王坤坤 李中蔚 李昕悅 劉慧蓮 黃敬堯 宋有洪 李金才 李金鵬

doi：10.7606/j.issn.1004-1389.2024.07.004

https：//doi.org/10.7606/j.issn.1004-1389.2024.07.004

收稿日期：2022-07-06? 修回日期：2022-09-05

基金項目：國家自然科學(xué)基金（32001474）；安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)引進(jìn)與穩(wěn)定人才項目（yj2019-01）；安徽省小麥產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系“十四五”計劃項目。

第一作者：王坤坤，男，碩士研究生，從事小麥高產(chǎn)高效和水氮高效利用栽培生理研究。Email：2311624993@qq.com

通信作者：李金鵬，男，博士，講師，碩士生導(dǎo)師，主要從事作物綠色抗逆豐產(chǎn)栽培生理研究。Email：jinpeng0103@126.com

摘? 要? 為探明不同灌溉模式對淮北地區(qū)小麥冬前幼苗生長及生理特性和產(chǎn)量的影響，以‘煙農(nóng)19為供試材料，設(shè)置不灌溉（W0）、播后灌溉60 mm（W1）、播種后和分蘗期每次微噴30 mm（W2）共3種灌溉模式，研究不同處理對苗期土壤水分含量變化、幼苗農(nóng)藝性狀、葉片生理特性、籽粒產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成的影響。結(jié)果表明，與W0和W1相比，W2維持了小麥三葉期、六葉期和越冬期土壤0～20 cm適宜的水分含量。W1和W2較W0處理促進(jìn)三葉期和六葉期幼苗的生長；越冬期幼苗的分蘗數(shù)、株高、葉齡、初生根和次生根數(shù)目均表現(xiàn)為W2顯著高于W1，二者顯著高于W0。不同時期幼苗的莖+鞘、葉干質(zhì)量為W2>W1>W0。W2不同生育時期群體葉面積指數(shù)顯著高于W1，W0最低；六葉期W1與W2的葉片葉綠素含量無顯著差異，二者顯著高于W0，越冬期為W2>W1>W0。W0不同時期葉片超氧化物歧化酶、過氧化氫酶、過氧化物酶活性和丙二醛含量顯著高于W1，除六葉期W1與W2的過氧化氫酶活性無顯著差異外，各時期的超氧化物歧化酶和過氧化物酶活性均為W2最低。成熟期小麥籽粒產(chǎn)量和產(chǎn)量構(gòu)成要素均表現(xiàn)為W2>W1>W0。綜上，播后和分蘗期利用微噴灌可以維持苗期適宜的土壤水分含量，促進(jìn)幼苗生長發(fā)育，提高幼苗抗逆能力，進(jìn)而有利于形成壯苗并增加產(chǎn)量。

關(guān)鍵詞? 小麥；微噴灌；幼苗生長； 生理特性；干物質(zhì)；產(chǎn)量

淮北麥區(qū)位于黃淮海平原南部地區(qū)，是中國小麥主產(chǎn)區(qū)之一。但該地區(qū)的降水資源相對匱乏且分布不均，小麥生產(chǎn)過程易遭遇階段性干旱［1］。近年來，受全球氣候變化的影響，淮北平原冬小麥播種期的干旱事件頻繁發(fā)生，給冬小麥的播種及幼苗生長帶來了非常不利的影響［2］。然而，冬前形成壯苗是實現(xiàn)小麥高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的重要基礎(chǔ)，達(dá)到壯苗標(biāo)準(zhǔn)的植株具有較強的抗逆能力，利于小麥后期的正常生長和發(fā)育［3］。研究發(fā)現(xiàn)，小麥播期干旱脅迫的發(fā)生不僅會降低其出苗率，幼苗生長較為緩慢，群體數(shù)目顯著下降［4］。冬前較弱的小麥幼苗對逆境的抵抗能力明顯降低，干旱脅迫的發(fā)生對幼苗的傷害程度會加重［5］。且冬季低溫冷害的發(fā)生會對弱苗生長造成不利影響，使幼苗葉片黃化，部分分蘗消亡，甚至群體數(shù)目下降，進(jìn)而造成產(chǎn)量降低［6］。此外，砂姜黑土也是影響該地區(qū)小麥壯苗形成的重要原因之一，砂姜黑土蓄水性差，屬性不良，表現(xiàn)為干旱發(fā)生時土壤僵硬開裂，加劇田間水分喪失，水分過多時則使土壤粘密，閉合不透氣，對作物根系的生長造成不利影響［7］。再者，淮北地區(qū)主要為小麥-玉米周年輪作制度，前茬作物收獲后其殘余秸稈直接粉碎還田，還田的玉米秸稈在旋耕后主要分布在土壤表面，易導(dǎo)致土壤蓬松，降低土壤保墑能力，并且容易造成種子與土壤接觸不緊密等問題，影響小麥出苗質(zhì)量及幼苗生長［8-9］。目前，淮北地區(qū)小麥生產(chǎn)實踐中農(nóng)民一般采取搶墑播種或播后再進(jìn)行補充灌溉，但這兩種模式很難保障小麥苗期適宜的土壤水分含量，因而也不利于小麥壯苗的形成。因此，探索出一種適合淮北平原小麥冬前保苗、壯苗的水分管理模式具有重要意義。

