滴灌定额水肥一体化处理对春小麦产量及品质的影响

刘洁 徐安正 闫国玲

摘    要：以宁春4号为试材，探讨不同处理对春小麦的影响。试验结果显示，不同处理对小麦的产量及品质有显著影响。在灌水300 m3/hm2、施尿素225 kg/hm2+微量元素催苗期分两次施用，拔节期硫酸钾75 kg/hm2+微量元素两次施用处理下，小麦的千粒重、产量、蛋白质含量最高，分别为48 g、7 597.5 kg/hm2、130.13 g/kg;灌水225 m3/hm2、施尿素225 kg/hm2+微量元素催苗期分两次施用，拔节期硫酸钾75 kg/hm2+微量元素两次施用处理下，淀粉含量和穗粒数最多，分别为673.6 g/kg、48.3个。

关键词：滴灌施肥;宁春4号;春小麦;产量;品质;水肥一体化

文章编号：1005-2690（2021）23-0012-03       中国图书分类号：S512.1       文献标志码：B

小麦（Triticum L.）是禾本科单子叶植物，富含淀粉、维生素和多种矿物质，是人类的主要粮食之一，发酵后可制成生物质燃料、啤酒、酒精等。随着农业科学技术不断发展，小麦种植技术与品质不断提高。当前种植生产与管理存在不科学、不合理现象，影响小麦的品质与商品价值。需要转变传统种植模式，加快小麦水肥一体化技术的应用推广，确保小麦的产量与品质[1]。

我国是农业大国，也是全球人均水资源最贫乏的国家之一[2]。当下，滴灌是农业生产中最有效的节水方式，可以将水和肥一起准确输送到作物根部，减少了农业生产对环境的污染，提高了水分与养分的利用率，改良了作物品质，具有多种优势。

采用以色列节水灌溉技术实现水肥一体化技术是目前我国旱区农业的主要发展方向[3]。张丽霞等（2021）[4]关于水肥一体化对小麦干物质和氮素积累转运及产量的影响研究表明，最优水肥处理条件可以促进小麦营养器官干物质和氮素积累转运，有利于小麦增产。类似研究大量存在，但不同品种与水肥用量在滴灌水肥一体化处理下的栽培技术还需进一步研究。因此，本试验以宁春4号为研究材料，研究不同滴灌水肥处理对小麦生理生长及产量的影响，优选出适宜宁春4号水肥用量的栽培技术。

1   材料与方法

1.1   试验地点与供试材料

本试验于2020年2—7月在宁夏万灵生态农业科技有限公司（北纬38°66′60.04″，东经106°10′10.04″）进行。以春小麦宁春4号为试验材料，小麦行距20 cm，滴灌带行距60 cm。

1.2   试验设计

本试验采用两因素随机区组设计。灌水量设两个水平：A1为225 m3/hm2、A2为300 m3/hm2，每5～6 d滴灌1次。追肥施肥量及施肥方式设3个水平：B1为尿素225 kg/hm2+微量元素催苗期分两次施用、拔节期硫酸钾75 kg/hm2+微量元素两次施用;B2为尿素225 kg/hm2+微量元素催苗期分两次施用、拔节期硫酸钾75 kg/hm2+微量元素1次施用;B3为尿素150 kg/hm2+微量元素催苗期1次施用、拔节期硫酸钾75 kg/hm2+微量元素1次施用。共计6个处理。

单次灌水定额采用设施农业灌溉工程技术规范（DB11/T 557—2008）的公式[5]。

灌水定额计算公式：M=0.1×Rs×P×H×（β1-β2）/θ

（1）

式中：M为设计灌水定额（mm）;Rs为计划湿润层平均土壤容重（g/cm3）;P为土壤湿润比（%），取36%;H为计划土壤湿润深度（cm），取30 cm;β1为含水率下限，70%;β2为含水率上限，36%～50%;θ为水分利用系数，滴灌取0.95。

