林坤，郭凤芝，任自超，葛振勇，黄兴蛟，陈成君，李思同，刘凤洲

（菏泽市农业科学院，山东 菏泽 274000）

冬小麦是我国种植面积很广的作物之一，近十几年来小麦耗水量日益增大，生产中存在水资源浪费严重、水分利用率低、灌溉成本不断上升等问题[1，2]。化肥是提高粮食单产的重要保证，由于粮食生产中肥料投入不断增加，肥料超量施用问题越来越普遍，大量肥料随灌溉和雨水淋溶、径流等方式流失，造成农田和地下水污染日趋严重。合理的水肥管理对小麦高效生产具有重要作用，在一定范围内适当控制水肥供应，发挥水肥的互作效应，促进肥料有效分配和转运，不仅可降低生产资料投入，还可提高水肥利用效率[3]，是今后小麦生产急需解决的重要问题[4]。菏麦21是2018 年通过山东省农作物品种审定委员会审定的小麦新品种，目前有关水肥互作对其产量及农艺性状的影响研究尚属空白。采用裂区试验设计，探明水肥互作模式下菏麦21 的产量及其构成因素表现，旨为通过合理的水肥管理实现品种高产潜力的充分发挥。

1 材料与方法

小麦试材为菏麦21，属多穗型品种，高产稳产、综合性状好，2018 年通过山东省农作物品种审定委员会审定，适于山东省高肥水地块种植。肥料种类有尿素（N 含量46%）、磷酸二铵（P2O5含量46%，N 含量18%）和硫酸钾（K2O 含量54%）。

试验在菏泽市农业科学院试验场进行。前茬作物为玉米，秋收后秸秆全部还田。小麦播种前基施豆粕有机肥7 500 kg/hm2，深翻25 cm，并旋耕2 遍，耙透整平。2018 年10 月14 日播种小麦，行距25 cm，基本苗300 万株/hm2。采用裂区二因素随机区组试验设计进行小麦春季的水肥管理，其中，主因素为灌水（W），设返青水（W1，CK）、拔节水（W2）、拔节水+开花水（W3）和返青水+孕穗水（W4）4 个水平，返青水、拔节水、孕穗水、开花水的灌水时间分别为2019 年3 月10 日、3 月 22 日、4 月 10 日和 4 月 30 日；副因素为施肥 （A），设尿素225 kg/hm2（A1，CK）、尿素225 kg/hm2+磷酸二铵 75 kg/hm2（A2）、尿素 225 kg/hm2+硫酸钾75 kg/hm2（A3） 和尿素225 kg/hm2+磷酸二铵75 kg/hm2+硫酸钾75 kg/hm2（A4）4 个水平，均在春季浇第1 水时追施。小区面积13.34 m2（长8.89 m、宽1.5 m），6行/区，3次重复。其他管理措施同大田常规。

小麦出苗后，每处理固定样点1 m2。2019 年3 月下旬调查最大分蘖数；5 月下旬调查单位面积穗数和穗粒数；收获后脱粒，晾晒子粒含水量到13%以下，统计千粒重和产量。利用Excel 和DPS 13.0 软件，对试验数据进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 灌水对小麦产量及其构成因素的影响

不同灌水处理的小麦最大分蘖数顺序为CK＞W4＞W2＞W3，其中 W3与 W2处理差异不显著，但二者均与CK 差异达到了显著水平；而W4处理与CK 以及其他2 个处理差异均不显著（表1）。表明浇返青水能够促进春季小麦分蘖的形成，浇拔节水会有效控制春季小麦分蘖，但在春季第1 水灌溉时间相同的条件下是否再次浇水对小麦最大分蘖数影响不大。

表1 灌水对菏麦21 产量及其构成因素的影响Table 1 Effects of irrigation on yield and its components of Hemai 21

不同灌水处理的小麦产量为8 166.4～9 582.7 kg/hm2，指标值顺序为 W3＞W4＞W2＞CK，除 CK 显著较低外，其他3 个处理差异均不显著。表明春季浇2 水的小麦增产效果优于浇1 水，其中浇拔节水+开花水处理的产量最高，较返青水+孕穗水处理略有增加，但与只浇返青水的CK 相比明显提高。在节水条件下春季只浇1 水时，以浇拔节期水效果较好，产量可达9 095.0 kg/hm2，较CK 明显提高，基本达到了春季2 次灌水处理的产量水平。孙明清等[5]研究表明，春灌1 水条件下，在拔节期灌溉冬小麦产量最高。本研究条件下，菏麦21 在仅浇1次拔节水的条件下，产量也能达到9 000 kg/hm2以上水平，进一步验证了其是一个高产节水品种，且拔节水是高产的关键。

进一步对不同灌水处理的小麦产量构成因素进行分析发现，穗数顺序为W2＞（W4=CK）＞W3，各处理间差异均不显著；千粒重顺序为 W3＞W2＞W4＞CK，各处理间差异均不显著，其中浇拔节水的指标值高于浇返青水；穗粒数顺序为（W2=W3）＞W4＞CK，处理间差异较大，其中CK 明显较低，而其他3 个处理差异均不显著。表明穗粒数是影响小麦产量的主要因素，浇拔节水对增加穗粒数效果较好。2 个浇拔节水处理的穗粒数均达到了34.6 粒/穗，可以看出，浇拔节水后是否再次灌水对穗粒数影响不大。本研究条件下，菏麦21 在仅浇1 次拔节水的条件下，穗粒数达到了春季2 次灌水处理的水平，但与只浇返青水的CK 相比明显增多，进一步验证了其可以进行节水栽培。只浇返青水（CK），虽然具有较多的穗数，但小麦生长后期水分供给不足，导致穗粒数最少且明显低于其他处理，千粒重最低，最终子粒产量最低。

