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摘要 [目的]研究不同灌溉施肥方式对冬小麦群体及产量的影响。[方法]以冬小麦山农29为试验材料，分析5种不同的灌溉施肥模式对小麦群体、干物质积累及产量的影响。[结果]畦田节灌水肥一体化处理下，群体茎数、干物质积累以及籽粒产量均高于其他处理，按需补灌水肥一体化处理次之，但比较节水。因此，畦田节灌水肥一体化处理是该试驗条件下节水节肥高产高效的最优处理。[结论]该试验为筛选一种有效的小麦节水节肥高产高效栽培模式提供了理论依据。
关键词 灌溉施肥;冬小麦;水肥一体化;产量
中图分类号 S512.1文献标识码 A
文章编号 0517-6611（2019）10-0035-03
Abstract [Objective]To study the effects of irrigation and fertilization on population structure and yield of wheat. [Method]Using Shannong 29 as experimental material， the effects of irrigation and fertilization on population， dry matter accumulation and yield of wheat were studied.[Result]Integration field of water and fertilizer was the best nitrogen application with the highest population， dry matter accumulation and yield o f wheat.[Conclusion]This research provided theoretical basis for both high yield and high efficiency of wheat.
Key words Irrigation and fertilization;Wheat;Integration of water and fertilizer;Yield
黄淮流域是我国小麦主产区，小麦总产约占全国的60%，但水资源总量仅占全国的7.7%[1]。该地区小麦生长季降水量不足200 mm，水分蒸散量为400～500 mm，降水只能满足全生育期需水量的 25%～40%[2]。同时该地区30%的耕地存在氮肥施用量超标问题，不仅造成资源浪费，还造成环境污染[3]。因此，水资源短缺和氮肥施用不当成为该地区小麦生产的主要限制因子。
目前对于小麦的高产栽培技术多限于高水肥的施用或定量灌溉条件下灌溉量或施氮量单一因子差异对小麦群体和产量的影响[4-7] 。而对于不同灌溉模式及不同施肥处理的研究较少。鉴于此，笔者利用按需补灌水肥一体化的方法，根据麦田土壤水和自然降水状况确定关键生育期的水分亏缺程度，通过精确灌溉补足高产所需供水，实现小麦高产和高水分利用;并通过设置不同施氮和灌溉方式研究其对小麦群体、干物质积累和籽粒产量的影响，旨在为小麦节水节肥、高产高效栽培提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 试验地概况
试验在济宁市农业科学研究院试验农场进行。供试土壤为褐土，土壤有机质含量10.76 g/kg，全氮0.95 g/kg，有效磷46.92 mg/kg，速效钾62.56 mg/kg，碱解氮75.1 mg/kg，pH 5.97，前茬作物为玉米。生育期间总降水量为 226.5 mm，其中播种至拔节期 122.7 mm，拔节至开花期 75.6 mm，开花至成熟期 28.2 mm。该生长季小麦播种前 0～100 cm 土层土壤容重和田间含水量见表 1。
1.2 试验材料
1.3 试验设计
试验设5个处理，分别为按需补灌水肥一体化处理（W1）、畦田节灌水肥一体化处理（W2）、传统畦灌和施肥处理（W3）、水分空白处理（W4）、肥料空白处理（W5）。不同处理施肥量和施肥方式不同，具体方式见表2。其中，W1处理指利用测墒补灌技术将拔节期0～40 cm土层平均土壤相对含水量补灌至70%，利用微喷带进行灌溉。W1、W2处理拔节期追肥均采用便携式溶肥注肥机随灌溉水施入田间。
小区面积为2 m×75 m=150 m2。不同小区之间留 2 m保护行，试验田四周设 2 m 宽保护区。随机区组排列，重复 3 次。播种前底施全部磷钾肥和50% 氮肥，拔节期追施另50% 的氮肥。2016年10月18日播种，播种密度为1万株/hm2。三叶一心期定苗，除W4处理外，统一灌溉越冬水，拔节期追肥灌水，其他管理措施同一般高产田。
1.4 测定项目与方法
1.4.1 土壤容重和土壤含水量的测定。
