氮肥基追比和调亏灌溉对小麦水分利用效率和产量的影响

doi:10.16035/j.issn.1001-7283.2019.04.014

作物杂志,2019, 第4期: 94–99 doi: 10.16035/j.issn.1001-7283.2019.04.014

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氮肥基追比和调亏灌溉对小麦水分利用效率和产量的影响

张素瑜¹,黄洁²,杨明达³,马守臣⁴,王和洲⁵,李向东¹,杨程¹,张德奇¹,方保停¹

1 河南省农业科学院小麦研究所/河南省小麦生物学重点实验室,450002,河南郑州
2 河南省南阳市宛城区种子管理站,473000,河南南阳
3 河南农业大学农学院/河南粮食作物协同创新中心,450002,河南郑州
4 河南理工大学测绘与国土信息工程学院,454000,河南焦作
5 中国农业科学院农田灌溉研究所,453003,河南新乡

收稿日期:2019-02-18 修回日期:2019-06-11 出版日期:2019-08-15 发布日期:2019-08-06
通讯作者: 李向东
作者简介:张素瑜,硕士,主要从事作物栽培学与耕作学研究
基金资助:
十三五国家重点研发计划项目(2017YFD0301102);十三五国家重点研发计划项目(2016YFD0300404)

Effects of Base-Topdressing Ratio of Nitrogen Fertilizer and Regulated Deficit Irrigation on Water Use Efficiency and Yield of Wheat

Zhang Suyu¹,Huang Jie²,Yang Mingda³,Ma Shouchen⁴,Wang Hezhou⁵,Li Xiangdong¹,Yang Cheng¹,Zhang Deqi¹,Fang Baoting¹

1 Wheat Research Institute of Henan Academy of Agricultural Sciences/Wheat Biology of Henan Provincia/Key Laboratory, Zhengzhou 450002, Henan, China
2 Seed Management Station of Wancheng District, Nanyang City, Henan Province, Nanyang 473000, Henan, China
3 College of Agronomy, Henan Agricultural University/Collaborative Innovation Center of Henan Grain Crop, Zhengzhou 450002, Henan, China
4 School of Surveying and Land Information Engineering, Henan Polytechnic University, Jiaozuo 454000, Henan, China
5 Farmland Irrigation Research Institute, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Xinxiang 453003, Henan, China

Received:2019-02-18 Revised:2019-06-11 Online:2019-08-15 Published:2019-08-06
Contact: Xiangdong Li

摘要/Abstract

摘要：

优化水肥管理对提高小麦生产效率,改善农业生态环境具有重要意义。在防雨棚下,采用桶栽土培法研究氮肥基追比和调亏灌溉对小麦水分利用效率、叶片光合速率的影响,为优化小麦水氮运筹模式提供依据。设置4种氮肥基追比（播前和拔节期施氮比例）处理,分别为10:0、7:3、5:5和3:7,记为N_10:0、N_7:3、N_5:5和N_3:7。2种水分处理:水分调亏（返青-拔节期）—复水—调亏（灌浆-成熟期）,记为D;全生育期正常供水,记为N。结果表明,拔节期追施氮肥显著提高小麦灌浆期的单茎叶面积;相同水分条件下,N_7:3、N_5:5和N_3:7灌浆期单茎叶面积递增且显著高于N_10:0处理。水分调亏显著降低拔节期N_10:0处理小麦最上部展开叶的光合速率,对其他氮肥处理小麦光合速率的影响则未达显著水平;相同水分条件下,N_5:5处理拔节期和灌浆期均具有较高的光合速率。随追氮比例的增加,小麦叶片光合速率和水分利用效率呈先升后降的趋势。氮肥基追比和水分调亏显著影响小麦产量和水分利用效率,且两者对小麦产量存在显著的互作效应。综合考虑产量和水分利用效率等因素,水分调亏配合氮肥基追比处理比例为5:5是最合理的水氮运筹模式。

关键词: 小麦, 氮肥基追比, 水分调亏, 水分利用效率, 产量

Abstract:

Optimizing water and fertilizer management is of great significance for increasing wheat production efficiency and improving agricultural ecological environment. A barrel experiment was conducted under a fully automatic rain-proof shelter to investigate the effects of base-topdressing ratio of nitrogen fertilizer and regulated deficit irrigation on water use efficiency and photosynthetic rate of wheat, which provided a basis for optimizing wheat water and nitrogen operation model. Four nitrogen base fertilizer and top-dressing ration were subjected to 10:0, 7:3, 5:5 and 3:7, respectively, which were noted as N_10:0, N_7:3, N_5:5 and N_3:7; two levels of water treatment: both re-greening-jointing stage and grain-filling-maturity stage for water deficit regulation, noted as D; normal water supply during the whole growth period, noted as N. The results showed that append nitrogen fertilizer at jointing stage significantly increased the leaf area per stem at grain-filling stage. Under the same water condition, leaf area per stem among N_7:3, N_5:5 and N_3:7 treatments progressively increased and significantly higher than that in N_10:0treatment. Regulated deficit irrigation significantly reduced the photosynthetic rate of wheat uppermost unfolding leaves in N_10:0 treatments at jointing stage; under the same water condition, N_5:5 treatment had a higher photosynthetic rate from jointing to grain-filling. In addition, with the increase of nitrogen-dressing ratio, the photosynthetic rate of flag leaf and water use efficiency increased first and then decreased. Both Nitrogen and water deficit regulation significantly affected wheat yield and water use efficiency, and there existed a significant interaction effect on wheat yield. Regulated deficit irrigation combined with N_5:5 nitrogen application treatment is the most reasonable combination based on the grain yield and the water use efficiency as well as other factors under the conditions of this experiment.

