水分虧缺對不同小麥品種N、P、K分布與產(chǎn)量的影響

李東曉，王紅光，張 迪，趙國英，賈 彬，李雁鳴，李瑞奇

(河北農(nóng)業(yè)大學(xué)/河北省作物生長調(diào)控實(shí)驗(yàn)室，河北保定 071001)

水分虧缺對不同小麥品種N、P、K分布與產(chǎn)量的影響

李東曉，王紅光，張 迪，趙國英，賈 彬，李雁鳴，李瑞奇

(河北農(nóng)業(yè)大學(xué)/河北省作物生長調(diào)控實(shí)驗(yàn)室，河北保定 071001)

為明確華北地區(qū)不同小麥品種在正常和缺水條件下N、P、K的吸收利用特點(diǎn)，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)資源高效利用，選用3個不同生態(tài)類型品種(滄麥6001、邯麥9、濟(jì)麥22)，設(shè)置相對含水量分別為60%～80%(正常)和40%～60%(虧缺)兩個澆灌水平，進(jìn)行人工氣候室箱體栽培試驗(yàn)，測定各小麥品種不同器官N、P、K含量和分配、干物質(zhì)積累以及對籽粒產(chǎn)量構(gòu)成要素的影響。結(jié)果表明，N、P、K含量和分配具有明顯的器官特性，其中籽粒N和P含量顯著高于其他部位，K含量最低。水分虧缺限制了滄麥6001籽粒N和K的吸收，同時促進(jìn)了N和P向籽粒的轉(zhuǎn)運(yùn)；限制了邯麥9莖稈K的吸收，促進(jìn)了P向穎殼的轉(zhuǎn)運(yùn)；限制了濟(jì)麥22葉片、籽粒P的吸收，同時促進(jìn)了N向穎殼和籽粒的轉(zhuǎn)運(yùn)，從而改變了小麥不同部位養(yǎng)分比例平衡以及干物質(zhì)積累。N、P含量與干物質(zhì)積累呈顯著正相關(guān)，K含量與其呈顯著負(fù)相關(guān)，但均未直接影響產(chǎn)量及其構(gòu)成要素。虧缺灌溉下(虧缺量為24.39 mm)，邯麥9穗數(shù)、產(chǎn)量及濟(jì)麥22穗數(shù)顯著降低，而滄麥6001穗數(shù)、穗粒數(shù)和產(chǎn)量顯著提高。因此，適度控制水分并提高營養(yǎng)元素向籽粒的轉(zhuǎn)運(yùn)效率是提高小麥產(chǎn)量和品質(zhì)的重要途徑。

小麥；水分虧缺；N、P、K分布；產(chǎn)量

長期以來，華北地區(qū)地下漏斗面積不斷擴(kuò)大，在農(nóng)業(yè)中只能采取限制灌溉面積和灌溉水量的措施來節(jié)約地下水資源，特別是該地區(qū)的小麥只能走節(jié)水高產(chǎn)的技術(shù)途徑。N、P、K是小麥生長發(fā)育必需的大量元素，參與植株體內(nèi)多種生長過程。小麥對N、P的吸收、分配和利用與籽粒產(chǎn)量的關(guān)系密切；K通過與N互作，參與光合作用過程，增強(qiáng)作物抗旱性，從而增加作物產(chǎn)量[1-3]。而水分虧缺將會影響作物對N、P、K的吸收和利用，改變組織中N/P、N/K、P/K比例，導(dǎo)致N、P、K之間比例失調(diào)，從而影響其他生物學(xué)活性和代謝平衡[4]。因此，明確華北麥區(qū)不同小麥品種N、P、K營養(yǎng)元素的積累分配及其節(jié)水抗旱特性，具有重要意義。