于冬小麦播种前挖出0～1.0 m土壤剖面，用环刀法测定土壤容重，深度为0～20、20～40、40～60、60～80、80～100 cm，逐层取土样。每个小区采用5点法采集土样。采用烘干法测定播种期土壤含水量，取样方法和操作步骤与土壤容重取样方法相同。
1.4.2 群体发育动态和干物质积累动态调查。
分别于越冬前、返青期、拔节期、开花期、成熟期在每小区随机取 1 m 双行调查群体总茎数和单位面积干物质重量，重复 3 次。
1.4.3 产量及其构成因素。
于小麦成熟期按小区收获后脱粒、风干、称重、计算单位面积籽粒产量，并进行千粒重调查。同时取 30 个单穗进行穗粒数调查。
1.5 数据处理
采用 Microsoft Excel 2007 和 DPS 7.05 数据分析软件进行数据的整理和统计分析。 2 结果与分析
2.1 不同处理对群体总茎数的影响
由表3可知，各处理群体总茎数在拔节期达到最高，其中在越冬、返青、拔节、孕穗、和成熟期，相对于其他处理，W5肥料空白处理群体总茎数最少，W4水空白处理次之，W1、W2、W3处理之间无显著性差异，这说明浇水和施肥在小麦生产中有重大意义。
2.2 不同处理对小麦干物质积累与分配的影響
从图1可以看出，冬小麦的群体干物质积累量随生育期推进而增加，在越冬期至拔节期增长缓慢，拔节期至成熟期迅速增长。越冬期的干物质积累量，W2处理>W3处理>W1处理>W4处理>W5处理，返青期W2处理>W3处理>W1处理>W4处理>W5处理，拔节期W2处理干物质积累处于最高，W4处理最低，孕穗期W5处理干物质积累最少，W4处理次之，W1、W2、W3处理相差不大，成熟期W2处理>W3处理>W1处理>W4处理>W5处理，W2处理的生物产量最高。水分空白W4处理和肥料空白与前三者差异显著，以肥料空白处理干物质量最低。
2.3 不同处理对小麦开花期各器官干物质积累与分配的影响
从表4可以看出，开花期干物质在不同器官中的积累量和分配量均表现为茎秆最大，占总积累量的60%以上。其中，叶片干物质积累量以W3处理最大，W5处理最小，W1、W2处理没有明显差异。茎秆干物质积累量以W2处理最高，W1处理次之。穗轴和颖壳干物质积累量W2处理>W3处理>W1处理>W4处理>W5处理。
2.4 不同处理对小麦成熟期各器官干物质积累与分配的影响
从表5可以看出，小麦成熟期不同器官干物质分配量和分配比例均表现为籽粒>茎干+叶鞘>穗轴+颖壳>叶，干物质积累量在籽粒中的分配占总积累量的50%以上。其中，叶片干物质积累量以W3处理最高，W1处理次之，W5处理最低。茎秆干物质积累量以W2处理最高，W3处理次之。籽粒干物质积累量W2处理>W1处理>W3处理>W4处理>W5处理。干物质在籽粒中的分配比例以W1处理处理最高，W2处理次之，W5处理最低。总的来说，在W2和W3处理下，干物质在籽粒中的分配比例和分配量均处于较高水平，有利于籽粒产量的提高。
2.5 不同处理对营养器官同化物再分配量和积累量的影响
从表6可以看出，不同施肥灌溉模式对花前干物质转运量、转运率和对籽粒的贡献影响明显不同。花前干物质转运量从大到小依次为W2处理>W3处理>W1处理>W4处理>W5处理，花前干物质转运对籽粒的贡献以W3处理最高，W4处理次之。花后干物质的同化量以W2处理最大，W5处理最小。花后干物质及对籽粒产量贡献率W1处理最大。这说明W1处理主要增加了来自花后干物质的比例，提高了其对籽粒的贡献。
2.6 不同处理下冬小麦的产量及其构成因素
从表7可以看出，W2处理（畦田节灌肥水一体化）产量最高，传统灌溉次之，再次是按需补灌，但三者产量相差不很大，W4和W5处理减产显著。以W5处理减产最大，说明施肥在小麦生产中有重大意义。按需补灌虽然产量稍低，但是每公顷地浇水量减少0.29 m3，节水10%，具有生态效益，而且也节省电能，总体的经济效益并没有减少，特别是在水分匮乏的地区应该推广应用。
3 结论与讨论
有研究表明，小麦籽粒产量大部分来自花后干物质的积累及花前营养器官干物质的再分配，土壤水分状况对小麦干物质积累与分配有显著影响[8-9]。适度的限量灌溉可以降低麦田耗水量，提高水分利用效率，有利于干物质的积累，促进籽粒灌浆，提高小麦籽粒产量[10]。在节水节肥的基础上，该试验研究不同的灌溉施肥方式对小麦生长及产量的影响。结果表明，相同施肥条件下，与传统畦灌沟施氮肥比较，畦田节灌水肥一体化可显著提高花后干物质积累量，有利于开花后期籽粒的灌浆，从而提高小麦籽粒产量。同时畦田节灌水肥一体化（W2）和按需补灌水肥一体化（W1）处理的水分和肥料利用效率均高于传统畦灌沟施（W3），籽粒产量畦田节灌水肥一体化处理（W2）较按需补灌水肥一体化处理（W1）增产3.1%，按需补灌水肥一体化处理（W1）较传统畦灌和施肥处理（W3）增产0.5%。综合考虑产量和水肥利用效率，利用畦田节灌水肥一体化的施氮量为240 kg/hm2的水肥一体化处理表现最优，可作为指导小麦生产的适宜施肥灌溉方式。
参考文献
[1] 张雪靓，孔祥斌.黄淮海平原地下水危机下的耕地资源可持续利用[J].中国土地科学，2014，28（5）：90-96.
