灌溉水平与氮肥用量对小麦光合特性及产量构成的影响OA

为探明灌溉水平与氮肥用量协同调控小麦生长发育、光合生理及产量形成的机制,于2023—2025年在山东省商河县继栋家庭农场开展两因素裂区田间试验。试验以灌溉水平为主区,设置3个水分处理:W1为拔节期0~40 cm土层土壤含水量灌溉至田间最大持水量的85%,W2为拔节期、开花期0~40 cm土层土壤含水量分别灌溉至田间最大持水量的75%、70%,W3为拔节期、开花期0~40 cm土层土壤含水量分别灌溉至田间最大持水量的85%、80%;以施氮量为副区,设置0、120、180、240 kg/hm^(2)共4个施氮水平,依次记为N0、N120、N180、N240,系统分析水氮互作处理对小麦成熟期农艺性状、光合特性、干物质积累转运及籽粒产量构成的影响。结果表明,小麦成熟期株高在不同施氮量间无显著差异,适度提高灌溉水平会明显增加株高;三种灌溉水平下,小麦穗长、有效小穗数均随施氮量增加呈上升趋势,N180、N240处理下表现最优,且W2、W3处理效果相当,均优于W1;增施氮肥可有效降低不孕小穗数,N180、N240处理不孕小穗数较少,同一施氮水平下不同灌溉水平间大多表现为差异不显著。拔节期与孕穗期,各灌溉处理下小麦叶片叶绿素相对含量(SPAD值)、净光合速率(Pn)均在N180、N240施氮水平下维持较高水平;开花期、灌浆中期及灌浆后期,W1处理下光合指标整体以N180处理较优,W2、W3处理下N180、N240均能保持较高光合速率,且整体显著优于W1处理。拔节期小麦干物质积累量在各水氮处理间差异不显著;开花期与成熟期,W1处理干物质积累量在N180处理下达到峰值,W2、W3处理连续两年均在N180、N240处理下积累量更高;同一施氮量条件下,W2与W3干物质积累量无显著差异,且均高于或显著高于W1。各灌溉水平下,小麦花前干物质转运量均在N180、N240处理下表现较好;花后干物质积累量表现为:W1灌溉水平下以N180处理最优,W2、W3灌溉水平下N180、N240处理均能实现高效积累。W1灌溉条件下小麦产量以N180处理最高,W2、W3灌溉条件下小麦产量在N180、N240下均处于较高水平,且两灌溉处理间差异不显著;相同施氮量条件下,W2、W3处理籽粒产量显著高于W1,两年均值分别提高8.5%~17.9%、10.0%~19.1%;群体穗数、穗粒数、千粒重的变化规律与籽粒产量基本一致。综上,W2、W3灌溉模式配施180~240 kg/hm^(2)氮肥,可有效改善小麦光合生理特性,促进干物质积累与转运,优化植株农艺性状,进而提高籽粒产量。结合区域节水减氮、绿色高效的生产需求,该地区小麦最优水氮组合为:拔节期、开花期土壤水分分别维持在田间最大持水量的75%、70%,配套施氮量180 kg/hm^(2),可实现小麦高产与水肥高效利用的协同统一。