氮肥施用對(duì)信麥9號(hào)生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量的影響

周國(guó)勤 謝旭東 李宇峰 李玉翠 李剛 尹志剛 王磊 陳真真

摘要[目的]研究豫南稻茬小麥合理的氮肥施用量及其適宜播種方式。[方法]以信麥9號(hào)為材料，研究信麥9號(hào)在條播和撒播2種播種方式下，不同氮肥（0、150和225 kg/hm2）施用量對(duì)信麥9號(hào)植株生長(zhǎng)發(fā)育及其產(chǎn)量的影響。[結(jié)果]增施氮肥可顯著提高小麥產(chǎn)量，主要是通過(guò)在保證穗數(shù)的前提下，提高穗粒數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，而對(duì)千粒重的影響較小。增施氮肥顯著提高信麥9號(hào)的株高、穗長(zhǎng)及其每穗小穗數(shù)，降低不孕小穗數(shù)；其中不孕小穗數(shù)對(duì)產(chǎn)量的影響更大。增施氮肥顯著降低了植株主莖葉齡，增加了單株次生根條數(shù)及葉片的葉綠素含量，改善了信麥9號(hào)的莖蘗動(dòng)態(tài)變化。撒播與條播相比，撒播在適氮環(huán)境下產(chǎn)量較高，條播在高氮環(huán)境下產(chǎn)量較高。[結(jié)論]在一定范圍內(nèi)增施氮肥可顯著提高小麥的產(chǎn)量，改善植株的生長(zhǎng)發(fā)育，可對(duì)豫南稻茬麥區(qū)信麥9號(hào)的生產(chǎn)提供科學(xué)的理論指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞信麥9號(hào)；氮肥施用量；產(chǎn)量

中圖分類號(hào)S512.1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào)0517-6611（2017）26-0025-04

Effects of Nitrogen Application Rates on Growth and Development of Plant，and Grain Yield in Xinmai 9

ZHOU Guoqin， XIE Xudong， LI Yufeng* et al

（Xinyang Academy of Agricultural Sciences，Xinyang，Henan 464000）

Abstract[Objective] The aim is to research the reasonable nitrogen application rates and proper sowing methods.[Method] Taking Xinmai 9 as trial material，the effects of nitrogen application rates on growth and development and grain yield of wheat were studied using two sowing methods（mechanical drilling and artificial broadcasting）and three nitrogen levels（0，150，225 kg/hm2） . [Result] The application of N fertilizer can increase the grain yield of wheat significantly by ensuring spike number mainly and grain number per spike，but the effect on 1 000grain weight was not significant. The application of N fertilizer significantly increased the plant height，spike length and the number of grains per spike， but decreased the number of infertile ears；and the effect of the number of infertile ears on grain yield was greater. The application of N fertilizer significantly decreased leaf age of main stem，but increased secondary roots and chlorophyll content of flag leaf，and improved the dynamic of tillers of Xinmai 9 . Compared with the mechanical drilling， the grain yield of artificial broadcasting was higher under lowN，but the grain yield of mechanical drilling was higher under highN. [Conclusion] The application of N fertilizer within certain limits could increase the grain yield of wheat significantly，and improve the growth and development of winter wheat plant，which can offer theoretical guidance for winter wheat production in southern Henan Province.

Key wordsXinmai 9；Nitrogen application rates；Grain yield

氮肥作為植株生長(zhǎng)發(fā)育所必需的大量營(yíng)養(yǎng)元素之一，對(duì)控制小麥產(chǎn)量和品質(zhì)具有重要作用[1-4]。 前人關(guān)于氮肥對(duì)小麥產(chǎn)量及植株生長(zhǎng)發(fā)育的影響的研究較多，朱新開(kāi)等[5]研究表明，中筋小麥揚(yáng)麥10號(hào)施氮量在266.50 kg/hm2時(shí)，增施氮肥可以提高小麥產(chǎn)量，施氮量在266.50～309.98 kg/hm2時(shí)，增施氮肥籽粒產(chǎn)量開(kāi)始下降，超過(guò)309.98 kg/hm2時(shí)，再增施氮肥，籽粒產(chǎn)量下降幅度較大。張定一等[6]研究表明，施氮量對(duì)穗數(shù)、成穗數(shù)和產(chǎn)量的影響較大，籽粒質(zhì)量和品質(zhì)主要取決于品種的遺傳特性。徐鳳嬌等[7]研究表明，施氮量在0～360 kg/hm2時(shí)，增加施氮量可有效減緩葉綠素的降解，抑制旗葉全氮含量降低。劉蘋等[8]研究表明，在小麥生產(chǎn)過(guò)程中，控釋氮肥可利于小麥產(chǎn)量的提高。

