chǎn)量[8-9]。并且,微噴灌可以優(yōu)化水氮的協(xié)同供給,調(diào)控根系生長,降低傳統(tǒng)漫灌模式下導(dǎo)致土壤硝態(tài)氮淋失進入深層土壤的風(fēng)險,保障了地下水資源安全[10]。此外,微噴可以提高小麥旗葉的光合能力,尤其是顯著提高灌漿中后期葉綠素含量,可以延長花后籽粒的灌漿時間和灌漿速率,進而有效地提高產(chǎn)量和氮肥利用效率[11]。測墑補灌是一種節(jié)水灌溉技術(shù),該技術(shù)是在小麥關(guān)鍵生育時期根據(jù)土壤墑情進行適量補灌,使土壤相對含水量達到適宜的水平,從而可使小麥獲得節(jié)水的同時實現(xiàn)高產(chǎn)[12]。然而,目前在淮北地區(qū)利用測墑補灌研究小麥花后旗葉生理特性及產(chǎn)量的影響較少,適宜于該地區(qū)高產(chǎn)高效的微噴灌模式尚需要進一步去探討。
因此,本研究利用測墑微噴補灌技術(shù),探討測墑微噴補灌相對于雨養(yǎng)或傳統(tǒng)漫灌模式對小麥花后旗葉衰老生理特性、干物質(zhì)積累特征和產(chǎn)量的影響,以期為淮北地區(qū)小麥高產(chǎn)高效生產(chǎn)提供一定的理論依據(jù)。
1.1.1 試驗地概況 試驗于2020—2021年度在安徽省亳州市蒙城縣科技示范場(33o9'44" N,116o32'56" E)進行。試驗區(qū)屬淮北平原地區(qū),該地區(qū)年降水量歷年平均803 mm,主要分布在6—8月份,冬小麥季年降雨量歷年平均237.4 mm,本試驗中小麥生育期內(nèi)總降水量為291.4 mm。土壤類型為砂姜黑土,地下水埋深在2 ~ 3 m左右,播種前0 ~ 20 cm土壤中的有機質(zhì)、全氮、速效磷和速效鉀含量分別為11.51 g·kg-1、108.5 mg·kg-1、61.2 mg·kg-1和187 mg·kg-1。前茬作物為夏玉米,收獲后的秸稈全部機械粉碎還田。2020—2021年小麥生長季內(nèi)具體的降雨分布和氣溫見圖1。
圖1 2020 – 2021年小麥生育期內(nèi)降雨和溫度情況
Figure 1 The rainfall and temperature during the growing season of 2020-2021 in wheat
1.1.2 試驗設(shè)計 本試驗選用半冬性小麥品種濟麥22為供試材料,在適墑播種條件下設(shè)置雨養(yǎng)(RI:不灌溉)、春季漫灌(FI:拔節(jié)水60 mm)和微噴補灌(MI:拔節(jié)、孕穗、開花和灌漿期0 ~ 40 cm土層土壤質(zhì)量含水量補灌至田間持水量的75%)3種模式。各處理小區(qū)面積120 m2(4 m×30 m),3次重復(fù),各試驗小區(qū)間設(shè)置1 m隔離帶。于2020年10月14日進行播種,行距為20 cm,播前底施P2O5112.5 kg·hm-2、K2O 112.5 kg·hm-2,雨養(yǎng)底施純氮202.5 kg·hm-2,后期不追肥,F(xiàn)I和MI底施純氮112.5 kg·hm-2,拔節(jié)期追肥純氮90 kg·hm-2,追肥采用尿素。播種前地表0 ~ 40 cm土壤容重分別為1.53和1.56 g·cm-3,田間持水量分別為25.0%和24.7%。微噴灌采用小麥專用微噴帶進行灌水,每次灌溉前測定0 ~ 40 cm土層土壤質(zhì)量含水量,具體見表1。
當測定的土壤質(zhì)量含水量(%)大于田間持水量的75%,無需灌溉;當其小于田間持水量的75%,則由灌水定額公式計算所需補灌水量:
=10ρb(ββ)計算得出[12]。
式中:為該時段土壤計劃濕潤層的深度,為40 cm;ρb為計劃濕潤層內(nèi)土壤容重(g·cm-3);β為目標含水量,即田間持水量乘以目標相對含水量,本試驗?zāi)繕撕繛?5%的田間持水量;β為自然含水量,即灌溉前土壤含水量。
