水氮互作對超高產小麥灌漿和抗衰老特性的影響

摘要：為了明確水氮互作對超高產冬小麥灌漿特性和抗衰老特性的影響，以超高產冬小麥煙農1212為材料，采用裂區(qū)設計，主區(qū)為2個施氮量處理，分別為N1（270 kg/hm2）和N2（180 kg/hm2），副區(qū)為4個灌水量處理，分別為全生育期不灌水W0、水分處理W1、水分處理W2以及充分灌溉W3（其中W1、W2和W3分別在小麥拔節(jié)期和開花期補灌至土壤相對含水量65%、75%和85%），重點探討不同水氮處理對煙農1212的產量、灌漿特性及抗衰老特性等的影響。結果表明，氮肥處理、水分處理及水氮互作對小麥最大灌漿速率出現(xiàn)時間、平均灌漿速率、灌漿持續(xù)期、開花期干物質積累量、花前干物質轉運量及花后干物質積累量等多個關鍵指標均有顯著影響，水氮組合N1W2明顯優(yōu)于其他處理。水氮組合N1W2的CAT活性高于其他處理，差異顯著。在同一氮肥水平下，不同水分處理下的SOD和POD活性表現(xiàn)為W0>W1>W2>W3，水氮組合N1W0酶活性明顯高于其他處理；隨著施氮量的增加，煙農1212籽粒產量和產量三因素（千粒重、穗粒數、穗數）均顯著提高，水氮組合N1W2產量和水分利用效率較高。綜合考慮水分和氮肥對小麥灌漿特性、干物質積累轉運、抗衰老特性和產量的影響，水氮組合N1W2（施氮量270 kg/hm2、拔節(jié)期和開花期土壤相對含水量75%）為煙農1212的最佳水氮組合。

關鍵詞：超高產小麥；灌漿特性；抗衰老特性；施氮量；灌水量；產量

中圖分類號：S512.106 文獻標志碼：A

文章編號：1002-1302（2024）16-0117-08

小麥（Triticum aestivum L.）是對水分需求量較高的作物，整個生長期間約需要400 mm水。小麥主產區(qū)降水以夏季為主，春冬降水偏少。主產區(qū)降水僅能滿足小麥25%～40%的需水量，因此，水資源短缺和灌溉問題已成為小麥糧食生產的主要限制因子［1-3］。氮肥在我國糧食單產提高中起著非常重要的作用。然而，氮肥施用過量現(xiàn)象在我國小麥生產過程中普遍存在［4-5］，我國單位面積的施肥量已達到世界平均量的1.6倍，而氮肥利用率僅為28%～41%。有研究表明，科學施用氮肥不僅可以優(yōu)化小麥葉片的光合作用效率，提高光能利用率，還能增強葉片中抗氧化酶的活性，延緩葉片衰老過程［6-9］。這些效應能共同促進小麥干物質和養(yǎng)分的積累，為小麥的高產優(yōu)質奠定堅實的基礎。目前，關于施氮水平和水分處理對小麥籽粒灌漿和干物質積累轉運的研究較為豐富，但以超高產小麥品種的選育研究相對較少。在保障糧食安全的前提下，探討適合超高產小麥的水氮管理模式是十分必要的。

研究表明，灌溉和增施氮肥有利于促進作物器官的生長發(fā)育，增加光合葉面積，進而延長作物后期葉片的光能持續(xù)期［10］。適宜的水氮管理可以提高小麥光合同化物的積累和運輸，促進籽粒產量的提高［6］。拔節(jié)期和開花期作為冬小麥需水臨界期，此時如果土壤遭遇干旱會造成小麥干物質積累速度和量降低，穗粒數減少和千粒重減小，造成產量降低。適宜的施氮量有利于小麥的單位面積穗數、穗粒數和千粒重的提高，進而促進籽粒產量的增加。超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化氫酶（CAT）和過氧化物酶（POD）是植物中3種主要的活性氧自由基清除劑。小麥旗葉的光合特性和相關抗氧化酶活性受到土壤含水量的重要影響。當水分不足時，植物葉片細胞的代謝會發(fā)生紊亂，相關抗氧化酶活性也會降低，導致葉片衰老加速［11-14］。