[2] FANG Q X，MA L，GREEN T R，et al.Water resources and water use efficiency in the North China Plain：Current status and agronomic management options [J].Agricultural water management，2010，97（8）：1102-1116.
[3] 巨晓棠，谷保静.我国农田氮肥施用现状问题及趋势[J].植物营养与肥料学报，2014，20（4）：783-795.
[4] 杨春玲，宋志均，侯军红，等.基于周麦18的水肥耦合研究[J].安徽农业科学，2013，41（11）：4797-4799.
[5] KRESOVIC' B，TAPANAROVA A，TOMIC' Z，et al.Grain yield and water use efficiency of maize as influenced by different irrigation regimes through sprinkler irrigation under temperate climate[J].Agricultural water management，2016，169：34-43.
[6] 矫岩林，孙晓辉，刘翠玲，等.不同施氮量对冬小麦烟农0428 产量及氮肥利用效率的影响[J].山东农业科学，2017，49（5）：74-77.
[7] 郜峰，刘国涛，韩勇，等.不同氮肥运筹对小麦群体·产量及氮肥利用率的影响[J].安徽农业科学，2018，46（24）：23-24，27.
[8] 高聚林，刘克礼，张永平，等.不同农艺措施对春小麦群体干物质积累的影响[J].麦类作物学报，2003，23（3）：79-84.
[9] 李志勇，陈建军，陈明灿.不同水肥条件下冬小麦的干物质积累、产量及水氮利用效率[J].麦类作物学报，2005，25（5）：80-83.
[10] 韩占江，于振文，王东，等.测墒补灌对冬小麦干物质积累与分配及水分利用效率的影响[J].作物学报，2010，36（3）：457-465.
关键词 灌溉施肥;冬小麦;水肥一体化;产量
中图分类号 S512.1文献标识码 A
文章编号 0517-6611（2019）10-0035-03
Abstract [Objective]To study the effects of irrigation and fertilization on population structure and yield of wheat. [Method]Using Shannong 29 as experimental material， the effects of irrigation and fertilization on population， dry matter accumulation and yield of wheat were studied.[Result]Integration field of water and fertilizer was the best nitrogen application with the highest population， dry matter accumulation and yield o f wheat.[Conclusion]This research provided theoretical basis for both high yield and high efficiency of wheat.
Key words Irrigation and fertilization;Wheat;Integration of water and fertilizer;Yield
黄淮流域是我国小麦主产区，小麦总产约占全国的60%，但水资源总量仅占全国的7.7%[1]。该地区小麦生长季降水量不足200 mm，水分蒸散量为400～500 mm，降水只能满足全生育期需水量的 25%～40%[2]。同时该地区30%的耕地存在氮肥施用量超标问题，不仅造成资源浪费，还造成环境污染[3]。因此，水资源短缺和氮肥施用不当成为该地区小麦生产的主要限制因子。
