尤 娟 (昆山市农业技术推广中心,江苏省苏州市 215300)
凌学林 (昆山市巴城镇农业服务中心,江苏省苏州市 215300)
刘建芳 (昆山市千灯镇农业服务中心,江苏省苏州市 215300)
小麦是我国重要的旱地粮食作物。近年来,我国小麦的品质得到进一步提升,产量也持续稳定增长。但在实际生产中,小麦生育期内遭遇渍害的现象多发[1],轻者影响小麦正常生长,重者给小麦产量和品质造成巨大损失,这给小麦生产带来了极大的影响。因此,研究人员就渍害对小麦生产的影响展开了许多探索与研究,笔者拟对前人的研究成果进行总结,并提出小麦抗渍生产的应对措施,以期为实现小麦高产、优质提供参考。
小麦渍害,是指在多雨或地势低洼、排水不畅的地区,因地下水位高,引起根系层土壤水分含量过高,使小麦根系长期缺氧,导致其不能正常生长的灾害现象,又称为湿害、暗涝。因渍害发生时小麦所处的生育时期不同,因此渍害对小麦生长发育、产量和品质的影响也不同。
1.1.1 渍害对小麦种子播后出苗的影响
在小麦播种后发生渍害,会导致土壤环境发生变化,如通气不良,导致种子在萌发过程中无氧呼吸产生的有害物质不断积累,从而造成焖种、烂芽,小麦出苗率降低,麦苗素质下降[2-3]。
1.1.2 渍害对小麦根系生长和养分吸收的影响
根系是小麦渍害最敏感的部位,不仅是渍害发生时首先受影响的部位,也是恢复水分环境后,决定小麦植株是否能恢复正常生长的关键器官[4]。在渍害发生后,小麦根系处于缺氧环境,从而引发小麦根系细胞膜破坏等一系列生理反应[5],使根系对N、P、K等矿质元素的吸收能力减弱[6-8],长期渍害胁迫会造成根系生长受阻、干物重下降,甚至引起根系衰亡[5,9]。同时,不同生育期的小麦根系对渍害的反应不同。例如,在小麦拔节前发生渍害,会诱导根系形成通气组织,缓解渍害的影响[10],并促进次生根的发生,维持根系的吸收性能;在渍害胁迫解除后,根系极易恢复活力,对小麦植株生长和产量影响不大[11]。而在小麦拔节后特别是孕穗期后发生渍害,根系对渍害的适应性下降,次生根发生能力降低,长期渍害胁迫会造成根系早衰,对小麦植株生长和产量形成的影响较大[9,11-12]。
1.1.3 渍害对小麦叶片生长、光合性能和干物质积累与分配的影响
小麦长期淹水后,会使叶片气孔关闭,蒸腾速率、叶片含水量和叶绿素含量均下降,叶片黄化衰亡,单株绿叶数减少。其中,在苗期发生渍害,会影响未定型叶片的生长;在拔节后发生渍害,则会加速已定型叶片的死亡,从而造成小麦植株光合能力下降[13];在渍害发生时,小麦顶部第一张叶的光合作用在孕穗期和灌浆期下降最迅速[14];在灌浆期发生渍害,会加速旗叶衰老[15],且开花前营养器官贮藏物质向籽粒中的运转量和运转速率也会下降[16],从而导致粒重下降。
1.2.1 渍害对产量的影响
不同生育时期发生渍害对小麦产量的影响不同,其中,在越冬前苗期发生渍害,对小麦产量的影响相对较小,而拔节至开花期发生渍害,则小麦因受渍害影响导致减产最严重[11,17]。
1.2.2 渍害对有效穗数的影响
在小麦分蘖至拔节期发生长期渍害胁迫,会导致小麦分蘖期分蘖受到抑制,且在拔节孕穗期会加剧分蘖消亡[17],最终导致有效穗数下降;而在小麦进入孕穗期后发生渍害,则对有效穗数的影响不大[18]。
1.2.3 渍害对穗粒结构的影响
