不同水肥处理对小麦冠层结构、产量和籽粒品质的影响

韩立杰，董伟欣，张月辰

(1.河北广播电视大学，河北 石家庄 050080； 2.河北农业大学 农学院，河北省作物生长调控重点实验室，河北 保定 071001)

小麦(TriticumaestivumL.)是在世界各地广泛种植的3大作物之一，几乎全作食用。小麦产业发展关系国家粮食安全和社会稳定，提高小麦产量一直是相关研究的重点。除培育高产的小麦品种外，探索适宜的栽培管理措施也是小麦增产的一个重要方面。太行山山前平原区是我国小麦的重要种植区域之一，然而该区域水资源匮乏，农田土壤养分不均衡，不利于小麦产量提高；因此，选用抗旱小麦品种，并探索适宜的水肥一体化运筹模式对当地小麦的节水、高产、增效和环境保护等频具意义。

氮肥的合理施用和适宜的灌水次数能够优化小麦群体长势，便于构建合理的冠层结构，提高灌浆速率，进而提高产量和品质。研究表明，在一定范围内，随着施氮量增加，小麦的株高、叶面积指数和冠层截获光合有效辐射均增加，而籽粒产量却呈现先升后降的趋势，最佳施氮量为80～270 kg·hm-2[1]。另有研究表明，在低肥力土壤条件下，施氮量增加能够提高籽粒产量和小麦籽粒的蛋白质含量，但当施氮量超过300 kg·hm-2时，增产效应下降[2]。灌水时期、灌水次数和灌水量亦能影响小麦的产量和品质。白莉萍等[3]研究发现，在小麦生育后期增加灌水次数可提高小麦千粒重，但随着灌水次数和灌水量增加，籽粒蛋白质含量下降。丰明等[4]认为，综合考虑小麦籽粒产量、蛋白质产量和水分有效利用，春5叶露尖(雌雄蕊分化期)和开花期为最佳的灌水时期。

尽管前人已围绕水肥一体化运筹对小麦产量等相关性状的影响做了一些探讨，但关于太行山山前平原区水肥资源配置优化对小麦群体冠层结构、灌浆速率、产量和品质的影响仍缺乏系统性研究。为此，特选取抗旱小麦品种石农086，研究不同水肥处理对其冠层结构、冠层温度、灌浆速率、产量和籽粒品质的影响，探索小麦节水节肥生产条件下水肥的高效利用和高产栽培技术，旨在为当地生产实践提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

于2017—2019年在河北省新乐市木村乡中同村进行2 a的重复性田间试验，2 a数据结果趋势一致，其中，2018—2019年的试验数据较为完整，因此，本文以2018—2019年的试验数据结果为准进行分析。

试验地土壤质地为壤土，前茬作物为玉米，播种前0～20 cm土层的基本理化性状如下：土壤容重1.43 g·cm-3，田间持水量28.86%，有机质17.9 g·kg-1，碱解氮93.9 mg·kg-1，有效磷23.6 mg·kg-1，速效钾86.6 mg·kg-1。

1.2 试验设计

以抗旱品种石农086为试验材料。

试验共设9个处理：W0N0，不施氮，不灌水；W1N150，施纯N 150 kg·hm-2，灌水1次；W1N225，施纯N 225 kg·hm-2，灌水1次；W1N300，施纯N 300 kg·hm-2，灌水1次；W1N375，施纯N 375 kg·hm-2，灌水1次；W2N150，施纯N 150 kg·hm-2，灌水2次；W2N225，施纯N 225 kg·hm-2，灌水2次；W2N300，施纯N 300 kg·hm-2，灌水2次；W2N375，施纯N 375 kg·hm-2，灌水2次。采用随机区组设计，每个处理3次重复。

除W0N0外，各处理均采用基肥+追施的施肥方式。播种前施基肥，N、P2O5、K2O施用量均为105 kg·hm-2，浇底墒水，剩余N量用尿素(N 46%)追施，于小麦拔节期随1次灌水一次性施入。需2次灌水的处理，于开花期第2次灌水(2水)。每次灌水量均为600 m3·hm-2。

2018年10月7日播种，基本苗为390万株·hm-2，2018年11月29日浇灌冻水，2019年6月21日收获。试验小区畦长15 m，宽4.5 m，不同处理间留1 m保护行，防止水分相互渗透，其他管理措施同大田生产。

