覆膜栽培对旱地小麦籽粒产量及硫含量的影响

罗来超 王朝辉,2,* 惠晓丽 张 翔 马清霞 包 明赵 岳 黄 明 王 森



覆膜栽培对旱地小麦籽粒产量及硫含量的影响

罗来超1王朝辉1,2,*惠晓丽1张 翔1马清霞1包 明1赵 岳1黄 明1王 森1

1西北农林科技大学资源环境学院/ 农业部西北植物营养与农业环境重点实验室, 陕西杨凌 712100;2西北农林科技大学 / 旱区作物逆境生物学国家重点实验室, 陕西杨凌 712100

研究并明确旱地覆膜栽培对冬小麦籽粒产量、硫吸收累积和转运及籽粒硫含量的影响, 调控作物硫营养, 提高籽粒硫含量和营养品质, 对旱地小麦高产优质栽培有重要意义。2014—2015和2015—2016两年在西北三省七点进行田间试验, 比较不覆膜(传统平作栽培)和覆膜(垄覆沟播或全膜覆土穴播)栽培模式的小麦生物量、产量、产量构成, 以及籽粒硫含量和硫吸收利用。与不覆膜相比, 覆膜栽培提高了小麦穗数, 使籽粒产量提高13.7%, 但籽粒硫含量却降低9.0%。覆膜栽培能提高旱地小麦开花期地上部硫累积量, 茎叶、穗和地上部硫累积总量分别提高19.9%、16.1%和19.2%, 并使花后硫转运量和转运率提高36.2%和17.9%, 但开花期土壤有效硫却因覆膜降低24.5%, 花后硫吸收也降低77.9%, 结果使成熟期地上部硫累积总量和硫收获指数未因覆膜而增加。籽粒硫吸收量没能随产量同步提高, 致使籽粒硫含量因籽粒产量增加引起的稀释效应而降低。因此, 在西北旱地小麦覆膜栽培中要注意加强土壤硫的补充, 改善旱地小麦籽粒硫营养, 提高小麦的营养和加工品质。

旱地; 地表覆盖; 硫素吸收; 硫素累积; 硫素转运与分配; 籽粒品质

旱地面积约占世界耕地的80%, 提供60%的粮食供给[1]。据统计, 21世纪末旱地面积将增加23%, 其中78%在发展中国家[2]。我国西北旱地是典型雨养农作区, 种植面积达1.6亿公顷[3]。这些地区降水数量少且分配不均, 常年降水量在300~600 mm, 主要(70%以上)集中在7月至9月。为最大限度地保蓄降水和提高作物对土壤水分的吸收和利用效率, 覆膜栽培得到广泛应用[4-6]。研究表明, 覆膜栽培可增加旱地麦田播前土壤贮水量35~72 mm[7-8]和作物水分利用效率0.2~1.0 kg hm-2mm[9-10]。同时覆膜能有效提高耕层土壤温度2~9ºC[11-12], 改善作物苗期农田微环境, 使出苗提前, 生育期延长[13-14], 促进籽粒发育和灌浆。此外, 覆膜也显著增加土壤微生物数量, 可分别提高细菌、真菌和放线菌16.3%~ 22.6%、29.3%和19.7%~58.0%[15-16], 促进土壤养分活化和作物有效吸收, 提高作物养分利用率和产量[17-18]。在西北旱区, 小麦生育期覆膜的增产效果非常明显, 甘肃、陕西和山西的试验表明增产率可分别达55.4%[19]、28.5%[20]和11.7%[9]。

小麦是我国的主要粮食作物, 每年生产1260万吨小麦产品[21], 随着人们生活水平不断提高, 食品加工业迅速发展, 小麦品质也显得越来越重要。硫是作物必需的第四大矿质营养元素, 也是含硫蛋白质的重要组分, 对小麦籽粒蛋白质积累及品质改善有重要作用[22-23]。Zhao等[24-25]的多点研究表明, 籽粒硫含量在1.2~1.9 mg g-1之间, 硫含量每增加1 mg g-1, 面团延伸距离增加5 cm, 面包体积会增加237 mL; 白金顺等[26]试验表明, 小麦籽粒硫含量每增加1 mg g-1, 蛋白质含量增加1.7%。小麦生育期内, 土壤水分条件影响作物吸收和利用土壤营养元素, 硫元素也不例外。刘超等[27]报道, 华北平原冬小麦拔节期灌水75 mm, 籽粒吸硫量提高19.3%。籽粒硫来源于花前营养器官累积和花后吸收。在澳大利亚新南威尔士州的研究发现, 籽粒硫48%来自开花前累积[28]。在中国山东灌区的试验表明, 小麦籽粒硫34.5%来自花前营养器官积累, 65.5%来自花后吸收[29]。在中国河南的试验表明, 拔节和开花期灌水使穗轴和颖壳的硫含量增加47.6%~55.0%[30]。目前, 尚缺乏土壤水分对作物硫吸收与利用影响的系统研究, 尤其在旱地雨养条件下。

西北旱地覆膜栽培改变了土壤水分状况, 促进了作物产量提升, 但尚不清楚对作物硫含量及硫吸收利用的影响。2014—2015和2015—2016年度, 本课题组通过在山西、陕西和甘肃的多点田间试验, 研究了覆膜栽培对冬小麦籽粒产量、硫吸收累积和转运及籽粒硫含量的影响, 为旱地小麦高产优质栽培提供理论依据和技术支持。

1 材料与方法

1.1 田间试验设计

选择黄土高原典型雨养区的3个省份7个试验点(34º43′~36º23′N, 107º07~111º35′E, 海拔500~1760 m), 即山西闻喜县桐城镇和洪洞县刘家垣镇, 陕西永寿县御驾宫镇和长武县丁家镇, 甘肃清水县永清镇、通渭县常河镇和平襄镇。试验区域属半湿润易旱区, 年均气温7.4~14.0°C, 降雨量550 mm, 其中夏闲期(7月至9月)的降雨量占全年的60%~70%, 自然降水是农业的唯一水源。农业生产一年一熟制, 主要作物为小麦。各试验点小麦生育期和夏闲期的雨量分布见图1, 试验田块0~20 cm土壤的基本理化性质见表1。

