吳海旭，閆博文，薛麗華，等．不同滴水量對冬播春小麥生長發育及水分利用效率的影響［Ｊ］．江蘇農業科學，２０２３，５１（１）：７１－７７．
ｄｏｉ：１０．１５８８９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００２－１３０２．２０２３．０１．０１０
不同滴水量對冬播春小麥生長發育
及水分利用效率的影響
吳海旭１，閆博文１，薛麗華２，章建新１
（１．新疆農業大學農學院，新疆烏魯木齊８３００５２；２．新疆農業科學院糧食作物研究所，新疆烏魯木齊８３００９１）
摘要：為確定北疆冬播春小麥適宜滴水量，田間設置Ｗ１（２６２５ｍ３／ｈｍ２）、Ｗ２（３１５０ｍ３／ｈｍ２）、Ｗ３（３６７５ｍ３／ｈｍ２
）、Ｗ４（４２００ｍ３／ｈｍ２）４個滴水處理，研究不同滴水量對冬播春小麥生長發育、產量及水分利用效率等的影響。結果表
明，０～６０ｃｍ土層的土壤含水量隨滴水量增加而上升；持續增加滴水量，導致葉面積指數、總光合勢和干物質積累量增加到一定值后降低，同時降低了灌溉水的利用效率；適宜的滴水量能提高小麥花前營養器官同化物向籽粒轉運量，
Ｗ２、Ｗ３處理花前營養器官儲存同化物向籽粒轉運量較高，分別為１９４０．３２、１８２８．９５ｋｇ／ｈｍ２；增大滴水量會增加花后營養器官同化物對粒質量的貢獻率，以Ｗ３、Ｗ４處理的產量較高，分別為７０７５．８３、６８２７．５０ｋｇ／ｈｍ２
，水分利用效率分別為１．３１、１．２０ｋｇ／ｍ３
。適宜的滴水量會增加葉面積指數、光合勢和干物質積累量，增加花前營養器官儲存同化物向籽粒轉運量是增加產量的原因。北疆冬播春小麥適宜滴水量為３１５０～３６７５ｍ３／ｈｍ２。
關鍵詞：滴水量；春麥冬播；水分利用效率；產量；干物質積累
中圖分類號：Ｓ５１２．１＋２０．７ 文獻標志碼：Ａ 文章編號：１００２－１３０２（２０２３）０１－００７１－０６
收稿日期：２０２２－０３－０８
基金項目：國家自然科學基金（編號：３２０６０４３３）；新疆農業科學院科技創新重點培育專項（編號：ｋｊｋｃｐｙ－００３）。
作者簡介：吳海旭（１９９４—），男，四川宜賓人，碩士，研究方向為小麥高產栽培研究。Ｅ－ｍａｉｌ：９７４９２２４３３＠ｑｑ．ｃｏｍ。
通信作者：章建新，博士，教授，主要從事作物高產栽培研究，Ｅ－ｍａｉｌ：ｚｊｘｉｎ４０１＠１２６．ｃｏｍ；薛麗華，博士，研究員，主要從事小麥節水高產生理研究，
Ｅ－ｍａｉｌ：ｘｕｅｌｉｈｕａ５２１＠１２６．ｃｏｍ。 新疆維吾爾自治區位于我國西北部，氣候干
旱，全年降水量少且蒸發量大［１］，農業生產不依靠
降水，完全依賴灌溉，灌溉水資源十分短缺。提高農業用水效率、減少灌溉用水的使用是新疆農業生
產的重大目標［２］
。在新疆地區小麥是最主要的糧
食作物，常年種植小麥導致灌溉用水供不應求，因此高效節水才能滿足該地區的供水需求。前人對
小麥節水高產理論和技術做了大量研究［３－４］
，雖然已經大幅度提高了小麥產量和水分利用效率［５－６］，