脅迫因子在限制作物表型生長的同時往往也會引起內(nèi)部生理活動的劇烈變化。研究表明，干旱脅迫會導(dǎo)致作物體內(nèi)產(chǎn)生活性氧（Reactive oxygen species，ROS）的積累，加速細(xì)胞膜脂質(zhì)過氧化鏈?zhǔn)椒磻?yīng)［10］。而超氧化物歧化酶（Superoxide dismutase，SOD）、過氧化氫酶（Catalase，CAT）和過氧化物酶（Peroxidase，POD）作為抗氧化酶系統(tǒng)的重要組成部分，可降低ROS對細(xì)胞的毒性作用［11-12］。植物體內(nèi)的抗氧化酶活性與土壤水分含量的變化有關(guān)，并影響作物的光合能力［13］。葉片內(nèi)葉綠素含量通常被作為衡量光合作用強弱的重要指標(biāo)，以反映不同環(huán)境因子對干物質(zhì)積累的影響［14］。丙二醛（Malonaldehyde，MDA）則被作為細(xì)胞膜脂質(zhì)過氧化的產(chǎn)物，以判斷不利條件下作物細(xì)胞的損傷程度［15］。合理灌溉方式是緩解作物水分虧缺和改善作物生長環(huán)境的重要手段。劉麗平等［16］認(rèn)為，少量多次灌溉能調(diào)控農(nóng)田小氣候條件，降低干旱對幼苗的危害程度，使葉片保持較高的光合能力，促進(jìn)幼苗生長發(fā)育。微噴灌作為一種新型節(jié)水灌溉方式，廣泛應(yīng)用于各種大田生產(chǎn)中，其操作簡便，生產(chǎn)成本低，可長時間使用，且宜推廣［17］。本試驗研究不同灌溉模式對冬前小麥苗期土壤水分含量變化、幼苗農(nóng)藝性狀、葉片生理特性及產(chǎn)量的影響，以期為利用微噴灌技術(shù)實現(xiàn)冬前小麥幼苗壯苗提供一定的技術(shù)支撐和理論依據(jù)。

1? 材料與方法

1.1? 試驗地概況

試驗于2021—2022年在安徽省蒙城縣農(nóng)業(yè)科技示范農(nóng)場（33°9′44″N，116°32′56″E）開展。試驗區(qū)屬黃淮海平原南部，暖溫帶半濕潤季風(fēng)氣候。該地區(qū)年降水量歷年平均803 mm，多集中在6-8月份，冬小麥季年降水量歷年平均237.4 mm。小麥冬前苗期月份平均降水量及氣溫見圖1。試驗田土壤屬砂姜黑土，冬小麥播前0～20 cm土壤理化性質(zhì)分別為有機質(zhì)11.3 g·kg-1、速效氮108.5 mg·kg-1、速效磷61.9 mg·kg-1、速效鉀189.7 mg·kg-1。

1.2? 試驗設(shè)計

選用半冬性小麥品種‘煙農(nóng)19為供試材料，設(shè)置不灌溉（W0）、播后灌溉60 mm（W1）、播種后和分蘗期每次分別微噴30 mm（W2）共3個處理，其中灌溉用水為井水，灌水量用水表精確控制。微噴灌帶水壓為0.02 MPa，帶長40 m，寬60 mm。采用裂區(qū)設(shè)計，小區(qū)面積為168 m2（4.2 m×40 m），每處理設(shè)3個重復(fù)，每小區(qū)間隔1 m。本研究采用人工播種，小麥播種量為225.0?? kg·hm-2，播種行距為20 cm，每小區(qū)共20行，其中5～6行和15～16行之間間隔30 cm，用于鋪設(shè)微噴灌帶。為更好模擬大田生產(chǎn)方式，生育時期內(nèi)肥料按生產(chǎn)習(xí)慣進(jìn)行施用，其中W0處理播前底肥施用純氮202.5 kg·hm-2，W2和W1處理各施純氮112.5 kg·hm-2、P2O5 112.5?? kg·hm-2、K2O 112.5 kg·hm-2，春季追施純氮90 kg·hm-2。其他田間管理措施同大田生產(chǎn)，播種時間為2021-10-22，收獲時間為2022-06-10。

1.3? 測定項目與方法

1.3.1? 土壤水分含量? 分別于三葉期（2021-11-18）、六葉期（2021-12-12）和越冬期（2022-01-11）測定土壤水分含量。測定時，用土鉆于每小區(qū)取0～40 cm土層的土壤，每10 cm為1層，取樣后立即裝入鋁盒中，稱取新鮮土質(zhì)量，然后105 ℃烘干至恒質(zhì)量，稱量干土質(zhì)量，計算土壤含水量。

1.3.2? 農(nóng)藝性狀? 于三葉期、六葉期和越冬期測定農(nóng)藝性狀。每試驗小區(qū)取相鄰兩行50 cm代表性樣段，根據(jù)分蘗比例法挑取10株具有代表性的植株，對每株的農(nóng)藝性狀（分蘗數(shù)、株高、葉齡、初次生根）進(jìn)行測量，每個處理重復(fù)4次。