前人關于水、氮對高產小麥的灌漿特性、干物質積累等方面的研究較為豐富，然而關于不同水氮組合對超高產小麥灌漿特性、抗衰老特性和產量等方面的研究相對較少。本研究選用的持綠型超高產小麥新品種煙農1212在2015—2022年連續(xù)多年多點15次實打產量均超過800 kg/667 m2。2016年水地實打產量達到828.5 kg/667 m2，刷新了當年全國小麥高產紀錄。2019年，萊州水地實打產量達到840.7 kg/667 m2，萊陽雨養(yǎng)旱地實打產量達 731.85 kg/667 m2，分別創(chuàng)造了2019年全國小麥水地和旱地的高產紀錄。本研究選取超高產品種煙農1212為試驗材料，探究不同水氮處理下持綠型小麥煙農1212在灌漿特性、抗衰老特性和產量等差異，以期明確超高產小麥適宜的水氮組合，為超高產小麥新品種的合理灌溉和節(jié)水高產栽培提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗材料選用超高產冬小麥品種煙農1212，山東省煙臺市農業(yè)科學研究院提供。

1.2 試驗設計

本次試驗于2021年10月至2022年6月在山東省煙臺市農業(yè)科學研究院的試驗田進行，前茬作物為玉米。試驗田0～20 cm耕層土壤的有機質、全氮、水解氮、速效磷和速效鉀含量分別為14.12 g/kg、0.98 g/kg、85.64 mg/kg、41.59 mg/kg和88.62 mg/kg。小麥各生育階段的降水量數據來自山東省煙臺市農業(yè)科學研究院氣象觀測站，圖1詳細展示了生長生育期內各月份降水量情況。

以超高產冬小麥煙農1212為材料，通過裂區(qū)設計，主區(qū)為2個氮肥處理，分別為N1（270 kg/hm2）和N2（180 kg/hm2）；副區(qū)為4個水分處理，全生育期不灌水W0、水分處理W1、水分處理W2以及充分灌溉W3（其中W1、W2和W3在小麥拔節(jié)期和開花期補灌至土壤相對含水量分別為65%、75%和85%）。在小麥播種期、拔節(jié)期、開花期和成熟期首先利用儀器（SU-LA型土壤水分速測儀）對試驗地塊的土層土壤含水量進行測定，根據已測數據計算出拔節(jié)期和開花期所需的補灌水量。每個小區(qū)面積13.5 m2，種植6行，每個處理重復3次，小區(qū)之間設置有隔離區(qū)。于2021年10月11日播種，2022年6月18日收獲。

1.3 測定項目與方法

1.3.1 小麥產量及產量三因素

小麥蠟熟期收獲，不同處理各取6 m2的樣品，重復3次，調查產量結構三因素指標。剩余的進行人工收割后用脫粒機進行脫粒，在院內麥場自然曬干，稱重，計算出3個品種的單位面積產量。

1.3.2 干物質測定

在小麥的開花期和成熟期進行取樣，各個小區(qū)中隨機選取20個單莖。將這些樣品在105 ℃進行20 min的殺青處理，然后在烘箱中以70 ℃烘干至恒重，使用分析天平進行小麥植株干物質積累量的測量。計算公式如下［15-16］：

花前干物質轉運量（kg/hm2）=開花期干物質積累量-成熟期干物質積累量；（1）

花前干物質對籽粒的貢獻率=花前干物質轉運量/成熟期籽粒干物質量×100%；（2）

花后干物質積累量（kg/hm2）=成熟期籽粒干物質量-花前干物質轉運量；（3）

1.3.3 籽粒灌漿特性和葉面積的測定

在小麥開花期挑選長勢一致的麥穗進行標記。從花后1周開始，每隔7 d定期取穗，每次每個小區(qū)取20穗，105 ℃ 進行20 min的殺青處理，接著在烘箱中 70 ℃ 烘干至恒重稱重，計算千粒重。 以小麥開花后天數（t）為自變量，千粒重（y）為因變量，用Logistic方程y=K/（1+ae-bt）對小麥籽粒生長過程進行擬合，式中K為最大理論千粒重，a、b為常數。對灌漿擬合方程求一階導數得到［17-18］：

