春季不同时期灌水对小麦产量的影响

佟国香 周吉红 毛思帅 梅 丽 刘国明 解春源 罗 军

（1.北京市房山区种植业技术推广站 北京102446；2.北京市农业技术推广站 北京100029；3.北京市顺义区农业科学研究所 北京101300）

北京地处北部冬麦区的最北边，冬小麦种植受气候条件影响大[1-5]，北京地区年平均降雨量为500 mm左右，降水主要集中在7～9月，降水分布与小麦需水时间耦合性较差，北京的小麦基本生长在旱寒交加的严酷时段，小麦全生育期平均有效降水仅为需水量的15.5%，远远不能满足冬小麦的生长需要[6-9]，大部分水量需要通过灌水来解决。北京市2014年制定的《关于调结构转方式、发展高效节水农业的意见》和《北京市地下水超采区农业结构调整实施方案》明确要求，粮田全年用水定额控制在200 m3/亩以内。而对北京市近5年180个小麦农情监测点统计表明，目前小麦平均灌水量在170 m3/亩，因此如何实现适时适量科学灌溉显得尤为迫切，鉴于此，笔者设置试验开展了节水灌溉下不同时期灌水对小麦生长发育和产量的影响研究，以期提出量化的灌水模式，指导京郊小麦科学高效生产。

1 材料与方法

1.1 供试材料及试验地

供试小麦（T riticum aestivum L.）品种为中麦175，由中国农业科学院作物所选育，2008年通过国家品种审定委员会审定，为北京市主栽品种。

试验于2019-2020年在北京市房山区石楼镇坨头村房山区农业技术推广站中心基地进行。土壤为沙壤土，0～20 cm土层含有机质18.8 g/kg，全氮1.3 g/kg，碱解氮94.2 mg/kg，有效磷30 mg/kg，速效钾108.0 mg/kg。

1.2 试验设计

试验采用随机区组设计，在冬前亩灌水50 m3，保苗越冬的基础上，春季设置4个不同灌水处理，分别为W1：返青+拔节+灌浆；W2：返青+灌浆；W3：起身+灌浆;W4：拔节+灌浆。每个处理面积1亩，在每个处理内随机选取3个样点进行数据调查，灌水量见表1。

表1 不同时期灌水处理

1.3 田间管理

试验于2019年9月28日采用大田农机播种，设计亩基本苗25万，播种前亩底施复合肥（N、P2O5、K2O比例为15∶15∶15）50 kg，越冬前11月23日浇灌越冬水50 m3/亩。2020年春季随浇水亩追施尿素15 kg，其中处理W1按返青期、拔节期比例为1∶1的方式追施尿素，W2、W3和W4分别在返青期、起身期和拔节期一次性追施尿素。3月30日实施化学除草，5月20日喷药防治蚜虫。

1.4 调查指标

1.4.1 群体指标 春季调查小麦返青期、起身期、拔节期总茎数。

1.4.2 个体指标 于春季起身期、拔节期、成熟期测定单株干重，成熟期调查主茎基部第一节间长、株高。

1.4.3 植株干物质积累 分别于起身期、拔节期和成熟期调查单株干物质积累量。

1.4.4 穗部指标 成熟期考察穗长、总小穗数、不孕小穗数。

1.4.5 产量因素 收获时测定每个小区的产量，同时考察亩穗数、穗粒数、千粒重。

1.5 数据分析

采用SAS 8.0软件进行方差分析，其他分析在E xcel中进行。

2 结果与分析

2.1 春季不同时期灌水对小麦茎孽的影响

春季不同生育时期灌水对小麦起身茎、拔节大茎、亩穗数和茎孽成穗率有显著性影响（表2）。起身茎各处理间差异显著，以W3水处理最高，为137.7万/亩，W3分别较W1、W2、W4处理增加12.8%、11.7%和14.1%，说明起身期浇水促进了春季分蘖的生长。拔节茎和成熟期穗数各处理间达5%差异显著性，变化趋势一致，为W3>W1>W2>W4。而茎蘖成穗率以W4和W1处理最高，两者差异不显著，但与W2和W3差异显著，变化趋势为W1>W4>W2>W3，W1和W4灌水处理更利于提高茎蘖成穗率，起身期灌水促进了无效分蘖的滋生，不利于无效分蘖及时退化和穗分化发展。