1.3 测定项目与方法

1.3.1 冠层结构测定

叶面积指数(LAI)和平均叶倾角(MTA)分别于开花后7、14、21、28、35 d的09:00—11:00用LAI-2200C冠层分析仪(美国LI-COR公司)测定。

1.3.2 冠层温度测定

分别于开花后7、14、21、28、35 d的13:00—15:00用Agri-Therm手持式红外测温仪(美国Everest Interscience公司)测定。

1.3.3 灌浆速率测定

在每个小区选择同一天开花、生长一致的50穗挂牌标记，分别于开花后7、14、21、28、35、42 d取5个标记穗，计算灌浆速率(以千粒籽粒计)。

1.3.4 产量测定

成熟后在试验小区内随机选取1 m2收割穗头，脱粒晒干后称重，换算成单位面积(1 hm2)产量。单位面积(1 hm2)穗数由1 m双行的行穗数进行换算。每个小区随机选取5个均匀一致的麦穗(3次重复，共15个麦穗)室内考种，测定穗粒数和千粒重。

1.3.5 籽粒品质测定

籽粒样品研磨后，经H2SO4-H2O2消煮，采用凯氏定氮法测全氮，钼锑抗比色法测全磷，火焰光度法测全钾[5]。用全氮含量乘以指数5.7作为蛋白质含量[6]。可溶性糖和淀粉含量采用蒽酮比色法测定[7]。

1.4 数据统计与分析

采用Excel 2010对试验数据进行整理和作图，利用SPSS 20. 0软件进行数据统计和分析。

2 结果与分析

2.1 不同水肥处理的影响

2.1.1 对小麦冠层结构的影响

从表1可以看出，在不同水肥处理下，随着开花后天数推移，MTA均呈现先降后增的趋势，花后7 d MTA最大，14 d略有下降，但降幅不大，28 d达到最小值，35 d又有所回升。从测定结果的平均值可以看出，随着施氮量增加，MTA逐渐减小，且灌水2次的小于灌水1次的。除W1N150和W1N225的MTA与W0N0差异不显著外，W1N300、W1N375、W2N150、W2N225、W2N300、W2N375的MTA分别较W0N0显著(P<0.05)减小3.39%、4.78%、4.86%、7.62%、9.85%、10.98%。以上结果说明，随着施氮量和灌水次数的增加，MTA逐渐减小。这是因为增施氮肥和增加灌水次数在一定程度上能够提高小麦植株的长势，在长势较好的情况下，小麦冠层结构合理，可以截获更多的光辐射。灌浆中后期MTA逐渐减小，这可能是由叶片面积不断增加并达到最大(根据叶面积指数判断)、叶片伸展度降低导致的，花后35 d MTA再次增大可能是由叶片逐渐失水衰老所致。

表1 不同水肥处理对小麦叶倾角(MTA)的影响

Table 1 Effect of different water and fertilizer treatments on MTA of wheat

处理Treatment花后不同时间的小麦叶倾角Wheat MTA at different time/(°)7 d14 d21 d28 d35 d平均值MeanW0N054.09±0.09 a53.69±1.79 a52.78±0.38 a48.75±0.35 a52.01±0.50 a52.26±2.12 aW1N15053.95±3.08 a53.36±0.46 a52.67±2.11 a48.39±5.09 a51.95±2.97 a52.06±2.19 aW1N22553.23±1.80 ab53.17±0.71 a50.21±0.10 b46.48±1.87 ab51.73±0.84 ab50.96±2.79 abW1N30053.18±0.42 ab53.13±5.16 a50.15±1.05 b46.43±4.06 ab49.54±1.22 abc50.49±2.82 bW1N37553.14±2.25 ab52.83±1.53 a49.36±1.48 bc45.32±2.56 ab48.15±3.06 abc49.76±3.29 bW2N15052.86±0.21 ab50.93±4.98 a47.94±1.19 c46.35±3.68 ab50.51±4.29 abc49.72±2.57 bW2N22551.94±0.11 ab49.31±5.71 a47.65±0.82 c44.46±2.56 ab48.04±3.76 abc48.28±2.71 cW2N30051.51±0.19 ab48.86±2.58 a44.13±0.51 d43.56±2.08 b47.50±0.16 bc47.11±3.32 cdW2N37551.01±0.81 b46.94±1.95 a43.67±0.92 d43.52±1.19 b47.44±2.25 c46.52±3.09 d

同列数据后无相同小写字母的表示差异显著(P<0.05)。下同。

Values within the same column marked without the same letters indicated significant difference atP<0.05. The same as below.

