姜瑤,馬海燕,呂寧江
(1.山東省水利科學(xué)研究院,山東 濟(jì)南 250014;2.山東省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)節(jié)水工程技術(shù)研究中心,山東 濟(jì)南 250014)
山東省是農(nóng)業(yè)大省,冬小麥在糧食作物中播種面積所占比重比較大,種植過(guò)程中,生長(zhǎng)環(huán)境對(duì)小麥的生長(zhǎng)發(fā)育有很大的影響。本文選擇泰農(nóng)18 作為供試品種,分別測(cè)定研究了冬小麥的生長(zhǎng)環(huán)境,包括土壤環(huán)境和氣象因素以及冬小麥的生長(zhǎng)生理特性。旨在為冬小麥的生長(zhǎng)發(fā)育及生長(zhǎng)條件提供一定的理論基礎(chǔ)和相關(guān)數(shù)據(jù)支撐。
試驗(yàn)于2019 年10 月至2020 年6 月在山東省齊河縣山東省水利科學(xué)研究院農(nóng)業(yè)水土試驗(yàn)研究基地進(jìn)行。
試驗(yàn)材料選取品種為泰農(nóng)18。采用機(jī)器播種方式,行距0.2 m,畦寬3.8 m,壟寬0.4 m,每畦播18 行。播種密度為262.5 kg/hm2。施底肥復(fù)合肥和返青肥各一次。
1)土壤及氣象因素。(1)土壤。采用中華人民共和國(guó)農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)定。(2)氣象因素。安裝HOBOwarePro 農(nóng)田小型氣象站進(jìn)行氣象監(jiān)測(cè)。
2)生長(zhǎng)生理指標(biāo)。(1)分蘗數(shù)。在播種后的第40 d、80 d、120 d、160 d、200 d 和240 d 調(diào)查分蘗數(shù)。(2)株高。抽穗前為土面至最高葉尖的高度,抽穗后為土面至最高穗頂(不連芒)的高度。每隔7~10 d 測(cè)量一次。(3)葉綠素。用SPAD-502 儀測(cè)定小麥葉綠素含量,選取長(zhǎng)勢(shì)一致的葉片進(jìn)行測(cè)定。拔節(jié)期測(cè)定小麥的頂部葉片,抽穗期以后測(cè)定旗葉葉片,分別測(cè)定葉片的兩端和中間部位,其平均值作為SPAD 值。
3)數(shù)據(jù)分析。采用WPS-Excel 2019 進(jìn)行數(shù)據(jù)整理。
按照取土試驗(yàn)方法,取土后將土樣送往山東省水利工程建設(shè)質(zhì)量與安全檢測(cè)中心站進(jìn)行檢測(cè)分析,結(jié)果如下:0~100 cm 土層深度的土壤均為壤土,120 cm 處土壤為沙壤土;各土層土壤pH值均呈堿性,且0~20 cm 土層深度處土壤pH 值迅速升高,整個(gè)土層內(nèi),堿性程度最大的位于60~80 cm 處。
有機(jī)質(zhì)和全氮含量隨著土層深度的增加變化趨勢(shì)基本一致,見(jiàn)圖1,均是先降低后增加。在40~60 cm 土層深度處達(dá)到最大值后逐漸降低,在80~100 cm 土層深度處降到最低,后在100~120 cm 土層深度處略有升高。各土層速效磷和速效鉀含量變化情況見(jiàn)圖2。速效磷和速效鉀含量變化趨勢(shì)基本一致,均是在表層土壤處含量最大,速效磷的含量為19.98 mg/kg,速效鉀的含量為155.37 mg/kg。隨后二者含量均在0~20 cm 的土層深度處顯著降低,20~40 cm 處升高后下降至60 cm土層深度后內(nèi)無(wú)明顯變化。
圖1 試驗(yàn)區(qū)內(nèi)各土層有機(jī)質(zhì)和全氮含量
圖2 試驗(yàn)區(qū)內(nèi)各土層速效磷和速效鉀含量
電導(dǎo)率隨著土層深度的增加呈現(xiàn)先逐漸升高后逐漸降低,最后略有升高的總體趨勢(shì)。在20~40 cm 土層深度處電導(dǎo)率最大,為971.1 μs/cm。最小值在60~80 cm 土層處,為351.1 μs/cm。
泰農(nóng)18 生育期內(nèi)降雨和溫度情況見(jiàn)圖3,共降雨8次,總降雨量共計(jì)67 mm。主要集中在11月以及次年的2 月和4月,其中11 月的降雨量最大。溫度呈現(xiàn)先升高再降低的趨勢(shì),日平均最低氣溫出現(xiàn)在2020 年1 月18日,為3.00 ℃,日平均最高氣溫出現(xiàn)在2020 年6 月7日,為23.78 ℃。