田间试验采用裂区设计, 主区为栽培模式, 副区为施肥处理, 小区面积40~470 m2, 重复3~4次。主区包括不覆膜和覆膜两种模式。其中, 不覆膜为当地农户传统栽培方式, 常规平作, 机械条播, 行距20 cm, 小麦收获后秸秆全部移走, 雨后机械深翻30~40 cm, 夏闲期地表裸露。覆膜栽培又分为垄覆沟播(山西、陕西)和全膜覆土穴播(甘肃)。其中, 垄覆沟播为播前起垄覆膜播种, 垄高8 cm、垄宽30 cm、沟宽30 cm, 垄上覆地膜, 膜宽40 cm、厚0.008 mm, 垄沟内种植2行小麦, 行距20 cm, 小麦收获后秸秆还于垄沟内, 夏闲期不翻耕、不揭膜, 以蓄水保墒; 下季小麦播前的9月初揭膜、清理残膜、深翻整地; 全膜覆土穴播为平作不起垄, 地面全部覆膜, 膜宽120 cm、厚0.008 mm, 膜上铺1 cm厚的土壤, 用穴播机播种, 行距20 cm、穴距15 cm、每穴播8~10粒种子, 小麦收获后秸秆均匀覆盖在膜面上, 夏闲期不翻耕、不揭膜, 以蓄水保墒; 小麦播前的9月初揭膜、清理残膜、旋耕。供试品种为当地主栽高产品种, 播种量和播种日期见附表1。小麦生育期内无灌溉, 其他田间管理与当地农户一致。

图1 各试验点全年降雨量在夏闲期和小麦生育期的分布

试验共7个试验点，分别是山西省(SX)的桐城(TC)和刘家垣(LJY), 陕西省(SAX)的御驾宫(YJG)和丁家(DJ)，甘肃省(GS)的永清(YQ)、常河(CH)和平襄(PX)。A: 2014–2015冬小麦生长季；B: 2015–2016冬小麦生长季。

The seven experimental locations were Tongcheng (TC) and Liujiayuan (LJY) of Shanxi province (SX), Yujiagong (YJG) and Dingjia (DJ) of Shaanxi province (SAX), and Yongqing (YQ), Changhe (CH) and Pingxiang (PX) of Gansu province (GS). A: the winter wheat growing season of 2014–2015; B: the winter wheat growing season of 2015–2016.

表1 各试验点冬小麦播前耕层0~20 cm土壤基础肥力

除御驾宫和丁家测定有效硫含量的土壤样品为2014年9月冬小麦播前取样外, 其他土壤样品均为2015年小麦开花期取样。

Soil samples were collected at anthesis stage in 2015 except those collected from YJG and DJ for measuring available sulfur (S) in September 2014 (before wheat sowing). Experimental locations are abbreviated to the same as those in Fig. 1.

在山西桐城, 施磷(P2O5) 150 kg hm-2的基础上设120、150 kg hm-2两个施氮(N)水平; 在山西刘家垣, 氮(N)、磷(P2O5)和钾(K2O)用量分别为60、60和37.5 kg hm-2。在陕西御驾宫, 施P2O5100 kg hm-2的基础上设0、60、120、180和240 kg hm-25个N水平; 在陕西丁家, N和P2O5用量分别为150 kg hm-2和105 kg hm–2。在甘肃永清和甘肃常河, 均施N 150 kg hm-2和P2O5120 kg hm-2; 在甘肃平襄, 施P2O5120 kg hm–2的基础上设90、120和150 kg hm-23个施氮水平。所有肥料均作基肥于播前结合旋耕一次施用。

1.2 小麦生物量与产量测定方法

于小麦开花期和成熟期采集植物样品, 采样日期见附表1。在每个小区内避开边行, 随机抽取100穗的植株, 从分蘖节基部剪掉根系, 地上部再分成若干器官样品, 其中开花期分茎叶和穗两部分, 分别称鲜重; 成熟期分为茎叶、颖壳和籽粒, 风干后分别称重。取每器官样品50 g, 其中茎叶剪成0.5~1.0 cm小段, 用自来水快速清洗2~3次, 去离子水洗2~3次, 105°C杀青30 min, 65~75°C烘至恒重, 然后称干重。先计算单穗植株干重, 再利用单位面积穗数计算各器官生物量和总生物量。

避开边行选取每小区4个1 m2样方, 人工收割, 风干后机械脱粒、称重; 取100~150 g籽粒, 烘干后称取干重, 计算籽粒含水量, 籽粒产量以烘干重表示。用数粒板数1000粒籽粒, 烘干后称千粒重; 随机抽取100穗, 其籽粒烘干重与穗数的比值为穗粒数。

1.3 硫素积累和运转指标测定方法

用组织混合研磨仪、氧化锆罐(MM400, Retsch, Germany)粉碎不同器官的烘干样, 称取籽粒粉碎样0.2 g、茎叶和颖壳粉碎样0.25 g, 利用高通量微波消解仪(Multiwave PRO, Anton Paar, Austria), 以HNO3-H2O2法消解。每个消解罐加HNO35 mL, 120°C预消解30 min, 冷却后加H2O22 mL, 微波消解60 min, 用ICP-MS (ICAP Qc, Thermo Fisher Scientific, USA)测定消解液中的硫含量。每批次消解样中加标准样品(GBW10011-小麦)以校验操作流程。籽粒硫含量以干重表示。

用氯化钙浸提土壤有效硫, 水土比为5∶1, 振荡1 h后过滤, 滤液经双氧水-电热分解有机物后, 加盐酸(1∶4) 1 mL和阿拉伯胶水溶液2 mL, 定容至25 mL, 用硫酸钡比浊法在紫外可见分光光度计(UV-2450, Shimadzu, Japan)上测定透光度。

硫素积累和转运指标计算公式如下, 其中器官硫含量单位为g kg-1, 器官生物量、硫累积量、硫转运量和花后硫吸收单位均为kg hm-2。

器官硫累积量=器官生物量×器官硫含量[31]

花前硫累积量=开花期茎叶硫累积量+开花期穗硫累积量[31]

花后硫转运量=开花期营养器官(茎叶+穗)硫累积量–成熟期营养器官(茎叶+颖壳)硫累积量[29]

硫转运率(%)=花后硫转运量/花前硫累积量×100[32]

硫收获指数(%)=籽粒硫累积量/成熟期地上部硫累积量×100[31]

花后硫吸收=籽粒硫累积量-花后硫转移量[29]

1.4 统计分析

利用SPSS Statistics 22软件进行方差同质性检验, 结果见附表2, 然后运行多因素统计分析程序, 比较各测定指标在两种栽培模式之间的差异显著性(测验), 显著水平为0.05。用SigmaPlot 12.5绘制盒子图。