但是小麥產量和水分利用效率的提高仍有較大潛力。春麥冬播是將春小麥品種臨冬前播種，以發芽（或種子萌動）狀態在積雪覆蓋土壤中越冬，俗稱
“包蛋麥”［７］
，用于棉花、玉米、復播大豆和油葵晚收
地倒茬小麥
［８］
。與冬小麥相比，春麥冬播在次年早
春利用冬季積雪融水早出苗，可節約出苗水和越冬
水；比春小麥節約出苗水和最后１水，
早成熟７～９ｄ左右［９］，降低后期出現干熱風危害的風險［１０］
，有利
于高產穩產。在北疆地區冬播春小麥是小麥節水高產的新方式，有著巨大的節水增產潛力，目前僅
對適宜品種［１１］、播期播量［１２］以及生育規律［９］
等方
面存在少量研究。滴灌小麥灌水研究都是冬小麥
和春小麥的研究結果［
１３－１９］
。北疆冬播春小麥高產耗水規律和節水灌溉定額不清楚，制約了春麥冬播技術的節水增產潛力的發揮。本試驗在田間系統地研究了不同滴水量下春麥冬播土壤含水量、干物質積累與分配、產量及水分利用效率的變化規律，為春麥冬播節水高產栽培提供理論依據。１ 材料與方法１．１ 試驗地概況
試驗于２０２０—２０２１年在新疆烏魯木齊市頭屯河區三坪農場（４３°５６′Ｎ，８７°２０′Ｅ）進行，試驗地為壤土，前茬作物是玉米，０～２０ｃｍ土層理化性質：有機質含量１０．９１ｇ／ｋｇ，
堿解氮含量５９ｍｇ／ｋｇ，速效磷含量１８．２ｍｇ／ｋｇ，速效鉀含量２１９．３ｍｇ／ｋｇ，ｐＨ值８．２６。１．２ 試驗設計
試驗品種為新春４８號，翻地一并施入磷酸氫二
銨３００ｋｇ／ｈｍ２
，于２０２０年１０月２８日播種前耙地整
地，進行人工播種，播種量為７５０萬粒／ｈｍ２
，行距２０ｃｍ，播種深度３～４ｃｍ。冬前不澆水。各小區設
置３次重復，長６ｍ，寬４ｍ，面積２４ｍ２。各處理采
用水肥一體化，在拔節期和孕穗期施入尿素，累積
尿素３７５ｋｇ／ｈｍ２，生育期降水量見表１，總滴水量和
時間見表２。滴灌帶間距為６０ｃｍ，１管４行鋪設。各小區間避免滲水設置１．５ｍ寬的隔離帶，試驗地措施與田間管理相同。１．３ 測定指標與方法
１．３．１ 土壤含水量的測定 用烘干法測定，每層取２０ｃｍ，分為５層，用鋁盒裝土樣。播種前取土，之后
表１ 生育期內降水量
月份降水量
（ｍｍ）１１１４．８１２２．５１６．１２１５．８３２２．２４７．８５１６．３６１９．２合計
１０４．７
表２ 滴水日期及其相應滴水量
ｍ３／ｈｍ２
處理不同日期（月－日）滴水量
０４－２１０５－０１０５－１００５－２１０６－０２０６－１２０６－２３總滴水量Ｗ１３７５３７５３７５３７５３７５３７５３７５２６２５Ｗ２４５０４５０４５０４５０４５０４５０４５０３１５０Ｗ３５２５５２５５２５５２５５２５５２５５２５３６７５Ｗ４
６００
６００
６００
６００
６００
６００
６００
４２００
每次滴水前后１２ｈ內取土，每隔１０ｄ左右取土１次，重復２次，計算各處理各層土壤含水量。１．３．２ 葉面積指數（ＬＡＩ）及光合勢（ＬＡＤ）、干物質積累量的測定 每１
