冬小麦冻水与起身水效应研究进展
小麦不同生育阶段的水分运筹是获得高指标经济产量的关键。到目前为止，关于冻水对冬小麦生长发育和产量的影响方面，已有不少学者进行了研究。冻水的作用包括两个方面：一方面是利用水零度结冰的物理性质，防止麦苗在越冬期间被冻死；另一方面的作用是在小麦返青后保证有较多的土糖水分，以满足早春小麦正常生长发育的需要。于玲研究认为冻水在冬小麦整个越冬期间都可以表现出明显的保温效应，同时还有封实地面减少风袭、防止细胞过度脱水，有利于受冻麦苗早春恢复等多种效应。其中最重要的是有利于形成上虚下实的良好土壤结构。目前在我国北方大面积小麦生产上。冻水仍作为越冬保苗的一项基本措施。而且大量资料表明，冻水时间适宜，技术得当，保苗效应非常显著。 我国北方各地冬小麦越冬气候条件有较大差异，因此冻水的管理方式也有所不同。诸德辉、宋秉彝等认为，北京地区常年条件下，冬小麦在越冬前必须浇足冻水，造成越冬期间底墒充足上虚下实的良好环境以保证小麦安全越冬，这是小麦高产的基本条件之一，谢传森等从北京地区节水灌角度研究分析了冻水的灌溉方法，认为在底墒水60m3/亩一次浇足的情况下，冻水只浇40m3即可安全越冬，可以使产量达到350/亩。郑大玮、孙荣姿等在对北京地区不同水文年冬小麦灌溉制度的研究中指出，在任何类型水文年里，冻水对小麦越冬保苗和争取较高产量均是至关重要的，冻水水量可保持在30—40m3/亩。王俊英等在对北京地区喷灌条件下的灌溉制度研究中也同样指出，任何节水灌溉制度都要保证冻水，使越冬期土壤相对含水量保持在70％以上。在河北省灌溉中心针对本地区研究建立的节水灌溉模式中，也提倡浇冻水，浇水水量在不同水文年保持在40—50m3／亩。 关于冻水效应的研究，许多学者均是侧重安全越冬、保苗保蘖达高产的一面，而冻水对小麦生长发育和产量形成的影响却研究较少。李雁鸣等对河北省不同生态条件下冬小麦高效灌水技术的研究结果表明，在浇底墒水、拔节水、抽穗水和灌浆水的条件下，冻水比返育水具有明显的增产效果，如果再增加一次起身水，则冻水的增产效益更明显，而如果同时增加返育水和起身水，则造成减产。但该研究没有涉及不同冻水水量对产量的作用和冻水对产量形成过程及增产条件下的机理研究。张艳敏等对河北省不同类型麦区冻水、起身水在小麦分蘖发生的作用方面分别进行了研究。结果表明，冻水推迟了中低位蘖的发生，越冬后明显地降低了这些分蘖的数量，而相应地增加了冬后分蘖的比例，分蘖成概率略有降低。试验同时表明，冻水不利于春季根系的发生和干物质积累，不利于早发壮根；而且浇冻水后分蘖节中可溶性糖含量降低，降低了其内因抗寒性。因此在高产栽培、足墒播种的前提下，不提倡浇冻水。山东省农业大学亓新华对高产节水灌沥制度的研究结果表明，在浇足底墒水的前提下，冻水可以不浇。中国农科院农田灌溉所在河南商丘地区研究认为，在不浇冻水情况下，只浇拔节水和抽穗水，亩产可达355kg。中国农科院农业气象室对山西晋东南地区的降水分布、土壤水分动态进行了研究，认为不浇冻水只浇拔节水即可获得较高产量。而山西省农科院对临汾地区的研究结果表明，要达到400kg/亩的产量水平，首先要灌好冻水。西北水科所对关中地区的研究结果表明，冻水是小麦高产的关健水之一。 不同地区就冻水对冬小麦产量影响的研究结果不尽相同。这可能是由于不同地区气候类型不同，特别是冬季温度的差异，造成冻水在不同地区的作用差异。前人的研究结果说明，冬季气温较高地区，小麦越冬期冻水可少浇或不浇，以利于分蘖的发生、成穗数的提高、春季根系的生长及干物质的积累等，对产量表现出促进作用 ；而在冬季气温较低或严寒地区，冻水就要求浇足，以防止越冬死苗或死茎，保护冬前蘖，同时为早春小麦生长提供较充分的土壤水分，有利于产量的提高。但在浇尼底墒水的前提下，如何确定冻水水量，以及不同水平的冻水水量对小麦产量及其形成的影响尚缺乏研究。