第４５卷
２０１１年 第ｌ期
２月 河南农业大学学报
Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｈｅｎａｎ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｖｅ１．４５ Ｎｏ．１
Ｆｅｂ． ２Ｏｌｌ
文章编号：１０００—２３４０（２０１１）０１—００２２—０６
不同肥力下生育后期干旱对冬小麦产量
及水分利用效率的影响
李 杨，王志强，株同保，范雯雯
（河南农业大学农学院，河南郑州４５０００２）
摘要：采用防雨棚下池栽试验，研究了不同肥力下冬小麦生育后期水分亏缺对冬小麦产量及水分利用效率的影 响．结果表明，冬小麦干物质积累量、千粒重、穗数、穗粒数、产量均随土壤肥力和含水量的提高而呈增加的趋势。 且与全生育期充分灌溉相比，各干旱胁迫处理的干物质积累量、千粒重、穗数、穗粒数、产量的降幅均随土壤肥力 的提高而减小，其中土壤水分含量是主导因素．水分利用效率在高肥力与中肥力条件下以轻中度水分胁迫较高， 在重度干旱下以低肥力处理的最高．在干旱、半干旱地区可采用提高土壤肥力的方法缓解干旱对产量的不利影 响． 关键词：冬小麦；土壤肥力；干旱；产量；水分利用效率 中图分类号：￥５１２．１ 文献标志码：Ａ
Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｄｒｏｕｇｈｔ ｉｎ ｌａｔｅ ｇｒｏｗｔｈ ｓｔａｇｅｓ Ｏｉｌ ｙｉｅｌｄ ａｎｄ ｗａｔｅｒ ｕｓｅ
ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｏｆ ｗｉｎｔｅｒ ｗｈｅａｔ ｕｎｄｅｒ ｄｉｆｅｒｅｎｔ ｆｅｒｔｉｌｉｔｙ
ＬＩ Ｙａｎｇ，ＷＡＮＧ Ｚｈｉ－ｑｉａｎｇ，ＬＩＮ Ｔｏｎｇ—ｂａｏ，ＦＡＮ Ｗｅｎ－ｗｅｎ
（Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ａｇｒｏｎｏｍｙ，Ｈｅｎａｎ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ ４５０００２，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｐｒｏｖｉｄｅ ａ ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ ｂａｓｉｓ ｆｏｒ ｗａｔｅｒ—ｓａｖｉｎｇ ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｉｎ ａｒｉｄ ａｎｄ
ｓｅｍｉ—ａｒｉｄ ａｒｅａｓ，ｔｈｉｓ ｔｅｓｔ ａｉｍｅｄ ｔｏ ｓｔｕｄｙ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｗａｔｅｒ ｄｅｆｉｃｉｔ ｉｎ ｌａｔｅ ｇｒｏｗｔｈ ｓｔａｇｅｓ ｏｎ ｙｉｅｌｄ ａｎｄ ｗａ—
ｔｅｒ ｕｓｅ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ（ＷＵＥ）ｏｆ ｗｈｅａｔ ｕｎｄｅｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｆｅｒｔｉｌｉｔｙ ｉｎ ｐｏｔｔｅｄ ｐｌａｎｔ ｗｉｔｈ ｒａｉｎ ｐｒｏｏｆ ｓｈｅｌｔｅｒ．Ｔｈｅ
ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｄｒｙ ｍａｔｔｅｒ ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｗｉｎｔｅｒ ｗｈｅａｔ，１ ０００一ｋｅｒｎｅｌ ｗｅｉｇｈｔ，ｓｐｉｋｅ ｎｕｍｂｅｒ，
ｇｒａｉｎ ｎｕｍｂｅｒ ｐｅｒ ｓｐｉｋｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｙｉｅｌｄ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ ｏｆ ｓｏｉｌ ｆｅｒｔｉｌｉｔｙ ａｎｄ ｗａｔｅｒ ｃｏｎｔｅｎｔ，
ａｎｄ ｃｏｍｐａｒｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｆｕｌｌ ｉｒｒｉｇａｔｉｏｎ ｉｎ ａｌｌ ｓｔａｇｅｓ，ｓｕｆｆｉｃｉｅｎｔ ｉｒｒｉｇａｔｉｏｎ ｗｉｔｈ ｅａｃｈ ｄｒｏｕｇｈｔ ｓｔｒｅｓｓ ｏｆ
１ ０００一ｋｅｒｎｅｌ ｗｅｉｇｈｔ，ｓｐｉｋｅ ｎｕｍｂｅｒ，ｇｒａｉｎ ｎｕｍｂｅｒ ｐｅｒ ｓｐｉｋｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｙｉｅｌｄ，ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ ｏｕｔｐｕｔ ｄｅｃｌｉｎｅｓ
ｌｉｎｅａｒｌｙ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｏｆ ｓｏｉｌ ｆｅｒｔｉｌｉｔｙ，ｗｈｉｃｈ ｉｓ ｔｈｅ ｌｅａｄｉｎｇ ｆａｃｔｏｒ ｏｆ ｓｏｉｌ ｗａｔｅｒ ｃｏｎｔｅｎｔ．Ｗａｔｅｒ ｕｓｅ
ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｏｆ ｌｏｗ ｗａｔｅｒ—ｓｔｒｅｓｓｅｄ ｗｈｅａｔ ｗａｓ ｈｉｇｈｅｓｔ ｕｎｄｅｒ ｈｉｇｈ ａｎｄ ｍｏｄｅｒａｔｅ ｆｅｒｔｉｌｉｔｙ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ａｎｄ ｕｎ—
ｄｅｒ ｌｏｗ ｆｅｒｔｉｌｉｔｙ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ＷＵＥ ｗａｓ ｈｉｇｈｅｓｔ ｉｎ ｈｉｇｈ ｗａｔｅｒ ｓｔｒｅｓｓｅｄ—ｗｈｅａｔ．Ｉｎ ａｒｉｄ ａｎｄ ｓｅｍｉ．ａｒｉｄ ａｒｅａｓ，
ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ ｓｏｉｌ ｆｅｒｔｉｌｉｔｙ ｃａｎ ｂｅ ｕｓｅｄ ｔｏ ａｌｌｅｖｉａｔｅ ｔｈｅ ａｄｖｅｒｓｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｄｒｏｕｇｈｔ ｏｎ ｔｈｅ ｙｉｅｌｄ ｏｆ ｗｉｎｔｅｒ
ｗｈｅａｔ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｗｉｎｔｅｒ ｗｈｅａｔ；ｓｏｉｌ ｆｅｒｔｉｌｉｔｙ；ｄｒｏｕｇｈｔ；ｙｉｅｌｄ；ｗａｔｅｒ ｕｓｅ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ
小麦生长发育受水、肥、气、热等多种环境因素 的共同影响．在这些影响因素中，水、肥的作用尤为
收稿日期：２０１０—０９—０２ 基金项目：河南省高校杰出科研人才创新工程项目（２００７ＫＹＣＸ００３）；公益性行业（农业）科研专项（２００９０３００７） 作者简介：李杨，１９８４年生，女，河南济源人，硕士研究生，主要从事小麦水分生理研究． 通讯作者：林同保，１９６２年生，男，河南武陟人，教授，博士．
第１期 李杨等：不同肥力下生育后期干旱对冬小麦产量及水分利用效率的影响 ２３
重要．尤其在冬小麦后期需水量加大，占整个生育
时期的３０％一４０％．但在全球变暖的条件下，在干
旱半干旱地区，冬小麦后期出现了降水不足甚至干
旱的现象，严重影响了冬小麦的产量．已有大量研 究发现水、肥间存在耦合效应¨。 ，因此研究冬小
麦后期水肥互作的关系，对提高作物产量具有重要
的指导意义．施肥可提高土壤肥力，明显提高植株
水势，随土壤肥力提高，植物水有效性相应增加，促
进水分的利用 ’ ，在干旱地区，通过培肥土壤能
够调节农田贮水量，提高水肥的利用效率 ’ ，弥 补水分不足造成的严重产量损失 …，水分亏缺条
件下施肥可促进作物根系发育和摄取转运土壤水
分的能力，扩大作物觅取水分和养分的土壤空间，
提高作物水分利用效率… ．过去有关肥料对冬小
麦后期水分亏缺的影响效应研究，多集中于施肥处
理与水分，或者氮肥与水分的互作效应，而对土壤
自身肥力状况与水分的耦合效应研究较少．本研究
在不同肥力条件下，研究冬小麦生育后期水分亏缺
对产量及产量构成因素的影响，探讨不同肥力的土
壤对冬小麦后期水分亏缺的调节效应，以期为干旱
半干旱地区小麦节水栽培提供一定的理论依据．
１材料与方法
１．１试验地概况
试验于２００８－－２００９年在河南农业大学科教园
区防雨棚内进行．测坑面积为６．６ ｍ （３ ｍ×２．２
ｒｎ），深２ ｍ，周围用１３．５ ｃｍ厚的砖墙隔离以防侧 渗．供试冬小麦为豫农２０２，２００８一ｌ０—２０播种，播
量为１３５．０ ｋｇ・ｈｍ～，行距２０ ｅｍ，２００９—０６—０４
收获．全生育期隔绝降水，采用水表定量灌水．
１．２试验设计
采用土壤肥力和水分二因素随机区组设计．肥
力设３个水平：高肥力（Ｆ１）、中肥力（Ｆ２）和低肥力
（Ｆ３），不同肥力土壤分别取自不同肥力的大田耕
层土（表１）．水分设６个水平：全生育期充分灌水
（Ｗ１，土壤相对含水量为７５％～８５％）、抽穗期轻
度干旱（Ｗ２，土壤相对含水量为５５％～６５％）、抽
穗期中度干旱（Ｗ３，土壤相对含水量为４５％～
５０％）、灌浆期轻度干旱（Ｗ４，土壤相对含水量为 ５５％～６５％）、灌浆期中度干旱（Ｗ５，土壤相对含水
量为４５％一５０％）、全生育期重度干旱（Ｗ６，土壤
相对含水量为３５％～４０％）．试验共１８个处理，重
复３次．
１．３测定项目及方法
干物质积累：于收获期选取长势一致、具有代
表性的小麦植株１０棵，１０５ ｏＣ杀青３０ ｍｌｎ，７０℃烘
干至恒重．
产量及产量构成因素：常规方法调查小麦穗
数、穗粒数和千粒重，并测产．
耗水量：分别于播前和收获后采用土钻法测定
土壤水分含量，灌水采用水表计量，并计算农田耗
水量ＥＴ（ｍ ）＝降雨量＋灌溉量＋土壤蓄存水变
化量（本试验下降雨量为０ ｍ ）．
水分利用效率（ＷＵＥ）＝产量／耗水量．
表１不同肥力土壤基础肥力
Ｔａｂｌｅ １ Ｂａｓｉｃ ｆｅｒｔｉｌｉｔｙ ｏｆ ｄｉｆｅｒｅｎｔ ｆｅｒｔｉｌｉｔｙ ｓｏｉｌ