1.3.3? 群體干物質(zhì)積累? 干物質(zhì)樣品的選取時期和方法同上，將測量過農(nóng)藝性狀的10株植株以不同部位（莖+鞘、葉片）進(jìn)行分樣，于105? ℃殺青30 min后75? ℃烘干至恒質(zhì)量，稱量，計算階段干物質(zhì)。

1.3.4? 葉綠素含量? ?于六葉期和越冬期每試驗小區(qū)選取具有代表性的上三葉20片，立即放入液氮后在超低溫冰箱（-80 ℃）保存，用于葉綠素含量的測定。測定時，將葉片剪碎混合均勻后稱取0.10 g，用25 mL 95%乙醇避光48 h浸提，提取液分別在665和649 nm波長下測定吸光度（OD），每個處理重復(fù)4次，根據(jù)公式計算葉綠素（a+b）含量［18］。

1.3.5? 群體葉面積指數(shù)? 于三葉期、六葉期和越冬期用葉面積分析儀測定每試驗小區(qū)依照分蘗比例法挑選的10株植株的葉面積，并換算成葉面積指數(shù)（Leaf area index，LAI）。

1.3.6? 葉片抗氧化酶及丙二醛含量 ?取樣時期和方法同“1.3.4”，測定時，將葉片剪碎混合均勻后稱取0.10 g，使用冷凍磨樣機進(jìn)行研磨，利用氮藍(lán)四唑（Nitro-blue tetrazolium，NBT）光還原法測定葉片超氧化物歧化酶（Superoxide dismutase，SOD）活性，采用紫外吸收法測定過氧化氫酶（Catalase，CAT）和過氧化物酶（Peroxidase，POD）活性，采用硫代巴比妥酸（Thiobarbituric acid，TBA）顯色法測定丙二醛（Malonaldehyde，MDA）含量［19］。

1.3.7? 籽粒產(chǎn)量與產(chǎn)量構(gòu)成? 于成熟期時，每試驗小區(qū)收獲長勢均勻，具有代表性的2 m2面積麥穗，人工脫粒，用以折算籽粒每公頃產(chǎn)量；每試驗小區(qū)調(diào)查1 m 4行穗數(shù)，用以換算每公頃穗數(shù)；每試驗小區(qū)隨機選取相鄰50穗，用以調(diào)查穗粒數(shù)；于每試驗小區(qū)測產(chǎn)的籽粒樣品中隨機選取1 000粒烘干稱取質(zhì)量，用以計算千粒質(zhì)量，4次重復(fù)。籽粒產(chǎn)量和千粒質(zhì)量的含水量均換算為13%。

1.4? 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)均采用SPSS 26.0軟件和Microsoft Excel 2016軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析，采用最小顯著差異法（Least significant difference，LSD）對試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析和顯著性檢驗（P

2? 結(jié)果與分析

2.1? 不同處理對土壤含水量的影響

由圖2可知，不同灌溉處理對小麥各生育時期30～40 cm土層中土壤水分含量無顯著影響，三葉期和六葉期20～30 cm不同處理間無顯著差異。三葉期時，0～10 cm土壤水分含量為W1顯著高于W2和W0，后兩者之間無顯著差異；10～20 cm土層，W1與W2無顯著差異，均顯著高于W0。六葉期時，0～10 cm土壤水分含量為W0顯著低于W1和W2，后兩者間無顯著差異；10～20 cm為W0與W1無顯著差異，均顯著低于W2。越冬期時，W1與W2處理0～10 cm土壤水分含量無顯著差異，二者顯著高于W0；10～20 cm為W2顯著高于W0和W1，后兩者無顯著差異；20～30 cm土壤水分含量為W0與W1無顯著差異，W1與W2無顯著差異，但W0顯著低于W2?？傊懊缙谖娚倭慷啻窝a灌有利于維持適宜的土壤水分含量。

2.2? 不同處理對小麥農(nóng)藝性狀的影響

由表1可知，W0處理在不同時期的各農(nóng)藝指標(biāo)均為最低。三葉期時，分蘗數(shù)和葉齡表現(xiàn)為W0顯著低于W1，W1顯著低于W2；株高和次生根數(shù)目為W0顯著低于W1和W2，后兩者間無顯著差異；六葉期時，葉齡和初、次生根數(shù)為W0與W1無顯著差異，W1與W2也無顯著差異，但W0顯著低于W2；而分蘗數(shù)和株高為W2顯著高于W1、W0；越冬期時，各單株農(nóng)藝性狀均表現(xiàn)為W2顯著高于W1和W0。說明微噴少量多次補灌有利于小麥幼苗的生長。

2.3? 不同處理對小麥干物質(zhì)積累的影響

由表2可知，不同時期不同處理干物質(zhì)總量均為W2顯著高于W1，W0最低，不同時期不同器官干質(zhì)量表現(xiàn)為W2顯著高于W1，W0最低，且不同時期不同處理葉干質(zhì)量均高于莖+鞘。三葉期時，W2總干質(zhì)量高于W1和W0；六葉期時，W2總干質(zhì)量高于W1和W0；越冬期時，W2總干質(zhì)量高于W1和W0，且差異顯著。綜上，通過微噴灌少量多次補灌可以顯著提高小麥苗期干物質(zhì)積累量，為壯苗奠定基礎(chǔ)。