V（t）＝Kabe-bt/（1+ae-bt）-2；（4）

Vmax=Kb/4；（5）

Vmean=K/T；（6）

T=-ln（1/99/a）/b；（7）

Tmax=（lna）/b。（8）

用直尺測定成熟期小麥樣品葉片的長度和寬度，使用公式：葉面積=葉片長度×葉片寬度×校正系數，計算得到葉面積的值。

1.3.4 旗葉衰老關鍵酶活性的測定

稱取新鮮的植株樣品0.5 g左右，剪碎放入2 mL圓底離心管中，加入鋼珠，置于液氮桶中冷卻數秒后放進預冷好的高通量組織研磨儀進行打樣，加入配制好的磷酸緩沖液（pH值=7.8）5 mL振蕩晃勻，冷凍離心20 min（8 000 r/min），吸取上清液存放于2 mL離心管中，放在4 ℃冰箱保存?zhèn)溆?。用愈?chuàng)木酚比色法測定過氧化物酶（POD），紫外線光吸收法測定過氧化氫酶（CAT）活性，氮藍四唑光還原法測定超氧化物歧化酶（SOD）活性，硫代巴比妥酸法測定丙二醛（MDA）含量，考馬斯亮藍染色法測定可溶性蛋白含量。每個測定進行3次重復［19］。

1.3.5 水分利用效率 水分利用效率指作物在生長生育過程中對大田水分利用的程度高低。

水分利用效率=籽粒產量/耗水量。

1.4 數據處理

采用Microsoft Excel 2003、SPSS進行方差統(tǒng)計分析，GraphPad Prism軟件進行圖表制作。

2 結果與分析

2.1 水氮互作對灌漿特性的影響

2.1.1 對灌漿速率的影響

由圖2可知，通過Logistic曲線擬合得出的相關灌漿特性參數，在不同氮肥處理下，煙農1212于不灌溉處理W0時的最大灌漿速率出現(xiàn)時間均最早，說明干旱條件可以提前其最大灌漿速率出現(xiàn)的時間。在相同水分條件下，煙農1212在N2處理下的最大灌漿速率出現(xiàn)時間均顯著提前。此外，在水氮處理組合N2W0中，該品種籽粒最大灌漿速率出現(xiàn)的時間最早，說明低氮條件和不灌水處理的共同作用可以顯著提前其最大灌漿速率的出現(xiàn)時間；氮肥處理和水分處理對最大灌漿速率的影響較小，水氮互作的方式對最大灌漿速率存在顯著影響（P<0.05），N1W0處理時最高。在不同氮肥處理下，煙農1212在N1處理下的平均灌漿速率比N2處理高8.93%，差異顯著（P<0.05）。而在不同水分處理下，煙農1212的平均灌漿速率表現(xiàn)為W0>W2>W1>W3，說明干旱和適當的水分處理均能提高平均灌漿速率。在水氮互作N1W0組合下，煙農1212的平均灌漿速率最高，與其他水氮組合處理相比差異顯著；煙農1212在N1處理下的灌漿持續(xù)期高出N2處理17.07%，差異顯著（P<0.05）。對比不同水分處理，煙農1212的灌漿持續(xù)期呈現(xiàn)為W2>W1>W3>W0，說明節(jié)水處理W2可以延長灌漿持續(xù)期。從水氮互作角度分析，在施氮量較高條件下適當的節(jié)水處理可以增加籽粒充實期，水氮組合N1W2下表現(xiàn)相對較好，與其他處理有顯著差異（P<0.05）。

2.1.2 對光合葉面積的影響

葉片是植物光合作用的器官，葉片開花后經光合作用生成的產物是小麥籽粒產量的主要來源。由圖3可知，不同的氮肥處理對葉面積大小有顯著影響，煙農1212在N1處理下的旗葉葉面積和上三葉葉面積大小比N2處理分別高出7.47%和4.73%。不同水分處理相比，煙農1212的旗葉葉面積和上三葉葉面積大小均表現(xiàn)為W2>W3>W1>W0，說明水分處理W2能顯著增加葉面積，提高光合能力。