在北方地区的气候条件下，浇足底墒水后，不同水平冻水水量对小麦产量形成的影响及其在合适的范围里如何实现对产量的调节，是一个值得深入研究的问题。关于起身水对冬小麦产量、产量形成及生长发育的作用方面，已积累了大量材料。冬小麦起身期正适春3叶迅速生长，第一节间开始伸长的时期，在北京地区，对群体够数、植株健壮、叶色正常小麦，该期主要是蹲苗，以防止基部节间和上部叶片徒长而引起倒伏。宋秉彝研究认为，冬小麦起身期是营养器官和生殖器官同时加快生长，对水肥、气温和光照最敏感的时期，四分囊的高峰期，又是产量形成的关穗期，此期浇水可以增穗，但造成倒伏的危险性大，因此除弱苗外要避免浇水。孙荣姿等在研究北京地区小麦灌溉制度时指出，在平水年、干旱年或特早年，起身水对高产稳产具有特别重要的意义。河北省总结认为，在少水条件下主要矛盾是群体不足，增加穗数是增产的主要途径，因此在干旱年份，以浇起身水为好，可兼顾攻穗、扩展中部叶片和保证临界期需水。王树安等在河北省吴桥地区对晚播小麦春季洒水效应进行了研究，结果表明，起身水可明显推迟小麦生育进程，提高子粒灌浆期旗叶的光合强率；增大起身后各期的叶面积系数、群体生长率和干物质生产量。起身水对小麦增穗作用最大，其次表现增穗粒，而千粒重略有下降，但最终使产量提高。兰林旺等在同一地区对晚播冬小麦起身水及其灌水组合效应进行了研究，认为起身水具有明显的增穗作用，但同时也增加了物质向叶片和叶鞘的分图比例，向茎和穗的分配比例减少，向且此期叶片和叶鞘向子粒转移的物质总量降低，这可能是造成起身水对增穗粒和粒重作用不明显的原因之一， 终产量仍表现增加。周殿玺、李冰等在有关的研究中也持相同的观点。张艳敏等研究结果表明，起身水只能促进高位蘖的生长，对主茎和一级大蘖的作用很小；在高产栽培条件下，被促进的高位蘖大部分不能成穗，即使有少部分成穗，穗部性状也很差，对产量贡献很小，而且恶化了群体中期的光环境，加剧了茎蘖间的竞争；相反，在起身期不浇水则可促进根下扎，控制群体适度发展，对小麦高产节水十分有利。许多学者在对不同地区小麦灌溉制度的研究中，根据当地的水资源，不同年份的水文特点和小麦产量形成的需求，对起身水的管理方法提出了不同的见解 ，但对起身水增蘖增穗的作用均持相同的观点。 前人关于冬小麦起身水的研究已积累了大量资料，包括起身水单因子效应的研究，起身水与起身期后灌水组合效应的研究，以及相当一部分在灌溉制度方面涉及到起身水作用的研究，虽然在起身水对小麦的增穗作用方面均保持相同的观点，但关于起身水在相同条件下对产量的影响却有不同的看法，这可能是由于起身水对成穗的促进作用与增穗后对穗粒数或千粒重提高的抑制作用之间的平衡有关，这个平衡结果是由两方面决定的：一方面是起身水水量；另一方面是起身水与其后期水的组配方法。关于、冻水与起身水组配效应方面的研究很少。周殿玺等在河北省吴桥地区对晚播冬小麦冻、起、拔、抽、灌五水与拔、独、灌三水(每次水量为75m3/亩)进行了对比性研究，结果表明，冻水、起身水使子粒灌浆期旗叶光合速率提高、根量增大、生物产量提高，但叶片、茎和叶鞘对子粒的物质贡献率降低；冻水、起身水可明显地提高单株成岁数，对增穗粒也有一定的促进作用，但千粒重降低，因此该研究认为冻水、起身水对产量无明显影响。迄今为止，关于冬小麦冻水、起身水及两者组配效应的研究，有以下几方面尚未涉及到； (l)不同水平冻水水量对冬小麦产量及其形成的单因子影响； (2)不同水平起身水水量对产量及其形成的单因子影响； (3)冻水与起身水在不同水平上的组配对冬小麦产量及其形成的作用。那么在冬小麦浇足底墒水条件下，如何确定冻水水量及不同水平冻水水量对冬小麦产量及其形成的影响，在春季统一浇足拔节水、抽穗水和灌浆水前提下，不同水平起身水水量对产量及其形成的影响，以及冻水与起身水的组配效应和调控方法都是值得进一步研究的问题。该问题的解决不但可为冬小麦冻水与起身水的灌溉决策提供理论依据，而且为越冬期和起身期的水分管理提供不同目标下的灌溉方案。