李鵬 崔正勇 高國強 孫明柱 張鳳云 李新華

摘要：為了篩選出節(jié)水豐產(chǎn)性小麥品種，以灌溉次數(shù)為主處理，以10個主要推廣品種為副處理，研究各品種在不同灌溉次數(shù)下產(chǎn)量、產(chǎn)量構(gòu)成因素、水分利用效率的表現(xiàn)。結(jié)果表明：隨著灌溉次數(shù)的增加，10個品種的產(chǎn)量、單位面積穗數(shù)均呈現(xiàn)上升趨勢，水分利用效率呈現(xiàn)下降趨勢，而穗粒數(shù)和千粒重沒有一致性的規(guī)律。相關(guān)性分析表明，產(chǎn)量與單位面積穗數(shù)呈極顯著正相關(guān)，而與穗粒數(shù)和千粒重呈正相關(guān)但不顯著。通過綜合評價，篩選出抗旱、節(jié)水、豐產(chǎn)性好的品種魯原502、山農(nóng)22和泰農(nóng)18，這為節(jié)水豐產(chǎn)性小麥品種的選用推廣提供了依據(jù)。

關(guān)鍵詞：小麥；品種；節(jié)水；產(chǎn)量；水分利用效率

中圖分類號：S512.103.7文獻標識號：A文章編號：1001-4942（2018）03-0018-04

Abstract In order to screen the water-saving and high-yield wheat varieties， taking irrigation frequency as the major treatment and 10 wheat varieties as the minor treatment， the yield， yield components and water use efficiency of 10 wheat varieties under different irrigation frequencies were studied. The results showed that both the yield and the number of spikes per hectare increased with the increase of irrigation frequency， while the water use efficiency decreased. There was no coincident regularity between grain number per spike and thousand kernel weight. Correlation analysis showed that the yield was highly significantly correlated with the number of spikes per hectare， while had positive but not significant correlations with the grain number per spike and thousand kernel weight. According to comprehensive evaluation， Luyuan 502， Shannong 22 and Tainong 18 were screened out as better varieties with water-saving and high-yield characteristics， and this study provided references for selecting and popularizing of water-saving and high-yield wheat variety.

Keywords Wheat； Variety； Water saving； Yield； Water use efficiency

我國是一個干旱缺水嚴重的國家，人均水資源不足世界平均水平的四分之一，并且分布極不均衡，水資源匱乏已成為社會、經(jīng)濟發(fā)展的主要障礙因素之一[1]。北方冬小麥區(qū)是我國小麥的主產(chǎn)區(qū)，這一區(qū)域小麥產(chǎn)量約占全國小麥總產(chǎn)量的60%左右，但人均水資源僅為全國的五分之一，并且小麥生育期內(nèi)干旱少雨，不能滿足其生長發(fā)育需要，生產(chǎn)上主要依靠灌溉來滿足小麥對水分的需求[2]。冬小麥灌溉用水約占農(nóng)業(yè)用水的70%，小麥灌溉已造成北方冬小麥區(qū)地下水嚴重超采，因此冬小麥節(jié)水在農(nóng)業(yè)節(jié)水中具有舉足輕重的地位。

為遏制農(nóng)業(yè)面源污染擴大趨勢，農(nóng)業(yè)部提出了“一控兩減三基本”目標，其中的“一控”即嚴格控制農(nóng)業(yè)用水總量，大力發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)，劃定總量的紅線和利用系數(shù)率的紅線，利用系數(shù)要從現(xiàn)在的0.52提高到0.55，這主要需通過工程措施、節(jié)水技術(shù)措施、農(nóng)民節(jié)約用水的辦法來解決這些問題。如何利用有限的農(nóng)業(yè)水資源，在減少灌溉次數(shù)、降低灌溉用水量的前提下實現(xiàn)小麥生產(chǎn)的高產(chǎn)高效是該區(qū)亟待解決的問題。近年來，國內(nèi)外對如何充分利用灌溉水、自然降水、土壤水以及提高水的有效利用率進行了大量研究[3-5]，但是種植抗旱節(jié)水豐產(chǎn)的小麥品種才是解決這一問題的關(guān)鍵，這類品種可以在雨養(yǎng)或節(jié)水條件下實現(xiàn)高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)，降低生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟效益。

本研究以山東省當前主要推廣種植的10個小麥品種為材料，對其進行節(jié)水豐產(chǎn)性鑒定與分析，力圖從中選出節(jié)水抗旱性好、水分利用率高、產(chǎn)量對水分脅迫反應遲鈍的豐產(chǎn)品種，為小麥節(jié)水抗旱種植提供品種選擇。這對合理安排小麥品種布局、保障小麥安全生產(chǎn)具有十分重要的意義。