2.4? 不同處理對小麥葉面積指數(shù)的影響

由圖3可知，不同時期葉面積指數(shù)（Leaf area index，LAI）均為W2顯著高于W1、W0，W0最低。三葉期時，各處理間葉面積指數(shù)雖存在顯著差異，但數(shù)值均較小。隨生育進(jìn)程的推進(jìn)，幼苗葉面積指數(shù)呈不斷增加的趨勢。六葉期和越冬期時，葉面積指數(shù)W2顯著高于W1，W0最低，且處理間差異逐漸加大。綜上，微噴少量多次補灌有助于促進(jìn)葉片生長，獲得較高的葉面積指數(shù)，有利于幼苗生長。

同一時期柱子上的不同小寫字母表示處理間差異顯著（P<0.05）。下同

Different lowercase letters on the columns in the same period indicate significant differences among different treatments at 0.05 level.The same?? below

2.5? 不同處理對小麥葉綠素含量的影響

由圖4可知，不同時期葉綠素含量均為W0最低。六葉期時，葉綠素含量為W0顯著低于W1和W2，后兩者間無顯著差異；越冬期時，葉綠素含量為W2顯著高于W1，W0最低。此外，與六葉期相比，越冬期時W0和W1的葉綠素含量無顯著增加，而W2處理的葉綠素含量較之前有顯著提升。綜上，微噴少量多次補灌能顯著提高

幼苗葉片葉綠素含量，有利于提升葉片的光合生產(chǎn)能力。

2.6? 不同處理對小麥葉片抗氧化酶活性的影響

由圖5可知，不同時期葉片超氧化物歧化酶（Superoxide dismutase，SOD）、過氧化氫酶（Catalase，CAT）和過氧化物酶（Peroxidase，POD）活性均為不灌溉（W0）最高。六葉期時，SOD、POD活性W0顯著高于W1，W1顯著高于W2；CAT活性表現(xiàn)為W1和W2顯著低于W0，前兩者間無顯著差異；越冬期時，葉片SOD、POD和CAT活性均表現(xiàn)為W0高于W1， W2最低。綜上，說明微噴少量多次補灌能使葉片保護(hù)酶活性保持在較低水平。

2.7? 不同處理對小麥葉片丙二醛含量的影響

由圖6可知，越冬期不同處理丙二醛（Malonaldehyde，MDA）含量相比六葉期均有顯著提高，六葉期時，MDA含量表現(xiàn)為W0顯著高于W1，W2最低。越冬期各處理間MDA含量變化趨勢與六葉期一致，但處理間差異顯著增大，且W0高于W1 17.37%、W2 35.49%。此外，各處理越冬期MDA含量比六葉期均顯著增加，說明隨生育進(jìn)程的推進(jìn)，幼苗所遭受的環(huán)境脅迫也逐漸增加，而W2卻始終處于較低水平。綜上，表明

微噴少量多次補灌能夠顯著降低葉片MDA含量。

2.8? 不同處理對小麥籽粒產(chǎn)量的影響

由表3可知，不同處理下小麥籽粒產(chǎn)量表現(xiàn)為W0顯著低于W1，W2最高，W2與W0和W1相比，小麥籽粒產(chǎn)量分別提升36.59%、17.28%。而不同處理的穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒質(zhì)量為W2顯著高于W1，W0最低?？梢?，微噴減量增次補灌能夠顯著提高小麥穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒質(zhì)量，從而增加小麥產(chǎn)量。

2.9? 主成分分析

由表4可知，對3種灌溉模式的17個測定指標(biāo)進(jìn)行主成分分析。僅劃分出一個主成分，特征值為16.46，其主成分的累計貢獻(xiàn)率為96.84%，基本可以代表小麥冬前幼苗性狀的大部分信息，可作為綜合評價冬前幼苗的壯苗強弱和籽粒產(chǎn)量的指標(biāo)。

3? 討? 論

3.1? 不同水分管理模式對小麥冬前幼苗生長發(fā)育的影響

小麥的出苗和生長需要充足的水分供應(yīng)。冬前苗期是小麥分蘗發(fā)生的第一個高峰期，也是形成有效穗數(shù)的關(guān)鍵期，而土壤水分含量直接影響小麥的出苗和群體質(zhì)量［20-21］。前人研究表明，播期干旱不僅會降低小麥出苗率和群體苗數(shù)，同時會使幼苗生長緩慢和耐受性下降［4-5］。本研究發(fā)現(xiàn)，W2較W0和W1處理促進(jìn)了幼苗分蘗數(shù)、株高、葉齡、初生根和次生根的生長（表1）。一方面， W2維持了小麥三葉期、六葉期和越冬期適宜的土壤水分含量（圖2）；另一方面，可能由于W2促進(jìn)了小麥幼苗根系的生長發(fā)育，尤其是次生根數(shù)目顯著增加，提高了幼苗根系對土壤水分和養(yǎng)分的吸收能力，滿足了幼苗生長發(fā)育的物質(zhì)需求。此外，微噴灌通過保持土壤水分含量，穩(wěn)定土壤溫度變化，影響根系的吸收速率和代謝強度，可能也是促進(jìn)小麥幼苗壯苗生成的原因之一［22］。本研究中，W2在播后和三葉期進(jìn)行了兩次補灌，增次減量微噴可能使水分供應(yīng)與幼苗生長更為協(xié)調(diào)，從而促進(jìn)幼苗壯苗的生成，提高了單株農(nóng)藝性狀。而W1處理一次較多灌溉量雖對幼苗質(zhì)量有部分提升，但效果較W2欠佳。

