不同降雨年型旱地冬小麦水分利用及产量对施氮量的响应

[目的]降雨和施氮是影响渭北旱塬冬小麦生产的主要因素,降雨年际变幅大对其影响更大,因此小麦增产效应受降雨年型显著影响.分析不同降雨年型下施氮量对旱地麦田水分利用、籽粒产量和蛋白质含量的影响,能够为实现渭北旱地冬小麦"因雨施氮"和稳产优质提供理论依据.[方法]于2017—2020年连续3年在陕西合阳县开展田间定位施氮试验,以晋麦47为试验材料,设置5个施氮量处理0、60、120、180、240 kg·hm-2(分别以N0、N60、N120、N180、N240表示),研究不同降雨年型施氮量对冬小麦生育期0—200 cm土层水分变化动态、水分利用效率、产量构成及蛋白质含量的影响.[结果]降雨年型和施氮对冬小麦播前底墒及生育期土壤含水量、耗水量、水分利用效率、籽粒产量和蛋白质含量影响显著.(1)休闲期降雨与播前底墒呈线性相关,每增加1 mm夏季降雨,底墒增加0.9 mm.在丰水年和平水年休闲期降雨充足,前季小麦增加施氮量对下季小麦播前底墒无显著影响;在欠水年休闲期降雨较少,前季小麦每增施氮100 kg·hm-2,下季小麦播前底墒减少15.4 mm.丰水年较欠水年和平水年均能提高冬小麦生育期0—200 cm土层土壤含水量,因而分别增加生育期耗水量35.7％和6.6％.全生育期0—120 cm土层土壤含水量受降雨和冬小麦生长发育影响波动较大,但160—200 cm深层土壤含水量相对稳定.丰水年的水分利用效率较欠水年和平水年分别提高55.7％和26.5％,籽粒产量分别提高112.3％和39.1％,蛋白质含量分别降低8.3％和5.2％.(2)与N0处理相比,丰水年、欠水年和平水年施氮均降低各生育时期0—200 cm土层土壤含水量,分别提高生育期耗水量4.6％—14.6％、6.0％—8.6％、2.2％—9.5％,分别增加水分利用效率20.7％—39.8％、4.7％—33.3％、13.1％—35.4％,分别增产7.1％—28.1％、1.5％—34.1％、8.5％—28.9％,分别提高蛋白质含量5.6％—10.4％、10.1％—17.7％、8.5％—15.6％.(3)施氮量和籽粒产量、蛋白质产量均符合二次曲线关系,拟合方程表明,丰水年、欠水年和平水年满足旱地冬小麦稳产优质的最适施氮量范围分别为189—202、116—124和161—174 kg·hm-2.[结论]综合来看,丰水年、欠水年和平水年的最佳施氮量分别为189—202、116—124和161—174 kg·hm-2,并可采取"播前底墒确定基施氮肥量+播种至拔节期降雨确定追施氮肥量"的"因雨施氮"管理模式,既能满足旱地冬小麦稳产优质,也可保证水分高效利用.