从穗粒结构来看,在小麦分蘖至拔节期发生渍害,会延缓小麦幼穗的发育,但对小穗数的影响不大[17];在拔节至孕穗期发生渍害,对小麦幼穗的发育进程无明显影响,但穗粒数、结实率和千粒重会下降[11];在孕穗期发生渍害,会导致穗粒数锐减[18-19],籽粒灌浆速率下降,灌浆期缩短,千粒重显著降低[18];在灌浆期发生渍害,会影响小麦旗叶的光合性能[15],降低灌浆速率,延长灌浆期,从而显著降低千粒重[20]。
渍害对小麦品质产生影响的时期主要在小麦扬花之后。例如,在小麦开花后发生渍害,会导致籽粒蛋白质和淀粉的含量降低,蛋白质谷醇比和淀粉支直比下降,湿面筋含量、沉降值和降落值减少[21],面粉亮度下降、红度和灰度增加[24],商品外观品质下降,且短期渍害[22]与长期渍害胁迫[23]对小麦籽粒品质的影响趋势一致。
鉴于渍害对小麦生长发育及产量的影响,且随着胁迫持续时间的延长而加剧[25],故在小麦渍害发生后,应及时开沟降渍(“麦田一套沟,从种喊到收”,开沟降渍是最根本、最直接的农艺措施,也是小麦大面积生产上最常用的渍害补救措施,对小麦各生育期的渍害发生均有明显补救效果),以有效解除渍害胁迫,改善土壤透气性,恢复根系活力。同时,针对小麦播种出苗期发生的渍害,除开沟降渍外,还可选用抗渍品种[26]、适当增加播种量等措施,以提高出苗率和成苗率,保证田间基本苗数。此外,针对小麦开花后发生的渍害,可进行开花前短期渍水预处理,以有效提高小麦开花后对渍害的抗性[27],缓解渍害对小麦产量和品质的影响[28]。
渍害除了会造成根系环境不良外,还会导致土壤有效营养元素的淋失增加,致使土壤营养元素供应能力下降,故需及时施肥[29],且施肥的抗渍害效果因渍害发生时期、施肥时期和施肥方式的不同而有所差异。例如,小麦在拔节期植株根系的恢复能力强,发生渍害后,及时施用复合肥或尿素,对恢复穗数、每穗粒数和粒重具有较好的补救效果[25];进入扬花期后发生渍害,由于小麦根系早衰,增施氮肥和复合肥对渍害的缓解效果并不明显[25];在小麦拔节孕穗期追施肥料,可减轻孕穗期渍害对小麦结实特性和产量的影响[30];在小麦开花后发生渍害,叶面喷施氮肥可显著提高小麦根系活力、叶片的叶绿素含量和净光合速率,有效缓解渍害影响,从而增加穗粒数、千粒重和籽粒产量[31]。
施用生长调节剂,也是缓解小麦渍害影响的有效途径,且小麦不同生育期宜选用不同种类的生长调节剂。例如,在小麦播种前,可使用壮苗剂或γ-氨基丁酸进行种子处理,以减轻渍害、提高出苗率[32]和苗期抗渍能力[32-33];在小麦苗期发生渍害时,可对地上部喷施细胞分裂素类生长调节剂,可有效缓解植株的衰老进程[34];有研究表明,在渍害发生前10 d对小麦进行乙烯处理,可明显提高小麦的抗渍能力[35];在小麦孕穗期发生渍害前后,喷施油菜素内酯[36],可有效缓解渍害的影响,减小产量损失;喷施细胞分裂素类物质,可有效缓解小麦在孕穗期、开花期及开花后的渍害[31,37-38]影响;鉴于生长调节剂与肥料的施用效果具有交互作用,两者混合施用对渍害后小麦植株的恢复作用优于单独施用[31,39]。
粮食安全是国家安全的重要基石,小麦作为主要粮食作物,实现其优质高产是小麦生产的重要目标。因此,小麦生产上应采取防范渍害发生的有力措施,并在渍害发生后及时采取补救措施,可有效减轻甚至避免渍害对小麦生长、产量和品质的影响,从而有助于稳定渍害多发地区的小麦生产。