2.2 施肥对小麦产量及其构成因素的影响

不同施肥处理的小麦最大分蘖数顺序为A2＞A4＞CK＞A3，其中 A2与 A4处理差异不显著，但与 CK 和A3处理差异均达到了显著水平；而A4处理与CK 以及其他2 个肥料配施处理差异均不显著（表2）。表明增施磷肥有利于春季小麦分蘖的形成，增施钾肥对春季小麦分蘖有所抑制。

表2 施肥对菏麦21 产量及其构成因素的影响Table 2 Effects of fertilization on yield and its components of Hemai 21

不同施肥处理的小麦产量为8 842.1～9 305.4 kg/hm2，指标值顺序为 A4＞A2＞A3＞CK，各处理间差异均不显著。表明肥料配施对提高小麦产量效果较好，其中氮磷钾配施效果最好。

进一步对不同施肥处理的小麦产量构成因素进行分析发现，穗数顺序为A4＞A2＞A3＞CK，穗粒数顺序为A4＞A3＞CK＞A2，千粒重顺序为 A4＞CK＞A2＞A3，各处理之间差异均不显著。表明施肥条件对小麦产量构成三因素影响均不显著，但指标值均以A4处理最高。氮磷钾配施可以保证养分全面供给，充分满足小麦生长对养分的需求，促进小麦健康生长，产量三要素得到合理调控，从而获得高产。

2.3 水肥互作对小麦产量及其构成因素的影响

方差分析结果（表3）显示，灌水、施肥、水肥互作因素的平方和占比分别为56.95%、6.16%和7.06%，其中灌水因素对产量的影响达到了极显著水平；其他2个因素对产量影响均不显著，其中水肥互作的影响程度略高于施肥因素。与刘凤洲等[6]的研究结果一致。

表3 方差分析结果Table 3 Analysis of variance results

不同组合处理的小麦产量为7 809.4～9 762.3 kg/hm2，其中W3A4处理产量最高，与除W3A1和W3A3外的其他处理差异均达到了显著水平；W1A3处理产量最低，与除W1A1和W1A2外的其他处理差异均达到了显著水平（表4）。本研究条件下，除W1灌水条件下的4 个施肥处理以及W2A2和W4A1处理外，其他处理产量均达到了9 000 kg/hm2以上。可以看出，在足量施氮的基础上，配施磷钾肥，春浇拔节水和开花水，菏麦21 产量可以达到最高，此时的产量构成因素最为合理；只施氮肥或氮钾肥配施，春浇拔节水和开花水，产量也可以达到很高水平。

表4 水肥互作条件下菏麦21 产量及其构成因素表现Table 4 Effects of water and fertilizer interaction on yield and its components of Hemai 21

3 结论与讨论

适宜的水分条件和合理的肥料供应是粮食高产优质的重要保证，水分胁迫、养分缺乏以及水肥供应不同步均不利于作物生长[7～12]。方差分析结果显示，灌水对产量有极显著影响；其他2 个因素对产量影响均不显著，其中水肥互作的影响程度略高于施肥因素。与刘凤洲等[6]研究结果一致。本研究条件下，仅浇返青水虽然能够促进春季小麦分蘖，形成较多穗数，但是由于小麦生长后期缺乏水分供给，不利于穗粒数和千粒重的增加，致使产量最低；浇拔节水可有效控制春季小麦分蘖，降低养分和水分的无效消耗，既能解决小麦春季干旱问题，又能为小麦抽穗和子粒灌浆奠定物质基础，因此是小麦高产的关键，其中浇拔节水+开花水处理的产量最高，明显高于只浇返青水处理，但与只浇拔节水处理和浇返青水+孕穗水处理差异均不显著。殷岩等[13]研究表明，灌拔节水+开花水处理的产量明显高于只灌拔节水。本研究中，菏麦21 在春季仅浇1 次拔节水条件下产量也能达到9 000 kg/hm2以上水平，虽然低于春季2 次灌水（拔节水+开花水，返青水+孕穗水）处理的产量，但差异并不显著，与前人研究结果中产量差异达到了显著水平有所不同，可能与小麦试材的节水性不同有关，也进一步表明了菏麦21 是一个节水高产小麦品种。一般情况下，千粒重受后期灌水影响较大。而在本研究中，灌水条件对千粒重影响并不显著，但以浇拔节水效果较好，其中春浇2水（拔节水+开花水）时千粒重最大，春浇1 水（拔节水）时千粒重（43.3 g）也高于返青水+孕穗水2 次灌水处理，进一步表明菏麦21 在春浇1 次拔节水的节水栽培条件下也具有较高的千粒重。

赵广才等[14]研究表明，氮磷配施和氮磷钾配施处理的小麦产量显著高于其他处理。本研究中，与仅施氮肥处理相比，增施磷肥有利于春季小麦分蘖和成穗，而增施钾肥有导致春季小麦分蘖降低的趋势，这可能与菏泽地区土壤钾含量较高有关；肥料配施均可以提高小麦产量，其中氮磷钾3 种肥料配施效果最好，产量较仅施氮肥处理明显提高，在2 种肥料配施时氮磷配施的产量略高于氮钾配施。孙哲等[15]研究表明，水分与产量呈较好的正相关，水肥互作对小麦产量有极显著影响。本研究中，水肥互作对菏麦21 产量有一定影响，水分条件对产量的影响大于肥料。因此，在保证足够氮磷肥的条件下，可以适当减少钾肥用量，浇好拔节水和开花水，促进菏麦21 生长发育，提高产量。