水氮互作對煙農1212葉片面積大小具有顯著的影響（圖4）。不同水氮組合處理下，N1W2處理下煙農1212的旗葉葉面積和上三葉面積均最大，與其他處理之間差異均達到顯著水平（P<0.05）。N2W0處理下煙農1212的旗葉葉面積和上三葉面積均最小，與其他處理之間差異均達到顯著水平（P<0.05）。結果表明，適宜的水氮組合可以促進小麥葉片生長，低水分低肥顯著影響小麥葉片的生長。

2.1.3 對灌漿干物質積累轉運的影響

適量的水分可以促進作物對氮素的吸收和利用，從而提高氮素的利用效率，并進一步促進干物質的積累轉運。由圖5可知，不同的氮肥處理對開花期的干物質積累量和花前干物質轉運量有顯著影響（P<0.05），在N1處理下，煙農1212的開花期干物質積累量和花前干物質轉運量分別高達13 443 kg/hm2和 3 534.42 kg/hm2，比N2處理分別提高了1.9%和6.0%。不同水分處理下，煙農1212開花期的干物質積累量和花前干物質轉運量均表現(xiàn)為W2>W3>W1>W0，說明水分處理W2能顯著促進干物質的積累和轉運，進而提高籽粒產量。

水氮互作對煙農1212開花期的干物質積累量和花前干物質轉運量具有顯著影響（圖5）。在不同水氮處理組合中，N1W2處理下煙農1212的開花期干物質積累量和花前干物質轉運量均最大，顯著高出其他處理（P<0.05）。而在N2W0處理下，煙農1212的開花期干物質積累量和花前干物質轉運量均最小，顯著低于其他處理（P<0.05）。這表明，適宜的水氮組合可以提高小麥的干物質積累轉運能力，而水分和氮肥管理不當會對小麥的生長產生不利影響，導致干物質積累轉運量不足，從而降低產量。

由圖6可以看出，不同氮肥處理下，煙農1212的花前干物質對籽粒的貢獻率差異不大。不同水分處理下，煙農1212花前干物質對籽粒的貢獻率在N2處理下表現(xiàn)出顯著差異（P<0.05），具體表現(xiàn)為 W0>W1>W2>W3。在水氮互作N2W0組合下，煙農1212花前干物質對籽粒的貢獻率最高，這表明低氮條件和不灌水處理的共同作用可以提高花前干物質對籽粒的貢獻率，在與其他水氮組合相比時差異顯著（P<0.05）。水分處理和氮肥處理對花后干物質積累量有一定影響效果，但未達到顯著性水平。在水氮互作N1W2組合下，煙農1212的花后干物質積累量表現(xiàn)最佳。

2.2 水氮互作對抗氧化酶活性的影響

2.2.1 對旗葉中CAT活性的影響

CAT是過氧化物酶系的關鍵酶之一，在植物體內抗氧化防御機制中發(fā)揮著清除活性氧以保護植物膜的重要作用［20］。由圖7可知，在N1和N2條件下，煙農1212花后CAT活性呈現(xiàn)先增高后降低的變化趨勢，活性峰值出現(xiàn)在花后14 d。煙農1212在N1條件下的CAT活性總體上比N2條件增強了5.1%。不同水分處理下，煙農1212在N1條件下的CAT活性表現(xiàn)為W2>W3>W1>W0，其中W2處理的CAT活性平均值較W0、W1和W3處理分別提高了28.5%、15.8%和6.0%。在N2條件下，煙農1212的CAT活性規(guī)律與N1條件一致，W2處理的CAT活性平均值最高，較W0、W1和W3處理分別提高了37.3%、16.1%和3.5%。水氮處理組合N1W2中，煙農1212在各個開花階段的CAT活性均高于其他處理組合。這表明較高水平的氮素和水分供應可以提高小麥生育期CAT的活性，增強葉片在植株灌漿后期清除活性氧的能力，延緩小麥的衰老過程。