２结果与分析
２．１ 不同肥力下冬小麦后期干旱对干物质积累量
的影响
从表２可以看出，冬小麦干物质积累量随生育
天数的推移而逐渐增大．不同肥力对于物质积累的 影响表现为：高肥力＞中肥力＞低肥力，各肥力间
差异显著．其中在同一水分处理下，全生育期充分
灌溉处理的各肥力处理间无显著差异；抽穗期轻度
干旱、灌浆期轻度干旱处理下，高肥力、中肥力与低
肥力间存在显著差异，高肥力、中肥力无显著差异； 抽穗期中度干旱、灌浆期中度干旱处理的高肥力与
低肥力间差异显著，中肥力与高肥力、低肥力间差
异不显著，全生育期重度干旱处理下各肥力间差异
达显著水平．
从各水分处理的平均值来看，冬小麦的千物质
积累量的变化趋势为全生育期充分灌溉＞抽穗期
轻度干旱＞灌浆期轻度干旱＞抽穗期中度干旱＞
灌浆期中度干旱＞全生育期重度干旱．
其中，高肥力水平下，抽穗期轻度干旱、抽穗期
中度干旱、灌浆期轻度干旱、灌浆期中度干旱、全生
育期重度干旱的干物质积累量分别比全生育期充 河南农业大学学报 第４５卷
分灌溉降低３．９％，１４．９％，９．４％，１９．３％和
２６．４％；中肥力水平下，干物质积累量的降幅分别
为５．３％，１９．４％，８．７％，２３．７％和３６．６％；低肥力
水平下，干物质积累量的降幅分别为１２．８％，
２１．７％。１７．４％，３０．６％和４７．７％．
表２ 生育后期干旱对不同肥力条件下冬小麦 干物质积累的影响
Ｔａｂｌｅ ２ Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｄｒｏｕｇｈｔ ｉｎ ｌａｔｅ ｓｔａｇｅｓ ｏｎ ｄｒｙ ｍａｔｔｅｒ ｏｆ ｗｉｎｔｅｒ ｗｈｅａｔ ｕｎｄｅｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｆｅｒｔｉｌｉｔｙ ｋｇ．ｈｍ一
水Ｗａ分ｔｅ处ｒ ｔｒ理ｅａ锄。 —— 盖
Ｈｉｇｈ ｆｅｒｔｉｌｉｔｙ Ｍｏｄｅｒａｔｅ ｆｅｒｔｉｌｉｔｙ Ｌｏｗ ｆｅｒｔｉｌｉｔｙ 全生育期充分灌水 Ｆａｌｌ ｉｒｒｉｇａｔｉｏｎ ｉｎ ａｌｌ ｓｔａｇｅｓ 抽穗期轻度干旱 Ｍｉｌｄ ｄｒｏｕｇｈｔ ｉｎ ｈｅａｄｉｎｇ ｓｔａｇｅ 抽穗期中度干旱 Ｍｏｄｅｒａｔｅ ｄｒｏｕＩｇｈｔ ｉｎ ｈｅａｄｉｎｇ ｓｔａｇｅ 灌浆期轻度干旱 Ｍｉｌｄ ｄｒｏｕ【ｇｈｔ ｉｎ ｆｉｌｌｉｎｇ ｓｔａｇｅ 灌浆期中度干旱 Ｍｏｄｅｒａｔｅ ｄｒｏｕ ｓｈｔ ｉｎ ｆｉｌｌｉｎｇ ｓｔａｇｅ 全生育期重度干旱 Ｈｅａｖｙ ｄｒｏｎｓｈｔ ｉｎ ａｌｌ ｓｔａｇｅｓ 注：表中数据为３次重复的平均值．数字后不同字母表示同一水 分下不同肥力问差异显著性（Ｐ＜０．０５）．下同． Ｎｏｔｅ：Ｔｈｅ ｄａｔｅ ｉｎ ｔｈｅ ｔａｂｌｅ ｉｓ ｔｈｅ ａｖｅｒａｇｅ ｏｆ ｅｖｅｒｙ ｉｎｄｅｘ．Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｌｅｔｔｅｒｓ ｍｅａｏ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｄｉｆｅｒｅｎｃｅ ａｍｏｎｇ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｆｅｒｔｉｌｉｔｙ ｉｎ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｗａｔｅｒ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ａｔ ０．０５ ｌｅｖｅ１．Ｔｈｅ ｓａｍｅ ａｓ ｂｅｌｏｗ．