从表2可以看出，在不同水肥处理下，随着开花后天数的推移，LAI均呈现先增后减的趋势，各处理的LAI在花后7 d最小，除W1N150和W2N150处理的LAI与W0N0相比差异不显著外，其余处理均较W0N0显著(P<0.05)增加；花后28 d各处理的LAI达到最大，除W2N300和W2N375处理的LAI较W0N0分别显著(P<0.05)增加21.38%和23.27%外，其余处理与W0N0相比并无显著差异；花后35 d各处理的LAI略有下降。从测定结果的平均值可以看出，随着施氮量增加，LAI逐渐增大，且灌水2次的大于灌水1次的，W1N150、W1N225、W1N300、W1N375、W2N150、W2N225、W2N300、W2N375的LAI分别较W0N0显著(P<0.05)增加7.18%、14.02%、16.86%、18.86%、16.36%、17.86%、21.04%、25.88%。以上结果说明，增加施氮量和灌水次数有利于小麦植株的生长，表现为叶片数和分蘖数增多，使得LAI增大。在灌浆前期和中期，小麦LAI不断增加，以最大限度地利用光能，以利于小麦籽粒灌浆，灌浆后期由于部分叶片开始衰老，LAI开始下降。

2.1.2 对小麦冠层温度的影响

从表3可以看出，随着开花后天数的推移，不同处理下的冠层温度均呈现先增后减的趋势，花后7 d冠层温度最低，之后逐渐升高，在花后28 d达到最高值，花后35 d冠层温度稍有回落，变化趋势与叶面积指数的变化趋势相同。花后7 d，灌水1次和灌水2次处理的冠层温度无显著差异，但花后21 d和28 d，灌水2次处理的冠层温度显著(P<0.05)低于灌水1次。从平均值来看，与W0N0相比，其他处理的冠层温度均显著(P<0.05)降低，W1N150、W1N225、W1N300、W1N375、W2N150、W2N225、W2N300、W2N375分别较W0N0显著降低4.75%、5.27%、5.79%、6.46%、7.87%、9.06%、8.76%、8.24%。灌水1次条件下，随着施氮量增加，冠层温度逐渐降低；但在灌水2次条件下，花后21、28、35 d，W2N225的冠层温度要略低于W2N300和W2N375。以上结果说明，水肥的多少会影响冠层温度，且二者有一定的交互作用。在灌水1次条件下，冠层温度随施氮量的增加而降低；但在灌水2次条件下，当施氮量达到一定量后，冠层温度随施氮量增加不降反升。同时，浇水次数越多冠层温度越低。植株温度与其含水量密切相关，因此叶温常作为植物抗旱性的指标。灌水2次的处理下植株叶片含水量高于灌水1次的处理，因此前者小麦的冠层温度低于后者。同时，冠层温度在一定程度上也会受小麦群体冠层长势的影响，长势越好，冠层温度越低。适宜的冠层温度有利于小麦的生长，从而有助于小麦增产。

表2 不同水肥处理对小麦叶面积指数(LAI)的影响

Table 2 Effects of different water and fertilizer treatments on LAI of wheat

处理Treatment花后不同时间的小麦叶面积指数Wheat LAI at different time7 d14 d21 d28 d35 d平均值MeanW0N05.41±0.70 b5.86±0.16 c6.08±0.29 c6.36±0.45 b6.24±0.48 b5.99±0.37 fW1N1506.15±0.21 ab6.22±0.32 bc6.23±1.15 bc6.87±1.14 ab6.65±0.73 ab6.42±0.32 eW1N2256.45±0.42 a6.59±0.62 abc7.13±0.38 ab7.21±0.29 ab6.79±0.39 ab6.83±0.33 dW1N3006.50±0.63 a6.81±0.39 abc7.16±0.66 ab7.39±0.52 ab7.15±0.18 ab7.00±0.35 cdW1N3756.64±0.48 a6.91±0.35 ab7.22±0.28 ab7.52±1.14 ab7.29±0.42 ab7.12±0.34 bcW2N1506.34±0.87 ab7.01±0.65 ab7.11±0.19 ab7.21±1.05 ab7.17±1.55 ab6.97±0.36 cdW2N2256.50±0.11 a7.10±0.82 ab7.12±0.15 ab7.31±1.50 ab7.26±0.55 ab7.06±0.32 bcW2N3006.57±0.07 a7.23±0.42 a7.40±0.74 ab7.72±0.16 a7.31±0.44 ab7.25±0.42 bW2N3756.74±0.28 a7.54±0.33 a7.78±0.47 a7.84±1.06 a7.78±0.71 a7.54±0.46 a