木犀草素·4,4′-聯(lián)吡啶藥物共晶對小鼠巨噬細胞RAW264.7的抗炎作用研究 ……………………………… 劉立新等(5):602
表1 試驗地0 ~ 40 cm土層灌溉前土壤質(zhì)量含水量
注:拔節(jié)期、孕穗期、開花期和灌漿期測墑時間分別是3月8日、4月8日、4月19日和5月8日。
水源為井水,微噴帶水壓0.02 MPa,帶長30 m,帶寬60 mm,出水量為80 mm·h-1,每6個噴孔為1組,每組噴孔間距為35.17 mm,噴射角80°。每個試驗小區(qū)包括20行小麥,小麥行間被命名為L1到L19,各小區(qū)鋪設(shè)2條微噴帶,分別鋪設(shè)在L5和L15行間上,噴幅為左右各1 m寬。試驗灌溉均用水表計灌溉量,具體的灌溉及氮肥處理如表2所示。小麥開花時間為2021年4月22日,于2021年6月1日進行收獲。其他管理措施同大田常規(guī)。
表2 灌溉和施肥時期及用量
1.2.1 旗葉葉綠素含量 于花后0 d開始,每隔7 d在每個試驗小區(qū)隨機取10片旗葉葉片,剪碎混合均勻后稱取0.10 g,用25 mL提取劑95%乙醇避光浸提48 h,提取液分別在665 nm和649 nm波長下測定吸光度(OD),重復(fù)3次,計算出相應(yīng)的葉綠素(a+b)含量[7]。
1.2.2 旗葉保護類酶活性及丙二醛含量 取葉方法同上,將旗葉樣品放入液氮速凍保存,帶回實驗室測定旗葉超氧化物歧化酶(SOD)和過氧化氫酶(CAT)活性及丙二醛(MDA)含量。其中,采用氮藍四唑(NBT)光還原法測定旗葉內(nèi)超氧化物歧化酶(SOD)活性,采用紫外吸收法測定過氧化氫酶(CAT)活性,采用硫代巴比妥酸(TBA)顯色法測定MDA含量[13]。
1.2.3 干物質(zhì)積累 分別于開花期和成熟期測定干物質(zhì)。各試驗小區(qū)取代表性樣段2×50 cm,按照莖鞘、葉、穗(成熟期穗分為穎殼+穗軸、籽粒)進行分樣。105 ℃殺青20 min后75 ℃烘干至恒重,稱量,計算階段干物質(zhì);花后干物質(zhì)積累對籽粒貢獻率為花后干物質(zhì)積累量與成熟期籽粒產(chǎn)量的比值。成熟期不同器官干物質(zhì)積累量為每個小區(qū)選取10株具有代表性的小麥植株,按照莖鞘、葉、穎殼+穗軸和籽粒4個部分進行分樣,烘干計算單莖的每部分的干重,計算每部分積累量及分配比例。
干物質(zhì)轉(zhuǎn)運計算參照文獻[14]:
營養(yǎng)器官干物質(zhì)轉(zhuǎn)移量/(kg·hm-2)=開花期營養(yǎng)器官干物質(zhì)積累量–成熟期營養(yǎng)器官干物質(zhì)積累量
營養(yǎng)器官干物質(zhì)量貢獻率/% = 營養(yǎng)器官干物質(zhì)轉(zhuǎn)移量/成熟期籽粒干物質(zhì)積累量×100
開花后干物質(zhì)積累量/(kg·hm-2)= 成熟期籽粒干物質(zhì)積累量–營養(yǎng)器官干物質(zhì)轉(zhuǎn)移量
花后干物質(zhì)積累量對籽粒貢獻率/%=花后籽粒干物質(zhì)積累量/成熟期籽粒干物質(zhì)積累量×100
1.2.4 測產(chǎn)及考種 為了確定籽粒產(chǎn)量,在收獲前,每小區(qū)選取1米5行樣段測量穗數(shù),每小區(qū)隨機選取60個穗測量穗粒數(shù)。在成熟期,每小區(qū)取2 m2面積測量實際產(chǎn)量。籽粒產(chǎn)量含水量折算為13%。從每個樣品中稱量1 000粒籽粒重量作為千粒重,3次重復(fù)。
1.2.5 數(shù)據(jù)處理 用Excel 2010軟件對試驗數(shù)據(jù)進行處理和作圖,用SPSS 19.0統(tǒng)計分析軟件進行方差分析與多重比較。