灌水周期公式：T=m/Ea        （2）

式中：T为设计灌水周期（d）;m为设计灌水定额（mm）;Ea为最大日平均需水强度（mm/d），取1.0 mm/d。

1.3   試验方法

试验采用水肥一体化方法，即将肥料溶入灌溉水中，灌水从井房主管配水至设有阀门的支管，每个处理单独灌水施肥，灌水总量通过水表控制。2月底整地，施入底肥硫酸钾600 kg/hm2，播种带种肥磷酸二铵90 kg/hm2。小麦种用量27.5～30 kg/667 m2，小麦行距20 cm，滴灌带行距65 cm，滴灌带滴孔间距30 cm，滴头数量3 001个/667 m2，每滴头流量3 L/h。试验肥料选用尿素、硫酸钾配合微量元素进行追肥。

1.4   测定方法

品质测定：2020年7月上旬小麦成熟后，以每处理随机抽取5 m2进行计量，测定穗粒数、产量、千粒重（电子秤），测定蛋白质含量（凯氏法）、淀粉含量用双波长法[6]。

1.5   数据分析

本试验采用Excel 2007和DPS 7.05进行数据处理与统计分析，多重比较采用LSD法。

2   结果与分析

2.1   滴灌定额水肥一体化处理对小麦穗粒数的影响

从图1可以看出，不同灌水施肥处理下，施肥处理对小麦穗粒数的影响差异显著，P肥=0.049 3<0.05。灌水225 m3/hm2、施尿素225 kg/hm2+微量元素催苗期分两次施用、拔节期硫酸钾75 kg/hm2+微量元素两次施用处理小麦穗粒数最多，比最少的高10.5%。穗粒数与施肥量及施肥次数呈正相关;不同水肥交互及灌水水平对小麦穗粒数的影响差异不显著，P肥×水=0.377 8>0.05，P水=0.315 7>0.05。

2.2   滴灌定额水肥一体化处理对小麦千粒重的影响

不同滴灌水肥处理对小麦千粒重含量的影响，如图2所示。不同施肥处理对小麦千粒重的影响差异极显著，P肥=0.001<0.01。灌水300 m3/hm2、施尿素225 kg/hm2+微量元素催苗期分两次施用、拔节期硫酸钾75 kg/hm2+微量元素两次施用处理下，小麦千粒重最高，比灌水225 m3/hm2、施尿素150 kg/hm2+微量元素催苗期1次施用、拔节期硫酸钾75 kg/hm2+微量元素1次施用的处理小麦千粒重高出6.25%。灌水量增加，穗粒数减少;施肥量增加，穗粒数增加;但不同水肥交互及灌水水平下对小麦穗粒数的影响差异不显著，P肥×水=0.377 8>0.05，P水=0.315 7>0.05。这表明少量多次施肥且合适的灌水量有利于小麦生长。

2.3   滴灌定额水肥一体化处理对小麦产量的影响

从图3可以看出，灌水300 m3/hm2、施尿素225 kg/hm2+微量元素催苗期分两次施用、拔节期硫酸钾75 kg/hm2+微量元素两次施用处理小麦的产量最高，可达7 597.5 kg/hm2，比灌水225 m3/hm2、施尿素150 kg/hm2+微量元素催苗期1次施用、拔节期硫酸钾75 kg/hm2+微量元素1次施用处理下的产量要高出20%，效果对比明显。本试验灌水条件下，水分胁迫施肥量多有利于小麦产量增加，不同水肥交互及施肥平下对小麦产量的影响差异显著，P肥×水=0.016 9<0.05，P肥=0.000 1<0.01，但不同灌水处理下对小麦产量的影响差异不显著，P水=0.087 1>0.05。

2.4   滴灌定额水肥一体化处理对小麦总淀粉含量的影响

从图4可以看出，不同处理下小麦淀粉含量不同。灌水225 m3/hm2、施尿素225 kg/hm2+微量元素催苗期分两次施用、拔节期硫酸钾75 kg/hm2+微量元素两次施用处理小麦淀粉含量最高。灌水300 m3/hm2、施尿素150 kg/hm2+微量元素催苗期1次施用、拔节期硫酸钾75 kg/hm2+微量元素1次施用处理小麦淀粉含量最低，为615.88 g/kg。各处理间小麦总淀粉含量差异显著，P肥×水=0.032 7<0.05;随着施肥量与施肥次数的减少，小麦淀粉含量减少，差异极显著，P肥=0.000 6<0.01;不同灌水水平下，总淀粉含量差异不显著，P水=