表3 不同水肥处理对小麦冠层温度的影响

Table 3 Effects of different water and fertilizer treatments on canopy temperature of wheat

处理Treatment花后不同时间的小麦冠层温度Canopy temperature of wheat at different time/℃7 d14 d21 d28 d35 d平均值MeanW0N022.03±0.56 a22.23±0.57 a28.12±0.79 a32.74±2.17 a29.60±0.69 a26.94±4.70 aW1N15021.21±0.73 b21.73±0.24 b28.01±0.55 a30.22±0.90 b27.13±0.56 b25.66±3.99 bW1N22521.17±0.50 b21.71±0.25 b27.89±0.48 a29.81±0.95 bc27.04±1.27 b25.52±3.87 bW1N30021.05±0.65 b21.48±0.80 b27.78±1.10 a29.59±0.85 bc27.00±0.94 b25.38±3.87 bcW1N37520.97±0.95 b21.13±0.64 c27.75±1.17 a29.21±0.58 c26.93±0.50 bc25.20±3.88 bcdW2N15020.69±0.74 b20.99±0.40 c26.86±1.11 b28.58±0.50 d26.96±0.51 bc24.82±3.69 cdeW2N22520.62±0.51 b20.83±0.42 c26.45±0.77 b28.39±0.61 d26.23±1.15 d24.50±3.55 eW2N30020.61±0.61 b20.85±0.29 c26.67±0.82 b28.50±0.48 d26.29±0.71 cd24.58±3.62 deW2N37520.61±0.50 b20.82±0.37 c26.91±1.24 b28.51±0.38 d26.76±0.79 bcd24.72±3.72 cde

2.1.3 对小麦籽粒灌浆的影响

从图1-A可以看出，不同水肥处理下，随着开花后天数推移，籽粒鲜质量(以千粒计)呈先升后降的趋势，花后35 d达到最大值，之后开始下降。这主要是因为灌浆后期籽粒含水量大幅下降。从图1-B可以看出，不同水肥处理下籽粒干质量(以千粒计)随开花后时间的推移呈“S”形曲线变化，花后7～14 d增长缓慢，为渐增期，花后14～35 d增长迅速，为快增期，花后35～42 d增长趋于缓慢，为缓增期。随着时间推移，不同水肥处理间的籽粒质量差异开始增大，花后42 d，各处理籽粒干质量从高到低依次表现为W2N225>W2N150>W2N300>W1N225>W2N375>W1N150>W1N300>W1N375>W0N0。

从表4可以看出，不同水肥处理的籽粒灌浆速率随着花后时间的推移先升后降，花后28 d灌浆速率最大。从平均值来看，不同处理的灌浆速率从高到低依次表现为W2N225>W2N150>W2N300>W1N225>W2N375>W1N150>W1N300>W1N375>W0N0。W1N150、W1N225、W1N300、W1N375、W2N150、W2N225、W2N300、W2N375的灌浆速率分别较W0N0显著(P<0.05)增加9.09%、12.12%、8.08%、6.06%、15.15%、19.19%、13.13%和10.10%。

图1 不同水肥处理下小麦籽粒鲜质量和干质量的动态变化Fig.1 Dynamic changes of fresh and dry weight of grains under different water and fertilizer treatments

以上结果显示，相同灌水次数下，随着施氮量增加，灌浆速率和粒重先增后减；在相同施氮量下，灌水2次的大于灌水1次。综合来看，W2N225为本试验条件下最优的水肥处理。