目前对于小麦的高产栽培技术多限于高水肥的施用或定量灌溉条件下灌溉量或施氮量单一因子差异对小麦群体和产量的影响[4-7] 。而对于不同灌溉模式及不同施肥处理的研究较少。鉴于此，笔者利用按需补灌水肥一体化的方法，根据麦田土壤水和自然降水状况确定关键生育期的水分亏缺程度，通过精确灌溉补足高产所需供水，实现小麦高产和高水分利用;并通过设置不同施氮和灌溉方式研究其对小麦群体、干物质积累和籽粒产量的影响，旨在为小麦节水节肥、高产高效栽培提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 试验地概况
试验在济宁市农业科学研究院试验农场进行。供试土壤为褐土，土壤有机质含量10.76 g/kg，全氮0.95 g/kg，有效磷46.92 mg/kg，速效钾62.56 mg/kg，碱解氮75.1 mg/kg，pH 5.97，前茬作物为玉米。生育期间总降水量为 226.5 mm，其中播种至拔节期 122.7 mm，拔节至开花期 75.6 mm，开花至成熟期 28.2 mm。该生长季小麦播种前 0～100 cm 土层土壤容重和田间含水量见表 1。
1.2 试验材料
1.3 试验设计
试验设5个处理，分别为按需补灌水肥一体化处理（W1）、畦田节灌水肥一体化处理（W2）、传统畦灌和施肥处理（W3）、水分空白处理（W4）、肥料空白处理（W5）。不同处理施肥量和施肥方式不同，具体方式见表2。其中，W1处理指利用测墒补灌技术将拔节期0～40 cm土层平均土壤相对含水量补灌至70%，利用微喷带进行灌溉。W1、W2处理拔节期追肥均采用便携式溶肥注肥机随灌溉水施入田间。
小区面积为2 m×75 m=150 m2。不同小区之间留 2 m保护行，试验田四周设 2 m 宽保护区。随机区组排列，重复 3 次。播种前底施全部磷钾肥和50% 氮肥，拔节期追施另50% 的氮肥。2016年10月18日播种，播种密度为1万株/hm2。三叶一心期定苗，除W4处理外，统一灌溉越冬水，拔节期追肥灌水，其他管理措施同一般高产田。
1.4 测定项目与方法
1.4.1 土壤容重和土壤含水量的测定。
于冬小麦播种前挖出0～1.0 m土壤剖面，用环刀法测定土壤容重，深度为0～20、20～40、40～60、60～80、80～100 cm，逐层取土样。每个小区采用5点法采集土样。采用烘干法测定播种期土壤含水量，取样方法和操作步骤与土壤容重取样方法相同。
1.4.2 群体发育动态和干物质积累动态调查。
分别于越冬前、返青期、拔节期、开花期、成熟期在每小区随机取 1 m 双行调查群体总茎数和单位面积干物质重量，重复 3 次。
1.4.3 产量及其构成因素。
于小麦成熟期按小区收获后脱粒、风干、称重、计算单位面积籽粒产量，并进行千粒重调查。同时取 30 个单穗进行穗粒数调查。
1.5 数据处理
采用 Microsoft Excel 2007 和 DPS 7.05 数据分析软件进行数据的整理和统计分析。 2 结果与分析
2.1 不同处理对群体总茎数的影响
由表3可知，各处理群体总茎数在拔节期达到最高，其中在越冬、返青、拔节、孕穗、和成熟期，相对于其他处理，W5肥料空白处理群体总茎数最少，W4水空白处理次之，W1、W2、W3处理之间无显著性差异，这说明浇水和施肥在小麦生产中有重大意义。
2.2 不同处理对小麦干物质积累与分配的影響
从图1可以看出，冬小麦的群体干物质积累量随生育期推进而增加，在越冬期至拔节期增长缓慢，拔节期至成熟期迅速增长。越冬期的干物质积累量，W2处理>W3处理>W1处理>W4处理>W5处理，返青期W2处理>W3处理>W1处理>W4处理>W5处理，拔节期W2处理干物质积累处于最高，W4处理最低，孕穗期W5处理干物质积累最少，W4处理次之，W1、W2、W3处理相差不大，成熟期W2处理>W3处理>W1处理>W4处理>W5处理，W2处理的生物产量最高。水分空白W4处理和肥料空白与前三者差异显著，以肥料空白处理干物质量最低。
2.3 不同处理对小麦开花期各器官干物质积累与分配的影响
从表4可以看出，开花期干物质在不同器官中的积累量和分配量均表现为茎秆最大，占总积累量的60%以上。其中，叶片干物质积累量以W3处理最大，W5处理最小，W1、W2处理没有明显差异。茎秆干物质积累量以W2处理最高，W1处理次之。穗轴和颖壳干物质积累量W2处理>W3处理>W1处理>W4处理>W5处理。
2.4 不同处理对小麦成熟期各器官干物质积累与分配的影响
从表5可以看出，小麦成熟期不同器官干物质分配量和分配比例均表现为籽粒>茎干+叶鞘>穗轴+颖壳>叶，干物质积累量在籽粒中的分配占总积累量的50%以上。其中，叶片干物质积累量以W3处理最高，W1处理次之，W5处理最低。茎秆干物质积累量以W2处理最高，W3处理次之。籽粒干物质积累量W2处理>W1处理>W3处理>W4处理>W5处理。干物质在籽粒中的分配比例以W1处理处理最高，W2处理次之，W5处理最低。总的来说，在W2和W3处理下，干物质在籽粒中的分配比例和分配量均处于较高水平，有利于籽粒产量的提高。