2 结果与分析

2.1 覆膜栽培降低冬小麦籽粒硫含量

冬小麦籽粒硫含量因地点和栽培模式而异(图2)。覆膜与不覆膜处理的平均籽粒硫含量, 山西分别为1.76 g kg-1和1.98 g kg-1, 陕西为1.66 g kg-1和1.81 g kg-1, 甘肃为1.77 g kg-1和1.92 g kg-1, 三省平均为1.71 g kg-1和1.88 g kg-1; 总体来看, 在山西、陕西和甘肃, 覆膜处理的小麦籽粒硫含量比不覆膜处理分别低11.1%、8.3%和7.8%, 三省平均降低9.0%。不同年份各地覆膜小麦籽粒硫含量也降低, 其中2014—2015年度三省的下降百分率依次为8.7%、8.4%和11.3%, 2015—2016年度依次为13.0%、8.2%和9.3% (附表3)。

2.2 覆膜栽培增加冬小麦生物量和籽粒产量

与不覆膜相比, 陕西和甘肃覆膜小麦分别增产8.5%和28.6%, 山西无显著增加(图3)。三省平均的覆膜与不覆膜产量分别为5246 kg hm-2和4612 kg hm-2, 覆膜提高13.7%。不同年份分析表明, 2015年山西和陕西覆膜小麦产量分别提高17.2%和15.5%, 甘肃增产不显著, 但三省平均提高12.3%; 2016年甘肃提高77.2%, 山西、陕西均无显著差异, 平均提高14.0% (附表3)。

图2 覆膜栽培对小麦籽粒硫含量的影响

盒内黑色实线和红色虚线分别表示中位数和平均数; 盒子的上、下边缘线分别表示数据集的75%和25%分位数; 上、下T形棒分别表示95%和5%分位数; “·”代表小于5%或大于95%分位数的数据; “*”表示同一地点覆膜与不覆膜2种栽培模式间差异显著(< 0.05)。

The median and mean values are marked with the solid and red dashed lines inside the box, respectively. The lower and upper edges of the box represen10:43 2018/6/19t the 25th and 75th percentile, respectively. The lower and upper T-bars represent the 5th and 95th percentile, respectively. The symbols “·” above and below the box represent the <5th and >95th percentile of all data, respectively. Significant difference (< 0.05) between no mulching and plastic film mulching treatments in one location is marked with * above a pair of boxes.

三省覆膜小麦生物量依次分别提高12.6%、8.2%和27.4%, 平均提高13.7% (图3)。2015年山西和陕西生物量分别提高18.1%和12.4%, 甘肃无显著增加, 三省平均提高12.2%; 2016年仅甘肃提高59.1%, 山西和陕西无显著提高, 三省平均提高15.4% (附表3)。

山西覆膜小麦的收获指数降低4.1%, 陕西、甘肃及三省平均均无显著变化(图3)。2015年甘肃的收获指数降低4.1%; 2016年山西降低6.9%, 甘肃则提高11.2%。在不同年份, 三省覆膜与不覆膜的平均收获指数差异也不显著(附表3)。

可见, 虽然增产的效果因地点和年份而异, 但在西北旱地覆膜栽培可以提高小麦产量和生物量, 但对收获指数无显著影响。

2.3 覆膜栽培提高冬小麦单位面积穗数

总体来看, 覆膜对旱地小麦的穗粒数和千粒重没有显著影响, 却使小麦的穗数显著提高。山西和陕西覆膜小麦穗数提高13.5%和12.6%, 甘肃无显著差异, 三省平均提高9.2% (图4)。覆膜对旱地小麦产量构成要素的影响也因地区和年份而异。与不覆膜相比, 2015年山西覆膜小麦穗数提高13.8%, 穗粒数无显著变化, 千粒重提高5.8%, 陕西覆膜小麦穗数提高16.5%, 穗粒数和千粒重均无显著差异, 甘肃覆膜小麦产量构成要素均无显著差异, 三省平均穗数提高11.8%, 穗粒数和千粒重无显著差异; 2016年山西覆膜小麦穗数提高13.0%, 穗粒数则降低13.5%, 千粒重无显著差异, 陕西覆膜小麦穗数提高8.0%, 穗数和千粒重无显著差异, 甘肃除穗粒数提高62.5%外, 穗数和千粒重均无显著差异, 三省平均仅穗数提高6.8%, 穗粒数和千粒重则无显著差异(附表4)。

2.4 覆膜栽培降低开花期土壤有效硫含量

与不覆膜相比, 山西和甘肃覆膜小麦开花期土壤有效硫含量分别降低36.1%和18.8%, 陕西无显著降低。覆膜与不覆膜土壤的三省平均有效硫含量分别为16.05和21.26 mg kg-1, 覆膜降低24.5%(图5)。不同年份分析表明, 2015年山西和甘肃分别降低33.0%和26.7%, 陕西无显著降低, 三省平均降低25.4%; 2016年山西降低39.3%, 陕西和甘肃均无显著降低, 平均降低27.6% (附表5)。

2.5 覆膜栽培提高开花期小麦地上部硫累积量

栽培模式对开花期小麦地上不同部位硫累积量影响显著(图6)。与不覆膜相比, 山西覆膜小麦茎叶硫累积量提高18.3%, 穗部硫累积量无显著增加, 地上部硫累积总量提高16.2%, 陕西分别提高18.4%、18.5%和18.4%, 甘肃提高25.4%、19.3%和24.1%, 三省平均提高19.9%、16.1%和19.2%。

不同年份的结果表明, 2015年山西覆膜小麦茎叶、穗和地上部硫累积总量分别提高29.6%、34.1%和11.5%, 陕西分别提高26.6%、26.4%和27.4%, 甘肃无显著增加, 三省平均分别提高22.5%、24.7%和13.9%; 2016年甘肃分别提高40.1%、38.1%和48.6%, 陕西除地上部硫累积总量提高10.0%外, 茎叶和穗硫累积量无显著增加, 山西三者亦无显著增加, 三省平均分别提高16.2%、15.6%和18.1% (附表5)。可见, 虽然地点间有差异, 但覆膜栽培能显著提高旱地小麦开花期各器官及地上部硫累积总量。

图3 覆膜栽培对小麦产量、生物量和收获指数的影响

盒内黑色实线和红色虚线分别表示中位数和平均数; 盒子的上、下边缘线分别表示数据集的75%和25%分位数; 上、下T形棒分别表示95%和5%分位数; “·”代表小于5%或大于95%分位数的数据; “*”表示同一地点覆膜与不覆膜两种栽培模式间差异显著(< 0.05)。

The median and mean values are marked with the solid and red dashed lines inside the box, respectively. The lower and upper edges of the box represent the 25th and 75th percentile, respectively. The lower and upper T-bars represent the 5th and 95th percentile, respectively. The symbols “·” above and below the box represent the <5th and >95th percentile of all data, respectively. Significant difference (< 0.05) between no mulching and plastic film mulching treatments in one location is marked with * above a pair of boxes.

