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西北绿洲条件下,不同栽培措施对冬小麦产量和生态生理指标的影响

赵德明  
【摘要】: 籽粒产量是单位面积的穗数、穗粒数和千粒重等农艺性状和生理性状的综合表现,小麦高产栽培的中心问题就协调好这些因素的较好发展。在西北绿洲生态条件下,研究了不同的灌水、肥料、播种密植和播种时间对冬小麦产量、农艺性状和生态生理指标的影响及各因素之间的关系。主要研究结果如下: 1.试验在冬水灌量1800 m3·hm-2的基础上,分别在拔节期(J)、抽穗期(H)和灌浆期(F)设等量不等次、等次不等量共5个处理,灌水处理分别为J1650(W1)、J1200+H1050(W3)、J1050+H1050+F1050(W3)、J750+H750+F750(W4)、J1050+H750+F450(W5)m3·hm-2。结果表明:籽粒产量范围为4674.65 kg·hm-2~6296.52 kg·hm-2,以灌水量最多的W3最高,但在一定范围内减少灌水量可以提高水分利用效率(WUE)。处理间籽粒产量、穗粒数、千粒重、水分利用效率(WUE)、叶面积指数(LAI)和叶片相对含水量(RWC)存在着显著或极显著的差异。W3籽粒产量分别比W1、W2、W4、W5高18.69%、17.62%、0.91%和34.98%,而W1、W2、W3、W4处理间产量差异不显著,表明在节水600~1500 m3·hm-2条件下可不减产;WUE以W4最高,分别比W1、W2、W3、W5高16.98%、14.09%、12.70%和34.94%。 在常规灌溉条件下,设6个播种密度试验,种植密度分别为450(T1)、525(T2)、600(T3)、675(T4)、750(T5)、900(T6)万基本苗·hm-2。结果表明:籽粒产量范围在6369.04 kg·hm-2~8649.87 kg·hm-2之间,以T4的籽粒产量最高,分别比T1、T2、T3、T5和T6高24.23%、11.32%、8.92%、23.59%和20.87%。处理间籽粒产量、单位面积穗数、穗粒数、千粒重、单株穗数、单株茎数、叶面积指数、株高、水分利用效率(WUE)、群体光合速率(CAP)存在着显著或极显著的差异。河西绿洲区冬小麦要达到7770~8650kg·hm-2的高产水平,单位面积穗数应该维持在974~1016万穗·hm-2左右。 在底肥为纯N165kg·hm-2、P2O5105 kg·hm-2基础上,拔节期追肥量按照纯N和P2O5追施量(kg·hm-2)设5个肥料处理,分别为:F1(N0P0)、F2(N0P60)、F3 (N60P0)、F4 (N60P60)、F5(N135P120)。结果表明:籽粒产量范围在6753.38 kg·hm-2~8206.48 kg·hm-2之间,其中以总施肥量最高的F5产量最高,分别比F1、F2、F3、F4高21.52%、15.60%、7.35%和6.77%。处理间籽粒产量、千粒重、WUE、LAI存在显著或极显著差异。 播期试验设六个时期处理,分别为17/9(S1)、19/9(S2)、24/9(S3)、29/9(S4)、4/10(S5)、15/10(S6)。结果表明:籽粒产量范围在5467.05 kg·hm-2~8337.45 kg·hm-2之间,S1处理籽粒产量最高,分别比S2、S3、S4、S5和S6高15.32%、20.69%、34.49%、56.08%和52.50%。处理间籽粒产量、单位面积穗数、水分利用效率(WUE)、生物产量、主茎穗长、单位面积苗数、叶面积指数(LAI)均存在显著或极显著的差异。S1、S2、S3处理间产量差异不显著,表明河西绿洲冬小麦适宜的播期为17/9~24/9,适期早播有利于高产。 2.