０ｄ左右測定１次，取３０莖，將植株洗凈除去根系后，按葉、莖、鞘、穗分別裝袋，放入烘箱中，１０５℃殺青后８０℃烘干至恒質量，稱量各部分器官干物質量，重復３次。采用比重法測定各處理
小麥植株葉面積，并計算葉面積指數及光合勢。葉面積指數＝單位面積內總莖數×單莖葉面積／土地面積；
光合勢（ｍ２·ｄ／ｈｍ２
）＝０．５×（Ｌ１＋Ｌ２）×（ｔ１＋ｔ２
）×１０４
。式中：Ｌ１、Ｌ２為相鄰２次檢測葉面積指數；ｔ１、ｔ２為相鄰２次取樣時間（
ｄ）。１．３．３ 花前花后干物質轉運與分配的測定 開花期各處理標記２００莖長勢相同的主莖，在開花當天和成熟期各處理分別取掛牌標記的主莖２０莖，洗凈，除去根系后裝袋，放入恒溫烘箱中，溫度先調至１０５℃殺青３０ｍｉｎ，再降至８０℃下烘至恒質量，烘干稱總質量和籽粒質量，重復５次。
花前營養器官同化物向籽粒轉運量＝開花期
干質量－成熟期營養器官干質量，ｋｇ／ｈｍ２
；
花前營養器官同化物轉運率＝花前營養器官同化物向籽粒轉運量／開花期干質量×１００％；
花前營養器官同化物對籽粒貢獻率＝開花前同化物轉運量／成熟期籽粒干質量×１００％；
花后營養器官同化物對籽粒貢獻率＝１００％－花前營養器官同化物對籽粒貢獻率。
１．３．４ 成熟期籽粒產量和水分利用效率測定 成
熟后在各處理去邊行，?。?/span>
２ｍ２
（３ｍ×４ｍ）面積實收測產；選?。保黹L單行考種，３次重復，并記錄穗粒數、穗數和千粒質量。
生育期總耗水量（
ｍ３／ｈｍ２）＝生育期土壤貯水消耗量＋生育期總降水量＋生育期總滴水量；
全生育期土壤貯水量（
ｍ３／ｈｍ２
）
＝播種前土層貯水量－收獲時土層貯水量；
灌溉水利用效率（ｋｇ／ｈｍ２
）＝成熟收獲的小麥
籽粒產量／
全生育期內總滴水量；水分利用效率（
ｋｇ／ｈｍ２
）＝成熟收獲的小麥籽粒產量／
全生育期內總耗水量。１．３．５ 數據分析 采用Ｅｘｃｅｌ２０１９和ＳＰＳＳ２５．０軟件進行數據分析與作圖。２ 結果與分析
２．１ 不同滴水量對冬播春小麥０～１００ｃｍ土層土壤含水量的影響
由圖１可知，各處理在０～１００ｃｍ土層的土壤含水量差異明顯。０～６０ｃｍ土層土壤含水量在小
麥滴水前后出現高—低變化，因滴水量的增加而上升，表現為Ｗ４＞Ｗ３＞Ｗ２＞Ｗ１，每次灌水后的增幅表現為０～２
０ｃｍ土層＞２０～４０ｃｍ土層＞４０～６０ｃｍ土層；各滴灌處理６０～８０、８０～１００ｃｍ土層含水量均隨著生育期逐漸降低，多數表現為Ｗ４＞
Ｗ３＞Ｗ２＞Ｗ１。這說明滴水量的增加直接影響０～６０ｃｍ土層，該土層的土壤含水量直接上升；６０～１００ｃｍ土層受滴水量的影響不大，主要減少該土層
的貯水消耗量。
２．２ 不同滴水量對冬播春小麥葉面積指數及光合勢的影響
由圖２－ａ可知，各滴水處理的ＬＡＩ隨著生育時期推進呈先升高后降低趨勢。Ｌ
ＡＩ峰值出現在５月２４日（孕穗—抽穗期），其中Ｗ３處理ＬＡＩ最大，為４．２４，較Ｗ４、Ｗ２、Ｗ１處理分別提高了１５．１９％、２１．６６％、４９．８１％。隨著滴水量的增加和生育時期的推進，
５月１５日孕穗前不同滴水處理的葉面積指數隨滴水量的增加而增大，表現為Ｗ４＞Ｗ３＞Ｗ２＞Ｗ１，但孕穗后Ｗ３處理最大，多數為Ｗ３＞Ｗ４＞Ｗ２＞