图4 覆膜栽培对小麦穗数、穗粒数和千粒重的影响

盒内黑色实线和红色虚线分别表示中位数和平均数; 盒子的上、下边缘线分别表示数据集的75%和25%分位数; 上、下T形棒分别表示95%和5%分位数; “·”代表小于5%或大于95%分位数的数据; “*”表示同一地点覆膜与不覆膜两种栽培模式间差异显著(< 0.05)。

The median and mean values are marked with the solid and red dashed lines inside the box, respectively. The lower and upper edges of the box represent the 25th and 75th percentile, respectively. The lower and upper T-bars represent the 5th and 95th percentile, respectively. The symbols “·” above and below the box represent the <5th and >95th percentile of all data, respectively. Significant difference (< 0.05) between no mulching and plastic film mulching treatments in one location is marked with * above a pair of boxes.

图5 覆膜栽培对冬小麦开花期0~20 cm土壤有效硫含量的影响

盒内黑色实线和红色虚线分别表示中位数和平均数; 盒子的上、下边缘线分别表示数据集的75%和25%分位数; 上、下T形棒分别表示95%和5%分位数; “·”代表小于5%或大于95%分位数的数据; “*”表示同一地点覆膜与不覆膜两种栽培模式间差异显著(< 0.05)。

The median and mean values are marked with the solid and red dashed lines inside the box, respectively. The lower and upper edges of the box represent the 25th and 75th percentile, respectively. The lower and upper T-bars represent the 5th and 95th percentile, respectively. The symbols “·” above and below the box represent the <5th and >95th percentile of all data, respectively. Significant difference (< 0.05) between no mulching and plastic film mulching treatments in one location is marked with * above a pair of boxes.

2.6 覆膜栽培不影响成熟期小麦地上部硫累积量和硫收获指数

总体来看, 覆膜对成熟期小麦地上部硫积累量无显著影响。与不覆膜相比, 仅甘肃覆膜小麦茎叶和地上部硫累积总量提高19.8%和22.9%, 山西和陕西覆膜小麦茎叶、颖壳、籽粒和地上部硫累积总量均无显著提高(图7)。从不同年份各地结果来看, 2015年山西、陕西、甘肃和三省平均各器官和地上部硫累积总量均无显著差异; 2016年山西覆膜小麦除籽粒硫累积量降低12.9%外, 茎叶、颖壳和地上部硫累积总量无显著差异, 陕西各器官和地上部硫累积总量均无显著差异, 甘肃覆膜小麦茎叶、颖壳、籽粒和地上部硫累积总量分别提高44.3%、29.3%、50.6%和46.2%, 三省小麦各器官和地上部硫平均累积总量均无显著增加(附表6)。

覆膜栽培小麦的硫收获指数除山西降低4.9%外, 陕西、甘肃无显著变化, 三省平均覆膜与否也无显著差异, 平均分别为49.0%和48.7% (图7)。不同年份之间, 也只有山西2016年的覆膜小麦硫收获指数降低(附表7)。

可见, 覆膜栽培对旱地小麦成熟期各器官及地上部硫累积总量和硫收获指数无显著影响。

2.7 覆膜栽培提高小麦花后硫素转运

栽培模式显著影响旱地冬小麦花后的硫素转运(图8)。与不覆膜相比, 山西覆膜小麦硫转运量和转运率分别提高24.9%和17.2%; 陕西分别提高54.0%和34.1%; 甘肃小麦仅转运量提高22.0%, 三省平均分别提高36.2%和17.9%。不同年份分析表明, 2015年陕西覆膜小麦硫转运量和转运率分别提高70.3%和35.5%, 山西、甘肃无显著增加, 三省平均提高49.6%和25.5%; 2016年除山西无明显变化外, 陕西分别提高34.4%和41.8%, 甘肃仅硫转运量提高38.3%, 三省平均提高25.0%和12.5% (附表7)。

图6 覆膜栽培对冬小麦开花期茎叶、穗和地上部硫累积量的影响

盒内黑色实线和红色虚线分别表示中位数和平均数; 盒子的上、下边缘线分别表示数据集的75%和25%分位数; 上、下T形棒分别表示95%和5%分位数;“·”代表小于5%或大于95%分位数的数据; “*”表示同一地点覆膜与不覆膜两种栽培模式间差异显著(< 0.05)。

The median and mean values are marked with the solid and red dashed lines inside the box, respectively. The lower and upper edges of the box represent the 25th and 75th percentile, respectively. The lower and upper T-bars represent the 5th and 95th percentile, respectively. The symbols “·” above and below the box represent the <5th and >95th percentile of all data, respectively. Significant difference (< 0.05) between no mulching and plastic film mulching treatments in one location is marked with * above a pair of boxes.

图7 覆膜栽培对冬小麦成熟期茎叶、颖壳、籽粒和地上部硫累积量及硫收获指数的影响

盒内黑色实线和红色虚线分别表示中位数和平均数; 盒子的上、下边缘线分别表示数据集的75%和25%分位数; 上、下T形棒分别表示95%和5%分位数; “·”代表小于5%或大于95%分位数的数据; “*”表示同一地点覆膜与不覆膜两种栽培模式间差异显著(< 0.05)。

The median and mean values are marked with the solid and red dashed lines inside the box, respectively. The lower and upper edges of the box represent the 25th and 75th percentile, respectively. The lower and upper T-bars represent the 5th and 95th percentile, respectively. The symbols “·” above and below the box represent the <5th and >95th percentile of all data, respectively. Significant difference (< 0.05) between no mulching and plastic film mulching treatments in one location is marked with * above a pair of boxes.