由圖2可看出,雨養(yǎng)模式(RI)和拔節(jié)期傳統(tǒng)漫灌(FI)處理下小麥花后旗葉的葉綠素含量(a+b)總體上呈現(xiàn)出不斷下降的現(xiàn)象,而微噴補灌(MI)處理下花后旗葉葉綠素含量表現(xiàn)為先略升高后緩慢下降的現(xiàn)象。開花期0 d(DAA 0),F(xiàn)I與MI處理間旗葉葉綠素含量無顯著差異,二者顯著高于RI;DAA 7 — DDA 35不同處理間均表現(xiàn)為MI顯著高于FI和RI,RI最低。RI花后葉綠素含量較低的原因可能是由于春季無追肥后期的水肥不足所致。此外,相比于FI和RI處理,MI灌漿中后期(DAA 14 — DDA 35)葉片葉綠素含量下降速率明顯有所緩解??傊?,MI可維持小麥灌漿期較高含量的葉綠素,有利于提升葉片的光合物質(zhì)生產(chǎn)能力。
不同小寫字母表示處理間差異顯著(P<0.05)。下同。
Figure 2 Effects of micro-sprinkling irrigation on the chloro- phyll content in flag leaf after anthesis of wheat
圖3 測墑微噴補灌對小麥花后旗葉保護酶活性的影響
Figure 3 Effects of micro-sprinkling irrigation on the activities of protective enzymes in flag leaf after anthesis of wheat
圖4 測墑微噴補灌對小麥花后旗葉MDA含量的影響
Figure 4 Effects of micro-sprinkling irrigation on the MDA content in flag leaf after anthesis of wheat
由圖3可知,不同處理間花后旗葉超氧化物歧化酶(SOD)和過氧化氫酶(CAT)活性均表現(xiàn)為先升高后降低的現(xiàn)象。DAA 0 d時,F(xiàn)I與MI旗葉SOD酶活性無顯著差異,且二者均高于RI;DAA7—DAA 35不同處理間均表現(xiàn)為MI顯著高于FI,RI最低。CAT活性在DAA 0和DAA 14時FI與MI之間無顯著差異,RI最低;其他時期CAT酶活性均表現(xiàn)為MI最高,F(xiàn)I次之,RI最低??傊?,MI增強了小麥葉片花后的保護類酶活性,使葉片的抗逆能力提升,從而有利于延緩葉片衰老(圖2)。
不同處理下小麥花后旗葉丙二醛含量(MDA)總體上均呈現(xiàn)出不斷升高的現(xiàn)象(圖4)。DAA 0時,F(xiàn)I與MI之間MDA含量無顯著差異,且二者均低于RI;DAA 7—DAA 35不同處理間均表現(xiàn)為MI顯著低于FI,RI旗葉MDA含量最高。此外,相比于FI和RI處理,MI處理下小麥灌漿中后期葉片MDA含量增加幅度明顯低于FI和RI,尤其是RI處理旗葉MDA含量增加幅度最高,可能是MI在開花期和灌漿期土壤均出現(xiàn)了干旱情況下進行了補灌(表2),從而提高了葉片的保護類酶活性(圖3),降低了葉片中MDA含量的積累??傊琈I降低了小麥葉片花后的丙二醛含量,使灌漿期葉片細胞過氧化程度下降。