2.1.4 对小麦产量及其构成因素的影响

从图2-A可以看出，穗粒数在不同水肥处理下无显著差异。从图2-B可以看出，千粒重在不同水肥处理下均较W0N0显著(P<0.05)增加。在相同灌水次数下，随着施氮量增加，千粒重先增后减，在225 kg·hm-2施氮量下达最大值；在相同施氮量下，灌水2次的大于灌水1次。各处理中，W2N225的千粒重最高，为48.47 g，比W0N0显著(P<0.05)增长14.26%。从图2-C可以看出，单位面积穗数在不同处理下差异显著，不同处理下单位面积穗数的变化趋势与千粒重相似：在相同灌水次数下，随着施氮量增加，单位面积穗数先增后减，在225 kg·hm-2施氮量下达最大值；在相同施氮量下，灌水2次的大于灌水1次。各处理中，W2N225处理的单位面积穗数最多，达888.77万穗·hm-2，较W0N0显著(P<0.05)增加27.39%。从图2-D可以看出，各处理的单位面积产量同样在225 kg·hm-2施氮量下达最大值。除300 kg·hm-2施氮量外，其他施氮量下，灌水2次处理的单位面积产量均显著(P<0.05)高于灌水1次。W1N150、W1N225、W1N300、W1N375、W2N150、W2N225、W2N300、W2N375的单位面积产量分别较W0N0显著(P<0.05)增加3.79%、23.37%、21.91%、21.09%、7.91%、27.26%、24.35%、23.75%。

以上结果共同说明，小麦产量及其构成因素在225 kg·hm-2施氮量下最高，说明225 kg·hm-2的施氮量是本试验条件下兼顾高产和高效的最佳施氮量。在本试验条件下，灌水2次，施氮225 kg·hm-2能够使小麦获得高产，且可兼顾水肥高效利用。该水肥运筹模式可为当地生产提供参考。

表4 不同水肥处理对小麦籽粒灌浆速率的影响

Table 4 Effects of different water and fertilizer treatments on grain filling rate of wheat

处理Treatment花后不同时间的小麦灌浆速率Grain filling rate of wheat at different time/(g·d-1)7 d14 d21 d28 d35 d42 d平均值MeanW0N00.08±0.02 b0.47±0.03 d1.37±0.05 cd2.22±0.02 e1.60±0.04 b0.19±0.01 a0.99±0.87 eW1N1500.09±0.02 ab0.54±0.00 bc1.40±0.01 cd2.47±0.06 d1.73±0.03 a0.24±0.05 a1.08±0.94 bcdW1N2250.10±0.03 ab0.59±0.03 ab1.41±0.03 cd2.55±0.02 bc1.75±0.07 a0.26±0.05 a1.11±0.96 bcdW1N3000.08±0.02 b0.50±0.02 cd1.37±0.06 cd2.53±0.01 c1.74±0.07 a0.20±0.03 a1.07±0.97 cdW1N3750.08±0.00 ab0.49±0.00 cd1.35±0.02 d2.47±0.04 d1.69±0.03 ab0.21±0.15 a1.05±0.94 dW2N1500.11±0.05 ab0.60±0.04 ab1.49±0.02 b2.61±0.00 b1.77±0.03 a0.24±0.03 a1.14±0.99 abW2N2250.14±0.05 a0.62±0.02 a1.59±0.04 a2.70±0.03 a1.78±0.03 a0.27±0.00 a1.18±1.01 aW2N3000.10±0.03 ab0.59±0.03 ab1.44±0.02 bc2.59±0.02 bc1.74±0.07 a0.24±0.02 a1.12±0.97 bcW2N3750.10±0.00 ab0.57±0.06 ab1.41±0.06 cd2.56±0.05 bc1.71±0.07 a0.20±0.01 a1.09±0.97 bcd

柱上无相同字母的表示处理间差异显著(P<0.05)。下同。Bars marked without the same letters indicated significant difference at P<0.05. The same as below.图2 不同水肥处理对小麦产量及其构成因素的影响Fig.2 Effects of different water and fertilizer treatments on yield components and yield of wheat