圖3 試驗(yàn)站內(nèi)降雨量與日均溫度變化情況
整個(gè)生育期內(nèi),空氣中相對(duì)濕度最高為100%,在2020 年1 月6 日和7 日出現(xiàn)過(guò)兩次。最低相對(duì)濕度為2020 年10 月24 日的21.33%。
2019 年10 月24 日播種,2019 年6 月7 日收獲,全生育期共計(jì)228 d。根據(jù)冬小麥的生長(zhǎng)特性,將泰農(nóng)18 的生育期劃分為3 個(gè)階段,分別是播種—拔節(jié)期、拔節(jié)—開(kāi)花期、開(kāi)花—成熟期。觀察泰農(nóng)18 的生長(zhǎng)生理情況,由圖4 可以看出:在整個(gè)生育期內(nèi),株高的變化是逐漸增大的,前期增長(zhǎng)較快,后期增長(zhǎng)較慢。最高為75.38 cm。在播種后的第160 d 左右,分蘗達(dá)到高峰,后因營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)不足,分蘗數(shù)減少直至穩(wěn)定。葉綠素含量從拔節(jié)期開(kāi)始測(cè)定,隨著生育時(shí)期的延長(zhǎng),葉綠素含量呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì),在抽穗期內(nèi)葉綠素含量達(dá)到最大。
圖4 冬小麥生長(zhǎng)生理變化情況
1)土壤中各種指標(biāo)和含量均對(duì)農(nóng)作物的產(chǎn)量和品質(zhì)有較大的影響。本研究結(jié)果表明,大部分土層為壤土,均呈堿性。隨著土層的加深,有機(jī)質(zhì)和全氮含量均呈現(xiàn)先降低后增加的趨勢(shì),在40~60 cm 土層處達(dá)到最大。速效磷和速效鉀含量均在表層土壤處含量最大,電導(dǎo)率呈現(xiàn)先升高后降低最后略有升高的趨勢(shì)。在20~40 cm 土層深度處電導(dǎo)率最大。
2)小麥生長(zhǎng)發(fā)育與生態(tài)因子關(guān)系密切,其生長(zhǎng)發(fā)育的好壞和產(chǎn)量的高低,除了決定于小麥本身的生物學(xué)特性外,很大程度上還受到氣候因素的影響。在小麥泰農(nóng)18 的試驗(yàn)區(qū)內(nèi)對(duì)降雨量、溫度和濕度等進(jìn)行了實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。試驗(yàn)區(qū)內(nèi)小麥生育期內(nèi),總降雨量為67 mm。此外,溫度同樣也影響著小麥的生長(zhǎng)、分布與產(chǎn)量,以及生育期長(zhǎng)短與發(fā)育期出現(xiàn)的遲早。試驗(yàn)區(qū)內(nèi)溫度呈現(xiàn)先升高再降低的趨勢(shì),最高氣溫為23.78 ℃。空氣中濕度的降低,植物蒸騰強(qiáng)烈,水分平衡失調(diào),葉片萎蔫,對(duì)小麥將會(huì)造成嚴(yán)重的不良影響[1]??諝庵邢鄬?duì)濕度最高為100%,最低相對(duì)濕度為21.33%。
3)小麥泰農(nóng)18 生長(zhǎng)生理特性分析表明,泰農(nóng)18 的分蘗能力較強(qiáng),但分蘗成穗率屬于中等,大約在播種后的第160 d 左右,達(dá)到分蘗的高峰,后因營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)不足,分蘗數(shù)減少直至穩(wěn)定。生育期內(nèi)株高的變化是逐漸增大的,前期生長(zhǎng)快,后期生長(zhǎng)慢。葉綠素含量從拔節(jié)期開(kāi)始測(cè)定,隨著生育時(shí)期的延長(zhǎng),葉綠素含量呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì),在抽穗期內(nèi)葉綠素含量達(dá)到最大,由此說(shuō)明在此階段小麥光合作用進(jìn)行的最為旺盛。