隨著產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，近年來(lái)長(zhǎng)江流域稻茬小麥的耕種面積在不斷增加[9]。稻茬麥?zhǔn)俏覈?guó)南方麥區(qū)最主要的種麥方式之一，全國(guó)種植面積在500萬(wàn)hm2左右，豫南地區(qū)作為稻茬小麥的主要種植區(qū)，其常年種植面積在40萬(wàn)hm2以上，但由于受光照相對(duì)不足、土壤類型復(fù)雜、適耕性差、栽培技術(shù)與機(jī)械不配套，特別是氮肥施用不合理等原因的影響，導(dǎo)致該地區(qū)小麥平均單產(chǎn)常年僅在4 500 kg/hm2左右[10]。優(yōu)化栽培措施是小麥高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的基礎(chǔ)，而通過(guò)氮肥的施用來(lái)改善植株的生長(zhǎng)發(fā)育，提升地力水平是豫南稻茬小麥生產(chǎn)過(guò)程中需要解決的重要問(wèn)題[11-12]。為此在豫南信陽(yáng)地區(qū)布置不同施氮量對(duì)信麥9號(hào)產(chǎn)量及其生長(zhǎng)發(fā)育的影響的試驗(yàn)，調(diào)查分析不同氮肥水平下信麥9號(hào)農(nóng)藝性狀、葉齡、次生根、SPAD值及其莖蘗動(dòng)態(tài)的變化，為豫南稻茬小麥氮肥合理施用和精確定量栽培提供科學(xué)和理論依據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)地概況

河南省信陽(yáng)市農(nóng)業(yè)科學(xué)院浉河區(qū)試驗(yàn)基地（32.10°E，114.06°N，海拔 650 m）地處秦嶺-淮河分界線，屬亞熱帶向暖溫帶過(guò)渡區(qū)，年平均氣溫15.7～16.6 ℃，降雨量930～1 150 mm，日照時(shí)數(shù)1 500～1 600 h，無(wú)霜期217～228 d。試驗(yàn)?zāi)甓葰庀髼l件見(jiàn)表1。試驗(yàn)田前茬為水稻，土質(zhì)為水稻土。試驗(yàn)田塊土壤肥力中等，小麥播種前0～20 cm基礎(chǔ)養(yǎng)分含量為全氮 0.794 g/kg，有效磷 1.15 mg/kg，速效鉀 82.66 mg/kg，有機(jī)質(zhì) 14.50 g/kg，pH為6.05。

1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用播種方式和施氮兩因素裂區(qū)設(shè)計(jì)。供試品種為弱春性品種信麥9號(hào)，2014年由信陽(yáng)農(nóng)業(yè)科學(xué)院選育。主區(qū)為播種方式，設(shè)條播（播量為150.0 kg/hm2）和撒播（播量262.5 kg/hm2）；副區(qū)為施氮處理，設(shè) N0（0 kg/hm2）、N150（150 kg/hm2）和 N225（225 kg/hm2）3個(gè)供氮水平。共計(jì)6個(gè)處理，3次重復(fù)。其中，磷、鉀肥按照P2O5 150 kg/hm2、K2O 90 kg/hm2作為基肥施用，N肥按 6∶4基追比施用，氮肥在起身—拔節(jié)期追施。試驗(yàn)于10月20日播種，小區(qū)面積為12 m2（3 m×4 m），行距20 cm，三葉期定苗。其他田間管理措施同當(dāng)?shù)卮筇锔弋a(chǎn)栽培。

1.3測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.3.1葉齡、次生根、SPAD值及其莖蘗數(shù)。

于小麥的每個(gè)主要生育時(shí)期，從各小區(qū)隨機(jī)取長(zhǎng)勢(shì)均勻單莖的劍葉，采用SPAD-502型葉綠素計(jì)（KONICA MINOLTA，日本）測(cè)定SPAD值，每個(gè)小區(qū)重復(fù)5次，取其平均值[13]。