2.1.5 对小麦籽粒品质的影响

如图3-A所示，小麦籽粒全氮含量随着施氮量的增加而增加，除225 kg·hm-2施氮量下灌水2次处理的小麦籽粒全氮含量显著(P<0.05)高于灌水1次的外，其他相同施氮量下灌水次数对小麦籽粒全氮含量无显著影响。W2N375处理的小麦籽粒全氮含量最高，为2.72%，W1N300、W1N375、W2N225、W2N300、W2N375的小麦籽粒全氮含量较W0N0显著(P<0.05)增加。如图3-B所示，小麦籽粒全磷含量仅W1N225、W2N150、W2N225、W2N300、W2N375较W0N0显著(P<0.05)增加，其余处理与W0N0差异不显著。除300 kg·hm-2施氮量下灌水2次处理的小麦籽粒全磷含量显著(P<0.05)高于灌水1次的外，其他相同施氮量下灌水次数对小麦籽粒全磷含量无显著影响。如图3-C所示，小麦籽粒全钾含量在各处理间无显著差异。如图3-D所示，相同灌水次数下，随着施氮量增加，小麦籽粒蛋白质含量增加。除225 kg·hm-2施氮量下灌水2次处理的小麦籽粒蛋白质含量显著(P<0.05)高于灌水1次的外，其他相同施氮量下灌水次数对小麦籽粒蛋白质含量无显著影响。各处理中，W2N375处理的小麦籽粒蛋白质含量最高，为15.50%，但与W1N375、W2N225、W2N300无显著差异。以上结果说明，施氮量能够显著影响小麦籽粒的全氮和蛋白质含量，且水分处理也会影响籽粒对氮元素的积累，但对籽粒全钾含量无显著影响。

图3 不同水肥处理对小麦籽粒氮、磷、钾、蛋白质含量的影响Fig.3 Effects of different water and fertilizer treatments on grain nitrogen， phosphorus， potassium and protein content of wheat

从图4-A可以看出，各处理的小麦籽粒可溶性糖含量与W0N0相比均无显著差异，但W2N225、W2N300、W2N375处理的小麦籽粒可溶性糖含量显著(P<0.05)低于W1N150、W1N225、W1N375处理，说明水分处理能够影响籽粒可溶性糖的含量。从图4-B可以看出，各处理的小麦籽粒淀粉含量除W2N300、W2N375分别较W0N0显著(P<0.05)降低14.16%和9.20%外，其他处理与W0N0相比无显著差异。相同灌水次数下，225 kg·hm-2施氮量下小麦籽粒淀粉含量最高。相同施氮量下，增加浇水次数并不利于籽粒中淀粉的积累。

2.2 小麦冠层结构、冠层温度、灌浆速率与产量、籽粒品质的相关性

由表5可知，小麦冠层的叶面积指数与单位面积穗数、单位面积产量，以及籽粒氮、磷、钾、蛋白质含量呈显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)正相关，与冠层温度呈极显著(P<0.01)负相关，表明小麦冠层叶面积指数的增大对于提高小麦产量和籽粒品质具有重要作用，并能降低冠层温度。冠层温度与产量和产量相关性状，及籽粒氮、磷、钾、蛋白质含量呈显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)负相关，说明冠层温度的提高不利于小麦产量和籽粒品质的提高，灌浆速率与穗粒数、千粒重和单位面积穗数呈显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)正相关，说明提高灌浆速率有利于小麦增产。

图4 不同水肥处理对小麦籽粒可溶性糖和淀粉含量的影响Fig.4 Effects of different water and fertilizer treatments on grain soluble sugar and starch content of wheat

3 讨论

小麦群体冠层结构与产量的形成密切相关，受品种、栽培措施和环境等多方面的影响。水肥处理能够影响小麦的冠层结构[8]。有研究发现，增施氮肥能够有效增加叶面积指数，提高光合效率，并有助于减缓小麦花后群体叶面积指数的衰减[9-10]；也有研究表明，叶面积指数随生育期的推移呈现先增后降的趋势，在灌浆前期达最大值，之后逐渐下降，且灌浆中期和末期的叶面积指数与产量和每穗粒数呈显著正相关[11-12]。徐银萍等[13]和崔新菊等[14]研究发现，小麦灌浆期的冠层温度与产量呈极显著负相关，认为冠层温度可作为旱地高产节水小麦品种田间筛选的指标。本研究结果表明，随着施氮量增加，小麦叶面积指数逐渐增大，且灌水2次的高于灌水1次。随着生育期的推移，小麦叶面积指数呈现先增后减的趋势，在灌浆中期达到最大值，叶面积指数与穗数和产量呈显著正相关。冠层温度随施氮量的增加而降低，灌水2次的低于灌水1次，且冠层温度与灌浆速率、产量和产量相关性状呈显著或极显著负相关。这与前人研究结果大体趋势相似，说明在一定范围内，氮肥的施用和灌水次数的增加有利于优化小麦植株冠层结构，降低冠层温度，进而提高小麦籽粒灌浆速率和产量。