0.125 7>0.05。由此说明，肥料增多且少量多次，可以提高小麦果实淀粉含量的积累。

2.5   滴灌定额水肥一体化处理对小麦蛋白质含量的影响

如图5所示，不同灌水、施肥处理交互作用对小麦蛋白质含量差异极显著，P肥×水=0.000 1<0.01，施肥量多、施肥次数多的处理小麦蛋白质最多，施肥量少且1次施用的小麦蛋白质含量最低。灌水300 m3/hm2、施尿素225 kg/hm2+微量元素催苗期分两次施用、拔节期硫酸钾75 kg/hm2+微量元素两次施用处理，比灌水300 m3/hm2、施尿素150 kg/hm2+微量元素催苗期1次施用、拔节期硫酸钾75 kg/hm2+微量元素1次施用处理的蛋白质含量高30.43 g/kg;在不同灌水与施肥水平下，小麦蛋白质含量差异不显著，P水=0.296 9>0.05、

P肥=0.123 9>0.05。

3   讨论与结论

水肥是作物生长的重要指标。适宜的水肥配合，可以促进作物生长，加快作物体内代谢速度，提高作物品质，增加经济效益。随着灌水量增加，冬小麦产量不断增高，但肥料增加到一定程度，小麦产量与灌水量增加呈负相关。另有研究表明，在确保小麦获得高产的同时，能够兼顾水肥的高效利用[7]，与本试验结果相一致。小麦穗粒重和产量随施肥量与施肥次数的增多而增多，但与灌水量基本呈反比。

本试验水肥处理下，小麦千粒重随着肥料施用量和施肥次数的降低而降低，随着灌水量的变化无明显差异;蛋白质平均含量随灌水量的增加呈反比。诸多学者研究结果也是如此[8-11]。蛋白质含量和氮素积累转运有着重要关系，适宜施氮范围内，随着肥量增多，蛋白质含量随之提高。

水肥一体化精准化控制对小麦的生长有着重要的调控作用。本试验中，小麦淀粉含量与其他指标表现一致。施肥量多且施肥次数多的处理，小麦种淀粉含量积累最多，而灌水量對小麦品质的影响不同。在当下水肥一体化技术中，应提倡少量多次，以提高小麦品质。在今后的研究中，可通过不断优化精准化水肥控制，提高小麦的产量与品质。

参考文献：

[1]刘霞.绿色小麦种植田间管理及技术推广研究[J].农业与技术，2016，36（2）：86.

[2]康绍忠主编.西北地区农业节水与水资源持续利用[M].北京：中国农业出版社，1999.

[3]刘洁，万仲武，曹兵，等.不同滴灌水肥处理对灵武长枣果实品质的影响[J].节水灌溉，2014（8）：25-28.

[4]张丽霞，杨永辉，尹钧，等.水肥一体化对小麦干物质和氮素积累转运及产量的影响[J].农业机械学报，2021，52（2）：275-283.

[5]何浩，金照森，赵福生，等.设施农业灌溉工程技术规范（DB11/T 557—2008）[S].北京：北京质量技术监督局，2008.

[6]何照范.粮油籽粒品质及其分析技术[M].北京：农业出版社，1985.

[7]李武超，李磊，王炜，等.小麦水氮耦合效应与水肥高效利用研究[J].华北农学报，2018，33（5）：232-238.

[8]秦武发，李宗智.氮素供应对小麦品质的影响[J].河北农业大学学报，1989，12（3）：9-12.

[9]李雁鸣，张立言，李振国.春季肥水运筹对小麦籽粒产量与品质调节效应的研究[J].河北农业大学学报，1996，19（1）：1-6.

[10]徐春阳，蒋延惠，张春兰，等.不同面包小麦品种的产量及蛋白质含量对氮肥用量的反应[J].作物学报，1998，24（6）：731-737.

[11]杜金哲，李文雄，胡尚连，等.春小麦不同品质类型氮的吸收、转化利用及与籽粒产量和蛋白质含量的关系[J].作物学报，2001，27（2）：253-260.