于越冬期、返青期、拔節(jié)期、開(kāi)花期、成熟期調(diào)查田間莖蘗數(shù)；各小區(qū)取 10株，測(cè)定其葉齡、次生根等。

1.3.2產(chǎn)量及其相關(guān)農(nóng)藝性狀。

成熟期分小區(qū)調(diào)查產(chǎn)量、穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重及其相關(guān)農(nóng)藝性狀，每個(gè)小區(qū)收獲4 m2計(jì)產(chǎn)，折算成水分含量13%時(shí)的產(chǎn)量。

1.4統(tǒng)計(jì)分析

采用Excel 2003和 SPSS 18.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理統(tǒng)計(jì)分析和作圖。

2結(jié)果與分析

2.1氮肥施用對(duì)信麥9號(hào)產(chǎn)量及其產(chǎn)量構(gòu)成的影響

由表2可知，氮肥施用在一定范圍內(nèi)可以顯著提高條播和撒播的籽粒產(chǎn)量，條播下表現(xiàn)為N225>N150>N0，撒播下表現(xiàn)為N150>N225>N0。在N0和N150氮肥水平下，撒播的籽粒產(chǎn)量顯著高于條播；在N225水平下，條播的籽粒產(chǎn)量顯著高于撒播。表明在高氮環(huán)境下，條播更適宜該區(qū)域。通過(guò)對(duì)產(chǎn)量構(gòu)成三要素分析可知，增施氮肥提高小麥產(chǎn)量主要是通過(guò)在保證穗數(shù)的前提下，提高穗粒數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，而對(duì)千粒重的影響較小。

2.2信麥9號(hào)的農(nóng)藝性狀及其與產(chǎn)量的相關(guān)性分析

由表3可知，在不同氮肥處理下，信麥9號(hào)的相關(guān)農(nóng)藝性狀的表現(xiàn)有差異。氮肥施用顯著提高了信麥9號(hào)的株高、穗長(zhǎng)及其每穗小穗數(shù)，條播條件下分別增加35.2%～48.7%、33.8%和3.9%～9.6%，撒播條件下分別增加26.0%～26.8%、50.0%～58.3%和21.3%～23.1%，但顯著降低了不孕小穗數(shù)，條播條件下降低了37.8%～44.4%，撒播條件下降低了40.0%～46.0%。在2種播種方式下N0處理各農(nóng)藝性狀與施氮處理（N150、N225）均差異顯著。表4顯示，各農(nóng)藝性狀中，與產(chǎn)量的相關(guān)程度依次為不孕小穗數(shù)（-0.974）>穗長(zhǎng)（0.948）>株高（0.924）>每穗小穗數(shù)（0.831）。表明在該試驗(yàn)條件下，不孕小穗數(shù)對(duì)產(chǎn)量的影響更大。

2.3氮肥施用對(duì)信麥9號(hào)葉齡、次生根及其SPAD（葉綠素含量）的影響

由圖1～3可知，同一生育時(shí)期內(nèi)，氮肥施用能夠顯著改善信麥9號(hào)植株的生長(zhǎng)發(fā)育。氮肥施用顯著降低了植株主莖葉齡，具體表現(xiàn)為N225N150>N0，表明氮肥施用可促進(jìn)次生根的發(fā)育。此外，氮肥施用可顯著增加葉片葉綠素含量，這對(duì)于增加植株的群體干物質(zhì)生產(chǎn)具有重要意義。

2.4氮肥施用對(duì)信麥9號(hào)的莖蘗動(dòng)態(tài)的影響

由表5可知，氮肥施用可以顯著改善信麥9號(hào)的莖蘗動(dòng)態(tài)。氮肥施用顯著增加其最高莖蘗數(shù)、有效穗數(shù)及其成穗率，N0與N150和N225之間差異顯著，N150和N225之間差異不顯著。在條播條件下分別增加6.5%～7.9%、39.9%～45.8%和13.6%～19.9%，撒播條件下分別增加10.8%～12.6%、21.5%～29.1%和9.4%～14.6%；其單株分蘗數(shù)隨著氮肥施用先增加后降低。

