旱地小麦休闲期深翻覆盖对幼苗生长特性的影响及施氮量的调控效应

温斐斐，孙敏，任爱霞，赵红梅，李 光，高志强

（山西农业大学农学院，山西 太谷 030801）

小麦是山西省主要粮食作物之一，其播种面积约占全省粮食作物总面积的1/3，而旱地小麦又占小麦总面积的70%左右[1]。干旱一直是影响小麦生产的最主要非生物胁迫因素，有限水资源的高效利用是干旱地区农业生产面临的主要课题。前人在旱地小麦蓄水保墒方面进行了大量研究[2-7]。景蕊莲等[2-3]研究了不同覆盖栽培模式下旱地小麦土壤水分的变化，结果表明，覆膜处理主要影响旱地小麦生长前期的土壤水分含量，且较未覆膜0～80cm土层蓄水较多，具有较好的蓄水保墒效果。刘定辉等[4-5]对旱区小麦的覆盖栽培技术进行了研究，结果表明，覆盖栽培不仅能保持土壤水分，还能促进作物对土壤深层水分的利用，提高水分利用率，具有显著的节水抗旱作用。冯百利等[6]在对小麦地膜覆盖栽培技术的阐述中指出，地膜覆盖大大削弱了土壤蒸发面与大气之间的水分交换，使土壤水分绝大部分只能在地表与地膜之间狭小的空间内蒸发、凝结并附着在地膜的下表面，然后降落在膜内的土壤上，具有明显的保墒、提墒及稳定土壤水分的效果。但前人研究的重点多在生育期，山西省60%的降雨集中在休闲期（7—9月），其是土壤水分补充、恢复期，此期土壤存储的水量，决定着旱地小麦播前底墒的丰歉，是影响旱地小麦产量波动的重要因素。

本试验于前茬小麦收获后30d进行不同覆盖方式及配套施氮量的研究，旨在为旱地小麦蓄水保墒技术提供新途径，并为建立其配套施肥技术提供理论依据。

1 材料和方法

1.1 试验设计

试验于2011年在山西农业大学闻喜试验基地邱家岭村进行。试验地为夏闲地。7月14日测得土壤基础肥力：有机质8.65g/kg，全氮0.74g/kg，碱解氮32.93 mg/kg，速效磷2.08 mg/kg。

试验采用二因素裂区设计，在前茬小麦收获后30d进行深翻+深施有机肥后，立即实施覆盖试验，以不同覆盖方式为主区，设不起垄覆盖（膜距 60cm，膜宽 60cm，C1）、起垄覆盖（垄距40cm，垄宽 40cm，垄高 10cm，C2）、全膜覆盖（C3）、不覆盖（C4）4个水平；以施氮量为副区，设150（LN），225（HN）kg/hm2共2 个水平。共 8 个处理，3次重复，小区面积3 m×30m。10月1日进行播种，基施氮、磷、钾肥，其中，P2O5150kg/hm2，K2O 150kg/hm2，休闲期施有机肥1500 kg/hm2。基本苗为225万株/hm2，常规管理。

1.2 取样及测定方法

播前、越冬期均采用烘干法测定0～60cm（每20cm为一土层）土壤水分含量，土壤蓄水量（mm）＝（（湿土质量－烘干土质量）/烘干土质量×100%）×土层厚度×土层容重。

越冬期取20株幼苗，测定单株农艺性状及干物质量，并采用α-萘胺法测定根系活力[8]；取10张叶片采用蒽酮硫酸法测定植株可溶性糖含量[8]；将植株样本烘干后磨碎，用H2SO4-H2O2-靛酚蓝比色法测定植株含氮率。

1.3 数据分析

采用Microsoft Excel 2003处理数据和作图，用SAS9.0软件进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 休闲期覆盖对0～60cm土壤蓄水量的影响及施氮量的调控效应

