试验于2006～2007年在山东农业大学南校区教学科研基地进行。在多年秸秆还田的地块上,以强筋高产冬小麦品种济麦20号为试验材料,采用大田试验的方法,通过播种密度改变植株氮素供应状况,研究不同的水分供应状况下小麦产量、品质之间的变化,探讨了不同供水状况下密度与籽粒产量、品质形成的关系,研究了小麦植株对氮素的吸收、累积和利用,以及不同群体下的与光合相关的叶绿素含量等指标的变化规律。本试验主要研究结果如下:
1.水分和密度对小麦群体发育的影响
在相同密度条件下,随灌水次数的增加,植株高度、旗叶叶绿素a含量、旗叶叶绿素b含量、旗叶叶绿素a+b含量、籽粒含水率、硝酸还原酶活性、旗叶含水率、植株含水率、小麦旗叶水势皆呈增高趋势。在同一灌水水平上,随密度的增加株高高度亦表现为增高趋势,而旗叶叶绿素a含量、旗叶叶绿素b含量、旗叶叶绿素a+b含量各密度处理间差异不显著,硝酸还原酶指标在中密度时,活性最高,其次是低密度,高密度最低,旗叶含水率、植株含水率和麦旗叶水势指标皆随密度的增加呈现降低趋势。
2.水分和密度处理对小麦产量及其产量构成因素的影响
灌水次数对小麦籽粒产量有显著影响,在同一密度水平,随灌水次数的增加亩穗数和籽粒产量皆表现为增高趋势,穗粒数表现为穗灌水次数的增加先增长后降低的趋势,其中灌2水时达最大值,而千粒重随灌水次数的增加则呈现降低趋势。在同一水分水平下,小麦籽粒产量均随密度的增加表现为先增长后降低的趋势,即在基本苗密度为180万/公顷时达到最大值,千粒重和穗粒数指标皆随密度的增加而降低,亩穗数随密度的增加而增加,除W3条件下,M2和M3的亩穗数有显著差异外,其它水分水平下,M2和M3的亩穗数没有显著差异。
3.水分和密度对小麦籽粒品质形成的影响
在同一水分水平上,随密度的增高,淀粉含量有下降趋势,而籽粒淀粉直/支比,随密度的增高呈先增加后递减趋势,对于RVA指标,高峰粘度和稀懈值随密度的增加亦呈现先增加后减少的趋势,即M2时高峰粘度和稀懈值最高,籽粒蛋白质含量、不溶性谷蛋白含量、谷蛋白聚合指数、籽粒高分子量谷蛋白亚基含量、籽粒面粉麦谷蛋白聚合体粒度体积、面团稳定时间这些指标随密度增加的变化趋势均与淀粉直/支比变化趋势一致,即先增高后降低,在基本苗为180万/公顷时,达最大值。在一定密度水平上,籽粒淀粉含量随灌水次数的增加有升高趋势,淀粉直/支比、糊化温度、高峰粘度、稀懈值随灌水次数的增加有减少的趋势,而籽粒蛋白质含量、不溶性谷蛋白含量、谷蛋白聚合指数、籽粒高分子量谷蛋白亚基含量、籽粒面粉麦谷蛋白聚合体粒度体积、面团稳定时间随灌水次数的增加则呈现先增加后降低趋势,就籽粒面粉加工成面包后的评分来看,亦呈现随灌水次数的增加先增高后降低的趋势。
4.水分和密度对小麦水分生产效率的影响
在同一播种密度水平下,不论是90万/公顷、180万/公顷还是270万/公顷,虽然随灌水次数的增加,产量依次递增,但水分生产效率皆随灌水次数的增加先增加后降低,在同一水分水平下,水分生产效率随密度的增加而递减,在中密度时水分生产效率最高。
5.合理水分和密度的确定
合适的播种密度和灌水次数有助于建立合理的小麦群体结构,保持灌浆中后期的旗叶的光合效率,为高产优质做基础。在本试验条件下,在灌底墒水的基础上,再增加一次灌水,基本苗为180万/公顷时,可使小麦群体大小处于最佳,并可使旗叶叶绿素含量及旗叶硝酸还原酶活性保持在较高水平。灌水次数过少(全生育期不灌水)可使水分生产率保持高水平,但籽粒产量较低,且籽粒品质较差,灌水次数过多(全生育期灌水2次和3次)小麦籽粒产量提高,却不利于籽粒品质的改善,且水分生产率降低;密度过小群体过小(90万/公顷),籽粒产量、水分生产率较低,品质较差,密度过大(270万/公顷)致使群体过大,透光、透气性差,不利于光合产物的形成及向籽粒中的运转,籽粒产量较低,品质亦较差。
综合考虑以上各因素,在小麦生育期降水150-250mm的地区,且多年秸秆还田的地块上,在灌底墒水的基础上,在合适的时期再增加一次灌水,可实现小麦籽粒产量和品质的最优组合,从而达到小麦生产的高产、优质。