近年來，不同小麥品種對N、P、K的吸收和利用差異越來越受到人們的關(guān)注[5-6]。了解N、P、K在植株體內(nèi)的含量及不同器官的吸收、利用和分配規(guī)律，能進(jìn)一步促進(jìn)肥料利用率的提高[7]。N、P或K肥缺失導(dǎo)致小麥體內(nèi)相應(yīng)養(yǎng)分的明顯虧缺，N肥對產(chǎn)量的影響最大且缺N會制約小麥對K和P素的吸收[8-9]；缺P降低作物對N、K的吸收，適量磷肥促進(jìn)鉀肥吸收，高量磷肥則降低N素效率及后期養(yǎng)分流失[10-12]。楊永輝等[13]指出，較高的P、K肥水平下增施一定量N肥更利于小麥水分利用效率和產(chǎn)量提高。在秸稈還田條件下，15%減N處理并不影響產(chǎn)量和籽粒的P、K含量，而更有利于產(chǎn)量、養(yǎng)分吸收利用及土壤表觀N平衡[14]。因此，N、P、K在植株體內(nèi)的利用與分配直接影響到輪作體系中養(yǎng)分的周年吸收量及動態(tài)平衡。而針對華北麥區(qū)的長期水分匱乏狀態(tài)，就不同生態(tài)類型區(qū)小麥品種不同器官中營養(yǎng)元素的積累、分配及其與干物質(zhì)積累、產(chǎn)量構(gòu)成因素之間的相關(guān)性及限制因子分析尚未見報道。本研究利用大型人工氣候室模擬自然氣候條件，設(shè)置水分正常和水分虧缺兩種條件，對不同品種各器官N、P、K的積累和分配特點(diǎn)及其與干物質(zhì)積累和產(chǎn)量之間的相關(guān)性進(jìn)行分析，試圖探討影響籽粒產(chǎn)量形成的重要因素，為華北地區(qū)周年養(yǎng)分利用和平衡施肥提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試材料為滄麥6001、濟(jì)麥22和邯麥9號，分別代表河北省北部、中部、南部小麥栽培品種。滄麥6001屬于冬性、抗旱性品種，邯麥9屬于豐水高產(chǎn)品種，濟(jì)麥22屬于超高產(chǎn)、多抗品種。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計

試驗(yàn)于2015-2016年度在河北農(nóng)業(yè)大學(xué)3間大型人工氣候室內(nèi)進(jìn)行。人工氣候室內(nèi)光、溫、空氣濕度、CO2濃度可調(diào)節(jié)，生長室環(huán)境數(shù)據(jù)(如室內(nèi)溫度和濕度等)均由電腦系統(tǒng)自動控制并實(shí)時監(jiān)控、記錄。春化階段設(shè)定晝/夜溫度20 ℃/7 ℃，晝/夜時長12 h(6:00-18:00)/12 h(18:00-6:00)；返青及后期生長階段設(shè)定晝/夜時長14 h(6:00-20:00)/10 h(20:00-6:00)，光照28 000～30 000 lx，晝/夜溫度20 ℃/15 ℃，相對濕度60%。

試驗(yàn)采用箱體土培，整理箱體積為81 180 cm3(長×寬×高=55 cm×41 cm×36 cm)，土壤取自農(nóng)田表層0～20 cm，風(fēng)干后碾碎，混勻并裝箱，每箱土壤干重為73.5 kg，澆灌18 L自來水，施肥量為磷酸二胺5.86 g，尿素7.5 g，硫酸鉀(50%)11.8 g。待相對含水量達(dá)75%，使用小鏟人工破碎、翻整土層15 cm。播量按每公頃150 kg種子，每箱播種3行，行距10 cm。設(shè)置正常水分和水分虧缺2種處理，水分控制采用稱重法，正常水分處理將每個整理箱補(bǔ)水到91.5 kg，補(bǔ)水下限為86.0 kg，即相對含水量控制范圍為60%～80%；虧缺處理則補(bǔ)水到86.0 kg(相對含水量為40%～60%)，虧缺灌溉量為24.39 mm。每個處理設(shè)3次重復(fù)，每間人工氣候室設(shè)為1個重復(fù)?？偤乃?mm)=∑補(bǔ)水量+(初始重量-最后重量)。