Key words: Wheat, Base-topdressing ratio of nitrogen fertilizer, Regulated deficit irrigation, Water use efficiency, Yield

张素瑜,黄洁,杨明达,马守臣,王和洲,李向东,杨程,张德奇,方保停. 氮肥基追比和调亏灌溉对小麦水分利用效率和产量的影响[J]. 作物杂志, 2019 (4): 94–99

Zhang Suyu,Huang Jie,Yang Mingda,Ma Shouchen,Wang Hezhou,Li Xiangdong,Yang Cheng,Zhang Deqi,Fang Baoting. Effects of Base-Topdressing Ratio of Nitrogen Fertilizer and Regulated Deficit Irrigation on Water Use Efficiency and Yield of Wheat[J]. Crops, 2019(4): 94–99

图/表 4

表1

表2

表3

表4

参考文献 25

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氮肥处理 Nitrogen treatment	水分处理 Water treatment	单茎叶面积 Leaf area per stem
N_10:0	D	69.03c
	N	69.53c
N_7:3	D	75.02b
	N	75.70b
N_5:5	D	78.43ab
	N	79.23ab
N_3:7	D	82.39a
	N	84.98a
氮肥处理Nitrogen treatment		**
水分处理Water treatment		*
交互作用Interaction		*

氮肥处理 Nitrogen treatment	水分处理 Water treatment	光合速率Photosynthesis rate
氮肥处理 Nitrogen treatment	水分处理 Water treatment	拔节期 Jointing	灌浆期 Grain-filling
N_10:0	D	12.60c	15.65c
	N	15.40ab	15.20c
N_7:3	D	14.05ab	16.95b
	N	14.07ab	15.50c
N_5:5	D	16.90a	18.15a
	N	18.07a	17.80a
N_3:7	D	14.47ab	16.90b
	N	15.80ab	16.85b
氮肥处理Nitrogen treatment		*	**
水分处理Water treatment		*	**
交互作用Interaction		NS	*

氮肥处理 Nitrogen treatment	水分处理 Water treatment	穗数 Spike number	穗粒数 Kernel number per spike	千粒重(g) 1000-grain weight	产量(g/桶) Yield (g/pot)
N_10:0	D	28.00b	36.70c	47.85a	48.13c
	N	27.67b	39.45ab	46.41a	50.57b
N_7:3	D	29.00ab	40.50ab	45.32b	52.74ab
	N	30.30a	41.23a	44.67bc	53.89a
N_5:5	D	30.75a	40.00ab	45.04bc	54.20a
	N	30.80a	39.41ab	44.14bc	55.50a
N_3:7	D	29.80a	39.50ab	43.22c	49.66bc
	N	30.00a	38.54ab	43.04c	46.93c
氮肥处理Nitrogen treatment		*	NS	**	**
水分处理Water treatment		NS	*	**	*
交互作用Interaction		NS	*	NS	*

氮肥处理 Nitrogen treatment	水分处理 Water treatment	耗水量(L/桶) Water consumption (L/pot)	WUE_Leaf (μmol CO₂/mmol H₂O)		WUE_Y (kg/m³)
氮肥处理 Nitrogen treatment	水分处理 Water treatment	耗水量(L/桶) Water consumption (L/pot)	拔节期Jointing	灌浆期Grain-filling	WUE_Y (kg/m³)
N_10:0	D	25.2c	9.5ab	4.1a	1.98ab
	N	29.1a	8.3bc	3.1b	1.73bc
N_7:3	D	28.5c	10.9a	3.7ab	2.15a
	N	31.8a	9.4ab	3.1b	1.92ab
N_5:5	D	29.9b	7.4c	4.2a	2.09a
	N	33.4a	6.9c	3.7ab	1.66bc
N_3:7	D	28.8bc	7.7bc	3.6ab	2.01ab
	N	32.2a	7.0c	3.7ab	1.51c
氮肥处理Nitrogen treatment		*	**	NS	*
水分处理Water treatment		**	*	*	**
交互作用Interaction		NS	NS	NS	NS

氮肥基追比和调亏灌溉对小麦水分利用效率和产量的影响

Effects of Base-Topdressing Ratio of Nitrogen Fertilizer and Regulated Deficit Irrigation on Water Use Efficiency and Yield of Wheat

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