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为明确冬前灌溉和播后镇压对冬小麦抗寒性和产量形成的影响,2012-2014年在河北省高碑店市选用石新828和石麦12号2个冬小麦品种,研究了冬灌方式(分为冬灌和不冬灌)和镇压方式(分为镇压和不镇压)措施对麦田土壤条件和冬小麦生育特性及产量形成的影响。主要结果如下: 与不冬灌相比,冬灌条件下,冬季和春季土壤含水量提高,土壤温度较稳定。与不镇压相比,镇压处理的冬前和起身期的土壤含水量提高,冬前夜间土壤温度提高。镇压后表层土壤的紧实度增加,但对下层土壤的紧实度基本无影响。灌溉后上层的土壤紧实度增加,下层土壤的紧实度降低。 2012-2013年进入越冬期(12月7日)以后,在冬前不灌溉条件下,2个品种分蘖节的SOD活性表现为不镇压的高于镇压的;叶片的SOD活性则在2个品种中表现不同。2013-2014年,在冬前不灌溉条件下,石麦12分蘖节的SOD活性表现为镇压处理高于不镇压处理;石新828分蘖节在越冬过程中表现为不灌溉镇压处理和灌溉不镇压处理高于不灌溉不镇压处理。石麦12分蘖节SOD活性在最低温度期间(12月20日和1月12日)表现为灌溉镇压处理和灌溉不压处理高于不灌溉不镇压处理。 在2012-2013年度冬前灌溉或不灌溉条件下,石新828的分蘖节和叶片POD活性均表现为不镇压处理高于镇压处理;石麦12分蘖节和叶片POD活性表现不同,在越冬期开始前后的表现也不同。在2013-2014年度冬前不灌溉条件下,石麦12的POD活性表现为镇压处理高于不镇压处理。在同样镇压或不镇压条件下,2个品种在最低温度期间(12月20日和1月12日)灌溉处理的POD活性一般高于不灌溉的。 镇压和冬灌对冬小麦各器官MDA含量的影响因品种而异。在同一灌溉条件下,石麦12镇压的叶片和分蘖节MDA含量一般高于不镇压的;石新828则为不镇压的高于镇压的。灌溉与不灌溉之间比较可以看出,在同一镇压条件下,12月20日石麦12灌溉的MDA含量高于不灌溉的;石新828灌溉与否的MDA含量则因器官和镇压与否而异。小麦各器官可溶性糖含量和淀粉含量在12月7日达最大值,之后下降。冬前灌溉处理分蘖节和叶片的可溶性糖含量降低,而播种后镇压对2个小麦品种可溶性糖含量的影响有所不同。石新828分蘖节的淀粉含量为不镇压的高于镇压的,石麦12分蘖节和叶片为镇压的高于不镇压的。冬灌处理刚进入越冬期时(12月7日)分蘖节和叶片的淀粉含量降低,但之后(12月20日)又有所提高。 通过主成分分析评价各处理的抗寒性可以看出,镇压和灌溉对冬小麦抗寒性的影响存在降水年型和前茬差异。具体表现为,2012-2013年,冬前降水较多且没有秸秆还田,镇压和冬灌不利于小麦抗寒性的提高。2013-2014年,冬前降水少且有秸秆还田,土壤较暄松,镇压和冬灌有利于小麦抗寒性的提高。 冬灌处理起身期、拔节期和开花期的次生根条数减少;越冬以后各时期的总茎数、LAI、干物质积累量都有所降低。镇压使小麦开花前干物质积累量减少,但对成熟期干物质积累量影响不显著,因为开花后光合速率提高,叶绿素SPAD值下降较缓慢,开花后干物质积累量较多。通过Logistic方程模拟籽粒灌浆过程,计算灌浆特征参数表明,播种后镇压和冬灌对小麦籽粒灌浆过程的影响不同。镇压通过延长线性灌浆期持续时间T2和粒重缓增期持续时间T3,从而延长了总的灌浆时间,镇压处理的千粒重提高。冬前灌溉通过提高线性灌浆期籽粒灌浆速率P2和粒重缓增期籽粒灌浆速率P3而提高了总的灌浆速率,最终千粒重提高。播后镇压处理的单位面积穗数降低,但由于穗粒数和千粒重提高,镇压与不镇压的产量差异不显著。冬前灌溉处理的产量有降低的趋势,但差异不显著。冬灌后产量降低的主要原因是穗数和穗粒数减少,尤其是穗粒数减少显著。因此尽管千粒重显著高于不冬灌的,但产量仍较低。 冬灌和镇压处理的开花期和成熟期的干物质积累量、开花前营养器官干物质的转移量、转移效率及对籽粒总干重的贡献率都有所降低,但籽粒中开花后的干物质积累量增加。冬灌条件下2个品种开花期氮素总积累量及叶片、茎鞘、穗的氮素积累量都降低。与不冬灌相比,冬灌的小麦开花前营养器官中的氮素向籽粒的转移量和贡献率降低,开花后籽粒氮素积累量和开花后积累氮素的贡献率提高。镇压处理2个品种开花前营养器官的转移量、转移效率和贡献率降低,但是促进开花后的积累量和开花后的贡献率。由于开花后氮素积累较多的补偿效应,成熟期籽粒氮素积累量差异不显著。冬灌处理2个品种的水分利用效率降低。冬灌对小麦氮素利用效率的影响因品种而不同,镇压对小麦氮素利用效率的影响较小。 综合上述可见,基于长时段天气的难预测性,从防寒保苗的角度来说,冬灌仍然应该作为一项有效措施。但单就提高产量和水分利用效率而言,在播种后土壤水分充足的条件下,以不灌越冬水更为有利。但为了预防冻害,在有秸秆的地块要配合播种后镇压措施,减缓冬季低温和温度剧烈变化对小麦的不利影响。