从图1可以看出，旱地小麦休闲期深翻、深施有机肥后，起垄覆盖可提高越冬期0～60cm土壤蓄水量，且在高氮（HN）条件下与其他处理间差异均达到显著水平；低氮（LN）条件下，与不起垄覆盖、不覆盖处理间差异显著。增加施氮量，可增加起垄覆盖、全膜覆盖、不覆盖条件下0～60cm土壤蓄水量，且在起垄覆盖条件下达到显著水平。

2.2 休闲期覆盖对越冬期单株农艺性状的影响及施氮量的调控效应

由表1可知，旱地小麦休闲期深翻、深施有机肥后，LN条件下，全膜覆盖可显著增加株高，起垄覆盖可提高单株叶面积和单株干物质量，且单株叶面积与其他处理间差异显著；HN条件下，起垄覆盖可显著增加株高、分蘖数、单株叶面积，可增加单株干物质量。由表1还可知，增加施氮量，不起垄覆盖条件下可增加主茎叶龄、单株叶面积，且主茎叶龄达到显著水平；起垄覆盖条件下可增加株高、分蘖数、主茎叶龄、单株叶面积、单株干物质量，且株高、单株叶面积、单株干物质量达到显著水平；全膜覆盖可增加分蘖数、主茎叶龄、单株叶面积、单株干物质量，且单株叶面积、单株干物质量达到显著水平；不覆盖可增加株高、单株叶面积，且株高达到显著水平。

表1 休闲期覆盖对越冬期单株农艺性状的影响及施氮量的调控效应

2.3 休闲期覆盖对越冬期幼苗根系活力的影响及施氮量的调控效应

从图2可以看出，旱地小麦休闲期深翻、深施有机肥后，起垄覆盖可增加越冬期幼苗根系活力，且LN条件下与不覆盖处理间差异显著，HN条件下与不起垄覆盖、不覆盖处理间差异显著。增加施氮量，可提高起垄覆盖、全膜覆盖条件下根系活力，且在全膜覆盖条件下达到显著水平；可降低不起垄覆盖、不覆盖条件下根系活力，且在不起垄覆盖条件下达到显著水平。

2.4 休闲期覆盖对越冬期幼苗叶片可溶性糖含量的影响及施氮量的调控效应

从图3可以看出，越冬期植株可溶性糖含量以不覆盖处理显著最高，不起垄覆盖处理居中，起垄覆盖、全膜覆盖处理显著较低，但起垄覆盖和全膜覆盖处理间差异不显著。增加施氮量，可增加可溶性糖含量，且在全膜覆盖条件下达到显著水平。

2.5 休闲期覆盖对越冬期含氮率的影响及施氮量的调控效应

从图4可以看出，越冬期植株含氮率，在LN条件下，以全膜覆盖、不覆盖较高，不起垄覆盖居中，以起垄覆盖最低；在HN条件下，不起垄覆盖、起垄覆盖、全膜覆盖的植株含氮率与不覆盖显著增加，但这3个处理之间差异不显著。增加施氮量，植株含氮率在不起垄覆盖、起垄覆盖条件下均显著地增加，在不覆盖条件下显著降低。

由图5可知，越冬期植株氮素积累量，在LN条件下，以全膜覆盖最高，不覆盖居中，不起垄覆盖、起垄覆盖较低；HN条件下，以全膜覆盖处理最高，其次为起垄覆盖，再次为不起垄覆盖，不覆盖最低，且各处理间差异显著。增加施氮量，植株氮素积累量在起垄覆盖、全膜覆盖条件下显著增加，不起垄覆盖、不覆盖条件下显著降低。

3 结论与讨论

王彩绒等[9]研究结果表明，冬小麦返青时各处理0～100cm土层覆膜较未覆膜可多保蓄水6.5 mm。赵燮京等[10]研究结果表明，不同覆盖栽培措施中，以全膜覆盖的保水和增产效果最好。本研究表明，无论HN还是LN条件下，休闲期深翻+起垄覆盖处理均可显著增加旱地小麦越冬期0～60cm土壤蓄水量，这与前人研究结果一致。

