扩大管行比对新疆滴灌春小麦氮素吸收和产量的影响

张龙龙，卢伟鹏，杨建平，万文亮，刁 明，姜 东

(1.石河子大学农学院新疆生产建设兵团绿洲生态农业重点实验室,新疆石河子 832000, 2.南京农业大学国家信息农业工程技术中心,江苏南京 210000)

0 引 言

【研究意义】滴灌作为一种先进的灌溉技术，具有节水节肥、省工增效的优点[1], 能在植物任何需水需肥的时间， 将水分、肥料均匀持续地运送到作物根区附近，把土壤水分的渗漏及农业生产用水的浪费降低到了最大限度[2]。小麦是三大谷物之一，也是新疆最主要的粮食作物[1，3]。优化滴灌小麦的种植模式，研究进一步节本增效途径，对提高滴灌小麦的生产及经济效益具有重要意义。【前人研究进展】目前关于滴灌小麦的研究主要涉及包括对小麦的生长[4-5]、干物质积累与分配、光合特性[6-8]、耗水规律[9]、滴灌配置方式[10]以及对水分利用效率及产量[11]的影响等方面。【本研究切入点】对不同滴灌模式下行距大小对小麦生长的影响方面鲜有报道。目前1管4行滴灌模式是新疆主要推广的比较成熟的模式，但这种模式也存在着滴灌毛管用量大等造成的成本偏高的问题。【拟解决的关键问题】研究滴灌条件下，扩大管行比，缩小行距，设置不同的种植模式，对新疆滴灌春小麦干物质的积累、氮素积累以及对产量的影响，为滴灌小麦栽培中适宜的种植模式提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材 料

试验于2018年进行，地点位于石河子大学农试场二连(85°48′E， 44°44′N)，材料选取2个新疆春小麦品种新春22号和新春44号。试验田土质为壤土，土壤有机质为16.05 g/kg、碱解氮为42.05 mg/kg、速效磷为13.69 mg/kg、速效钾为225.96 mg/kg。

试验处理采用1管4行( 2条滴灌毛管间4行小麦)，1管6行( 2条滴灌毛管间6行小麦)和1管8行(2条滴灌毛管间8行小麦)3种滴灌带配置方式，按照小麦行距离滴灌带的距离，小麦行由近行到远行1管4行滴灌配置方式记为R1、R2， 1管6行滴灌带配置方式记为R1、R2、R3，1管8行滴灌带配置方式记为R1、R2、R3、R4。试验种植模式分为常规种植模式(TR)、宽窄行种植模式(K)和缩行缩带宽种植模式(S)，常规播种小麦行间距为15 cm；宽窄行种植模式(K)小麦行间距由15 cm缩减至10 cm，1管6行滴灌带配置方式2个R3行行距为35 cm，1管8行滴灌带配置方式2个R4行行距为45 cm；缩行缩带宽种植模式(S)小麦行间距由15 cm缩减至10 cm，1管6行滴灌带配置方式2个R3行行距为25 cm，1管8行滴灌带配置方式2个R4行行距为25 cm。全生育期灌水量为4 500 m3/hm2，滴头流量为2.6 L/h；施氮量为300 kg/hm2，播种前磷(P2O5)、钾(K2O)肥均做基肥一次性施入，施用量均为105 kg/hm2。灌水和施肥的方法参照[12]进行。小区面积39 m2，3次重复，随机区组排列，共27个小区。

1.2 方 法

1.2.1 干物质积累量

在开花期、和成熟期每处理分行取10株春小麦样品，每行植株样品单独收获、在105℃烘箱中杀青30 min，80℃烘干至恒重，烘干后立即称重。其中开花期样品分样为茎、叶、穗3部分，成熟期植株样品分样为茎、叶、颖壳+穗轴、籽粒4部分。

1.2.2 植株氮素积累量

在拔节期、孕穗期、开花期和成熟期，按行取10株小麦，其中开花期和成熟期取同1 d开花且长势一致的植株，开花期的植株分成茎，叶片、和穗等器官，成熟期植株分为茎、叶、颖壳+穗轴与籽粒等器官。样品于105℃杀青 1 h，80℃烘干至恒重，称取各样品干重，磨粉后用蒸馏定氮仪测氮。