1.3 測定項(xiàng)目與方法

1.3.1 干物質(zhì)和產(chǎn)量測定

在小麥成熟期，計數(shù)每個處理整理箱中全部小麥穗數(shù)，再除以箱體面積計算單位面積穗數(shù)；從3行的中間部位各數(shù)5個穗上的籽粒數(shù)，所有籽粒數(shù)的和除以15，求得平均穗粒數(shù)；每個處理收獲10株，曬干后脫粒，計算平均籽粒產(chǎn)量，并通過計數(shù)粒數(shù)計算千粒重。隨機(jī)另選10株小麥，剪去根系，把地上部105 ℃殺青30 min，65 ℃烘干至恒重，分為葉片、莖稈、穎殼、籽粒4部分，測定不同器官干物質(zhì)積累量。同時，用小麥粉碎儀(萊馳，德國)將不同器官分別磨細(xì)，密封保存。

1.3.2 N、P、K含量測定

稱量0.2 g粉碎的植物樣品，添加8 mL濃硫酸，浸泡過夜。置于石墨爐加熱(170 ℃ 0.5 h，240 ℃ 0.5 h，330 ℃加熱至澄清)，每0.5 h加雙氧水5～10滴。冷卻至室溫，過濾后用去離子水定容至50 mL，即為提取液[15]。用連續(xù)流動分析儀(Auto Analyzer 3，德國)測定全N含量，其計算公式參考張英利等[16]。用分光光度計(U-3900，HITACHI)于660 nm波長處測定P含量[15]。用原子吸收分析儀(Z-5300，日本)測定K含量[15]。某器官N積累量及分配比計算公式參考文獻(xiàn)[17]，具體如下：

某器官N積累量=該器官N含量×該器官干重；

某器官N分配比=(該器官N積累量/全株N積累量)×100%。

某器官P和K積累量及分配比計算同上。

1.4 數(shù)據(jù)處理

用Excel 2012對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計及作圖，用SPSS 17.0進(jìn)行方差分析、相關(guān)性分析，用Duncan’s新復(fù)極差法檢驗(yàn)顯著性。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同水分條件下小麥各器官的N、P、K含量

由表1可見，水分對小麥葉片K含量影響顯著，對葉片P含量、莖稈N含量、籽粒N和P含量均影響極顯著。品種對葉片K含量、莖稈N和K含量、穎殼N含量影響顯著，對葉片、莖稈和穎殼P含量以及籽粒K含量均影響極顯著。水分和品種互作對籽粒N、K含量影響顯著；對葉片、籽粒、穎殼P含量以及莖稈、穎殼N含量均影響極顯著。

在正常水分條件下，滄麥6001葉片N、P含量顯著高于邯麥9，葉片K含量顯著高于濟(jì)麥22；莖稈和籽粒N含量以及穎殼N、P含量均顯著高于其他兩個品種。濟(jì)麥22葉片P含量和籽粒P、K含量顯著高于其他兩個品種；莖稈P含量顯著高于邯麥9，其他無顯著差異。水分虧缺條件下，滄麥6001和濟(jì)麥22葉片P含量均顯著高于邯麥9，而邯麥9葉片K含量顯著高于濟(jì)麥22。濟(jì)麥22莖稈N、P、K含量和籽粒K含量均顯著高于其他品種(除與邯麥9莖稈N含量差異不顯著外)。穎殼P含量變化表現(xiàn)為：邯麥9>滄麥6001>濟(jì)麥22，且差異顯著。

表1 不同水分條件下小麥各器官的N、P、K含量Table 1 N,P and K content in different organs of wheat under water deficit and control condition mg·g-1

同列數(shù)據(jù)后不同小寫字母表示同一處理不同品種間或不同處理同一品種間差異在0.05水平上顯著；ns: 0.05水平上差異不顯著; *: 0.05水平上差異顯著; **: 0.01水平上差異顯著。下同。

Values followed by different letters in the same column are significantly different at 0.05 level among varieties or treatments;ns:Not significant at 0.05 level;*:Significantly different at 0.05 level; **: Significantly different at 0.01 level.The same as in other tables.