1 材料與方法

1.1 參試品種

2015—2016年參試小麥品種有魯原502、濟麥22（CK）、山農(nóng)20、泰農(nóng)18、山農(nóng)22、山農(nóng)28、鑫麥296、泰山27、齊豐2號、良星66，以上品種均為山東省生產(chǎn)上的主推品種，其中濟麥22為山東省區(qū)試對照品種。

1.2 試驗區(qū)概況

試驗地點選擇在濟南市章丘區(qū)龍山鎮(zhèn)試驗基地。試驗地屬于中高產(chǎn)水澆地，前茬為夏玉米，秸稈直接還田。試驗地肥力均勻，整地之前耕層有機質(zhì)含量23.43 g/kg、全氮1.44 g/kg、速效磷42.62 mg/kg、速效鉀148.3 mg/kg。施氮量統(tǒng)一為195 kg/hm2（計純氮量），澆水處理為底施氮120 kg/hm2+追氮75 kg/hm2。2015年10月11日播種，基本苗300萬/hm2，次年6月13日收獲。常規(guī)田間管理，管理措施一致。

1.3 試驗設計與方法

本試驗以灌水次數(shù)為主處理，在足墑播種的基礎上，設3個處理：①全生育期不澆水（抗旱性品種篩選）；②全生育期澆1水——拔節(jié)水（節(jié)水抗旱性品種篩選）；③全生育期澆2水——拔節(jié)水+開花水（節(jié)水豐產(chǎn)性品種篩選）。品種為副處理：供試品種10個。裂區(qū)試驗設計，主區(qū)內(nèi)品種重復3次。小區(qū)面積12 m2，小區(qū)寬1.5 m，種植6行。主處理間設保護區(qū)2 m。

1.4 測定項目與方法

產(chǎn)量和產(chǎn)量構(gòu)成因素：小麥成熟前每小區(qū)測定1.5 m2樣點折算出單位面積穗數(shù)；收獲時取代表性植株200株進行室內(nèi)考種，計數(shù)穗粒數(shù)；每個小區(qū)實收計產(chǎn)，換算出公頃籽粒產(chǎn)量，并對小區(qū)收獲的小麥籽粒進行千粒重測定。

土壤含水量測定：采用烘干法測定，用土鉆取0～200 cm土層土壤，每20 cm一層，取土后立即裝入鋁盒，稱鮮重，105℃烘干至恒重，稱干重，計算土壤質(zhì)量含水量。

水分利用效率的計算方法為：水分利用效率=作物籽粒產(chǎn)量 /作物生育期耗水量。

1.5 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel 2007和DPS 7.05軟件進行處理和統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同水處理對各品種產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響

由表1可以看到，隨著灌溉次數(shù)的增加，各品種的平均單位面積穗數(shù)有明顯增長，1水處理較0水處理多56.5萬/hm2，2水處理較1水處理多52.0萬/hm2；平均穗粒數(shù)略有增加，分別為34.3、34.6、34.7粒；而平均千粒重則是1水（45.4 g）、2水（45.2 g）基本相同，高于0水處理（44.7 g）。

對不同品種單位面積穗數(shù)進行分析，各品種穗數(shù)均隨灌溉次數(shù)增加而增加，在3個水處理下，山農(nóng)28、濟麥22均有較高的單位面積穗數(shù)，魯原502、鑫麥296表現(xiàn)為群體中間類型，而泰農(nóng)18單位面積穗數(shù)較少。就不同品種穗粒數(shù)對灌溉次數(shù)的響應表現(xiàn)進行分析，除鑫麥296、齊豐2號和良星66外，其它品種1水處理的穗粒數(shù)都高于0水處理；2水處理與1水處理相比，僅鑫麥296、泰山27、齊豐2號的穗粒數(shù)呈現(xiàn)增長，其它品種均呈現(xiàn)下降。對不同品種千粒重對灌溉次數(shù)的響應表現(xiàn)進行分析，魯原502、濟麥22、山農(nóng)28、鑫麥296的千粒重隨灌溉次數(shù)的增加而提高，泰農(nóng)18和山農(nóng)22則是隨灌溉次數(shù)的增加而下降。

2.2 不同水處理下各品種產(chǎn)量表現(xiàn)

對3個水處理下10個品種的產(chǎn)量表現(xiàn)進行分析（表2），10個品種的產(chǎn)量表現(xiàn)均為2水﹥1水﹥0水，平均產(chǎn)量1水處理較0水處理增長648.8 kg/hm2，2水處理較1水處理增長471.4 kg/hm2。3個水處理水平下，魯原502產(chǎn)量均為第1位，較對照濟麥22分別增產(chǎn)10.48%、6.13%和5.03%，山農(nóng)22產(chǎn)量均為第2位，較對照濟麥22分別增產(chǎn)9.36%、2.98%和2.19%，對照品種濟麥22在2水處理下產(chǎn)量表現(xiàn)較好?？购敌云贩N篩選（0水），較對照增產(chǎn)的有魯原502、山農(nóng)22、泰農(nóng)18、山農(nóng)28、齊豐2號和山農(nóng)20；節(jié)水抗旱性品種篩選（1水），較對照增產(chǎn)的有魯原502、山農(nóng)22、泰農(nóng)18、山農(nóng)28、鑫麥296和山農(nóng)20；節(jié)水豐產(chǎn)性品種篩選（2水），較對照增產(chǎn)的僅有魯原502和山農(nóng)22。