1.2.3 产量

小麦成熟熟后，将小麦按照处理收获2毛管间1 m长的距离，进行测产。

1.3 数据处理

数据采用Excel(2016)， SPSS19.0进行数据分析，Origin2017作图。

2 结果与分析

2.1 不同种植方式对干物质积累的影响

研究表明，新春44号干物质单株的积累量整体高于新春22号。2品种植株干物质积累在整个生育期均处于不断上升的趋势，且在成熟期达到最大值。

在整个生育期中新春22号不同种植模式下TR4模式单株干物质积累量最高，其次单株干物质积累量从大到小依次是K6、S6、K8、S8模式。在TR4模式中，R1单株干物质积累量大于R2；在K6、S6、K8、S84种种植模式中，单株干物质的积累量有近行到远行呈降低趋势，但R3行的单株干物质积累量大于R2， R4行的干物质积累量大于R3。

整个生育期中新春44号TR4单株干物质积累量最高，其次干物质积累量由大到小依次是K6、S6、K8、S8模式。在TR4中，R1干物质积累量大于R2；在K6、S6中，R1干物质积累量大于R2、R3，但R3干物质积累量大于R2；在K8、S8中R1干物质积累量大于R2、R3、R4，但R4的干物质积累量大于R3。图1

研究表明，开花期不同种植模式间新春44号单株干物质积累量行间均值整体高于新春22号。

新春22号种植模式TR4与K6、S6、K8、S8种植模式间单株干物质积累量行间均值差异显著，K6、S6、K8、S84种种植模式间单株干物质积累量行间均值差异不显著。不同种植模式间单株干物质积累量行间均值相比较，TR4模式最大，为2.43 g/株。从大到小为K6模式2.09 g/株﹥S6模式2.06 g/株﹥K8模式1.93 g/株﹥S8模式1.91 g/株。在新春44号中，种植模式TR4与K6、S6、K8、S8种植模式间单株干物质积累量行间均值差异显著，K6、S6、K8、S84种种植模式间单株干物质积累量行间均值差异不显著。不同种植模式间单株干物质积累量行间均值相比较，TR4模式最大，为3.02 g/株。从大到小为K6模式2.53 g/株﹥S6模式2.49 g/株﹥K8模式2.38 g/株、S8模式2.38 g/株。

新春22号行间比较发现，在TR4种植模式中，单株干物质的积累量R1﹥R2，行间差异显著。K6种植模式中，单株干物质的积累量R1﹥R3﹥R2，R1与R2、R3行间差异显著，但R2、R3行间差异不显著；S6模式中，单株干物质的积累量R1﹥R3﹥R2，R1、R2、R3行间差异显著。K8模式中R1﹥R2﹥R4﹥R3，R1与R2、R3、R4行间差异显著，R2、R4行间差异不显著，R3、R4行间差异不显著，但R2、R3行间差异显著；S8模式中R1﹥R2﹥R4﹥R3，R1与R2、R3、R4行间差异显著，R2、R4行间差异不显著，R3、R4行间差异不显著，但R2、R3行间差异显著。

新春44号行间单株干物质积累量比较发现，在TR4种植模式中，单株干物质的积累量R1﹥R2，行间差异显著。K6种植模式中，单株干物质的积累量R1﹥R3﹥R2，R1、R2、R3行间差异显著；S6模式中， 单株干物质的积累量R1﹥R3﹥R2，R1与R2、R3行间差异显著，R2、R3行间差异不显著。K8模式中R1﹥R2﹥R4﹥R3，R1与R2、R3、R4行间差异显著，R2与R3、R4行间差异显著，R3、R4行间差异不显著；S8模式中R1﹥R2﹥R4﹥R3，R1、R2、R3、R4行间差异显著。

不同种植模式在开花期单株各部分的干物质积累量的分配中茎的干物质积累量占比最多，依次是穗、叶，各部分干物质积累量的趋势与单株干物质积累量的趋势基本相同。2个小麦品种的各器官单株干物质积累分配趋势一致。