由表3可知,開花期群體干物質(zhì)積累量表現(xiàn)為FI顯著高于MI和RI,RI最低,花前營養(yǎng)器官干物質(zhì)轉(zhuǎn)運量則表現(xiàn)為后FI顯著高于MI與RI,后兩者之間差異不明顯,花前營養(yǎng)器官干物質(zhì)對籽粒的貢獻率為MI,顯著低于FI和RI,后兩者之間無顯著差異。成熟期營養(yǎng)器官的干物質(zhì)積累量表現(xiàn)為FI與MI之間無顯著差異,RI最低,群體花后同化物輸出量和對產(chǎn)量的貢獻率均表現(xiàn)為MI顯著高于FI和RI,后兩者之間沒有顯著差異。MI花后干物質(zhì)積累對產(chǎn)量的貢獻率較高是由于其葉片葉綠素含量維持在較高水平,提高了群體的花后物質(zhì)生產(chǎn)能力,減少了花前營養(yǎng)器官干物質(zhì)的轉(zhuǎn)運量和貢獻率。FI與MI成熟期群體總干物質(zhì)積累量無顯著差異,RI干物質(zhì)積累量最低??傊琈I有利于提高花后小麥群體的干物質(zhì)積累量,增加花后干物質(zhì)輸出量對產(chǎn)量的貢獻率,從而有利于籽粒產(chǎn)量的形成。
表3 測墑微噴補灌對小麥干物質(zhì)積累與轉(zhuǎn)運量的影響
注:不同小寫字母表示處理間在0.05水平上存在顯著差異。下同。
表4 測墑微噴補灌對小麥成熟期植株不同器官干物質(zhì)分配量和比例的影響
表5 測墑微噴補灌對小麥產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響
由表4可知,成熟期小麥植株莖+鞘不同處理間表現(xiàn)為FI最高,MI次之,RI最低,其占總植株干重的比例表現(xiàn)為RI與FI之間無顯著差異,二者顯著高于MI。FI莖+鞘干物質(zhì)較高的原因可能是由于拔節(jié)期一次性灌溉和追肥促進了植株的生長。MI處理葉片干物質(zhì)量顯著高于FI,RI最低,其占總干重的比例表現(xiàn)為MI顯著高于RI、FI,F(xiàn)I最低。穗軸+穎殼干物質(zhì)量為MI顯著高于FI,RI最低,其占總干重的比例為FI最低,RI與MI之間無顯著差異。成熟期植株籽粒干重及籽粒占植株總干重的比例(植株收獲指數(shù))均表現(xiàn)為MI顯著高于FI和RI,RI最低??傊?,MI成熟期營養(yǎng)器官干物質(zhì)分配量維持在較高水平,尤其是葉片,提高了小麥植株的收獲指數(shù)。
由表5可知,MI成熟期小麥產(chǎn)量顯著高于FI,RI籽粒產(chǎn)量最低,和RI相比,MI和FI產(chǎn)量分別提升了21.7%和14.2%。從產(chǎn)量構(gòu)成因素來看,RI處理下穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒重均顯著低于FI和MI,因而產(chǎn)量最低。和FI相比,MI產(chǎn)量提高了6.56%,主要是由于MI較FI顯著提高了穗粒數(shù)和千粒重,而對穗數(shù)無顯著的影響??傊琈I主要是通過提高穗粒數(shù)和粒重實現(xiàn)產(chǎn)量的提高,這可能是由于MI保證了關(guān)鍵時期的土壤水分和氮肥供應(yīng),延緩了花后葉片的衰老進程(圖2),進而有利于較高粒數(shù)和粒重的形成。
小麥產(chǎn)量形成主要來源于葉片的光合物質(zhì)生產(chǎn)?;ê笫切←湲a(chǎn)量形成的關(guān)鍵時期,小麥成熟時籽粒中的干物質(zhì)有20% ~ 30%是來自于旗葉的光合作用,而葉綠素含量直接影響光合同化物的合成[15]。當小麥進入灌漿期后,葉片逐漸衰老,尤其是遭受逆境條件時體內(nèi)超氧根離子產(chǎn)生速率提高,積累MDA,破壞細胞完整性,導(dǎo)致葉片內(nèi)葉綠體分解加速,加劇葉片衰老[13,16]。而逆境下SOD與CAT通過催化活性氧降解,可以減輕細胞過氧化程度,延緩葉片衰老[17]。本研究發(fā)現(xiàn),MI花后旗葉葉綠素含量較FI和RI維持在較高水平(圖2),衰老進程被明顯延緩,主要是由于灌漿期內(nèi)MI旗葉SOD和CAT酶活性被增強(圖3),MDA含量處于較低水平所致(圖3和圖4)。研究表明,保證小麥灌漿期內(nèi)適宜的水肥供應(yīng)是延緩葉片衰老和提升產(chǎn)量的主要原因[18-19]。本研究中,相對于雨養(yǎng)模式和傳統(tǒng)漫灌模式,測墑微噴補灌模式可能是由于開花期0 ~ 40 cm土壤水分低于75%田間持水量,進行了少量噴灌使得水肥供應(yīng)與小麥生長更為協(xié)調(diào),從而有利于延緩葉片衰老,增強后期小麥對逆境的適應(yīng)能力。