2.2.2 對旗葉中POD活性的影響

POD作為植物體內抗氧化防御系統(tǒng)的重要組成部分，能及時清除植物產生的過氧化氫及其他過氧化產物，為細胞提供必要保護。由圖8可知，在N1和N2條件下，煙農1212花后的POD活性呈現(xiàn)先升高后降低的變化趨勢，活性峰值出現(xiàn)在花后21 d。煙農1212在N1條件下的POD活性總體上比N2條件增強了11.8%。不同水分處理下，煙農1212在N1條件下的POD活性表現(xiàn)為W0>W1>W2>W3，其中W0處理的POD活性平均值較W1、W2和W3處理分別提高了11.9%、29.8%和52.8%。在N2條件下，煙農1212的POD活性規(guī)律與N1條件表現(xiàn)一致，W0處理的POD活性平均值最高，較W1、W2、W3處理分別提高了10.1%、30.1%和37.9%。說明在氮肥充足時，增加灌溉量對提高POD活性的作用不大。水氮處理組合N1W0中，煙農1212在各個開花階段的POD活性均高于其他處理組合，這表明，在施氮量充足的情況下，POD活性能夠得以維持，從而更好地發(fā)揮抗氧化作用，確保植株的正常生長和發(fā)育。

2.2.3 對旗葉中SOD活性的影響

SOD在清除葉片內部自由基的過程中扮演著重要角色［12］。由圖9可知，在N1和N2條件下，煙農1212花后的SOD活性呈現(xiàn)逐漸降低的變化趨勢，活性峰值出現(xiàn)在花后7 d，其中N1條件下的SOD活性比N2條件下增強了15.4%。不同水分處理下，煙農1212的SOD活性于N1條件下表現(xiàn)為W0>W1>W2>W3，W0各時期的SOD活性平均值較W1、W2、W3處理分別提高了12.5%、37.8%和60.4%。在N2條件下，煙農1212的SOD活性規(guī)律與N1條件表現(xiàn)一致，W0處理的SOD活性平均值最高，較W1、W2和W3處理分別提高了24.2%、53.2%和74.6%。說明在氮肥充足時，增加灌溉量對提高SOD活性的作用不大。在水氮處理組合N1W0中，煙農1212在各個開花階段的SOD活性均高于其他處理組合，與POD活性表現(xiàn)相同，說明在施氮量充足的條件下，SOD活性得以維持，通過高效清除體內產生的自由基來減輕氧化應激對細胞的損傷程度，從而抵抗衰老進程。

2.2.4 對旗葉中MDA含量的影響

MDA的累積會加速膜的損傷，從而促進植物體的衰老進程。由圖10可知，在N1和N2條件下，煙農1212體內的MDA含量隨著開花進程逐漸增加，在花后28 d達到最高，減施氮肥一定程度上減少了煙農1212開花期內的MDA含量。不同水分處理下，煙農1212的MDA含量在N1條件下表現(xiàn)為W0>W1>W2>W3。在N2處理下， 煙農1212的MDA含量規(guī)律與

N1表現(xiàn)基本一致。這表明在適度施肥時，增加灌溉量能有效降低植株體內的MDA含量。綜上所述，在水氮處理組合N2W3中，煙農1212各個開花階段的MDA含量低于其他處理組合，說明在低氮高水分處理時，小麥植株通過降低MDA含量，減少膜脂過氧化損傷，從而表現(xiàn)出更好的抗衰老能力。

2.3 測墑補灌對小麥產量及產量結構的影響

由表1可知，增施氮肥可顯著提高煙農1212的穗數、穗粒數和千粒重，從而提高最終產量。與低氮處理N2相比，高氮處理N1下煙農1212的穗數、穗粒數、千粒重和籽粒產量分別提高了4.2%、1.2%、3.9%和5.6%，達到顯著性差異水平（P<0.05）。不同水分處理下，煙農1212的產量及產量三因素均表現(xiàn)為W2>W3>W1>W0，表明水分處理W2有利于提高煙農1212的產量并促進產量三因素的協(xié)調發(fā)展；在不同氮肥處理下，煙農1212在N1條件下的平均水分利用效率比N2處理提高了3.8%，達到了顯著性水平（P<0.05）。不同水分處理相比，煙農1212的水分利用效率由高到低依次為W2>W1>W0>W3。