水分虧缺條件下，滄麥6001各器官N含量均比對照有所降低，葉片、莖稈、籽粒和穎殼分別降低16.67%、48.67%、20.45%和43.56%，除葉片以外均與對照差異顯著；葉片、穎殼P含量和籽粒K含量比對照顯著降低，分別降低31.31%、56.33%和19.12%。邯麥9葉片K和穎殼P分別比對照增加了15.16%和1.70倍；莖稈K含量降低了11.13%。濟(jì)麥22葉片、籽粒的P含量均顯著降低，分別降低57.71%、56.28%。以上結(jié)果表明，水分虧缺影響了營養(yǎng)元素的運(yùn)輸和分配。此外，無論是水分正常或虧缺條件，各品種均表現(xiàn)為籽粒N和P含量明顯高于其他部位，而K含量明顯低于其他部位，說明小麥植株N、P、K分布具有器官特異性。

2.2不同水分條件下小麥各器官N、P、K的比例

由表2可見，水分對小麥葉片N/K、莖稈N/P和N/K、穎殼N/K和P/K影響顯著；對葉片P/K、籽粒N/P和P/K影響極顯著。品種對葉片N/K、莖稈N/P和P/K影響顯著；對葉片N/P和P/K、籽粒N/K、穎殼N/P和P/K影響極顯著。水分和品種互作對葉片N/P、莖稈N/K影響顯著；對葉片P/K、籽粒N/P和P/K以及穎殼N/P、N/K和P/K影響極顯著。

正常水分條件下，邯麥9葉片N/P值最高，而N/K、P/K則顯著低于其他兩個品種。莖稈各元素比例表現(xiàn)為：滄麥6001和邯麥9的N/P值顯著高于濟(jì)麥22，滄麥6001的N/K顯著高于其他兩品種，濟(jì)麥22的P/K顯著高于邯麥9。滄麥6001和邯麥9籽粒N/P和N/K顯著高于濟(jì)麥22，邯麥9的P/K顯著高于滄麥6001。滄麥6001穎殼N/P顯著低于其他兩個品種，而N/K、P/K均顯著高于其他兩個品種。水分虧缺下，邯麥9葉片P/K顯著低于其他兩個品種，而穎殼P/K顯著高于其他兩個品種。滄麥6001籽粒N/P顯著低于濟(jì)麥22。濟(jì)麥22籽粒N/K顯著低于其他兩個品種，籽粒P/K顯著低于滄麥6001，而穎殼N/P顯著高于其他兩個品種。

與正常水分條件相比，滄麥6001葉片P/K、莖稈N/P和N/K以及穎殼N/K和P/K在水分虧缺條件下均顯著下降，分別降低了31.07%、47.05%、46.95%、51.99%、62.33%；邯麥9葉片N/P、籽粒P/K以及穎殼N/P顯著降低，分別下降了33.67%、31.36%、62.25%；濟(jì)麥22葉片和籽粒P/K顯著下降，分別降低了60.48%和53.52%。而水分虧缺條件下，濟(jì)麥22籽粒和穎殼N/P以及邯麥9穎殼P/K顯著增加，分別增加了1.16倍、99.47%、1.30倍。此外，籽粒的N/K和P/K值范圍分別為33.63～51.52和6.93～15.21，而葉片、莖稈和穎殼N/K和P/K值范圍分別是1.13～5.77和0.25～2.23，部位差異極為顯著。

表2 不同水分條件下小麥各器官N/P、N/K和P/K的比值Table 2 N/P,N/K and P/K ratios in different organs of wheat under different water conditions

2.3不同水分條件下小麥各器官的干物質(zhì)積累量和產(chǎn)量構(gòu)成

由表3可見，水分對葉片干重影響顯著，對穗粒數(shù)影響極顯著。品種對各部位干重(除籽粒)、地上干重、產(chǎn)量及產(chǎn)量各要素(除千粒重)均影響極顯著。水分和品種互作對產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成要素影響極顯著。