干物質(zhì)積累與分配是產(chǎn)量形成的基礎(chǔ),也是各種栽培措施調(diào)控產(chǎn)量形成的關(guān)鍵。小麥籽粒產(chǎn)量來源于花前營養(yǎng)器官貯藏物質(zhì)的轉(zhuǎn)運和花后光合同化物的積累,且提高花后同化物的積累量是實現(xiàn)高產(chǎn)的重要途徑[20-21]。研究表明,花前光合同化物對籽粒產(chǎn)量的貢獻率為35.6% ~ 54.9%[22],且高產(chǎn)小麥花后光合同化物對產(chǎn)量的貢獻率顯著提高[23]。本研究發(fā)現(xiàn),傳統(tǒng)漫灌模式較微噴補灌模式和雨養(yǎng)模式顯著提高了開花前營養(yǎng)器官的干物質(zhì)積累量,RI干物質(zhì)積累量最低(表3)。拔節(jié)期至孕穗期是小麥生長最旺盛的時期,可能RI處理拔節(jié)期未追肥導(dǎo)致了肥水不足,對小麥的生長造成了不利影響,而MI拔節(jié)期進行了追肥無補灌使得花前干物質(zhì)積累量低于FI。但是,MI顯著提高了花后干物質(zhì)的積累量及其對籽粒的貢獻率,且兩者成熟期干物質(zhì)積累量并無顯著差異,說明了微噴補灌模式促進了后期干物質(zhì)的積累,這與MI灌漿期葉片衰老被延緩,有較強的抗逆能力有關(guān)。此外,從成熟期植株不同器官的干物質(zhì)分配量與比例來看(表4),微噴補灌成熟期葉片干物質(zhì)分配量顯著提高,籽粒干物質(zhì)分配量及比例也顯著最高,從而有利于產(chǎn)量的提升。
小麥產(chǎn)量由群體穗數(shù)、穗粒數(shù)和粒重決定。在本研究中RI產(chǎn)量最低,而相比于FI,MI產(chǎn)量顯著提升是由于穗粒數(shù)和千粒重的增加。研究表明,開花期干旱脅迫會影響小花授粉,從而影響穗粒數(shù)的形成[24-25]。本研究中,微噴補灌模式在開花期進行了少量補灌,可能有利于較高粒數(shù)的形成。此外,試驗過程中小麥灌漿前期降雨較少,出現(xiàn)了干旱情況,MI進行了一定量的補灌,因而可能對延緩旗葉衰老和增加粒重產(chǎn)生重要作用。然而,測墑微噴補灌模式下對穗粒數(shù)形成及籽粒建成調(diào)控機制尚不清楚,關(guān)于此方面的生理機制還需要進一步開展相關(guān)研究。
測墑微噴補灌模式(MI)通過保證小麥拔節(jié)期、孕穗期、開花期和灌漿期0 ~ 40 cm土層75%田間持水量,顯著延緩了花后旗葉衰老進程,增強旗葉的抗逆能力,維持灌漿期葉片光合性能。測墑微噴補灌模式促進了花后干物質(zhì)積累量,提高花后干物質(zhì)積累對產(chǎn)量的貢獻率,并且提高成熟期植株的收獲指數(shù)。最終,MI通過顯著提高穗粒數(shù)和千粒重實現(xiàn)產(chǎn)量的顯著提升??傊?,采用測墑微噴補灌可以實現(xiàn)淮北平原地區(qū)小麥的節(jié)水和高產(chǎn)生產(chǎn)。
[1] 王道中, 花可可, 郭志彬. 長期施肥對砂姜黑土作物產(chǎn)量及土壤物理性質(zhì)的影響[J]. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué), 2015, 48(23): 4781-4789.
[2] 李德, 祁宦, 馬曉群. 安徽省淮北平原夏玉米主要生育時期旱澇指標與影響評估[J]. 中國農(nóng)學(xué)通報, 2013, 29(17): 208-216.