綜上所述，在水氮處理組合N1W2中，煙農1212的穗數、穗粒數和千粒重最大，與籽粒產量表現(xiàn)一致。同時水分利用效率也達到最高水平。

3 討論與結論

3.1 水氮處理對小麥灌漿特性、干物質積累和運輸的影響

灌漿期是影響小麥產量的重要時期，衡量灌漿過程的關鍵指標是小麥籽粒的灌漿特性。李彥旬等的研究表明，適宜的氮肥施用量不僅可以延長小麥的灌漿活躍期，還可以提高籽粒的灌漿速率，對千粒重的形成有利［21］。不同處理下的灌漿持續(xù)時間沒有明顯差異，而當施氮量控制在225～250 kg/hm2 范圍內時，不同冬小麥的千粒重受到施氮處理的影響相對較大；賈崢嶸等研究發(fā)現(xiàn)，氮肥處理達到210 kg/hm2時對冬小麥成熟期地上部干物質積累量的影響最大［22］。不同氮肥處理的冬小麥籽粒灌漿進程呈“S”形變化，灌漿速率先升高后降低。在施氮量為150、180、210 kg/hm2時，冬小麥的千粒重受到顯著影響，達到較高最大灌漿速率和平均灌漿速率，而灌漿持續(xù)時間與其他處理之間的差異不明顯。

本試驗通過分析相關灌漿參數發(fā)現(xiàn)，煙農1212在高氮處理N1下的平均灌漿速率和灌漿持續(xù)期比低氮處理N2顯著提高了8.9%和17.1%（P<0.05）。此時，煙農1212的開花期干物質積累量和花前干物質轉運量也相應提高了1.9%和6.0%。在相同施氮水平下，煙農1212在水分處理W0時得到最高平均灌漿速率，表明干旱處理對小麥的灌漿速率有促進作用，該品種在不同水分處理下的灌漿持續(xù)天數也相應縮短。水氮互作分析結果表明，當氮素供應充足時，適當的節(jié)水處理可以提高籽粒灌漿速率，有利于千粒重的形成，從而實現(xiàn)增產效果，這與前人研究結果基本一致。

3.2 水氮處理對小麥抗衰老特性的影響

葉片光合能力作為衡量植物光合作用強度的關鍵指標，直接關乎植物的生產力水平。王磊等的研究結果表明，合理的水氮運籌可以顯著提升冬小麥的光合性能，促進干物質的積累與分配，進而增加產量。水分主要通過影響葉肉細胞的光合和蒸騰速率，而增施氮肥則通過提高葉綠素含量和緩解水分脅迫來增強光合速率［10］。有機氮肥的“緩效性”可以延長開花后葉面積高值期，維持光合速率在較高水平，提高干物質的積累能力，并促進光合產物向籽粒分配，有利于最終的高產目的；進一步研究發(fā)現(xiàn)，當調節(jié)土壤實際含水量時，通過補灌等措施，可以使小麥旗葉的SOD和CAT等抗氧化酶活性明顯優(yōu)于定量灌溉處理，同時使旗葉中的MDA含量普遍下降。氮肥施用不足時，小麥葉片的光合作用受到抑制，光能過剩會導致活性氧和丙二醛等膜脂過氧化物過量，引發(fā)活性氧代謝失調，破壞生物膜結構，造成小麥早衰。

本試驗結果表明，在高氮處理N1下，煙農1212的CAT、POD和SOD等抗氧化酶活性分別比低氮處理N2提高了5.1%、11.8%和15.4%。在相同施氮水平下，水分處理W2在開花期的CAT活性平均值較其他處理高出3.5%～37.3%，表明水分處理W2（拔節(jié)期和開花期土壤相對含水量75%）有利于增強小麥生長期內CAT活性，與前人的研究結果相符。在同一施氮水平下，水分處理W0時，POD、SOD活性平均值明顯高于其他處理，說明煙農1212的抗旱性較強，水分脅迫有利于POD、SOD活性的提高。