覆膜栽培显著降低冬小麦的花后硫吸收量(图8)。山西小麦花后硫吸收量降低88.8%, 陕西降低79.8%, 甘肃虽降低5.5%, 但差异不显著, 三省平均降低77.9%。2015年三省分别降低36.3%、34.6%和33.1%, 平均降低29.5%; 2016年山西和陕西分别降低9.8%和51.0%, 甘肃无明显变化, 三省平均降低43.2% (附表7)。

可见, 覆膜栽培可提高旱地小麦花后硫转运量和转运率, 降低花后硫吸收。

图8 覆膜栽培对冬小麦硫转运量、转运率和花后硫吸收的影响

盒内黑色实线和红色虚线分别表示中位数和平均数; 盒子的上、下边缘线分别表示数据集的75%和25%分位数; 上、下T形棒分别表示95%和5%分位数; “·”代表小于5%或大于95%分位数的数据; “*”表示同一地点覆膜与不覆膜两种栽培模式间差异显著(< 0.05)。

The median and mean values are marked with the solid and red dashed lines inside the box, respectively. The lower and upper edges of the box represent the 25th and 75th percentile, respectively. The lower and upper T-bars represent the 5th and 95th percentile, respectively. The symbols “·” above and below the box represent the <5th and >95th percentile of all data, respectively. Significant difference (< 0.05) between no mulching and plastic film mulching treatments in one location is marked with * above a pair of boxes.

3 讨论

3.1 覆膜对冬小麦籽粒产量的影响

本试验表明, 覆膜栽培小麦籽粒产量三省平均提高13.7%, 在甘肃表现更为明显, 产量提高58.6%。覆膜栽培能增加耕层土壤温度, 减少作物生育期土壤水分无效损耗, 提高土壤贮水量, 促进作物对水分的吸收和高效利用, 从而提高作物产量[7-10]。从作物的产量构成看增产原因, 在肯尼亚[8]及我国的陕西[33]和甘肃[34]的田间试验结果显示, 覆膜小麦穗数提高38.1%~41.9%, 从而使产量增加53.9%~146.5%。本研究中, 覆膜小麦产量的提高与生物量增加13.7%和穗数增加9.2%有很大关系。但是, 覆膜栽培并不总是提高雨养旱作小麦的产量, 本试验中一些试验点个别年份存在减产的现象, 类似问题也被其他研究者报道过, 如李凤民等[35]在甘肃春小麦覆膜试验中发现减产率为42.5%, 王淑娟等[36]在陕西长期定位试验中也证实个别年份减产可达7.1%。一般认为, 小麦减产的主要原因是覆膜虽改善了耕层水温条件, 但小麦生育前期生长过旺, 耗水量增加, 当后期降水及土壤供水不足时会引起穗发育不良,不孕小花数增多, 灌浆持续时间缩短或受阻等[35,37]。本研究2016年山西桐城试点, 播前底墒不足(夏闲期降水仅95 mm), 在低施氮量(120 kg N hm-2)条件下, 覆膜小麦穗粒数和收获指数降低, 籽粒产量下降8.4%, 这与孟晓瑜等[38]在陕西杨凌的研究结果一致。本研究2015年甘肃平襄试点, 播前底墒较好(夏闲期降水204 mm), 施氮量120 kg N hm-2和150 kg N hm-2时, 冬前和拔节前期地上部生物量大量增加, 致使拔节后期与花后土壤供水不足, 分蘖大量死亡, 成穗率降低, 最终减产。可见, 覆膜栽培虽是西北旱地蓄水保墒增产的有效措施, 但也有减产风险。

3.2 覆膜对冬小麦籽粒硫含量的影响

本研究发现, 覆膜栽培显著降低了小麦籽粒硫含量。与不覆膜相比, 开花期茎叶、穗和地上部硫累积总量分别提高19.9%、16.1%和19.2%, 说明覆膜栽培并不影响开花期地上部硫的累积。分析原因首先可能是由于覆膜改善了土壤水分和养分条件, 促进了土壤养分活化[39-41]; 覆膜还能促进根系发育, 使分蘖期和孕穗期小麦根系长度分别提高22.6%和5.0%, 开花期根干重提高18.4%[42], 从而促进作物对养分的吸收利用和生长发育。同位素标记34S试验发现, 籽粒中的硫14%来自出苗–拔节期, 30%来自拔节期–挑旗期, 6%来自挑旗–开花期地上部的硫累积, 即花前累积对小麦籽粒硫贡献占50%[43]。王东和于振文[29]在山东的田间试验也发现, 开花期叶片和穗的硫累积量与转运量呈显著正相关, 单茎叶片和穗每增加1 mg硫累积量, 硫转运量相应提高0.16~0.17 mg和0.09~0.15 mg。因此, 在覆膜改善土壤水分和温度下, 小麦花前硫累积状况并不是籽粒硫累积的限制因素, 甚至还得到加强, 能为花后向籽粒转运和累积提供更多的硫源; 覆膜栽培条件下, 花后地上部硫转运量和转运率显著提高36.2%和17.9%, 对保证籽粒硫累积有积极作用。另外, 覆膜小麦硫收获指数无显著变化, 也说明覆膜也没有影响地上部硫向籽粒的分配。

覆膜对旱地小麦成熟期籽粒的硫累积总量无显著影响, 而籽粒产量提高13.7%, 稀释效应使籽粒硫含量(籽粒硫吸收量和籽粒产量的比值)下降9.0%。为什么籽粒硫吸收量没有随其产量同步提高？比较两种栽培模式的花后硫吸收, 发现覆膜栽培模式下尽管具有较高的花后硫转运量和转移率, 但花后硫吸收显著降低。山西、陕西和三省覆膜小麦花后平均硫吸收量分别为0.38、0.82和0.62 kg hm–2, 比不覆膜低88.8%、79.8%和77.9%, 下降非常明显。花后硫吸收对籽粒硫的贡献不可忽视, 正常情况下籽粒应有50%以上来自花后吸收[28,43]。但本试验条件下, 覆膜栽培小麦籽粒硫仅有5.4%来源于花后吸收。因此, 覆膜降低了小麦花后或灌浆期对硫的吸收, 是引起籽粒硫含量下降的主要原因。另外, 土壤有效硫对作物硫素营养及生长发育至关重要。在东北地区连续18年覆膜种植玉米, 0~20 cm土层有效硫较不覆膜降低4.3%, 20~40 cm土层有效硫降低32.7%[44]。本研究也表明, 开花期覆膜耕层土壤有效硫含量与不覆膜相比, 降低5.21 mg kg–1, 降幅为24.5%, 说明开花期土壤有效硫减少, 供硫不足, 应是花后小麦硫吸收减少的原因。覆膜后土壤有效硫降低的原因首先是覆膜在改善土壤水分和养分的基础上, 促进花前地上部对土壤硫的吸收和累积, 在无硫肥投入, 归还量减少情况下, 导致土壤硫含量下降; 其次是硫酸根不易被土壤胶体吸附, 易淋失或累积在深层土壤中, 表层土壤有效硫含量下降[45-46], 不利于作物花后或灌浆期间有效地吸收利用。有关覆膜后土壤硫的淋失和累积以及有效形态转变有待进一步研究。