2.5 不同处理对营养器官同化物再分配量和积累量的影响
从表6可以看出，不同施肥灌溉模式对花前干物质转运量、转运率和对籽粒的贡献影响明显不同。花前干物质转运量从大到小依次为W2处理>W3处理>W1处理>W4处理>W5处理，花前干物质转运对籽粒的贡献以W3处理最高，W4处理次之。花后干物质的同化量以W2处理最大，W5处理最小。花后干物质及对籽粒产量贡献率W1处理最大。这说明W1处理主要增加了来自花后干物质的比例，提高了其对籽粒的贡献。
2.6 不同处理下冬小麦的产量及其构成因素
从表7可以看出，W2处理（畦田节灌肥水一体化）产量最高，传统灌溉次之，再次是按需补灌，但三者产量相差不很大，W4和W5处理减产显著。以W5处理减产最大，说明施肥在小麦生产中有重大意义。按需补灌虽然产量稍低，但是每公顷地浇水量减少0.29 m3，节水10%，具有生态效益，而且也节省电能，总体的经济效益并没有减少，特别是在水分匮乏的地区应该推广应用。
3 结论与讨论
有研究表明，小麦籽粒产量大部分来自花后干物质的积累及花前营养器官干物质的再分配，土壤水分状况对小麦干物质积累与分配有显著影响[8-9]。适度的限量灌溉可以降低麦田耗水量，提高水分利用效率，有利于干物质的积累，促进籽粒灌浆，提高小麦籽粒产量[10]。在节水节肥的基础上，该试验研究不同的灌溉施肥方式对小麦生长及产量的影响。结果表明，相同施肥条件下，与传统畦灌沟施氮肥比较，畦田节灌水肥一体化可显著提高花后干物质积累量，有利于开花后期籽粒的灌浆，从而提高小麦籽粒产量。同时畦田节灌水肥一体化（W2）和按需补灌水肥一体化（W1）处理的水分和肥料利用效率均高于传统畦灌沟施（W3），籽粒产量畦田节灌水肥一体化处理（W2）较按需补灌水肥一体化处理（W1）增产3.1%，按需补灌水肥一体化处理（W1）较传统畦灌和施肥处理（W3）增产0.5%。综合考虑产量和水肥利用效率，利用畦田节灌水肥一体化的施氮量为240 kg/hm2的水肥一体化处理表现最优，可作为指导小麦生产的适宜施肥灌溉方式。
参考文献
[1] 张雪靓，孔祥斌.黄淮海平原地下水危机下的耕地资源可持续利用[J].中国土地科学，2014，28（5）：90-96.
[2] FANG Q X，MA L，GREEN T R，et al.Water resources and water use efficiency in the North China Plain：Current status and agronomic management options [J].Agricultural water management，2010，97（8）：1102-1116.
[3] 巨晓棠，谷保静.我国农田氮肥施用现状问题及趋势[J].植物营养与肥料学报，2014，20（4）：783-795.
[4] 杨春玲，宋志均，侯军红，等.基于周麦18的水肥耦合研究[J].安徽农业科学，2013，41（11）：4797-4799.
[5] KRESOVIC' B，TAPANAROVA A，TOMIC' Z，et al.Grain yield and water use efficiency of maize as influenced by different irrigation regimes through sprinkler irrigation under temperate climate[J].Agricultural water management，2016，169：34-43.
[6] 矫岩林，孙晓辉，刘翠玲，等.不同施氮量对冬小麦烟农0428 产量及氮肥利用效率的影响[J].山东农业科学，2017，49（5）：74-77.
[7] 郜峰，刘国涛，韩勇，等.不同氮肥运筹对小麦群体·产量及氮肥利用率的影响[J].安徽农业科学，2018，46（24）：23-24，27.
[8] 高聚林，刘克礼，张永平，等.不同农艺措施对春小麦群体干物质积累的影响[J].麦类作物学报，2003，23（3）：79-84.
[9] 李志勇，陈建军，陈明灿.不同水肥条件下冬小麦的干物质积累、产量及水氮利用效率[J].麦类作物学报，2005，25（5）：80-83.
[10] 韩占江，于振文，王东，等.测墒补灌对冬小麦干物质积累与分配及水分利用效率的影响[J].作物学报，2010，36（3）：457-465.