3.2? 不同水分管理模式對小麥冬前幼苗干物質(zhì)積累的影響

葉綠素含量與植物的光合能力、干物質(zhì)積累密切相關(guān)，它通常是反映光合作用能力和植物發(fā)育狀況的重要指標(biāo)［23］。研究發(fā)現(xiàn)，水分脅迫可導(dǎo)致植株缺水萎蔫，葉片黃化，葉綠素含量下降，光合產(chǎn)物積累減少等狀況［24-25］。在本研究中，與W0和W1相比，W2處理提高了幼苗各時期干物質(zhì)積累量（表2），生長速率明顯提高，主要可能在于W2提高了小麥葉綠素含量、葉面積指數(shù)（圖3，圖4）。而葉綠素的合成和葉片的伸長生長均需要充足的水分和養(yǎng)分供應(yīng)［26］。W2處理下小麥幼苗葉綠素含量和葉面積指數(shù)較高的原因可能在于：一方面苗期進(jìn)行多次補灌滿足了小麥幼苗的生理需水和生態(tài)需水，改善了農(nóng)田小環(huán)境［27］，使得葉綠素生物合成反應(yīng)能夠正常進(jìn)行；另一方面，較發(fā)達(dá)幼苗根系則能夠吸收更多的土壤養(yǎng)分，如氮、鎂等元素，可能也是增加幼苗葉綠素和葉面積，提高光合產(chǎn)物積累的直接原因［28-29］；另外，增加的生物量也不斷充實新的營養(yǎng)器官，投入物質(zhì)的吸收和生產(chǎn)中，使二者形成相互促進(jìn)、相互依賴的統(tǒng)一整體。而W1處理播后一次性灌溉并不能顯著改變農(nóng)田環(huán)境及充分發(fā)揮小麥幼苗的生長潛力，反而易加劇砂姜黑土對小麥幼苗的不利影響［7］。因此，微噴灌少量多次補灌同步提升了幼苗的生物量積累能力和光合能力，這對于小麥形成冬前壯蘗和壯苗十分有利。

3.3? 不同水分管理模式對小麥冬前幼苗抗逆性的影響

研究發(fā)現(xiàn)，干旱脅迫在限制作物表型生長的同時，往往也會引起內(nèi)部環(huán)境發(fā)生劇烈變化，如活性氧（Reactive oxygen species，ROS）積累，會導(dǎo)致質(zhì)膜相對透性增大，而葉片超氧化物歧化酶（Superoxide dismutase，SOD）、過氧化氫酶（Catalase，CAT）和過氧化物酶（Peroxidase，POD）等保護(hù)酶活性的提高則能緩解或降低ROS對質(zhì)膜和細(xì)胞的攻擊，減輕其對作物造成的傷害程度［8］。本試驗發(fā)現(xiàn)，W0處理下小麥幼苗葉片各時期丙二醛（Malonaldehyde，MDA）含量和SOD、POD、CAT活性顯著高于W1，W2為最低（圖5，圖6）。一般條件下，小麥葉片MDA含量的高低反映了內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定性，低水平的MDA含量有利于減輕膜脂過氧化程度［30-31］。本研究中，W0和W1相比于W2處理，小麥幼苗MDA含量和抗氧化酶活性較高的主要原因可能是試驗過程中降雨較少，土壤現(xiàn)有水分含量不能滿足小麥幼苗生長發(fā)育的需要，導(dǎo)致幼苗前期長勢弱和長期水分脅迫形成了雙重限制因子，使得過氧化產(chǎn)物MDA過量積累，及抗氧化酶活性升高，而較高水平的過氧化產(chǎn)物的積累，說明幼苗葉片細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能已經(jīng)受到活性氧的破壞而損傷，如葉綠體的降解等［32］。此外，活性氧還會造成植物體內(nèi)核酸結(jié)構(gòu)的定位損傷和蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)破壞而變性，使植物體內(nèi)保護(hù)酶系統(tǒng)失衡，從而抑制小麥生長［32-33］。而微噴灌模式下進(jìn)行了多次補灌，降低了這些不利因素對幼苗生長發(fā)育的影響，穩(wěn)定的葉片內(nèi)環(huán)境促進(jìn)了壯苗的發(fā)生。