Ｗ１。這說明增大滴水量有助于拔節—孕穗前ＬＡＩ的增長，但對孕穗—成熟的ＬＡＩ存在抑制作用，并不能隨滴水量增大而一直增加。
由圖２
－ｂ可知，隨著生育期的推進，光合勢呈先增大再減少的趨勢，在抽穗—開花階段（５月２４日至６月５日）達到峰值。增加滴水量，Ｗ３處理的總光合
勢明顯高于其他處理，為１
９０．０４萬ｍ２·ｄ／ｈｍ２
，較Ｗ４、Ｗ２、Ｗ１處理分別提高了８．５５％，２９ ２６％，５７ ０２％。這說明增加滴水量能提高小麥各階段光合勢，從而增加總光合勢，但滴水量到達一定程度
后，增加滴水量反而會降低光合勢。
２．３ 不同滴水量對冬播春小麥干物質積累量與分配、轉運的影響
從表３可以看出，不同滴水處理間７月６日（成熟期）總干物質積累量存在顯著差異（Ｐ＜０．０５）。干物質積累量在５月２日（拔節期）前后增長較快，在５月１
５日（孕穗期）前后開始快速增加，在６月１５日（花后１５ｄ）開始緩慢增加，７月６日以Ｗ３處理的總干物質積累量最高，比Ｗ４、Ｗ２、Ｗ１處理分別
增加６
０９％、１２．４０％、２４．７４％。７月６日Ｗ１處理的莖干物質積累量與Ｗ３和Ｗ４處理差異顯著，與Ｗ２處理差異不顯著；不同處理的穗部位干物質積累量于６月１
５日出現顯著差異，在７月６日（成熟期）Ｗ１處理顯著低于Ｗ３和Ｗ４處理，但與Ｗ２處理無顯著差異；不同時期各處理間鞘部位干物質積累量均差異不顯著。這表明滴水量的變化和生育時期的推進，主要影響莖、葉、穗３個部位的干物質積累。從表４可以看出，不同滴水量下花前同化物轉
表３ 不同滴水量下冬播春小麥干物質積累量動態變化
器官處理不同時期各處理干物質積累量（ｋｇ／ｈｍ２
）
５月２日５月１５日５月２４日６月５日６月１５日６月２５日７月６日占總質量
比例（％）
總質量
Ｗ１３９４．２７ａ１９７２．５３ａ３１４０．０８ｂ６３７１．５４ｂ９４３２．３３ｂ１１３８１．３４ｂ１１８１７．６０ｃＷ２５３１．６８ａ２１１５．６２ａ３７３８．１５ａｂ７２５９．３３ａｂ１００７６．３０ａｂ１２４８０．７１ａｂ１３１１５．１２ｂｃＷ３６１５．７７ａ２１４９．４１ａ４２７３．６２ａ７４７９．７５ａ１１３２１．２３ａ１４１６６．４６ａ１４７４１．１３ａＷ４
５９８．９５ａ２５９８．６１ａ３９９２．７６ａｂ７３５８．７２ａｂ１１３３１．０２ａ１３１８８．７０ａｂ１３８９４．５８ａｂ莖
Ｗ１１８４．５０ａ９９１．１３ｂ１０８５．９７ｂ１９１４．３８ｂ２９１５．５２ａ２３２１．０９ｂ２２６６．８９ｂ
１９．１８
Ｗ２２１１．９０ａ１０７７．６１ａｂ１２４０．８５ａｂ２２３１．３２ａｂ３０７４．９４ａ２７０８．９１ａｂ２４７１．５０ａｂ１８．８４Ｗ３２５５．６５ａ１１１３．８２ａｂ１４０４．１５ａｂ２３５２．７０ａ３１８３．０６ａ２９３３．７５ａ２６２１．６８ａ１７．７８Ｗ４
２３５．９９ａ
１３６８．２２ａ
１６５０．８３ａ２５１２．２６ａ３０５３．６６ａ３１５３．３１ａ２６８３．１８ａ１９．３１鞘
