冬小麦是华北平原重要的口粮作物，传统冬小麦栽培模式存在土地利用不足、水氮利用效率低等缺陷，制约了该地区冬小麦生产的可持续性。冬小麦高低畦栽培模式将传统畦田的畦埂改造成高畦，从而将田地整成高低相间的畦面，两个畦面均种植小麦，灌溉时低畦田作为水流通道，高畦田作为畦埂发挥作用。然而，高低畦栽培的水氮施用主要是基于传统平作栽培或农民多年管理经验。因此，为了获得高低畦栽培模式下相对稳定的粒重和产量，有必要确定相应适宜的灌水量和施氮量。

近期，中国农科院农田灌溉研究所非充分灌溉原理与新技术研究团队高阳研究员课题组完成的题为“Effects of water and nitrogen rate on grain-filling characteristics under high-low seedbed cultivation in winter wheat” 的研究在Journal of Integrative Agriculture (《农业科学学报》(英文)，JIA) 2024年12期正式发表。

该研究通过详细监测冬小麦灌浆期粒重、籽粒重占穗重的比例（GPS）和穗水分含量（SMC）的动态变化，探究高低畦栽培水氮供应对籽粒灌浆特征、GPS、SMC、产量及产量构成要素的影响，明确籽粒灌浆特征参数和千粒重之间的关系以及粒重与GPS和SMC的关系。研究结果可为高低畦栽培模式下冬小麦水氮供应调控籽粒灌浆过程提供理论指导和数据支撑。     

该研究设置超高氮（N1：360 kg·ha^-1）、高氮（N2：300 kg·ha^-1）、中氮（N3：240 kg·ha^-1）和低氮（N4：180 kg·ha^-1）4个氮肥梯度和高水（W1：120 mm）、中水（W2：90 mm）、低水（W3：60 mm）3个灌水水平。籽粒灌浆过程可用确定性方程描述（0.989<R²<0.999，P<0.01）。随着灌水水平或施氮水平的增加，最大灌浆速率出现时间和灌浆持续时间均呈现增加的趋势，而平均灌浆速率呈现降低的趋势。千粒重随着灌水水平的增加而增加，随施氮水平的增加而降低。不同水氮处理下高畦和低畦的籽粒灌浆持续时间、最大灌浆速率和千粒重的差异均不显著。粒重占穗重比例和穗水分含量与粒重和花后天数呈二次曲线显著相关（P<0.01）。千粒重与最大灌浆速率出现时间、灌浆持续时间和最大灌浆速率呈正相关，与平均灌浆速率呈负相关。主成分分析结果表明，在高低畦栽培模式下，施氮量为240—300 kg N·ha^-1与90—120 mm的水氮组合可以获得更高的灌浆效率和籽粒产量。

中国农业科学院农田灌溉研究所非充分灌溉原理与新技术研究团队高阳研究员为该文章的通讯作者，刘俊明博士为该文章第一作者。该研究得到了国家重点研发项目（2023YFD1900802）和国家小麦产业技术体系项目 （CARS-03-19）的资助。

论文链接：‍https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2095311923004495‍

Cite the article: Junming Liu, Zhuanyun Si, Shuang Li, Lifeng Wu, Yingying Zhang, Xiaolei Wu, Hui Cao, Yang Gao, Aiwang Duan. 2024. Effects of water and nitrogen rate on grain-filling characteristics under high-low seedbed cultivation in winter wheat. Journal of Integrative Agriculture, 23(12): 4018-4031.

Journal of Integrative Agriculture (《农业科学学报》(英文), JIA) 由中华人民共和国农业农村部主管，中国农业科学院与中国农学会主办，中国农业科学院农业信息研究所承办。综合性英文学术期刊，月刊。创刊于2002年，现任主编为中国科学院院士陈化兰。JIA主要栏目有作物科学、园艺、植物保护、动物科学、动物医学、农业生态环境、食品科学、农业经济与管理等。刊稿类型有综述、研究论文、简报以及评述等。全部论文在Elsevier-ScienceDirect (SD) 平台OA出版。最新SCI影响因子4.6，位于SCI-JCR农业综合学科Q1区。中国科学院分区农林科学1区。2016年以来先后获得中国科协等部委 “提升计划”“登峰计划”“卓越计划”项目支持。