綜上，通過試驗討論分析發(fā)現(xiàn)，在本研究中，微噴少量多次補灌（W2）相比于雨養(yǎng)（W0）和播后漫灌（W1）顯著提高了籽粒產(chǎn)量和產(chǎn)量構(gòu)成要素（表3），其原因可能是多方面因素的共同作用（表4）。適宜的土壤水分供應(yīng)不僅促進(jìn)了根系的生長穩(wěn)定了葉片內(nèi)環(huán)境，并提高植株同化物的積累量，這為小麥后期的生長與發(fā)育打下了良好的物質(zhì)基礎(chǔ)。而后期小麥穗數(shù)增加的主要原因在于前期較多的物質(zhì)積累增加了分蘗數(shù)，強大根系和營養(yǎng)基礎(chǔ)減少了后期有效分蘗的消亡所致；同時較高的光合面積和干物質(zhì)積累還提高后期籽粒物質(zhì)分配比例，增加籽粒千粒質(zhì)量。此外，充足的源物質(zhì)基礎(chǔ)和適宜的環(huán)境條件也是穗粒數(shù)增加的重要原因。因此，小麥籽粒產(chǎn)量的增加絕不是單因素的調(diào)控，而是由生育期內(nèi)多種生長指標(biāo)共同協(xié)調(diào)控制。然而，雖然微噴補灌模式在大田試驗效果良好，但其對小麥冬前幼苗生長和葉片生理特性調(diào)控機制尚不明確，對后期群體形成及其光合生理特性的影響仍需進(jìn)一步的研究和探討。

4? 結(jié)? 論

通過利用微噴灌技術(shù)在播后和分蘗期每次灌溉30 mm相比于雨養(yǎng)和播后一次性灌溉模式能夠長期維持小麥冬前苗田土壤的適宜水分含量，促進(jìn)幼苗地上部分和地下根系生長，增強葉片的抗逆性，提高葉片葉綠素含量及植株光合面積，使得植株干物質(zhì)積累量顯著增加，實現(xiàn)越冬期小麥壯苗的生成和產(chǎn)量的增加。本研究為淮北地區(qū)利用微噴灌進(jìn)行少量增次灌溉實現(xiàn)冬小麥越冬期壯苗抗逆栽培提供了一定的理論依據(jù)和和技術(shù)支撐。

參考文獻(xiàn)? Reference：

［1］? 趙廣才.中國小麥種植區(qū)劃研究（一）［J］.麥類作物學(xué)報，2010，30（5）：886-895.

ZHAO G C.Study on Chinese wheat planting regionalization （Ⅰ）［J］.Journal of Triticeae Crops，2010，30（5）：886-895.

［2］? GOU Q Q，ZHU Y H，LU H SH，et al.Application of an improved spatio-temporal identification method of flash droughts［J］.Journal of Hydrology，2022，604：127224.

［3］? 李? 崗，王虎全，謝惠民，等.渭北旱地小麥生產(chǎn)潛力及開發(fā)對策研究［J］.西北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，1997，25（3）：26-30.

LI G，WANG H Q，XIE H M，et al.Potential productivity and developmental countermeasures of wheat in Weibei dryland［J］.Acta University Agricultural Boreali-occidentalis，1997，25（3）：26-30.

［4］? WANG SH，WEI M，WU B D，et al.Does N deposition mitigate the adverse impacts of drought stress on plant seed germination and seedling growth？［J］.Acta Oecologica，2020，109：103650.

［5］? CHEN Y，ZHANG ZH，TAO F L，et al.Spatio-temporal patterns of winter wheat yield potential and yield gap during the past three decades in North China［J］.Field Crops Research，2017，206：11-20.

［6］? 柴雨葳，黃彩霞，陸軍勝，等.水分脅迫條件下低溫對小麥幼苗生長發(fā)育的影響［J］.灌溉排水學(xué)報，2017，36（4）：53-58.

CHAI Y W，HANG C X，LU J SH，et al.Effects of low temperature on growth and development of wheat seedling under drought［J］.Journal of Irrigation and Drainage，2017，36（4）：53-58.

［7］? 李德成，張甘霖，龔子同.我國砂姜黑土土種的系統(tǒng)分類歸屬研究［J］.土壤，2011，43（4）：623-629.

LI D CH，ZHANG G L，GONG Z T.On Taxonomy of Shajiang black soils in China［J］.Soils，2011，43（4）：623-629.

［8］? 李少昆，王克如，馮聚凱，等.玉米秸稈還田與不同耕作方式下影響小麥出苗的因素［J］.作物學(xué)報，2006，32 （3）：463-465，478.

LI SH K，WANG K R，F(xiàn)ENG J K，et al.Factors affecting seeding emergence in winter wheat under different tillage patterns with maize stalk mulching returned to the field［J］.Acta Agronomica Sinica，2006，32 （3）：463-465，478.

［9］? 孟曉瑜，王朝輝，李富翠，等.底墑和施氮量對渭北旱塬冬小麥產(chǎn)量與水分利用的影響［J］.應(yīng)用生態(tài)學(xué)報，2012，23（2）：369-375.

MENG X Y，WANG ZH H，LI F C，et al.Effects of soil moisture before sowing and nitrogen fertilization on winter wheat yield and water use on Weibei Plain of Loess Plateau［J］.Chinese Journal of Applied Ecology，2012，23（2）：369-375.

［10］? OSAKABE Y，OSAKABE K，SHINOZAKI K，et al.Response of plants to water stress［J］.Frontiers in Plant Science，2014，3（5）：86.

［11］? LAXA M，LIEBTHAL M，TELMAN W，et al.The role of the plant antioxidant system in drought tolerance［J］.Antioxidants，2019，8（94）：1-31.

［12］? ABID M，ALI S，QI L K，et al.Physiological and biochemical changes during drought and recovery periods at tillering and jointing stages in wheat （Triticum aestivum? L.）［J］.Scientific Reports，2018，8（1）：1-15.