正常水分條件下，不同品種葉片干重顯著不同，濟(jì)麥22單株葉片干重、單株穎殼干重、地上總干重、千粒重均顯著小于其他品種，莖稈干重和穗粒數(shù)則顯著小于邯麥9；邯麥9單株葉片干重顯著低于滄麥6001，但穗粒數(shù)顯著高于滄麥6001和濟(jì)麥22；滄麥6001穗數(shù)和產(chǎn)量均顯著低于其他兩個品種。水分虧缺條件下，濟(jì)麥22葉片干重、地上部干重均顯著小于其他兩個品種，莖稈干重和穗粒數(shù)顯著低于滄麥6001，而千粒重最高，顯著高于滄麥6001和邯麥9，這可能與水分脅迫導(dǎo)致有效成穗減少，而促進(jìn)濟(jì)麥22莖稈、葉片和穎殼干物質(zhì)向籽粒的轉(zhuǎn)運(yùn)有關(guān)。而滄麥6001穗數(shù)顯著高于其他品種，說明該品種作為旱地品種更適應(yīng)水分虧缺的生長條件。

與正常條件相比，水分虧缺條件下，滄麥6001單株葉片干重、單株穎殼干重和千粒重均顯著下降，分別降低了17.65%、30.00%和22.96%；而穗粒數(shù)、穗數(shù)和產(chǎn)量顯著增加，分別提高了41.52%、81.70%和1.42倍，這是由于正常水分下滄麥6001營養(yǎng)生長過旺，抽穗遲，且抽穗前發(fā)生一定程度倒伏，群體蔭蔽，不利于光合制造物向籽粒轉(zhuǎn)運(yùn)，無效穗增多。而水分虧缺則利于加速該品種的成熟，也與品種本身具有節(jié)水抗旱不抗倒伏的特性有關(guān)。水分虧缺下，邯麥9和濟(jì)麥22干物重和穗粒數(shù)均無顯著變化；邯麥9千粒重、穗數(shù)和產(chǎn)量顯著下降，分別降低了8.60%、27.77%和39.42%；濟(jì)麥22千粒重顯著增加，提高了28.92%，穗數(shù)顯著下降，降低了27.84%，而產(chǎn)量無顯著變化。

表3 不同水分條件下小麥各器官的干物質(zhì)積累量和產(chǎn)量構(gòu)成因素Table 3 Dry matter accumulation in different organs and yield components of wheat under different water conditions

2.4 不同水分條件下小麥各器官N、P、K的分配比

圖1A顯示，不同品種的籽粒N分配比都顯著高于其他器官。水分虧缺條件下，滄麥6001和濟(jì)麥22的籽粒N分配分別比對照增加了23.94%和8.16%，其他器官的N分配比相應(yīng)降低。邯麥9各部位的全N分配比變化不明顯。

圖1B顯示，不同品種的籽粒P分配比都顯著高于其他器官。水分虧缺條件下，滄麥6001籽粒和莖稈的P分配比分別比對照增加了36.23%和18.46%，而葉片和穎殼的P分配比分別減少了28.83%和61.56%；邯麥9籽粒P分配比降低了16.15%，其余器官P分配比均比對照不同程度地增加；濟(jì)麥22莖稈P分配比比對照增加了79.57%，葉片P分配比降低48.57%，其余部位變化不明顯。

圖1C顯示，不同品種的莖稈K分配比顯著高于其他器官。水分虧缺條件下，邯麥9葉片、籽粒和穎殼K分配比分別比對照增加了14.40%、 21.00%和10.56%，而莖稈K分配比減少了13.64%；濟(jì)麥22葉片K分配比比對照降低15.08%，籽粒K分配比增加了15.56%，其余部位變化不明顯；滄麥6001各部位K分配比在兩種水分條件下變化不明顯。

2.5 相關(guān)性分析

將不同小麥品種全株N、P、K含量、干物質(zhì)積累和產(chǎn)量及其構(gòu)成要素進(jìn)行相關(guān)性分析，結(jié)果(表4)顯示，不同小麥品種N和P含量之間呈極顯著正相關(guān)，說明小麥植株N和P之間存在依存性。而N含量和P含量均與K含量之間呈顯著負(fù)相關(guān)；干物質(zhì)積累量與N和P含量呈顯著正相關(guān)，而與K含量呈顯著負(fù)相關(guān)，這說明N和P元素主要促進(jìn)干物質(zhì)積累，而干物質(zhì)積累過程中N、P元素的吸收將會明顯抑制K元素的吸收。千粒重與穗數(shù)呈顯著負(fù)相關(guān)，穗粒數(shù)、穗數(shù)與產(chǎn)量之間均呈顯著正相關(guān)。N、P、K含量和干物質(zhì)積累均與產(chǎn)量及其構(gòu)成要素之間無顯著相關(guān)性。