在2个春小麦品种中，扩大管行比、缩小行距的K6、S6、K8、S84种滴灌配置模式有利于小麦边行单株干物质的积累。且与TR4种植模式相比较，K6种植模式表现最好。图2

2.2 不同种植方式对单株氮素积累的影响

研究表明，在整个生育期中，在相同品种不同种植模式间，单株氮素积累量呈现出不断增加的过程，并在成熟期达到最大值。在TR4、K6、S6、K8、S8种植模式中，TR4种植模式单株氮素积累量最高;在1管6行滴灌配置方式下，K6单株氮素积累量高于S6;在1管8行滴灌配置方式下，K8单株氮素积累量高于S8。

同品种行间单株氮素积累量，由近行到远行减小，在TR4种植模式中R1﹥R2，在K6、S6中种植模式，R1﹥R2﹥R3，但R2、R3之间单株氮素积累量接近。在K8、S8种植模式中，R1﹥R2﹥R3﹥R4，且R3、R4间的单株氮素积累量接近。图3

研究表明，成熟期不同种植模式间新春44号单株氮素积累量行间整体高于新春22号。新春22号在TR4、K6、S6、K8、S8种植模式中，模式间单株氮素积累量均值差异不显著。不同种植模式间成熟期单株氮素积累量TR4﹥S6﹥K6﹥K8﹥S8。新春44号在TR4、K6、S6、K8、S8种植模式中，TR4、K6、S6种植模式与K8、S8种植模式间单株氮素积累量均值差异显著，TR4、K6、S6种植模式间单株氮素积累量均值差异不显著，K8、S8种植模式间差异不显著，不同种植模式间成熟期单株氮素积累量TR4﹥K6﹥S6﹥K8﹥S8。

新春22号行间单株氮素积累比较中发现， TR4种植模式中，单株氮素积累量R1﹥R2，且R1与R2差异显著。K6种植模式中，单株氮素积累量R1﹥R2﹥R3，R1与R2、R3行间差异显著，R2与R3行间差异不显著。S6种植模式中，单株氮素积累量R1﹥R2﹥R3，R1、R2、R3行间差异显著。K8种植模式中，R1与R2、R3、R4差异显著，R2与R3、R4间差异显著，R3、R4间差异不显著，行间单株氮素积累量R1﹥R2﹥R3﹥R4。S8种植模式中，R1与R2、R3、R4差异显著，R2与R3、R4差异显著，R3、R4差异不显著，单株氮素积累量R1﹥R2﹥R3﹥R4。新春44号各种植模式行间差异性与新春22号一致。

成熟期相同品种不同种植模式中，单株各部分氮素积累分配比例，茎、叶和穗由近行到远行逐渐降低，籽粒中氮素积累分配比例则与茎、叶和穗相反。

扩大管行比，缩小行距，有利于边行小麦对氮素的吸收积累。图4

2.3 不同种植方式对产量的影响

研究表明，相同处理下，新春44号的产量高于新春22号的产量。在新春22号中，TR4的行间平均产量最高，为528.23 kg/667m2，S6、K6、S8、K8产量相对于TR4产量依次减小，分别为487.59、451.98、408.61和398.73 kg/667m2。且TR4与S6在0.05水平上差异不显著，TR4与K6、S8、K8差异显著；在新春44号中，TR4产量最高，为553.86 kg/667m2，S6、K6、S8、K8相对于TR4产量依次减小，分别为536.56、516.46、487.73和466.39 kg/667m2，同样TR4与S6在0.05水平上差异不显著，与K6、S8、K8差异显著。2品种在不同种植模式间的产量变化趋势表现基本一致。

