摘要
为探索实现冬小麦高产高效的优化栽培管理模式，在大田试验条件下，于2009-2011年在河南省温县高产区，设置了当前农民习惯模式(FM)、调整模式1(AM1)，调整模式2(AM2)和调整模式3(AM)4个栽培管理模式，研究了不同栽培管理模式下小麦产量形成、碳代谢及物质生产、氮同化利用和麦田水氮变化动态的影响。主要研究结果如下： 1、不同栽培管理模式对冬小麦产量形成的影响 本试验结果表明，越冬及返青期小麦幼穗发育进程各模式间差异不大，拔节后幼穗发育明显加快。与农民习惯模式相比，3个调整模式发育强度较大。不同穗位小花发育进程不同，其中第9小穗小花发育较快，其次是第3小穗，顶部小穗发育最慢，幼穗小花分化高峰出现在拔节后21天左右；超高产模式(AM2)具有较多的总小花数和较多的完善小花数。两年籽粒产量均以AM2最高，从产量构成要素分析，农民习惯模式成穗数高于其他模式，但穗粒数和千粒重却显著低于其他模式，致使籽粒产量显著低于调整模式。虽然AM2具有较高的生物量，但是收获指数却低于再高产高效模式(AM3)。表明合理的栽培管理模式可通过提高小麦穗粒数和千粒重，进而提高籽粒产量及收获指数。 2、不同栽培管理模式对冬小麦碳代谢及物质生产的影响 对不同栽培管理模式小麦碳代谢和光合物质生产研究结果表明，小麦花后旗叶叶绿素含量、光合速率、蒸腾速率及气孔导度随灌浆进程的推进逐渐降低，胞间CO2浓度则随灌浆进程推进逐渐升高，与农民习惯模式相比，调整模式均提高了灌浆期间旗叶的光合特性，为灌浆期间形成较多的光合同化物奠定基础。灌浆期间旗叶可溶性糖和蔗糖均呈单峰曲线的变化趋势，均在花后20天达到高峰，整个灌浆期间均以AM3的含量最高，FM的含量最低，灌浆前期各模式间差异较大，后期差异较小；小麦灌浆期间籽粒蔗糖和可溶性糖含量随灌浆进程的推进呈逐渐下降的趋势，灌浆期以AM3的含量最高。花后旗叶SS和SPS均呈单峰曲线变化趋势，在花后20天达到最高值，籽粒中SS和SPS随灌浆进程的推进逐渐下降，且弱势籽粒的酶活性小于强势籽粒，与农民习惯模式相比，调整模式提高了旗叶和籽粒中SS和SPS的活性，且以AM3提高最多。 不同栽培管理模式小麦生物量随生育期的推进而升高，在拔节期前干物质积累量FM和AM1显著高于AM2和AM3，拔节至成熟期AM2则显著高于其他模式；营养器官花前贮藏干物质转运量表现为茎>鞘>叶片>颖壳+穗轴，不同模式间相比，AM1和AM3提高了花后同化物对籽粒的贡献率。 3、不同栽培管理模式对冬小麦氮同化利用的影响 对不同栽培管理模式小麦氮同化利用的研究结果表明，小麦旗叶NR.活性在开花后随灌浆进程的推进逐渐降低，灌浆前中期，AM3的NR活性较高，灌浆后期FM的NR活性高于调整模式；旗叶GS活性随灌浆进程的推进呈先升高后降低的趋势，在花后10天达到最大值；灌浆期间籽粒中GS随灌浆进程的推进逐渐下降，且强势籽粒中GS高于弱势籽粒，整个灌浆期间AM2和AM3的酶活性较高，而AM2与AM3间差异不显著。 营养器官花前贮藏氮素转运量及转运率均以叶片最高，其次为茎、鞘、穗轴+颖壳，花前氮素运转量对籽粒的贡献率在80％左右，FM花前贮藏氮素对籽粒的贡献率大于调整模式。与其他模式相比，AM3显著提高了花后干物质和氮素对籽粒的贡献率。不同栽培管理模式氮积累量、籽粒吸氮量及氮收获指数以AM2最高，氮肥偏生产力和产投比则以AM1最高，显著高农民习惯模式，氮肥利用率以AM3最高，并显著高于超高产栽培管理模式。 4、不同栽培管理模式下麦田水氮运移变化 不同栽培管理模式条件下，土壤水分随土壤层次加深呈增加的趋势，而土壤硝态氮含量呈相反的趋势，与农民习惯模式相比，调整模式条件下，冬前和返青不同层次土壤含水量较低，拔节期以后较高，迎合了拔节后小麦对水分消耗过多的需求；由于传统栽培管理模式施氮量较大、且全部底施，在越冬和返青期不同土壤层次硝态氮含量均高于调整模式，由于调整模式采用底施和拔节期并重的施氮运筹方式，在拔节和开花期各层次硝态氮含量较高，可以满足小麦穗花发育和籽粒灌浆对氮素的需求。由于超高产模式施氮量较大，土壤下层硝态氮含量较高，表明增大了向下淋溶的风险。 综合比较不同栽培管理模式对冬小麦生长发育肥水环境、产量形成、碳氮物质积累和氮素利用效率的影响，调整模式1应为当前小麦生产中大力示范推广的栽培管理模式，随小麦生产的发展、产量水平提高和资源高效利用的要求，调整模式3将有更广阔的利用前景。
NETL