相关分析表明:不同栽培试验中指标间的相关及产量主要决定因素有差异,在水分试验中决定籽粒产量高低的主要产量构成因素是千粒重和穗粒数,在密度和播期试验中,主要是单位面积穗数,在施肥试验中主要是千粒重。 水分试验中,籽粒产量与千粒重(0.99**)和穗粒数(0.87*)均呈显著正相关,与单位面积穗数相关不显著。在产量构成要素之间,千粒重与穗粒数呈显著正相关,说明在本试验灌水条件下,二者处于同步增长阶段,而单位面积穗数与千粒重和穗粒数相关不显著;在播种密度和播期处理中,籽粒产量与单位面积穗数呈显著正相关,产量与穗粒数和千粒重之间、产量三要素间相关均不显著;在肥料处理中,籽粒产量与千粒重(0.88*)呈显著正相关,与单位面积穗数和穗粒数之间、以及产量三要素之间相关都不显著;在灌水、肥料、播种密度及播期处理中WUE与产量都表现出显著的正相关(0.87*~0.99**),说明高产与高效用水可同步实现。LAI是群体指标之一,在水分、密度、播期、肥料试验中,各处理LAI生育期变化均呈单峰曲线,但LAI高峰值出现时间不一。在水分试验中,LAI高峰值出现在抽穗期,但在密度、肥料和播期试验中,高峰值均出现在开花期;水分试验中,W1和W2生育期前后的波动变化远大于其它处理,水分亏缺可加快叶片衰老,但籽粒产量与各时期测定的LAI和生育期LAI的平均值都没有显著性相关;在密度实验中,产量只与灌浆前期和中期的LAI呈显著正相关;在肥料实验中,产量与开花期、灌浆前期、中期和生育期LAI的平均值呈显著正相关;播期处理中,籽粒产量与各时期的LAI和生育期的平均值均呈显著正相关。 3.在水分、密度、肥料和播期试验中,光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)均存在显著或极显著差异。在不同的实验中,各指标生育时期的高峰值和差异不同。在水分、密度和肥料试验中,Pn高峰值出现在抽穗期,Tr在灌浆前期最高,Gs随试验不同高峰值出现时间不同;在水分试验中,W1和W2处理的Pn、Tr、Gs生育期前后差异都较大,而W3、W4、W5处理的Tr和Gs生育期前后差异大于Pn。在密度、肥料和播期试验中,各处理生育期前后差异总体表现为Tr和Gs均大于Pn。 4.籽粒产量、各农艺性状与Pn、Tr、Gs等生理指标之间的相关随着试验和测定时期的不同而有差异,在有些试验中表现出阶段性的差异。水分试验中,产量与开花期Pn呈显著正相关但与各生育时期Pn的均值呈负相关,而与其它时期测定的Pn相关不显著;在密度和肥料处理中,产量与各时期测定的Pn及生育期Pn的均值相关都不显著;在播期处理中产量只与抽穗期的Pn呈显著负相关;在所有的试验中产量与Tr都没有显著的相关;在水分试验中产量只与生育时期Gs的均值呈显著正相关,在密度、肥料和播期试验中产量与Gs都没有显著的相关。 株高、穗长、穗粒数、千粒重、单株生物产量等农艺性状与Pn、Tr和Gs在不同的栽培试验中也表现出某些阶段性相关。 5.不同栽培试验中,生理指标之间的相关也表现出一定的差别。 在水分试验中,生育期Pn、Tr、Gs的均值之间相关不显著,Pn与Tr和Gs之间相关的密切程度具有阶段性差异。Gs与Tr之间,各时期二者均呈显著正相关(r=0.900*~0.998**),说明气孔是控制叶面蒸腾的最主要因子。RWC与Pn只在抽穗期表现出显著的正相关(0.94**),与Gs和Tr相关都不显著。 在密度和肥料试验中,Pn、Tr、Gs之间的生育期平均值高度正相关、但它们之间的相关密切程度随生育时期的不同而变化; 在播期试验中,Pn与Tr、Gs之间都没有显著性相关,而各测定时期的Gs与Tr和生育期均值之间均呈显著正相关。


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