新春22号行间变化，在TR4中，小麦的行间产量由近行到远行减小，且在0.05水平上差异不显著。在K6、S6中，小麦行间产量呈现出高低高的变化趋势，边行小麦的产量并未随递减趋势降低。在K8、S8中，小麦行间产量出现相似的趋势，由近行到远行先降低后边行升高。新春44号行间变化，在TR4中，小麦的行间产量由近行到远行减小，且在0.05水平上差异不显著。在K6、S6中，小麦行间产量呈现出高低高的变化趋势，边行小麦的产量并未随递减趋势降低。在K8、S8中，小麦行间产量出现相似的趋势，由近行到远行先降低后边行升高。小麦行间的变化趋势也基本保持一致。不同品种的相同种植模式间，新春44号的行间变异系数小于新春22号的行间变异系数，在新春22号和新春44号同品种中，不同种植模式的行间变异系数TR4﹤S6﹤K6﹤S8﹤K8。 与TR4相比较，K6、S6、K8、S84种种植模式中，S6的表现最好。表1

表1 不同种植方式下滴灌小麦产量变化Table 1 Effects of different planting methods on wheat yield under drip irrigation

3 讨 论

在滴灌小麦生产过程中，由于不同的滴灌配置模式间存在差异，直接影响了水肥供应及在土壤中的分布，影响了小麦的生长发育。雷均杰等[13]研究表明，同一滴灌量不同滴灌配置方式下，滴灌带间距会影响到土壤中水分分布的均匀程度，对小麦生长发育产生不同的影响。ZIAEIAN等[14]研究表明，植物生长受土壤含水量的影响，土壤水分状况对小麦干物质的积累与分配有显著影响。赛力汗·赛等[15]研究表明，在滴灌条件下，随灌水量的降低，干物质积累量也会减少。研究发现，通过扩大管行比，缩小行距，在1管6行滴灌配置下，R3行单株干物质积累量大于R2行单株干物质积累量， 1管8行 滴灌配置下，R4行单株干物质积累量大于R3行单株干物质积累量，说明通过调节滴灌带行距，小麦行距，改变配置模式，减小不同滴灌配置模式下水分分布差异，改善了远行小麦水分状况， 有利于小麦边行单株干物质的积累，这与前人研究结果一致。

王旭洋等[16]研究表明，滴灌条件下，土壤中的含水量及氮素，随距离滴灌带的距离增加而减小。赵明等[17]研究表明，田间行距配置方式能够影响植株对氮的吸收利用。研究发现，在K6种植模式中，R2、R3行的单株氮素积累量差异不显著，K8、S8种植模式中，R3、R4行的单株氮素积累量差异不显著，表明在扩大管行比、缩小行距的情况下，有利于边行氮素积累。

雷钧杰等[13]认为，在同一滴灌条件下，产量会随滴灌间距的增大，呈现出“先増后减”的变化趋势，且认为TR4模式最好。LÜ等[18]研究结果表明，在1管4行、1管5行、1管6行滴灌配置模式下，模式间产量TR4﹥TR5﹥TR6，行间产量由近行到远行呈下降趋势，且R1﹥R2﹥R3。研究结果表明，模式间TR4产量最高，其次从大到小为S6、K6、S8、K8种植模式。在K6、S6种植模式中，R3行的产量高于R2行的产量；K8、S8种植模式中，R4行的产量高于R3行的产量。TR4模式与前人研究一致，S6、K6、S8、K8种植模式边行产量规律与前人不一致，造成这种现象的原因可能是由于边行存在边际效应。并且通过TR4、K6、S6、K8、S8种植模式间单位面积产量对比发现，S6种植模式的产量与TR4种植模式的产量差异不显著，在经济效益方面，S6种植模式具有优势。

4 结 论

在扩大管行比情况下同时缩小行距有利于小麦边行单株干物质的积累，且2品种间新春44号单株干物质积累量高于新春22号。

在扩大管行比情况下同时缩小行距有利于小麦边行单株氮素积累量的积累，且2品种间新春44号单株氮素积累量高于新春22号。

K6、S6种植模式中的R3行产量高于R2行、K8、S8种植模式中R4行产量高于R3行；扩大管行比种植模式下，S6产量与TR4差异不显著，且表现最优；新春44号行间变异系数比新春22号小，且在不同种植模式下，新春44号产量均高于新春22号，扩大管行比种植模式下，S6种植模式的产量与TR4种植模式的产量差异不显著,表现最优。