3 討 論

本研究結(jié)果表明，不同小麥品種及同一品種不同器官間N、P、K含量均存在明顯差異，不同品種間比較：滄麥6001各部位N含量均明顯高于邯麥9和濟(jì)麥22(葉片除外)，說明該品種的N肥吸收效率最高。濟(jì)麥22葉片P含量和籽粒P、K含量顯著高于其他兩個品種，說明該品種的P、K向籽粒的轉(zhuǎn)運(yùn)效率最高。該結(jié)果說明可根據(jù)地力水平，選用相應(yīng)高效品種[18]。不同器官間比較：籽粒中N、P含量最高，明顯高于其他部位；而籽粒K含量最低，莖稈K含量最高，這說明鉀主要分布在莖稈中，參與植株體內(nèi)與莖稈韌性組織形成、發(fā)育和營養(yǎng)物質(zhì)的運(yùn)輸，從而促進(jìn)籽粒產(chǎn)量提高。該結(jié)果與黨紅凱等[19-21]研究的成熟期小麥N、P、K含量分配結(jié)論相符。不同水分條件下比較：水分虧缺條件下，滄麥6001莖稈、籽粒和穎殼的N含量，葉片、穎殼P含量以及籽粒K含量均比正常水分條件顯著降低，該結(jié)果可能與促進(jìn)產(chǎn)量提高的物質(zhì)積累以及籽粒產(chǎn)量顯著提高的稀釋效應(yīng)有關(guān)[22-24]。濟(jì)麥22葉片、籽粒P含量顯著降低，該結(jié)果表明水分虧缺降低了P元素向籽粒轉(zhuǎn)運(yùn)的效率。邯麥9莖稈K含量顯著降低，但葉片K和穎殼P含量比對照顯著增加，該結(jié)果可能是由于水分虧缺下，邯麥9增加了K從莖稈向葉片的轉(zhuǎn)運(yùn)，從而增加葉片K含量增強(qiáng)抗旱性。因此，在水分脅迫下，為緩解因小麥植株細(xì)胞滲透增加導(dǎo)致的鉀缺乏，需通過外部提供充足的鉀以保證小麥更好地適應(yīng)逆境[25]。

CK：水分正常；D：水分虧缺。

*和**分別表示0.05和0.01水平上顯著相關(guān)。

* and ** indicate significant correlation atP<0.05 andP<0.01,respectively.

不同小麥品種對N、P、K的吸收比例相對穩(wěn)定，因此營養(yǎng)元素間的比例可以表征小麥植株的營養(yǎng)平衡狀況。本研究結(jié)果也表明，三個小麥品種均以籽粒N、P分配比最高，莖稈K分配比最高。水分虧缺條件下，滄麥6001籽粒N、P分配比增加，說明N、P效應(yīng)的協(xié)同性；邯麥9籽粒P分配比降低，籽粒K分配比有所增加，說明P、K效應(yīng)的抑制性；濟(jì)麥22籽粒N和莖稈P分配比增加，葉片N、P分配比均降低，說明N、P轉(zhuǎn)運(yùn)效率存在差異，也可能與P明顯促進(jìn)莖稈生物量有關(guān)。而陳 娟[26]研究指出，小麥莖稈干物質(zhì)積累量和N、P、K質(zhì)量分?jǐn)?shù)相對穩(wěn)定，這涉及到不同小麥品種不同部位N、P、K的運(yùn)輸和分配效率不同。此外，N/P比是描述植株結(jié)構(gòu)、功能和養(yǎng)分限制的重要指標(biāo)。Koerselman等[27]研究指出，當(dāng)N/P<14時，N是植物生長的主要限制元素；N/P>16時，P成為植物生長的主要限制元素；14