表5 各测量性状的相关性

Table 5 Correlation matrix within measured characteristic index

性状LAICTGFRGSGWSNYTNPrTKTPCharacteristicindexMTA-0.89∗∗0.83∗∗-0.53-0.73∗-0.37-0.66∗-0.71∗-0.88∗∗-0.89∗∗-0.73∗-0.75∗LAI-0.89∗∗0.560.560.520.76∗0.82∗∗0.88∗∗0.88∗∗0.81∗∗0.70∗CT-0.84∗∗-0.70∗-0.77∗∗-0.74∗-0.71∗-0.75∗-0.75∗-0.65∗-0.74∗GFR0.80∗∗0.94∗∗0.66∗0.530.360.360.350.67∗GS0.68∗0.70∗0.620.520.520.480.80∗∗GW0.66∗0.530.270.260.350.64∗SN0.98∗∗0.75∗0.74∗0.600.50Y0.83∗∗0.83∗∗0.68∗0.48TN1.00∗∗0.72∗0.50Pr0.72∗0.49TK0.66∗

CT，冠层温度；GFR，灌浆速率；GS，穗粒数；GW，千粒重；SN，单位面积穗数；Y，单位面积产量；TN，籽粒全氮含量；Pr，籽粒蛋白质含量；TK，籽粒全钾含量；TP，籽粒全磷含量。*和**分别表示显著(P<0.05)和极显著(P<0.01)相关。

CT， Canopy temperature; GFR， Grain filling rate; GS， Grains per spike; GW， 1 000-grain weight; SN， Spike number per unit are; Y， Yield per unit area; TN， Total nitrogen content in grains; Pr， Protein content in grains; TK， Total potassium content in grains; TP， Total phosphorus content in grains. * and ** indicated significant correlation atP<0.05 andP<0.01， respectively.

郭明明等[15]研究发现，适当增加施氮量能够提高小麦籽粒蛋白质含量。张文静等[1]和李秋霞等[16]的研究也认为，小麦籽粒蛋白质组分含量随施氮量的增加而提高，随灌水次数的增加而降低。李莎[17]的研究却认为，在同一施氮量水平下，籽粒粗蛋白含量随着灌水次数的增加而增加，淀粉含量随着灌水量的增加而增加，随着施氮量的增加而减小。本研究发现，籽粒全氮含量和蛋白质含量随着施氮量的增加而增加，但当施氮量增加到一定程度后差异不显著，且总体来看，相同施氮量下，灌水1次和2次的差异不显著。这与前人研究结果略有差异，可能是由施肥时间和灌水时间的差异造成的。在本试验条件下，在0～225 kg·hm-2的施氮量范围内增施氮肥能够提高小麦籽粒品质，但灌水次数对小麦籽粒品质影响不大。

王振峰等[18]研究发现，增施氮肥能够延长活跃灌浆期，增加灌浆速率，进而增加小麦千粒重和产量，当施氮量为180 kg·hm-2和240 kg·hm-2时，小麦的灌浆速率明显高于其他处理，且随着灌浆进程的推进，灌浆速率呈现先升后降的趋势。另有研究发现，拔节和孕穗期浇水，且施氮量为240 kg·hm-2时，小麦产量显著高于其他处理[19]。付雪丽等[20]发现，灌水2次，施氮270 kg·hm-2时，小麦产量最高。本研究发现，随着开花后时间的推移，灌浆速率先升后降，且在一定范围内，随着施氮量的增加而增加，灌水2次的高于灌水1次，W2N225处理的灌浆速率最高，且千粒重、单位面积穗数和单位面积产量亦最高。相关性分析显示，小麦灌浆速率和千粒重呈极显著正相关。这与前人研究结果基本一致。以上结果说明，在一定范围内，增施氮肥能够提高小麦灌浆速率和千粒重，进而提高产量。在本试验条件下，W2N225为最佳水肥运筹方案。