3.3 水氮處理對小麥產量及產量三因素的影響

關于灌溉量和施氮量對小麥籽粒產量的影響已有大量研究，發(fā)現(xiàn)不同水氮處理對小麥產量及其構成因素產生不同影響。李娜娜等o6It7kCTQ7ZYQGH0OP3gw4CCSl1sPFTvXOr6Hkbibes=的研究表明，在相同灌水量的情況下，隨著施氮量增加，小麥的籽粒產量會先增加后減少［23］。當施氮量超過240 kg/hm2時，增加施氮量不再帶來增產效果。分析產量構成三要素發(fā)現(xiàn)，此時的成穗數和穗粒數均為最大值。因此，在相同灌水量下，施氮量在0～240 kg/hm2范圍內時，水氮互作對小麥成穗數和穗粒數以及最終產量起到顯著調控作用；另外，王磊等研究發(fā)現(xiàn)，水氮互作對冬小麥產量構成因素有顯著影響。隨著施氮量和供水量的增加，穗粒數和千粒重也相應增加。在該試驗中，供水量為500 mm、施氮量為 180 kg/hm2 處理下的干物質積累量和產量均顯著高于施氮量為90 kg/hm2的處理［10］。這表明，充足的供水量和施氮量之間的互作有助于提高氮肥的利用效率，促進光合產物的積累，進而提高小麥產量；Gu等深入探討了水氮互作在小麥生長中的重要作用，發(fā)現(xiàn)在缺水條件下，適當增施氮肥在一定程度上能緩解水分不足對小麥生長的負面影響，進而有效地提升小麥的干物質積累量。在土壤肥力水平較低的條件下，增加供水量也可以提高小麥的生長效率，顯著促進小麥的生長和干物質積累，維持較高的小麥產量［24］。

本試驗結果表明，在高氮處理N1下，煙農1212的籽粒產量、穗數、穗粒數和千粒重較低氮處理N2顯著提高了5.6%、4.2%、1.2%和3.9%。在相同施氮水平下，水分處理W2有利于煙農1212的產量提升及產量三因素的協(xié)調發(fā)展，同時水分利用效率較高。綜合分析顯示，施氮和灌水的交互作用對籽粒產量和水分利用效率的影響顯著，煙農1212在水氮組合N1W2（施氮量270 kg/hm2、拔節(jié)期和開花期土壤相對含水量為75%）下的籽粒產量較其他處理高出6.4%～29.6%，水分利用效率較其他處理高出2.5%～10.6%。因此，在本試驗條件下，水氮組合N1W2處理有利于超高產小麥品種煙農1212改善灌漿特性、促進干物質的積累和轉運，進而提高產量和水分利用效率。

參考文獻：

［1］張志彬，楊延強，高 揚，等. 基于山東省農業(yè)用水合理利用的多目標農作物種植結構調整 ［J］. 農業(yè)工程，2020，10（6）：108-113.

［2］張志遠，李玉慶. 我國水肥耦合研究熱點及趨勢探析 ［J］. 安徽農業(yè)科學，2022，50（5）：220-223，227.

［3］惠凱善，吳召漢，張永麗. 節(jié)水補灌下施磷量對小麥不同莖蘗光合和衰老特性及產量的影響 ［J］. 應用生態(tài)學報，2023，34（2）：451-462.

［4］李忠芳，徐明崗，張會民，等. 長期施肥下中國主要糧食作物產量的變化 ［J］. 中國農業(yè)科學，2009，42（7）：2407-2414.

［5］叢殿峰. 中國主要糧食作物肥料利用率現(xiàn)狀與提高途徑 ［J］. 農民致富之友，2013（12）：88.

［6］李志勇，陳建軍，陳明燦. 不同水肥條件下冬小麥的干物質積累、產量及水氮利用效率 ［J］. 麥類作物學報，2005（5）：80-83.