本试验中三省试验田块耕层土壤有效硫含量平均为17.3 mg kg–1, 远低于华东平原和东北平原的42.4~61.0 mg kg-1[31,47], 属于缺硫或潜在性缺硫地区, 覆膜会引起花后土壤有效硫降低, 影响作物硫吸收利用。因此, 旱地小麦覆膜栽培中要注意加强对土壤硫的补充, 改善小麦籽粒硫营养, 提高小麦的营养和加工品质。

4 结论

覆膜栽培可以提高旱地小麦生物量和籽粒产量, 却降低了小麦籽粒硫含量。覆膜促进小麦开花前各器官和地上部硫累积及其在花后向籽粒的转运, 却降低了开花期耕层土壤有效硫含量和花后硫吸收, 导致覆膜小麦籽粒硫含量降低。因此, 在西北旱地小麦覆膜栽培中要注意加强土壤硫的补充, 以改善旱地小麦籽粒硫营养, 提高小麦的营养品质和加工品质。

致谢:感谢山西农业大学农学院高志强教授、孙敏教授和资源环境学院谢英荷教授和李廷亮副教授，甘肃农业大学农学院柴守玺教授和常磊副教授，甘肃农业科学院小麦研究所鲁清林研究员和白玉龙助理研究员在试验样品采集方面提供的支持与帮助。

附表 请见网络版: 1) 本刊网站http://zwxb.china- crops.org/; 2) 中国知网http://www.cnki.net/; 3) 万方数据http://c.wanfangdata.com.cn/Periodical-zuowxb. aspx。

[1] Singh S P, Singh B, Kumar U. Water management strategies for achieving food security., 2013, 5: 423–428

[2] Huang J P, Yu H P, Guan X D, Wang G Y, Guo R X. Accelerated dryland expansion under climate change., 2016, 6: 166–171

[3] Li S X, Xiao L. Distribution and management of drylands in the People’s Republic of China., 1992, 18: 148–293

[4] 李生秀. 中国旱地农业. 北京: 中国农业出版社, 2004 Li S X. Dryland Agriculture in China. Beijing: China Agriculture Press, 2004 (in Chinese)

[5] Xie Z K, Wang Y J, Li F M. Effect of plastic mulching on soil water use and spring wheat yield in arid region of northwest China., 2005, 75: 71–83

[6] Wang Y J, Xie Z K, Malhi S S, Vera C L, Zhang Y B, Wang J N. Effects of rainfall harvesting and mulching technologies on water use efficiency and crop yield in the semi-arid Loess Plateau, China., 2009, 96: 374–382

[7] 薛澄, 王朝辉, 李富翠, 赵护兵, 周玲, 李小涵. 渭北旱塬不同施肥与覆盖栽培对冬小麦产量形成及土壤水分利用的影响. 中国农业科学, 2011, 44: 4395–4405 Xue C, Wang Z H, Li F C, Zhao H B, Zhou L, Li X H. Effects of different fertilization and mulching cultivation methods on yield and soil water use of winter wheat on Weibei dryland., 2011, 44: 4395–4405 (in Chinese with English abstract)

[8] Wang J Y, Mo F, Nguluu S N, Zhou H, Ren H X, Zhang J, Ariuki C W, Gicheru P, Kavaji L, Xiong Y C, Li F M. Exploring micro-field water-harvesting farming system in dryland wheat (L.): an innovative management for semiarid Kenya., 2016, 196: 207–218

[9] 张萌, 孙敏, 高志强, 赵红梅, 李光, 任爱霞, 郝兴宇, 杨珍平. 旱地麦田休闲期覆盖保水与植株氮素运转及产量的关系. 应用生态学报, 2016, 27: 117–124 Zhang M, Sun M, Gao Z Q, Zhao H M, Li G, Ren A X, Hao X Y, Yang Z P. Relationship of water conservation through mulching in fallow period with wheat nitrogen transportation and crop yield in dryland., 2016, 27: 117–124 (in Chinese with English abstract)

[10] 黄明, 王朝辉, 罗来超, 王森, 包明, 何刚, 曹寒冰, 刁超朋, 李莎莎. 膜侧施肥对旱地小麦产量、籽粒蛋白质含量和水分利用效率的影响. 作物学报, 2017, 43: 899–911 Huang M, Wang Z H, Luo L C, Wang S, Bao M, He G, Cao H B, Diao C P, Li S S. Effects of ridge mulching with side-dressing on grain yield, protein content and water use efficiency in dryland wheat., 2017, 43: 899–911 (in Chinese with English abstract)

[11] Li Y S, Wu L H, Zhao L M, Lu X H, Fan Q L, Zhang F S. Influence of continuous plastic film mulching on yield, water use efficiency and soil properties of rice fields under non-flooding condition., 2007, 93: 370–378

[12] Wang F X, Feng S Y, Hou X Y, Kang S Z, Han J J. Potato growth with and without plastic mulch in two typical regions of northern China., 2009, 110: 123–129

[13] Li F M, Guo A H, Wei H. Effects of clear plastic film mulch on yield of spring wheat., 1999, 63: 79–86

[14] 杜雄, 张维宏, 张永升, 曹彩云, 李科江. 晚冬早春田间阶段性覆膜增温促进冬小麦产量提高. 作物学报, 2016, 42: 1530–1540 Du X, Zhang W H, Zhang Y S, Cao C Y, Li K J. Artificial warming from late winter to early spring by phased plastic mulching increases grain yield of winter wheat., 2016, 42: 1530–1540 (in Chinese with English abstract)

[15] 陈锡时, 郭树凡, 汪景宽, 张键. 地膜覆盖栽培对土壤微生物种群和生物活性的影响. 应用生态学报, 1998, 9: 435–439 Chen X S, Guo S F, Wang J K, Zhang J. Effects of mulching cultivation with plastic film on soil microbial population and biological activity., 1998, 9: 435–439 (in Chinese with English abstract)

[16] 林英杰, 李向东, 周录英, 李宝龙, 赵华建, 高芳, 张佳蕾. 花生不同种植方式对田间土壤微环境和产量的影响. 水土保持学报, 2010, 24: 131–135 Lin Y J, Li X D, Zhou L Y, Li B L, Zhao H J, Gao F, Zhang J L. Effects of different peanut planting patterns on field soil microenvironment and pot yield, 2010, 24: 131–135 (in Chinese with English abstract)