刘荣根等[11]对不同施氮量及分配对小麦生长发育和产量的影响进行了研究，结果表明，施用氮素促进了分蘖，提高了小麦群体质量。任爱霞等[5]研究结果表明，渗水地膜覆盖和液态地膜可提高越冬期幼苗株高、分蘖数、主茎叶龄和单株干物质量。本研究结果表明，休闲期深翻+起垄覆盖可显著增加HN条件下越冬期株高、分蘖数、单株叶面积和单株干物质量，且LN条件下单株叶面积与其他处理间差异显著。这与前人研究结果一致。

李凤民等[12]研究表明，覆膜不仅有利于促进根系早期生长，增加根长、根数和根质量，改善根系在土壤中的分布，还能增加根系活性。李生秀等[13]研究表明，地膜覆盖能显著增加冬小麦根系对氮素的吸收能力。薛崧等[14]研究表明，旱地小麦播前一次性施氮肥能增大可溶性糖含量，且在不同氮素水平下呈正比关系。本研究结果表明，旱地小麦休闲期深翻＋起垄覆盖提高了越冬期幼苗初生根数、次生根数及根系活力，降低了叶片可溶性糖含量和氮素积累量；增加施氮量可提高起垄覆盖、全膜覆盖条件下根系活力和氮素积累量。可能是由于在覆盖条件下，有效蓄纳了降水并减少了无效蒸发，提高了土壤水分利用率，在旱地小麦越冬期，蓄保在土壤中的水分有效缓解了由于冬季所造成的干旱胁迫，降低了可溶性糖含量。

总之，旱地小麦休闲期深翻+起垄覆盖+高氮有利于提高越冬期0～60cm土壤蓄水量，增加越冬期株高、分蘖数、主茎叶龄、初生根数、次生根数及根系活力，降低越冬期叶片可溶性糖含量，从而促进旱地小麦幼苗生长。

［1］张立生，温辉芹，程天灵，等.小麦高产抗旱育种实践[J].山西农业科学，2011，39（12）：1243-1246.

［2］景蕊莲.作物抗旱节水研究进展 [J].中国农业科技导报，2007，9（1）：1-5.

［3］李吾强，温晓霞，高茂盛，等.半湿润区旱作起垄覆膜沟播小麦的水分及生理效应研究 [J].西北农业学报，2008，17（5）：146-151.

［4］刘定辉，赵燮京，庞良玉，等.川中丘陵旱区小麦覆盖栽培技术研究[J].西南农业学报，2002，15（4）：45-49.

［5］任爱霞，孙敏，赵维峰，等.休闲期施肥覆盖对旱地小麦越冬期幼苗生长的影响[J].山西农业大学学报，2011，31（4）：1-2.

［6］冯百利，张保军，高小利.小麦地膜覆盖栽培技术研究现状及前景展望[J].麦类作物学报，1998，18（4）：51-54.

［7］颜丽丽.干旱胁迫下4个野生早熟禾属草种的抗旱性研究[J].天津农业科学，2011，17（6）：25-29.

［8］赵世杰，李德全.现代植物生理学试验指南[M].北京：科学出版社，1999：305-306.

［9］王彩绒，田霄鸿，李生秀.沟垄覆膜集雨栽培对冬小麦水分利用效率及产量的影响 [J].中国农业科学，2004，37（2）：208-214.

［10］赵燮京，吴萧.川中丘陵区小麦不同覆盖栽培条件下土壤水分及增产效果研究[J].干旱地区农业研究，2003，21（1）：66-69.

［11］刘荣根，吴梅菊，周敏，等.不同施氮量及分配对小麦生长发育和产量的影响[J].土壤肥料，1999（2）：20-22.

［12］李凤民，王俊，王同朝.地膜覆盖导致减产的机理[J].中国农业科学，2001，34（2）：330-333.

［13］李生秀，李世清，高亚军，等.施用氮肥对提高旱地作物利用土壤水分的作用机理和效果 [J].干旱地区农业研究，1994，12（1）：39-46.

［14］薛崧，吴小平，冯彩平，等.不同氮素水平对旱地小麦叶片叶绿素和糖含量的影响及其与产量的关系 [J].干旱地区农业研究，1997，15（1）：80-84.