［7］張法全，王小燕，于振文，等. 公頃產10 000 kg小麥氮素和干物質積累與分配特性 ［J］. 作物學報，2009，35（6）：1086-1096.

［8］劉瑞國. 氮肥施用量對春小麥冠層光合器官光合性能及產量與品質的影響 ［D］. 內蒙古：內蒙古農業(yè)大學，2007：8-21.

［9］鄭雪嬌. 施氮量和土壤肥力對不同小麥品種光合特性和衰老特性的影響 ［D］. 山東：山東農業(yè)大學，2022：41-64.

［10］王 磊，董樹亭，劉 鵬，等. 水氮互作對冬小麥光合生理特性和產量的影響 ［J］. 水土保持學報，2018，32（3）：301-308.

［11］田文仲，馮偉森，李俊紅，等. 不同時期輕度干旱對小麥產量性狀及旗葉抗氧化酶活性的影響 ［J］. 江蘇農業(yè)科學，2021，49（22）：99-104.

［12］李亞婷，朱 榮，李 昱，等. 小麥早衰研究綜述 ［J］. 農業(yè)科學研究，2015，36（3）：57-62.

［13］Sultana N，Islam S，Juhasz A，et al. Wheat leaf senescence and its regulatory gene network ［J］. The Crop Journal，2021，9（4）：703-717.

［14］Distelfeld A，Avni R，F(xiàn)ischer A M. Senescence，nutrient remobilization，and yield in wheat and barley ［J］. Journal of Experimental Botany，2014，65（14）：3783-98.

［15］呂廣德，亓曉蕾，張繼波，等. 中、高產型小麥干物質和氮素累積轉運對水氮的響應 ［J］. 植物營養(yǎng)與肥料學報，2021，27（9）：1534-1547.

［16］嚴美玲，趙 明，崔明灼，等. 不同測墑補灌處理對冬小麥產量及光合特性的影響 ［J］. 農學學報，2020，10（4）：1-6.

［17］劉 培，蔡煥杰，王 健. 土壤水分脅迫下冬小麥籽粒灌漿特性的研究 ［J］. 節(jié)水灌溉，2010（1）：1-4.

［18］嚴美玲，鄭建鵬，殷 巖，等. 不同水分處理對小麥光合特性及灌漿特性的影響 ［J］. 山東農業(yè)科學，2022，54（6）：55-59.

［19］苗崔鈺. 測墑補灌對不同高產小麥品種產量及水分利用效率的影響 ［D］. 山東：煙臺大學，2019：7-12.

［20］Hao T，Zhu Z，Zhang Y，et al. Effects of drip irrigation and fertilization frequency on yield，water and nitrogen use efficiency of medium and strong gluten wheat in the Huang-Huai-Hai Plain of China ［J］. Agronomy，2023，13 （6）：1453-1464.

［21］李彥旬. 減量施氮對滴灌春小麥籽粒灌漿特性及品質的影響［D］. 石河子：石河子大學，2019：11-24.

［22］賈崢嶸，郝佳麗，郝艷芳，等. 不同施氮量對冬小麥灌漿特性及產量的影響 ［J］. 山西農業(yè)科學，2022，50（6）：823-829.

［23］李娜娜，謝迎新，朱云集，等. 水氮耦合對冬小麥籽粒灌漿特性及產量的影響 ［J］. 河南科學，2012，30（9）：1229-1233.

［24］Gu L M，Liu T N，Zhao J，et al. Nitrate leaching of winter wheat grown in lysimeters as affected by fertilizers and irrigation on the North China Plain［J］. Journal of Integrative Agriculture，2015，14（2）：374-388.

基金項目：山東省重點研發(fā)計劃（編號：2023LZGC002）；國防科工局核能開發(fā)科研項目；煙臺市科技計劃（編號：2023ZDCX023）。

作者簡介：余雙雙（1998—），女，安徽安慶人，碩士研究生，主要從事小麥高產高效栽培技術研究。E-mail：1912267983@qq.com。

通信作者：嚴美玲，博士，正高級農藝師，主要從事小麥高產高效栽培技術研究。E-mail：437338365@qq.com。