Ｗ１６９８．７７ａ１１１３．５０ａ１２６４．３３ａ１０６５．４５ａ１０４９．５９ａ８．８８Ｗ２７６０．０７ａ１１７７．１８ａ１２６２．２９ａ１０６８．３９ａ１０７８．４９ａ８．２２Ｗ３８７７．７９ａ１２２３．６５ａ１３１９．０３ａ１１８９．５３ａ１２２１．２１ａ８．２８Ｗ４
６９４．００ａ１０９０．２８ａ１３９６．７１ａ１３２０．５３ａ１０８０．１７ａ７．７７葉
Ｗ１２０９．７６ａ９８１．４０ａ１２２２．０３ｃ１３６２．６３ｃ１２４９．３７ｂ１１０８
．６５ｂ１０９１．６４ｂ９．２４Ｗ２３１９．７８ａ１０３８．０１ａ１５１２．４４ｂ１５５３．４０ｂ１３５９．９８ｂ１１７８．６４ａｂ１１８３．８７ａｂ９．０３Ｗ３３６０．１２ａ１０３５．６ａ１８０２．０６ａ１７６３．１１ａ１６２２．０１ａ１３８４．７５ａ１３７０．１１ａ９．２９Ｗ４
３６２．９６ａ
１２３０．３８ａ
１４５３．４０ｂｃ１５８６．７７ａｂ１４２５．１４ｂ１３６２．１７ａ１２２４．４９ａｂ８．８１穗
Ｗ１１３３．４７ａ１９８１．０４ａ４００３．１１ｂ６８８６．１４ｂ７４０９．４７ｂ
６２．７０
Ｗ２２２４．７６ａ２２９７．４２ａ４３７９．０８ａｂ７５２４．７７ａｂ８３８１．２６ａｂ６３．９１Ｗ３１８９．６２ａ２１４０．２９ａ５１９７．１２ａｂ８６５８．４３ａ９５２８．１２ａ６４．６４Ｗ４
１９４．５３ａ
２１６９．４１ａ
５４５５．５１ａ
７３５２．６９ａｂ
８９０６．７５ａ
６４．１０
注：同一部位同列數據后標有不同小寫字母表示處理間差異顯著（Ｐ＜０．０５）。下表同。
運量、轉運率、對籽粒貢獻率存在顯著差異。各處理花前同化物轉運量隨著滴水量增加呈現先增加后減少的變化趨勢，
Ｗ２處理花前同化物轉運量最高，為１９４０．３２ｋｇ／ｈｍ２
，比Ｗ１、Ｗ３、Ｗ４處理分別增
加２
２．６５％、６．０９％、３５．１８％，顯著高于Ｗ１、Ｗ４處理，與Ｗ３處理差異不顯著。這說明適宜的滴水量對小麥花前同化物的轉運有促進作用，有利于增加干物質積累量及花后同化物對粒質量的貢獻率，有利于籽粒生長和產量增加。
表４ 不同滴水量下冬播春小麥花前同化物轉運
處理花前同化物
轉運量
（ｋｇ／ｈｍ２
）轉運率
（％）貢獻率
（％）花后同化物
貢獻率（％）Ｗ１１５８２．０３ｂ２５．７１ａｂ３９．８９ａ６０．１１ｂＷ２１９４０．３２ａ２６．６９ａ３４．１２ａ６５．８８ｂＷ３１８２８．９５ａ２２．９４ｂ２７．６３ｂ７２．３７ａＷ４
１４３５．４１ｂ
１９．５１ｃ
２３．４７ｂ
７６．５３ａ
２．４ 不同滴水量對冬播春小麥產量的影響
從表５可以看出，不同滴水量處理的穗數、千粒質量、產量存在顯著差異，但穗粒數差異不顯著。增加滴水量會引起各處理穗數、穗粒數出現先增再降的變化，其中Ｗ３處理的穗數顯著高于Ｗ１處理，表現為Ｗ３＞Ｗ４＞Ｗ２＞Ｗ１；各處理的千粒質量與滴水量呈正相關，隨滴水量的增加而增加。Ｗ４、Ｗ２、Ｗ３處理的千粒質量顯著高于Ｗ１處理。Ｗ３、Ｗ４處
理的產量較高，與Ｗ１、