本研究表明，小麥N、P、K含量和干物質(zhì)積累之間存在顯著相關(guān)，其中N和P主要促進(jìn)干物質(zhì)積累的形成，而N、P元素的吸收將會明顯抑制K元素的吸收。滄麥6001葉片、穎殼干重和千粒重同時顯著降低，但穗粒數(shù)和穗數(shù)顯著增加，因此產(chǎn)量顯著增加，這是由于滄麥6001本身屬于抗旱節(jié)水型品種，但抗倒伏性一般[29]，在本試驗(yàn)正常水分條件下營養(yǎng)生長過旺，周期較長，抽穗遲；且抽穗前發(fā)生一定程度倒伏，導(dǎo)致群體蔭蔽，不利于光合制造物向籽粒轉(zhuǎn)運(yùn)，無效穗增多。而適當(dāng)?shù)乃痔澣笨梢源龠M(jìn)該品種由營養(yǎng)生長向生殖生長轉(zhuǎn)變，促進(jìn)N和P素向籽粒的轉(zhuǎn)運(yùn)，加快了灌漿成熟[30-31]。并且兩種水分條件下，該品種生育期的耗水量差別不明顯，這說明減少對滄麥6001的灌溉量(減少量為6%)更有利于其正常生長成熟。水分虧缺條件下，邯麥9千粒重、穗數(shù)、產(chǎn)量均顯著降低，并且其N、P、K吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)效率明顯低于其他兩個品種，說明其抗旱能力較低，適宜在水分充足地區(qū)種植。而水分虧缺條件下，濟(jì)麥22產(chǎn)量變化不明顯是由于穗數(shù)降低的同時千粒重顯著增加，這可能與之前分析的P、K肥向籽粒的轉(zhuǎn)運(yùn)效率高有關(guān)。而不同部位的N、P、K含量和干物質(zhì)積累量均與產(chǎn)量構(gòu)成因素之間相關(guān)不明顯，這可能是由于兩種水分條件下不同部位和品種間的差異導(dǎo)致，也可能與對產(chǎn)量的直接影響程度弱于其他農(nóng)藝性狀有關(guān)。千粒重與穗數(shù)之間顯著負(fù)相關(guān)，而穗粒數(shù)和穗數(shù)與產(chǎn)量之間均呈顯著正相關(guān)，產(chǎn)量構(gòu)成因素更多地受品種及水分和品種互作影響，該結(jié)果與前人研究基本一致[32]。

綜上，小麥不同營養(yǎng)元素吸收和利用具有明顯器官特異性，其中籽粒中N、P含量、分配比最高，N、P之間呈顯著正相關(guān)；而K含量最低，且N、P與K之間呈顯著負(fù)相關(guān)。N、P、K含量顯著影響干物質(zhì)積累，但并未顯著影響產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素，這與養(yǎng)分間平衡和品種間養(yǎng)分轉(zhuǎn)運(yùn)效率差異有關(guān)。水分虧缺更有利于滄麥6001產(chǎn)量的提高，說明該品種的抗旱性利于加快生殖生長、提高葉片氮肥吸收效率。邯麥9產(chǎn)量在正常水分條件下最高，而在水分虧缺條件下，其營養(yǎng)轉(zhuǎn)運(yùn)能力顯著下降，產(chǎn)量大幅降低，說明該品種適合水分充足條件下種植。濟(jì)麥22在水分虧缺條件下可以通過增強(qiáng)自身P、K肥向籽粒的轉(zhuǎn)運(yùn)效率，增加千粒重，以彌補(bǔ)穗數(shù)減少的損失，無顯著減產(chǎn)。在實(shí)際生產(chǎn)中，根據(jù)水資源條件和不同品種對營養(yǎng)元素吸收、轉(zhuǎn)運(yùn)能力，選用合適的生態(tài)類型品種；在秸稈還田體系中，根據(jù)不同品種莖稈、葉片和穎殼等部位的營養(yǎng)元素積累分配特點(diǎn)，合理施肥，促進(jìn)周年養(yǎng)分合理利用及養(yǎng)分平衡，從而提高資源利用效率。