２．２不同肥力下冬小麦后期干旱对产量构成因素
的影响
表３的结果显示，不同肥力土壤对单位面积穗
数、穗粒数、千粒重的影响为高肥力＞中肥力＞低肥
力．其中在同一水分水平下，不同肥力土壤对单位面
积穗数的影响表现为：在全生育期充分灌溉、抽穗期
轻度干旱、灌浆期轻度干旱、灌浆期中度干旱处理
下，高肥力与低肥力间有显著差异，中肥力与高肥
力、低肥力间差异不显著；在抽穗期中度干旱处理
下，各肥力间差异不显著；在全生育期重度干旱处理
下，高肥力、中肥力与低肥力间差异达显著水平，高
肥力、中肥力间差异不显著．对穗粒数的影响稍有不
同，其结果呈现出在全生育期充分灌溉、抽穗期中度
干旱、灌浆期轻度干旱、灌浆期中度干旱处理下，各 肥力间未达显著性差异；在抽穗期轻度干旱处理下，
高肥力、中肥力与低肥力间差异达显著水平，高肥
力、中肥力间差异不显著；在全生育期重度干旱处理
下，高肥力与低肥力间有显著差异，中肥力与高肥
力、低肥力间差异不显著．而对千粒重的影响则为在
全生育期充分灌溉、抽穗期轻度干旱、抽穗期中度干
旱水平下，各肥力间差异不显著；在灌浆期轻度干
旱、灌浆期中度干旱、全生育期重度干旱水平下，高
肥力与低肥力间有显著差异，中肥力与高肥力、低肥
力间差异不显著．
由表３还可以看出，不同水分处理对单位面积
穗数、穗粒数和千粒重的影响表现出共性，均是随着 土壤水分含量的下降而降低，不同的是抽穗期干旱
对单位面积穗数、穗粒数的影响较大，灌浆期干旱则
对千粒重的影响较大．其中，与全生育期充分灌溉相
比，在高肥力水平下，在抽穗期轻度干旱、抽穗期中
度干旱、全生育期重度干旱处理的冬小麦单位面积
穗数降幅分别为８．２７％，２４．４１％，３５．４３％，穗粒数
降幅分别为８．３３％，１９．６３％，１９．８５％，千粒重降幅 分别为４．７３％，８．４８％，９．７２％；在中肥力水平下单
位面积穗数降幅分别为１１．７６％，２２．２７％，３３．６１％，
穗粒数降幅分别为９．９４％，１３．９９％，２４．４９％，千粒
重降幅分别为９．４５％，１３．７０％，１６．１４％；在低肥力
水平下单位面积穗数降幅分别为１３．７６％，２２．４８％，
４１．７４％，穗粒数降幅分别为８．２１％，１３．５９％，
２９．４６％，千粒重降幅分别为１２．７１％，１６．２８％，
２０．２４％． ２．３ 不同肥力下冬小麦后期干旱对产量的影响
由表４可知，冬小麦产量随土壤肥力和水分含
量的提高而升高．不同肥力土壤对产量的影响趋势
为高肥力＞中肥力＞低肥力，其中同一水分水平
下，各处理对产量的影响表现为：在全生育期充分
灌溉条件下，高肥力、中肥力间差异不显著，但均显
著高于低肥力；在抽穗期轻度干旱、灌浆期中度干
旱处理下，各肥力问差异显著；在抽穗期中度干旱
水平下，各肥力问无显著差异；在灌浆期轻度干旱、
全生育期重度干旱处理下，高肥力与低肥力间差异
显著，中肥力与高肥力、低肥力间无显著差异．
从各水分处理的平均值来看。冬小麦的产量变
化趋势为全生育期充分灌溉＞抽穗期轻度干旱＞
灌浆期轻度干旱＞抽穗期中度干旱＞灌浆期中度
干旱＞全生育期重度干旱．在高肥力水平下，在抽
穗期轻度干旱、抽穗期中度干旱、灌浆期轻度干旱、
灌浆期中度干旱、全生育期重度干旱处理下的产量
分别比全生育期充分灌溉处理下降了０．５６％。