[17] 卜玉山, 苗果园, 周乃健, 邵海林, 王建程. 地膜和秸秆覆盖土壤肥力效应分析与比较. 中国农业科学, 2006, 39: 1069–1075 Bu Y S, Miao G Y, Zhou N J, Shao H L, Wang J C. Analysis and comparison of the effects of plastic film mulching and straw mulching on soil fertility., 2006, 39: 1069–1075 (in Chinese with English abstract)

[18] Zhou L M, Jin S L, Liu C A, Xiong Y C, Si J T, Gan Y T, Li F M. Ridge-furrow and plastic-mulching tillage enhances maize-soil interactions: Opportunities and challenges in rainfed agriculture., 2011, 126: 181–188

[19] Zhu Y, Lyu G C, Chen Y L, Gong X F, Peng Y N, Wang Z Y, Ren A T, Xiong Y C. Inoculation of arbuscular mycorrhizal fungi with plastic mulching in rainfed wheat: A promising farming strategy., 2017, 204: 229–241

[20] 何刚, 王朝辉, 李富翠, 戴健, 李强, 薛澄, 曹寒冰, 王森, 刘慧, 罗来超, 黄明. 地表覆盖对旱地小麦氮磷钾需求及生理效率的影响. 中国农业科学, 2016, 49: 1657–1671 He G, Wang Z H, Li F C, Dai J, Li Q, Xue C, Cao H B, Wang S, Liu H, Luo L C, Huang M. Nitrogen, phosphorus and potassium requirement and their physiological efficiency for winter wheat affected by soil surface managements in dryland., 2016, 49: 1657–1671 (in Chinese with English abstract)

[21] FAO. FAOSTAT database. Available at http: www.fao.org/faoatat/ en/#data, 2016

[22] 王东, 于振文, 王旭东. 硫素对冬小麦籽粒蛋白质积累的影响. 作物学报, 2003, 29: 878–883 Wang D, Yu Z W. Wang X D. Effects of sulfur on protein accumulation in kernels of winter wheat., 2003, 29: 878–883 (in Chinese with English abstract)

[23] Wieser H, Gutser R, Tucher S V. Influence of sulfur fertilisation on quantities and proportions of gluten protein types in wheat flour., 2004, 40: 239–244

[24] Zhao F J, Hawkesford M J, Mcgrath S P. Sulfur assimilation and effects on yield and quality of wheat., 1999, 30: 1–17

[25] Zhao F J, Salmon S E, Withers P J A, Monaghan J M, Evans E J, Shewry P R, Mcgrath S P. Variation in the breadmaking quality and rheological properties of wheat in relation to sulphur nutrition under field conditions., 1999, 30: 19–31

[26] 白金顺, 曹卫东, 毕军, 李学敏, 杨璐, 高嵩涓, 熊静. 速效硫肥对冬小麦产量、品质和经济效益的影响. 中国农学通报, 2013, 29: 105–110 Bai J S, Cao W D, Bi J, Li X M, Yang L, Gao S J, Xiong J. Effects of rapid release sulphur fertilizer on grain yield, quality and economic for winter wheat., 2013, 29: 105–110 (in Chinese with English abstract)

[27] 刘超, 朱慧杰, 朱云集, 张国钊, 谢迎新. 灌水与施硫对冬小麦产量及水分利用效率的影响. 核农学报, 2014, 28: 2108–2114 Liu C, Zhu H J, Zhu Y J, Zhang G Z, Xie Y X. Effects of irrigation and sulphur application on grain yield and water use efficiency in winter wheat., 2014, 28: 2108–2114 (in Chinese with English abstract)

[28] Hocking P J. Dry-matter production, mineral nutrient concentrations, and nutrient distribution and redistribution in irrigated spring wheat., 1994, 17: 1289–1308

[29] 王东, 于振文. 施氮量对强筋小麦品种济麦20氮硫积累与再分配及籽粒品质的影响. 作物学报, 2007, 33: 1439–1445 Wang D, Yu Z W. Effects of nitrogen application rate on the accumulation and redistribution of nitrogen and sulphur, and grain quality of wheat., 2007, 33: 1439–1445 (in Chinese with English abstract)

[30] 张辉, 朱云集, 田文仲, 谢迎新. 不同灌水条件下施硫对冬小麦碳、氮、硫物质积累及产量的影响. 植物营养与肥料学报, 2011, 17: 838–844 Zhang H, Zhu Y J, Tian W Z, Xie Y X. Effects of sulphur application on accumulations of carbon, nitrogen and sulphur and grain yield of winter wheat under different irrigation conditions., 2011, 17: 838–844 (in Chinese with English abstract)

[31] 王东, 桑晓光, 周杰, 满建国, 谷淑波, 王杰, 相昌芬, 鹿莹. 不同类型冬小麦氮、硫积累分配及利用效率的差异. 中国农业科学, 2010, 43: 4587–4597 Wang D, Sang X J, Zhou J, Man J G, Gu S J, Wang J, Xiang C F, Lu Y. Differences in accumulation and distribution and use efficiency of nitrogen and sulfur in different types of winter wheat., 2010, 43: 4587–4597 (in Chinese with English abstract)

[32] Wang L, Hampe A, Mühling K M, Erley G S A. Sulfur uptake and remobilization are differentially affected by N deficiency in winter oilseed rape cultivars., 2017, 40: 1–8

[33] Li C J, Wen X X, Wan X J, Liu Y, Han J, Liao Y C, Wu W. Towards the highly effective use of precipitation by ridge-furrow with plastic film mulching instead of relying on irrigation resources in a dry semi-humid area., 2016, 188: 62–73

[34] Hu B, Jia Y, Zhao Z H, Li F M, Siddique K H M. Soil P availability, inorganic P fractions and yield effect in a calcareous soil with plastic-film-mulched spring wheat., 2012, 137: 221–229

[35] 李凤民, 鄢珣, 王俊, 李世清, 王同朝. 地膜覆盖导致春小麦产量下降的机理. 中国农业科学, 2001, 34: 330–333 Li F M, Yan X, Wang J, Li S Q, Wang T C. The mechanism of yield decrease of spring wheat resulted from plastic film mulching., 2001, 34: 330–333 (in Chinese with English abstract)