3結(jié)論與討論

有關(guān)小麥的高產(chǎn)及其產(chǎn)量結(jié)構(gòu)已有諸多研究。丁錦峰等[14-15]認(rèn)為長(zhǎng)江中下游稻茬麥區(qū)實(shí)現(xiàn)超高產(chǎn)的關(guān)鍵是在保證適宜穗數(shù)的基礎(chǔ)上，協(xié)調(diào)增加每穗粒數(shù)與千粒重。盧百關(guān)等[16]提出，黃淮稻茬麥區(qū)9 000 kg/hm2其產(chǎn)量結(jié)構(gòu)為穗數(shù)700萬(wàn)穗/hm2左右、每穗實(shí)粒數(shù)>32粒、千粒重>42 g。長(zhǎng)江中下游稻茬麥由高產(chǎn)到超高產(chǎn)發(fā)展，大穗型小麥主要是增加其穗數(shù)，多穗型主要是增加其穗粒數(shù)，提高千粒重[17]。牛運(yùn)生等[18]提出黃淮麥區(qū)對(duì)于多穗型品種應(yīng)在保證其適宜的群體穗數(shù)的基礎(chǔ)上，增加穗粒數(shù)與粒重；對(duì)于大穗型品種應(yīng)促進(jìn)其分蘗，增加有效穗數(shù)。信麥9號(hào)屬于弱春性多穗型品種，分蘗力強(qiáng)，耐濕性好。該試驗(yàn)主要針對(duì)豫南地區(qū)小麥產(chǎn)量常年在4 500 kg/hm2的現(xiàn)狀，初步研究認(rèn)為，施氮提高信麥9號(hào)的產(chǎn)量主要是通過(guò)在保證其穗數(shù)前提下，提高穗粒數(shù)、穩(wěn)定千粒重來(lái)實(shí)現(xiàn)的。該試驗(yàn)研究和其他人的研究結(jié)果相比略有差異，可能與當(dāng)?shù)氐臍夂驙顩r和小麥品種的選擇有關(guān)。

關(guān)于小麥的相關(guān)農(nóng)藝性狀及其生長(zhǎng)發(fā)育狀況，前人也做過(guò)諸多研究。有關(guān)學(xué)者研究認(rèn)為，小麥的不同生育時(shí)期都與葉片的生長(zhǎng)有著同伸和同步關(guān)系[19-20]。孫本普等[21]研究認(rèn)為隨著葉齡推移和分蘗的增加，發(fā)根力越來(lái)越強(qiáng)。在拔節(jié)至孕穗期為小麥一生中發(fā)根最旺盛時(shí)期[22]。李宇峰等[23]研究認(rèn)為，適量增施氮肥可增加小麥整個(gè)生育期的群體總莖數(shù)，增加成穗數(shù)提高成穗率。該試驗(yàn)在2個(gè)播種方式下，對(duì)信麥9號(hào)在3個(gè)氮肥處理下，其葉齡、次生根、SPAD值、莖蘗動(dòng)態(tài)變化及其相關(guān)的農(nóng)藝性狀進(jìn)行了系統(tǒng)的分析，表明施氮處理顯著提高了信麥9號(hào)株高、穗長(zhǎng)及其每穗小穗數(shù)，降低了不孕小穗數(shù)；同一生育時(shí)期內(nèi)，施氮顯著增加信麥9號(hào)的次生根及其SPAD值，降低了葉齡。施氮處理下，信麥9號(hào)最高莖蘗數(shù)較不施氮處理顯著增加6.5%～12.6%。根據(jù)該試驗(yàn)結(jié)果，初步認(rèn)為氮肥施用可以顯著改善信麥9號(hào)的農(nóng)藝性狀及其莖蘗動(dòng)態(tài)，推遲植株發(fā)育進(jìn)程，延緩葉片衰老。但應(yīng)引起注意的是信麥9號(hào)在撒播的情況下，基本苗足，應(yīng)適當(dāng)控制春季分蘗，以提高成穗率為主，施氮量要合理控制，以總施氮量180 kg/hm2左右為宜，避免引起倒伏影響產(chǎn)量。

關(guān)于豫南稻茬麥區(qū)信麥9號(hào)的其他生理指標(biāo)及其群體質(zhì)量指標(biāo)等還有待進(jìn)一步深入研究。

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