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EffectofWaterDeficitonNitrogen,Phosphorus,andPotassiumDistributionandYieldofDifferentWheatVarieties

LIDongxiao,WANGHongguang,ZHANGDi,ZHAOGuoying,JIABin,LIYanming,LIRuiqi
(Key Laboratory of Crop Growth Regulation of Hebei Province,Hebei Agricultural University,Baoding,Hebei 071001,China)

The objective of this study was to clarify the absorption,utilization and distribution characteristics of nutrients for improving resource use efficiency under water saving irrigation conditions.The artificial climate chamber experiment was conducted in Hebei Agricultural University,Baoding in 2015-2016.Three wheat varieties including Cangmai 6001,Hanmai 9,and Jimai 22 were selected as experiment materials.Two irrigation levels were set including normal condition (60%-80% relative water content) and deficit condition (40%-60% relative water content).Plant samples were collected at mature stage and used to measure the content and distribution of nitrogen (N),phosphorus (P),and potassium (K) in different organs,to determine the effect of elements on yield and the correlation between both under two irrigation conditions.Results showed that it was organ-specific for content of N,P,and K in wheat plants.In grain,both contents of N and P were the highest,and K content was the lowest.Water deficit limited the absorption of N and P by grain,but promoted translocation of N and P to grain in Cangmai 6001.Water deficit limited absorption of K by stem,but promoted translocation of P to glume.Water deficit limited absorption of P by leaf and grain,but promoted translocation of N to glume and grain in Jimai 22.Thus,elements absorption equilibration and dry matter accumulation in different organs were changed.The correlation analysis showed N and P content was significantly positively correlated with dry matter accumulation,but K content was negatively correlated with dry matter accumulation.But N,P,and K content and dry matter accumulation did not influence on yield and yield components directly.Under water deficit condition (with a water reduction of 24.39 mm),spike number and yield of Hanmai 9,and spike number of Jimai 22 were decreased significantly,but spike number,kernels per spike and yield of Cangmai 6001 were increased significantly.Thus,an important rule to increase wheat yield and quality is controlling irrigation moderately and increasing nutrient transport efficiency.

Wheat; Water deficit; Distribution of nitrogen,phosphorus and potassium; Yield

時間：2017-08-08

網(wǎng)絡(luò)出版地址：http://kns.cnki.net/kcms/detail/61.1359.S.20170808.0911.016.html

2017-02-19

2017-06-09

國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系項(xiàng)目(CARS-3-2-3)

E-mail:lidongxiao.xiao@163.com

李瑞奇(E-mail:li-rq69@163.com)

S512.1；S311

： A

：1009-1041(2017)08-1056-09

nt) and deficit condition (40%-60% relative water content).Plant samples were collected at mature stage and used to measure the content and distribution of nitrogen (N),phosphorus (P),and potassium (K) in different organs,to determine the effect of elements on yield and the correlation between both under two irrigation conditions.Results showed that it was organ-specific for content of N,P,and K in wheat plants.In grain,both contents of N and P were the highest,and K content was the lowest.Water deficit limited the absorption of N and P by grain,but promoted translocation of N and P to grain in Cangmai 6001.Water deficit limited absorption of K by stem,but promoted translocation of P to glume.Water deficit limited absorption of P by leaf and grain,but promoted translocation of N to glume and grain in Jimai 22.Thus,elements absorption equilibration and dry matter accumulation in different organs were changed.The correlation analysis showed N and P content was significantly positively correlated with dry matter accumulation,but K content was negatively correlated with dry matter accumulation.But N,P,and K content and dry matter accumulation did not influence on yield and yield components directly.Under water deficit condition (with a water reduction of 24.39 mm),spike number and yield of Hanmai 9,and spike number of Jimai 22 were decreased significantly,but spike number,kernels per spike and yield of Cangmai 6001 were increased significantly.Thus,an important rule to increase wheat yield and quality is controlling irrigation moderately and increasing nutrient transport efficiency.

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E-mail:lidongxiao.xiao@163.com

李瑞奇(E-mail:li-rq69@163.com)

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