水肥耦合對冬小麥產量和品質的調控效應

　　干旱是當今世界最重要的生態(tài)問題之一，也是制約農業(yè)發(fā)展的主要逆境因子，研究并揭示其對冬小麥生育中后期植株生長發(fā)育、生理特性、產量和品質特性的影響，對旱地小麥產量和品質協(xié)同提高具有重要意義。為此，結合河南西部旱地的氣候特點，在自動干旱棚內遮雨條件下，設置了灌水量（w）、施氮（N）量、施磷（PzOs）量三個因素的水肥耦合試驗，系統(tǒng)研究了水肥耦合對冬小麥產量形成及籽粒品質性狀的調控效應，主要結論如下：1．在全生育期遮雨條件下，W對冬小麥花后旗葉及倒二葉光合速率（Pn）、氣孔導度、蒸騰速率等參數(shù)的調控效應均達顯著水平（P≤0．05或P≤0．01）。灌漿前期（花后6d），旗葉Pn、氣孔導度、蒸騰速率均在灌水量308．5mm，達最大值，中后期（花后13d、23d）則在灌水量153．5mm時達最大值；從不同測定日期看，Pn隨籽粒灌漿進程呈明顯下降趨勢。隨施N量增加，花后6d、13d、23d旗葉Pn及氣孔導度均呈先增后降趨勢。從不同水肥處理組合看，以N105P42w308．5和N179．2P126w153．5最大。相關分析表明，葉片Pn與氣孔導度、蒸騰速率間均呈極顯著正相關（P≤0．01），而與細胞間隙CO2濃度則呈顯著負相關（P≤0．01），說明Pn的降低，主要受非氣孔因素的影響。2．2010～2011年的研究表明，灌水量和施氮量對冬小麥籽粒蛋白質和氨基酸均有極顯著調控效應（P≤0．01），存在著顯著的灌水×施氮互作效應（P≤0．05或P≤0．01），而施磷（P）對其調控效應不顯著。在一定區(qū)間，籽粒蛋白質和氨基酸含量均隨施N量增加而增加，隨w增加而降低，但當w超過282．0mm、施N量超過179．2kghm-2時，各指標的變化不再明顯，蛋白質含量在高施N量下略有下降。而必需氨基酸占總氨基酸含量的比例呈隨灌水量增加而增加，隨施N量增加而降低的趨勢，說明干旱脅迫下高N處理不利于小麥籽粒營養(yǎng)品質的改善。從不同水肥處理組合看，蛋白質和氨基酸含量以處理N105P42w127最高，必需氨基酸／總氨基酸以處理組合N30．8P126w282最高。綜合從蛋白質及氨基酸產量看，以處理N179．2P126w282表現(xiàn)最好，這與單一籽粒蛋白質及氨基酸含量高的處理組合并不一致。3．施N量和施P量對冬小麥淀粉糊化特性有顯著調控效應（P≤0．05或P≤0．01）。隨施N量的增加，淀粉各黏度參數(shù)呈增大趨勢，施N量為105kg·hm-2時達最大值，之后增加施N量各黏度參數(shù)又有所下降；黏度參數(shù)在施P量為168kg·hm-2時達最大值。w對淀粉黏度參數(shù)調控效應不顯著，但存在灌水量×施氮量的顯著互作效應（P≤O．05或P≤0．01）。從不同水肥處理組合看，淀粉糊化特性以處理組合N105P168W217．5最優(yōu)。相關分析表明，淀粉黏度參數(shù)與籽粒產量在2009～2010年呈顯著正相關，而在2010～2011年相關不顯著，說明產量與淀粉品質間存在著協(xié)同提高的可能性。4．W對冬小麥產量及其構成因素的調控效應顯著（P≤0．01）。隨W增加，總莖數(shù)及最終成穗數(shù)增加，在W282．0～308．5mm時達最大值；穗粒數(shù)及產量在W308．5mm達最大值，千粒重在W282．Omm最大。在施N量30．8～179．2kg·hm-2的小區(qū)間，總莖數(shù)隨施N量增加呈上升趨勢；產量在0．0～105．Okg·hm-2的小區(qū)間呈增加趨勢。從水肥耦合的效應看，組合N179．2P126W282對總莖數(shù)的調控效應較大，產量、穗粒數(shù)在組合N105P42W308．5時最大，千粒重以N30．8P126W282達最大值。5．在全生育期遮雨條件下，w對冬小麥產量及水分利用率的調控效應顯著（P≤0．01），冬小麥水分利用效率在w308．5mm達最大值，在W127．Omm時為最小值，即隨w增加呈增加趨勢，表明在全生育期遮雨條件下，因小麥生育后期的干旱程度不同，導致w增加的情況下，小麥的籽粒產量仍然大幅提高，W仍然是水分利用效率提高的限制因素；隨施N量和施P量增加，水分利用效率呈先增后降再增的趨勢，分別在施N量210．Okg·hm-2、施P量84．0kg·hm-2達最高值，在施N量0．0kg·hm-2及施P量0．Okg。hm-2最低。且籽粒產量及水分利用效率均在處理N105P42w308．5達最高值。籽粒產量與水分利用效率間呈極顯著正相關（P≤0．01），說明在一定區(qū)間，高水分利用率處理小麥產量亦較高。

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