[3] XU X X, ZHANG M, LI J P, et al. Improving water use efficiency and grain yield of winter wheat by optimizing irrigations in the North China Plain[J]. Field Crops Res, 2018, 221: 219-227.
[4] 張向前, 曹承富, 陳歡, 等. 長期定位施肥對砂姜黑土小麥根系性狀和根冠比的影響[J]. 麥類作物學(xué)報, 2017, 37(3): 382-389.
[5] 卓越. 皖北地區(qū)小麥高產(chǎn)制約因素及持續(xù)增產(chǎn)措施[J]. 農(nóng)業(yè)科技通訊, 2015(7): 12-13.
[6] 李瑋, 喬玉強, 陳歡, 等. 秸稈還田和施肥對砂姜黑土理化性質(zhì)及小麥-玉米產(chǎn)量的影響[J]. 生態(tài)學(xué)報, 2014, 34(17): 5052-5061.
[7] 李金鵬, 宋文越, 姚春生, 等. 微噴水肥一體化對冬小麥產(chǎn)量和水分利用效率的影響[J]. 中國農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報, 2020, 25(3): 1-9.
[8] 張英華, 張琪, 徐學(xué)欣, 等. 適宜微噴灌灌水頻率及氮肥量提高冬小麥產(chǎn)量和水分利用效率[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報, 2016, 32(5): 88-95.
[9] ZHAI L C, Lü L H, DONG Z Q, et al. The water-saving potential of using micro-sprinkling irrigation for winter wheat production on the North China Plain[J]. J Integr Agric, 2021, 20(6): 1687-1700.
[10] LI J P, XU X X, LIN G, et al. Micro-irrigation improves grain yield and resource use efficiency by co-locating the roots and N-fertilizer distribution of winter wheat in the North China Plain[J]. Sci Total Environ, 2018, 643: 367-377.
[11] 郭培武, 石玉, 趙俊曄, 等. 水肥一體化條件下施氮量對小麥旗葉葉綠素熒光特性及產(chǎn)量的影響[J]. 麥類作物學(xué)報, 2018, 38(8): 988-994.
[12] 韓占江, 于振文, 王東, 等. 測墑補灌對冬小麥干物質(zhì)積累與分配及水分利用效率的影響[J]. 作物學(xué)報, 2010, 36(3): 457-465.
[13] 堅天才, 康建宏, 吳宏亮, 等. 氮素緩解春小麥花后高溫早衰的抗氧化特性研究[J]. 中國農(nóng)業(yè)科技導(dǎo)報, 2021, 23(7): 33-44.
[14] 馬尚宇, 王艷艷, 劉雅男, 等. 播期、播量和施氮量對小麥干物質(zhì)積累、轉(zhuǎn)運和分配及產(chǎn)量的影響[J]. 中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(中英文), 2020, 28(3): 375-385.
[15] 陳宏, 張保軍, 海江波, 等. 基肥和播種密度對冬小麥干物質(zhì)積累及光合特性和產(chǎn)量的影響[J]. 西北農(nóng)業(yè)學(xué)報, 2019, 28(12): 1969-1977.
[16] 董偉欣, 韓立杰, 張月辰. 春季不同水肥處理對小麥形態(tài)、生理和產(chǎn)量的影響[J]. 華北農(nóng)學(xué)報, 2020, 35(2): 161-169.
[17] 劉志鵬, 陳曦, 楊夢雅, 等. 氮量及減灌對冬小麥旗葉生理參數(shù)和細胞保護酶活性的影響[J]. 麥類作物學(xué)報, 2018, 38(2): 175-182.
[18] LI J P, WANG Y Q, ZHANG M, et al. Optimized micro-sprinkling irrigation scheduling improves grain yield by increasing the uptake and utilization of water and nitrogen during grain filling in winter wheat[J]. Agric Water Manag, 2019, 211: 59-69.
[19] 黨建友, 裴雪霞, 張定一, 等. 微噴灌水氮一體化對冬小麥生長發(fā)育和水肥利用效率的影響[J]. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報, 2020, 31(11): 3700-3710.
[20] 陳影慧, 程宏波, 劉媛, 等. 覆蓋栽培模式對冬小麥花后旗葉光合特性及產(chǎn)量的影響[J]. 干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究, 2019, 37(3): 192-199.