Ｗ２處理差異顯著，其中Ｗ３處理產量為７０７５．８３ｋｇ／ｈｍ２
，較Ｗ１、Ｗ２、Ｗ４處理
分別提高２６．６５％、９．３７％、３ ６４％。這說明增大滴水量主要對穗數和千粒質量有顯著影響，對穗粒數影響并不顯著。適宜的滴水量能促進產量的增加，滴水過量產量不會持續增長，反而會引起穗數和穗粒數下降，導致產量降低。
表５ 不同滴水量下冬播春小麥產量及產量構成處理穗數
（萬穗／ｈｍ２）穗粒數
（粒／穗）千粒質量
（ｇ）產量
（ｋｇ／ｈｍ２
）Ｗ１
３５６．６７ｂ３４．７６ａ４５．２２ｂ５５８６．９４ｃＷ２３９６．６７ａｂ３５．５０ａ４６．１４ａ６４６９．７２ｂＷ３４２５．００ａ３６．１２ａ４６．４７ａ７０７５．８３ａＷ４
４１０．００ａｂ
３５．８６ａ
４６．５５ａ
６８２７．５０ａ
２．５ 不同滴水量對冬播春小麥水分利用效率的影響
從表６可以看出，隨著滴水量的增加，土壤耗水量減少，總耗水量增加，水分利用效率先增后降，灌溉水利用效率持續下降。Ｗ２、
Ｗ３處理的水分利用效率較高，其中Ｗ３處理的水分利用效率最高，為
１．３１ｋｇ／ｍ３
，分別比Ｗ１、Ｗ２和Ｗ４處理高１０．０８％、
３．１５％和９．１７％。Ｗ１、Ｗ２處理的灌溉水利用效率較高，其中Ｗ１處理的灌溉水利用效率最高，為
２．１３ｋｇ／ｍ３。適宜的滴水量下小麥的水分利用效率
和灌溉水利用效率均較高，過量滴水則兩者均下降。
表６ 不同滴水量對冬播春小麥耗水構成及水分利用效率的影響
處理總滴水量
（ｍ３／ｈｍ２）土壤耗水量
（ｍ３／ｈｍ２）降水量
（ｍ３／ｈｍ２）總耗水量
（ｍ３／ｈｍ２）水分利用效率
（ｋｇ／ｍ３
）
灌溉水利用效率
（ｋｇ／ｍ３
）
Ｗ１２６２５９９１．１１ａ１０４７４６６３．１１ｄ１．１９ｂ２．１３ａＷ２３１５０８９３．９１ａ１０４７５０９０．９１ｃ１．２７ａｂ２．０５ａＷ３３６７５６６３．１１ｂ１０４７５３８５．１１ｂ１．３１ａ１．９３ｂＷ４
４２００
４３２．３７ｃ
１０４７
５６７９．３７ａ
１．２０ｂ
１．６３ｃ
３ 討論與結論
增加滴水量能使土壤水分保持在較高的狀態，
有利于小麥植株生長［２０］
。在本試驗條件下，全生育期共７次滴水，每次滴水量在３７５～６００ｍ３／ｈｍ２之
間，會提高各處理間０～６０ｃｍ土層土壤水分，其中０～２０ｃｍ土層土壤水分增幅最大，６０～８０ｃｍ土層提升幅度不明顯，消耗了該土層的土壤貯水量，這
與孫乾坤等的研究結果［２１］
基本一致。小麥營養生長階段水分虧缺，會影響植株的正常生長［２２］，充足
的水分供應是高產的基礎［２３］
。本試驗發現，增大滴
水量后冬播春小麥葉面積指數、光合勢、干物質積累分配以及產量并沒有隨著滴水量的增大而持續增加，當滴水量達到一定程度時，各項生長指標隨著滴水量的增加開始下降，這說明在合理的灌水條件下能有效增加葉面積指數、光合勢以及干物質積累量，最終提高產量，灌水過少會影響小麥植株正常生長發育，而過量灌水使小麥植株生長過程受到抑制，從而使各項生長指標降低，最終導致產量減少。這與有關春、冬小麥耗水規律的相關研究結