［13］? HAO SH X，CAO H X，WANG H B，et al.The physiological responses of tomato to water stress and re-water in different growth periods［J］.Scientia Horticulturae，2019，249：143-154.

［14］? NIKOLAEVA M K，MAEVCKAYA S N，SHUGAEV A G，et al.Effect of drought on chlorophyll content and antioxidant enzyme activities in leaves of three wheat cultivars varying in productivity［J］.Russian Journal of Plant Physiology，2010，57（1）：87-95.

［15］? IQBAL H，YANING C，WAQAS M，et al.Hydrogen peroxide application improves quinoa performance by affecting physiological and biochemical mechanisms under water‐deficit conditions［J］.Journal of Agronomy and Crop Science，2018，204（6）：541-553.

［16］? 劉麗平，歐陽竹，武蘭芳，等.灌溉模式對不同群體小麥光合特性的調(diào)控機制［J］.中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報，2012，20（2）：189-196.

LIU L P，OUYANG? ZH，WU L F，et al.Regulation mechanism of irrigation schedule on population photosynthesis of winter wheat［J］.Chinese Journal of Eco-Agriculture，2012，20（2）：189-196.

［17］? 周? 斌，封? 俊，張學(xué)軍，等.微噴帶單孔噴水量分布的基本特征研究［J］.農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2003，19（4）：101-103.

ZHOU B，F(xiàn)ENG J，ZHANG X J，et al.Characteristics and indexes of water distribution of punched thin-soft tape for spray［J］.Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering，2003，19（4）：101-103.

［18］? 李金鵬，宋文越，姚春生，等.微噴水肥一體化對冬小麥產(chǎn)量和水分利用效率的影響［J］.中國農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2020，25（3）：1-9.

LI J P，SONG W Y，YAO CH SH，et al.Effects of nitrogen fertilizer application and micro-sprinkling irrigation integration on grain yield and water use efficiency of winter wheat［J］.Journal of China Agricultural University，2020，25（3）：1-9.

［19］? WENG M，CUI L，LIU F，et al.Effects of drought stress on antioxidant enzymes in seedlings of different wheat genotypes［J］.Pakistan Journal of Botany，2015，47（1）：49-56.

［20］? 劉阿康，馬瑞琦，王德梅，等.覆膜和補施氮肥對晚播冬小麥冬前植株生長及群體質(zhì)量的影響［J］.作物學(xué)報，2022，48（7）：1771-1786.

LIU A K，MA R Q，WANG D M，et al.Effects of filming and supplemental nitrogen fertilizer application on plant growth and population quality of late sowing winter wheat before winter［J］.Acta Agronomica Sinica，2022，48（7）：1771-1786.

［21］? 劉義國，萬雪潔，張? 艷，等.干旱鍛煉對小麥幼苗期形態(tài)指標(biāo)的影響［J］.西北農(nóng)業(yè)學(xué)報，2022，31（2）：157-163.

LIU Y G，WAN X J，ZHANG Y，et al.Effect of drought priming on morphological indices of wheat seedlings［J］.Acta Agriculturae Boreali-occidentalis Sinica，2022，31（2）：157-163.

［22］? 劉秀位，苗文芳，王艷哲，等.冬前不同管理措施對土壤溫度和冬小麥早期生長的影響［J］.中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報，2012，20（9）：1135-1141.

LIU X W，MIAO W F，WANG Y ZH，et al.Effects of different pre-winter management practices on soil temperature and winter wheat seedling growth［J］.Chinese Journal of Eco-Agriculture，2012，20（9）：1135-1141.

［23］? ALI S，XU Y Y，JIA Q M，et al.Interactive effects of plastic film mulching with supplemental irrigation on winter wheat photosynthesis，chlorophyll fluorescence and yield under simulated precipitation conditions［J］.Agricultural Water Management，2018，207：1-14.

［24］? 田夢雨.干旱脅迫對小麥苗期生長的影響及其生理機制［D］.南京：南京農(nóng)業(yè)大學(xué)，2009.

TIAN M Y.Effects of drought stress on seedling growth of wheat and its physiological mechanism［D］.Nanjing：Nanjing Agricultural University，2009.

［25］? AHMED K S，AHMED M，SHAH K N.Phenotyping for drought resistance in bread wheat using physiological and biochemical traits［J］.The Science of the Total Environment，2020，729：139082.

［26］? 王平榮，張帆濤，高家旭，等.高等植物葉綠素生物合成的研究進(jìn)展［J］.西北植物學(xué)報，2009，29（3）：629-636.

WANG P R，ZHANG F T，GAO J X，et al.An overview of chlorophyll? biosynthesis in higher? plants［J］.Acta Botanica Boreali-Occidentalia Sinica，2009，29（3）：629-636.

［27］? 張英華，張? 琪，徐學(xué)欣，等.適宜微噴灌灌水頻率及氮肥量提高冬小麥產(chǎn)量和水分利用效率［J］.農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2016，32（5）：88-95.

ZHANG Y H，ZHANG Q，XU X X，et al.Optimal irrigation frequency and nitrogen application rate improving yield formation and water utilization in winter wheat under micro-sprinkling condition［J］.Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering，2016，32（5）：88-95.