[21] 丁永剛, 湯小慶, 梁鵬, 等. 減氮對不同氮效率小麥品種花后光合物質(zhì)生產(chǎn)力和產(chǎn)量的影響[J]. 麥類作物學(xué)報, 2021, 41(4): 490-498.
[22] 常磊, 韓凡香, 柴雨葳, 等. 秸稈帶狀覆蓋下冬小麥干物質(zhì)積累及氮磷鉀素的吸收利用[J]. 麥類作物學(xué)報, 2019, 39(4): 487-494.
[23] 呂廣德, 亓?xí)岳? 張繼波, 等. 中、高產(chǎn)型小麥干物質(zhì)和氮素累積轉(zhuǎn)運對水氮的響應(yīng)[J]. 植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報, 2021, 27(9): 1534-1547.
[24] 崔嘉欣, 寧慧峰, 宋妮, 等. 旱后復(fù)水對冬小麥旗葉生理特性及籽粒產(chǎn)量的影響[J]. 灌溉排水學(xué)報, 2019, 38(1): 8-13, 55.
[25] ZHANG Z, LI J, HU N Y, et al. Spike growth affects spike fertility through the number of florets with green anthers before floret abortion in wheat[J]. Field Crops Res, 2021, 260: 108007.
Effects of micro-sprinkling with supplemental irrigation based on measuring soil moisture on the physiological characteristics of flag leaf after anthesis and yield in wheat
ZHANG Meifang, HUANG Jingyao, LI Zhongwei, WANG Kunkun, LI Xinyue, LI Jincai, SONG Youhong, LI Jinpeng
(School of Agronomy, Anhui Agricultural University, Hefei 230036)
In order to explore the effects of micro-sprinkling with supplemental irrigation based on measuring soil moisture on wheat yield formation, a field experiment was conducted, taken the high-yield wheat cultivar (L) 'Jimai22' as the study object. The experiment was designed with rain-fed (RI, i.e., no irrigation during the whole growth period), traditional flood irrigation (FI, i.e., irrigation with 60 mm at the jointing stage) and micro-sprinkling irrigation (MI, i.e., supplemental irrigation was based on measuring soil moisture content of 0 - 40 cm soil layers at the jointing stage, booting stage, anthesis stage and filling stage, respectively, and the soil moisture reached 75% field capacity). The physiological characteristics of flag leaf after anthesis, dry matter accumulation (DM) characteristics and grain yield (GY) of different treatments were investigated. The results showed that the chlorophyll content in the flag leaf of MI was significantly higher than that of FI and RI, and RI was the lowest. At the filling period, MI maintained the highest activities of superoxide dismutase (SOD) and catalase (CAT), followed by FI, and RI was the lowest. However, the content of malondialdehyde (MDA) in the flag leaf of MI at the filling stage was significantly lower than that of FI and RI. At maturity, there was no significant difference in total DM between MI and FI, and they were significantly higher than RI. Nevertheless, MI significantly increased the contribution of post anthesis DM to GY. In addition, the DM of stem and sheath at maturity showed that FI was significantly higher than MI, while RI was significantly lower than MI. And the DM in the leaves, spike-stalks + glumes and grains showed that MI was significantly higher than FI, and FI was significantly higher than RI. Compared with RI,the GY of MI and FI increased by 21.7% and 14.2%, respectively. The GY of RI decreased significantly due to the significant reduction of the spike number, grain number per spike and 1 000 - grain weight, however, compared with FI, the GY of MI increased significantly due to the increase in grain number and grain weight per spike. Overall, MI could significantly delay the senescence process of flag leaf after anthesis, enhance its stress resistance, promote DM, and realize the high-yield production of wheat in the Huaibei Plain.
wheat; irrigation based on testing soil moisture; flag leaf senescence; dry matter accumulation; yield
S512.1
A
1672-352X (2022)05-0687-07
10.13610/j.cnki.1672-352x.20221111.016
2022-11-14 11:38:29
[URL] https://kns.cnki.net/kcms/detail/34.1162.S.20221111.1117.032.html
2022-01-04
國家自然科學(xué)基金(31871563),安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)引進與穩(wěn)定人才項目(yj2019-01)和“十四五”安徽省小麥現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項資金共同資助。
張梅芳,碩士研究生。E-mail:1270202382@qq.com
李金鵬,博士,講師。E-mail:jinpeng0103@126.com