表2 春季不同时期灌水下小麦的茎蘖变化

2.2 春季不同时期灌水对小麦植株干物质积累的影响

春季不同时期灌水对小麦起身期、拔节期和成熟期植株干物质积累影响显著。起身期和拔节期均以起身期灌水的W3处理单株干物质积累最多，与其他处理达显著性差异，再次证明起身期灌水促进了春季分蘖的生长，起身期W3处理下植株的干物质积累分别较W1、W2和W4增加8.7%、13.1%和24.4%，拔节期W3处理植株干物质积累分别较W1、W2和W4增加9.6%、10.9%和1.0%，但到成熟期植株干物质积累以W4处理最高，为2.06 g，分别较W1、W2和W3增加7.9%、6.7%和13.8%，说明起身期灌水的处理W3虽然在前期增加了茎蘖数量，但成穗率不高，后期植株干物质积累并不高（表3）。

表3 春季不同灌水时期对不同时期干物质积累的影响（单位：g/株）

2.3 春季不同时期灌水对小麦植株株高及穗部性状的影响

春季不同时期灌水对小麦植株主茎基部第一节间、株高及小麦穗部性状影响显著。成熟期株高、基部第一节间长变化趋势为W3>W1>W2>W4，各处理差异显著，起身期浇水的处理W3植株最高、主茎基部第一节间最长，分别为85.0 cm和6.16 cm，株高分别较W1、W2和W4增高5.6%、8.0%、11.1%，主茎基部第一节间长分别增长33.3%、42.6%和57.1%，可见起身期浇水增长了主茎基部第一节间长、增加了株高，存在倒伏风险，不利于高产群体的构建。穗长变化趋势为W4>W1>W2>W3,各处理间差异显著，以W4处理穗子最长，为8.2 cm，分别较W1、W2和W3增长5.1%、9.3%和12.3%。单穗总小穗数以W4最多，与其他处理差异显著，W1和W2差异不显著，以W3最少，W4较W3增加8.4%。不孕小穗数变化趋势为W4

表4 春季不同灌水时期对小麦穗部性状的影响

2.4 春季不同时期灌水对小麦产量的影响

测产结果表明，春季不同生育时期灌水对小麦产量的影响趋势为W4>W1>W2>W3,各处理间达5%差异显著性，以拔节期灌水的处理W4产量因素较协调，产量最高，为518.1 kg/亩，分别较W1、W2和W3增产5.9%、6.7%和8.3%（表5）。具体来说，各灌水处理对小麦的穗数和穗粒数影响较大，穗数与穗粒数呈反比关系，这也是起身期灌水的处理W3在大群体下未实现高产的原因。不同时期灌水对小麦的千粒重影响不大，主要是由于千粒重受品种本身特点和灌浆期气候条件的影响较大，试验结果中的千粒重体现了中麦175本身的特点。

表5 春季不同灌水时期对小麦产量及构成的影响

3 结论与讨论

3.1 试验结论

综合分析来看，拔节期灌水的处理W4产量因素协调，产量最高，是北京地区适期播种下，冬前群体适宜的麦田春季肥水管理应该采用的模式。

3.2 讨论与分析

小麦讲究因苗因墒管理，为了贯彻落实北京节水高效农业发展目标，该试验是在较北京常规麦田节水29.4%（亩节水50 m3）的条件下开展的，结果表明，在小麦需水关键期拔节期合理施肥灌水，能实现亩产500 kg的产量。起身期灌水增加了植株基部第一节间长度，株高增高，倒伏风险加大，不利高产群体构建[10]和实现高产。起身期浇水促进了春季无效分蘖的增加，消耗了营养，不利于后期成穗率提高，并且麦田环境变差，易发生病害，导致穗子变短、穗部不孕小穗数增加、穗粒数减少，形成大群体小产量的局面，得不偿失。该结果与李永宾[11]、马志明[11]、秦姗姗[13]、乔文臣等[14]的研究结果一致。因此，生产上不建议在起身期浇水施肥。