［28］? TMKNER M，JAGHDANI S J.Minimum magnesium concentrations for photosynthetic efficiency in wheat and sunflower seedlings［J］.Plant Physiology and Biochemistry，2019，144：234-243.

［29］ ?楊世麗，張鳳路，賈秀領(lǐng)，等.水氮耦合對冬小麥葉片葉綠素含量和光合速率的影響［J］.華北農(nóng)學(xué)報，2008，23（5）：161-164.

YANG SH L，ZHANG F L，JIA X L，et al.Effects of water and nitrogen coupling on chlorophyll content and? photosythetic rate of? winter? wheat ?leaves［J］.Acta Agriculturae Boreali-Sinica，2008，23（5）：161-164.

［30］? 米少艷，靖姣姣，白志英，等.低磷對小麥代換系幼苗根系保護(hù)酶活性和丙二醛含量的影響及染色體效應(yīng)［J］.華北農(nóng)學(xué)報，2013，28（2）：91-95.

MI SH Y，JING J J，BAI ZH Y，et al.Effects of phosphorus deficiency stress on? protective enzyme? activities，MDA content and chromosome of? wheat? substitution? lines? seedling? roots［J］.Acta Agriculturae Boreali-Sinica，2013，28（2）：91-95.

［31］? AHMED H G M D，ZENG Y W，YANG X M，et al.Conferring drought-tolerant wheat genotypes through morpho-physiological and chlorophyll indices at seedling stage［J］.Saudi Journal of Biological Sciences，2020，27（8）：2116-2123.

［32］? 李合生，王學(xué)奎.現(xiàn)代植物生理學(xué) ［M］.第四版.北京：高等教育出版社，2019：301-302.

LI H SH ，WANG X K.Modern Plant Physiology ［M］.2nd ed.Beijing：Higher Education Press，2019：301-302.

［33］? C TRIANTAPHYLIDS，HAVAUX M.Singlet oxygen in plants：production，detoxification and signaling［J］.Trends in Plant Science，2009，14（4）：219-228.

Effects of Different Irrigation Patterns on Growth，

Physiological Characteristics and Yield of Wheat Seedlings before Over-wintering

WANG Kunkun， LI Zhongwei， LI Xinyue， LIU Huilian， HUANG Jingyao， SONG Youhong， LI Jincai and LI Jinpeng

（School of Agronomy， Anhui Agricultural University， Hefei? 230036，China）

Abstract? In order to explore the effects of different irrigation patterns on the growth and physiological characteristics of winter wheat seedling before over-wintering in Huaibei Palin， ‘Yannong 19? was used as experimental material， three irrigation patterns were set up， which included? no irrigation （W0）， irrigation with 60 mm after sowing （W1）， micro-sprinkling irrigation with 30 mm after sowing and tillering stage （W2）， the effects of different treatments on soil moisture content change， seedling agronomic characters， leaf physiological characteristics and grain yield and yield components of wheat seedling were investigated.The results showed that， compared with W0 and W1， W2 maintained the suitable soil water content at three-leaf， six-leaf and over-wintering stages of wheat seedling in the soil depth of 0-20 cm .Compared with W0， W1 and W2 promoted the growth of seedling at three-leaf and six-leaf stages， and W2 significantly improved the number of tillers， plant height， leaf age of leaves， the number of primary root and secondary root of wheat seedling at over-wintering stage compared with W1 and W0， and W1 was significantly higher than W0.Dry? mass? of stem and sheath and leaf were presented as W2>W1>W0.Leaf area index in W2 was significantly higher than that of W1 at different growth stages， W0 was the lowest.There was no significant difference in chlorophyll content of leaf between W1 and W2 at six-leaf stage， and they were significantly higher than that of W0.However， the chlorophyll content among different treatments showed as W2>W1>W0 at over-wintering stage.The activities of superoxide dismutase （SOD）， catalase （CAT）， peroxidase （POD） and? malondialdehyde in leaf of W0 at different stages were significantly higher than those of W1.Besides there was no significantly difference in CAT activity between W1 and W2 at six-leaf stage， the activities of SOD and POD were the lowest in W2.The grain yield and yield components were presented as W2>W1>W0.In conclusion， irrigation with micro-sprinkling after sowing and at tillering stage can maintain the suitable soil water content at seedling stage of wheat，? promote the seedling growth and development， improve seedling stress tolerance， help? form strong seedling and increase yield in Huaibei Plain.

Key words? Wheat; Micro-sprinkling irrigation; Seedling growth; Physiological characteristics; Dry matter; Yield

Received ??2022-07-06??? Returned? 2022-09-05

Foundation item? The National Natural Science Foundation of China （No.32001474）; the Introduction and Stabilization of Talents Project of Anhui Agricultural University （No.yj2019-01）; the Project of Modern Industrial Technology System During the “14th five-Year Plan”? of Anhui Province.

First author? WANG Kunkun， male， master student.Research area：wheat high yield and efficient?? utilization of water and nitrogen.E-mail：2311624993@qq.com

Corresponding?? author? LI Jinpeng， male， master supervisor.Research area： physiology and ecology of wheat cultivation.E-mail：jinpeng0103@126.com

（責(zé)任編輯：顧玉蘭? Responsible editor：GU Yulan）