2.3 不同水處理下各品種產(chǎn)量與產(chǎn)量構(gòu)成因素相關(guān)性分析

對產(chǎn)量和產(chǎn)量構(gòu)成因素進行相關(guān)性分析（表3），結(jié)果表明，品種產(chǎn)量與單位面積穗數(shù)成正相關(guān)，并達到極顯著水平，而與穗粒數(shù)和千粒重呈正相關(guān)但不顯著，這表明隨著灌溉次數(shù)的增加，10個小麥品種產(chǎn)量的提高主要是通過單位面積穗數(shù)的增加而實現(xiàn)。這是對10個品種綜合分析得到的結(jié)果，但不同品種的產(chǎn)量構(gòu)成因素變化趨勢并不一致，如魯原502的千粒重與產(chǎn)量表現(xiàn)出正相關(guān)，山農(nóng)22的千粒重與產(chǎn)量表現(xiàn)出負相關(guān)，泰山27的穗粒數(shù)與產(chǎn)量表現(xiàn)出正相關(guān)。

2.4 不同水處理下各品種水分利用效率

由表4可以看出，各品種隨著灌溉次數(shù)的增加，產(chǎn)量也隨之提高，但是水分利用效率表現(xiàn)為逐步下降趨勢。不同品種對水分的反應特性存在差異，魯原502和山農(nóng)22在3個水處理下都表現(xiàn)出較高的產(chǎn)量和水分利用效率；對照品種濟麥22在0水和1水處理時表現(xiàn)一般，而在2水處理時產(chǎn)量和水分利用效率大幅度提升。綜合3個處理表現(xiàn)水平來看，魯原502、山農(nóng)22和泰農(nóng)18抗旱、節(jié)水、豐產(chǎn)性好。

3 討論與結(jié)論

長期以來，我國對于小麥抗旱節(jié)水、高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的研究十分重視，研究了不同品種水分敏感性和抗旱節(jié)水能力的差異[6，7]，育成了適合旱地推廣的品種[8，9]，制定了抗旱節(jié)水栽培技術(shù)[10，11]，這些研究對于干旱地區(qū)小麥生產(chǎn)發(fā)展起到重要作用。山東省的小麥單產(chǎn)水平一直位居全國前列，農(nóng)民對于小麥產(chǎn)量有著較高的要求，因此很多偏干旱地區(qū)、偶發(fā)干旱地區(qū)以及灌溉條件較差地區(qū)，在生產(chǎn)上也以種植高產(chǎn)、廣適型品種為主，因此對當前生產(chǎn)上的主推品種進行節(jié)水豐產(chǎn)性鑒定并從中篩選出抗旱節(jié)水性好、水分利用率高、豐產(chǎn)潛力大的品種更具應用價值。

通過分析不同水處理下品種產(chǎn)量的變化趨勢，發(fā)現(xiàn)10個品種的產(chǎn)量均隨著灌溉次數(shù)的增加而提高，這是因為拔節(jié)期和開花期是小麥生長發(fā)育的關(guān)鍵時期，灌溉有助于調(diào)控群體結(jié)構(gòu)、延長灌漿持續(xù)時間、增加生物量[12]。對產(chǎn)量和產(chǎn)量構(gòu)成因素進行相關(guān)性分析，結(jié)果表明品種產(chǎn)量的提高主要是通過單位面積穗數(shù)增加而實現(xiàn)，相關(guān)性達到極顯著水平，而與穗粒數(shù)和千粒重呈正相關(guān)但不顯著。以上研究結(jié)果與其他學者的相關(guān)研究結(jié)論不盡相同，林坤等[12]研究認為隨灌溉次數(shù)增加，品種產(chǎn)量提高，穗數(shù)和穗粒數(shù)增多，但千粒重減小；郭鳳芝等[13]的研究結(jié)果表明隨著澆水次數(shù)的增加，11個品種的產(chǎn)量并非全部增長，而且單位面積穗數(shù)、千粒重、穗粒數(shù)的變化均沒有規(guī)律。研究結(jié)論的不同，可能與試驗所用品種的特性、試驗設計以及環(huán)境因素的差異有關(guān)。

綜合本試驗的研究結(jié)果，綜合評價篩選出抗旱、節(jié)水、豐產(chǎn)性好的魯原502、山農(nóng)22和泰農(nóng)18，這3個品種在不同水處理水平下均表現(xiàn)出較高的產(chǎn)量和水分利用效率，可種植于灌溉條件較差的地區(qū)。

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