摘要
为了解冬小麦高产高效生产的需水需肥规律和水氮耦合效应，并为其高产高效栽培提供依据，于2014-2015年度在大田试验的基础上，选用冬性品种鹤麦801为试验材料，设置不同的水分和氮肥梯度处理，分析水氮耦合对冬小麦的水氮利用率、光合特性、干物质积累运转和籽粒产量的调控效应，主要研究结果如下： 1、提高冬小麦水氮利用效率的水氮组合 在保持田间最大持水量60%（W2）的条件下，灌水生产效率和施氮生产效率都随着施氮量的增加而增加，而在田间最大持水量80%（W3）的条件下，灌水生产效率随着施氮量的增加表现出先增后降的趋势，氮肥利用效率也有降低的趋势；在自然降水（W1）条件下，氮肥利用效率差异不显著。在同一施氮条件下，灌水生产效率随着灌水量的增加而显著下降，氮肥生产效率随灌水量的增加而增加。试验结果表明，W2N3的灌水生产效率和氮肥生产效率均达到了最高值。因此，在灌水量保持田间最大持水量的60%(W2)和施氮量在300kg·hm-2(W3)条件下最有利于提高水分和氮肥的高效利用。 2、提高冬小麦光合特性的水氮组合 试验结果表明，小麦开花以后，随着施氮量的增加，旗叶SPAD的衰退速度降低，施氮能显著提高SPAD值，有利于小麦的光合作用。施氮也能显著提高旗叶净光合速率（Pn）和气孔导度（Gs），表现为N3＞N2＞N1。在灌水量保持田间最大持水量的60%（W2）和80%（W3）条件下，旗叶蒸腾速率（Tr）均表现为N2＞N3＞N1。水分处理的旗叶蒸腾速率（Tr）效应表现为W2＞W3＞W1，最大Tr的水肥组合为W2N2。胞间CO2浓度（Ci）随着灌水量的增加而降低，随着施氮量的增加也有降低的趋势。气孔导度（Gs）随灌水量的增加而增加。试验结果表明，W2N2、W2W3和W3N2、W3N3的四种水氮组合均能维持较高的SPAD值和净光合速率。 3、水氮耦合对冬小麦籽粒灌浆的效应 增加施氮量可延长灌浆持续时间（T），W2N3最长，达到了42天；最大灌浆速率（Rmax）和平均灌浆速率（R）均以W2灌水处理为优，表现为W2＞W3＞W1。粒重（Y）与灌浆持续时间（T）呈极显著正相关。试验结果表明，W2N3是冬小麦灌浆期最佳的水氮组合方案。 4、水氮耦合对冬小麦干物质积累分配的效应 施氮和灌水均能增加小麦干物质积累量，表现出N3＞N2＞N1。成熟期干物质的分配为：籽粒＞叶+茎+鞘＞穗轴+颖壳。高水氮（W3N2、W3N3）处理下，穗轴+颖壳的干物质分配比例显著高于其他处理，过多的水分与氮肥组合会使干物质在穗轴与颖壳处积累，降低了籽粒干物质积累量。试验结果表明，W2N2和W2N3处理不仅小麦成熟期干物质积累量大，而且向籽粒分配的比例高、数量大，是实现小麦高产的最优水氮组合。 5、水氮耦合对冬小麦产量及其构成因素的效应 从产量构成因素来看，水分和氮肥都可以提高冬小麦的穗数；穗粒数以W2N3处理最高，达到了40.52粒；千粒重则随施氮量的增加而降低，W2N1处理最高，达到了42.64克。在同一灌水条件下，产量随着施氮量的增加而增加，表现为N3＞N2＞N1。在同一施氮条件下，产量随着灌水量的增加而先增后降，表现为W2＞W3＞W1，说明干旱和过量的水分会降低冬小麦的产量。试验结果表明，W2N3不仅产量最高，达到了9057.58kg·hm-2，而且水氮利用效率也最高。因此，土壤保持田间最大持水量的60%（W2）和施氮300kg·hm-2(N3)是冬小麦高产高效的最佳水氮组合。生产上根据自然降水和土壤供肥能力适当调整水氮用量，将可实现小麦高产高效同步与农业生产的可持续发展。
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