[36] 王淑娟, 田霄鸿, 李硕, 张耀华. 长期地表覆盖及施氮对冬小麦产量及土壤肥力的影响. 植物营养与肥料学报, 2012, 18: 291–299 Wang S J, Tian X H, Li S, Zhang Y H. Effects of long-term surface mulching and N addition on winter wheat yield and soil properties., 2012, 18: 291–299 (in Chinese with English abstract)

[37] García G A, Serrago R A, Dreccer M F, Miralles D J. Post-anthesis warm nights reduce grain weight in field-grown wheat and barley., 2016, 19: 50–59

[38] 孟晓瑜, 王朝辉, 李富翠, 李可懿, 薛澄, 李生秀. 底墒和施氮量对渭北旱塬冬小麦产量与水分利用的影响. 应用生态学报, 2012, 23: 369–375 Meng X Y, Wang Z H, Li F C, Li K Y, Xue C, Li S X. Effects of soil moisture before sowing and nitrogen fertilization on winter wheat yield and water use on Weibei Plain of Loess Plateau., 2012, 23: 369–375 (in Chinese with English abstract)

[39] 李世清, 李凤民, 宋秋华, 王俊. 半干旱地区不同地膜覆盖时期对土壤氮素有效性的影响. 生态学报, 2001, 21: 1519–1526 Li S Q, Li F M, Song Q H, Wang J. Effects of plastic film mulching periods on the soil nitrogen availability in semiarid areas., 2001, 21: 1519–1526 (in Chinese with English abstract)

[40] 李世朋, 蔡祖聪, 杨浩, 汪景宽. 长期定位施肥与地膜覆盖对土壤肥力和生物学性质的影响. 生态学报, 2009, 29: 2489–2498 Li S P, Cai Z C, Yang H, Wang J K. Effects of long-term fertilization and plastic film covering on some soil fertility and microbial properties., 2009, 29: 2489–2498 (in Chinese with English abstract)

[41] Kader M A, Senge M, Majid M A, Ito K. Recent advances in mulching materials and methods for modifying soil environment., 2017, 168: 155–166

[42] Niu J Y, Gan Y T, Huang G B. Dynamics of root growth in spring wheat mulched with plastic film., 2004, 44: 1682–1688

[43] Monaghan J M, Scrimgeour C M, Stein W M, Zhao F J, Evans E J. Sulphur accumulation and redistribution in wheat: a study using stable sulphur isotope ratios as a tracer system., 1999, 22: 831–839

[44] 汪景宽, 田晓婷, 李双异, 石岩, 安婷婷. 长期地膜覆盖及不同施肥处理对棕壤中全硫和有效硫的影响. 土壤通报, 2008, 39: 804–807 Wang J K, Tian X T, Li S Y, Shi Y, An T T. Effects of long-term mulching and fertilization and total sulphur and available sulphur in brown earth., 2008, 39: 804–807 (in Chinese with English abstract)

[45] Farina M P W, Channon P. Acid-subsoil amelioration: II. Gypsum effects on growth and subsoil chemical properties., 1998, 49: 175–180

[46] 樊军, 郝明德. 旱地长期定位施肥土壤剖面中有效硫累积及其影响因素. 植物营养与肥料学报, 2002, 8: 86–90 Fan J, Hao M D. Accumulation of available sulfur in soil profile and effecting factors in a long-term fertilizer experiment of dry land farming., 2002, 8: 86–90 (in Chinese with English abstract)

[47] 许闯, 王松山, 李菊梅, 马义兵, 孙文涛, 罗磊, 张淑贞. 长期施肥对红壤和黑土硫形态演变的影响. 应用生态学报, 2014, 25: 1069–1075 Xu C, Wang S S, Li J M, Ma Y B, Sun W T, Luo L, Zhang S Z. Effects of long-term fertilization on evolution of S forms in a red soil and a black soil., 2014, 25: 1069–1075 (in Chinese with English abstract)

Effects of Plastic Film Mulching on Grain Yield and Sulfur Concentration of Winter Wheat in Dryland of Loess Plateau

LUOLai-Chao1, WANG Zhao-Hui1,2,*, HUIXiao-Li1, ZHANGXiang1, MA Qing-Xia1, BAOMing1, ZHAO Yue1, HUANGMing1, and WANG Sen1

1College of Natural Resources and Environment, Northwest A&F University / Key Laboratory of Plant Nutrition and Agri-environment in Northwest China, Ministry of Agriculture, Yangling 712100, Shaanxi, China;2State Key Laboratory of Crop Stress Biology in Arid Areas / Northwest A&F University, Yangling 712100, Shaanxi, China

Plastic film mulching is popular in dryland wheat production in China and important to understand to effects on grain yield, sulfur (S) accumulation and remobilization, and grain S concentration in high-yield and nutritional-quality wheat production. In the 2014–2015 and 2015–2016 growing seasons, we carried out field experiments in seven locations of three provinces in Northwest China to compare the biomass, grain yield, yield components, grain S concentration, and S uptake and distribution of winter wheat between conventional flat cropping pattern (no mulching) and the ridge mulch with furrow seeding or flat mulching cropping pattern (plastic film mulching). Compared with no mulching pattern, the plastic film mulching pattern showed 13.7% increase of grain yield through higher spike number, but 9.0% decrease of grain S concentration. The S accumulation in stem and leaf, ear, and aboveground plant parts at anthesis increased by 19.9%, 16.1%, and 19.2%, respectively, in plastic film mulching pattern than in no mulching pattern; however, the S remobilization amount and efficiency increased by 36.2% and 17.9%, respectively, during grain filling. Under plastic film mulching pattern, soil available S at anthesis stage decreased by 24.5%, and the S uptake during grain filling greatly declined by 77.9%. As a result, no significant increases in S accumulation of aboveground plant parts at maturity and S harvest index. The grain S concentration decreased owing to the increased grain yield. Therefore, under plastic film mulching pattern in Northwest China, additional S fertilizer should be applied for improving S nutrition and processing quality in dryland wheat.

dryland; soil surface management; sulfur uptake; sulfur accumulation; sulfur remobilization and distribution; grain quality

2017-09-05;

2018-03-20;

2018-04-08.

10.3724/SP.J.1006.2018.00886

王朝辉, E-mail: w-zhaohui@263.net, Tel: 029-87082234

E-mail: luolaichao0106@163.com

本研究由国家公益性行业(农业)科研专项(201303104)和国家现代农业产业技术体系建设专项(CARS-3)资助。

This study was supported by the Special Fund for Agro-scientific Research in the Public Interest of China (201303104) and the China Agriculture Research System (CARS-3).

URL: http://kns.cnki.net/kcms/detail/11.1809.S.20180408.1338.012.html