施肥量和種植密度對(duì)冬小麥葉面積及產(chǎn)量的調(diào)控

馬小黎　劉建華　鐘新榕

摘要：為明確冬小麥葉片對(duì)施肥量和種植密度的動(dòng)態(tài)響應(yīng)，采用多因素隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)試驗(yàn)方法， 對(duì)優(yōu)質(zhì)冬小麥隴鑒110、平?jīng)?3號(hào)和中優(yōu)335的葉面積系數(shù)進(jìn)行了研究;應(yīng)用灰色關(guān)聯(lián)度分析法對(duì)不同生育時(shí)期葉面積系數(shù)和產(chǎn)量進(jìn)行了分析，并對(duì)產(chǎn)量進(jìn)行了方程擬合。結(jié)果表明，在高肥（N：210 kg/hm2）、高密度（420萬(wàn)粒/hm2）水平下，隴鑒110和平?jīng)?3號(hào)產(chǎn)量最高，分別為4 188.093 kg/hm2和3 789.894 kg/hm2，與其他處理產(chǎn)量差異達(dá)顯著（p < 0.05）水平;中優(yōu)335在中肥（N：105 kg/hm2）、高密度（420萬(wàn)粒/hm2）水平下產(chǎn)量最高，為3 018.175 kg/hm2，與其他處理差異不顯著（p > 0.05）。模擬方程結(jié)果表明， 隴鑒110產(chǎn)量還有很大的潛力，平?jīng)?3號(hào)在高肥、高密度水平下產(chǎn)量還有潛力，而中優(yōu)335不適宜在該地區(qū)種植。從灰色關(guān)聯(lián)度分析可以看出，促進(jìn)后期的葉面積是增加生物產(chǎn)量的有效手段，增加經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量的關(guān)鍵是增大分蘗期葉面積。

關(guān)鍵詞：施肥量;種植密度;冬小麥;葉面積系數(shù)

中圖分類號(hào)：S512.1? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? 文章編號(hào)：1001-1463（2019）07-0019-07

Abstract：Multi-factor Randomized Complete Block Design （RCBD） experiment was conducted to analyze the effect of fertilization dose and sowing density on the characteristics of leaf area in three high-quality winter wheat cultivars Longjian 110， Pingliang 43 and? Zhongyou 335. The grey correlation analyses were then conducted based on the fitting result of yield via equation for the leaf area coefficient of different growth period and yield indicators. The results indicated that the yield of Longjian 110 and Pingliang 43 is the highest in fertilizer （N：210 kg/hm2）， density（4.2 million/hm2） levels， were 4 188.093 kg/hm2， 3 789.894 kg/hm2， and the difference between other processing in yield was significant （p<0.05）. Zhongyou 335 has the highest yield at the level of fertilizer（N：105 kg/hm2） and density（4.2 million/hm2）， which is 3 018.175 kg/hm2， and is not significantly different between other treatments（p>0.05）. The result of the simulation equation showed that the output of Longjian 110 has great potential. Pingliang43 has the potential on yield at high levels of fertilization dose and sowing density. Zhongyou 335 is not suitable for planting in this area. The grey correlation analysis can be seen that promoting the leaf area in the growth later period is an effective means to increase the biological yield. To increase economic output， the key is to increase the area of tillering stage.

Key words：Fertilization dose;Sowing density;Winter wheat;Leaf area coefficient

肥料和種植密度是影響作物產(chǎn)量的兩個(gè)重要因素，也是作物高產(chǎn)管理的重要組成部分[1 ]。據(jù)聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織（FAO）估計(jì)，發(fā)展中國(guó)家糧食增產(chǎn)的作用有40%～60%來(lái)自化肥[2 ]，但由于農(nóng)民過(guò)于追求產(chǎn)量，加之栽培技術(shù)、生產(chǎn)技術(shù)落后等問(wèn)題導(dǎo)致肥料利用率低、施肥效應(yīng)不高，這不僅使得生產(chǎn)成本提高，而且還造成資源浪費(fèi)、環(huán)境和農(nóng)產(chǎn)品污染等問(wèn)題[3 - 4 ]。因此，研究合理的施肥量和種植密度配比，不僅保證高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效生產(chǎn)，而且可降低土壤及作物中的化肥殘留，提高肥料利用效率，減輕其對(duì)于環(huán)境的污 染[5 - 8 ]。葉片是小麥進(jìn)行光合作用的主要器官，也是形成同化產(chǎn)物的關(guān)鍵庫(kù)，葉面積大小直接影響生物學(xué)和籽粒產(chǎn)量的高低。然而葉面積大小和空間分布隨生育期推進(jìn)而改變，因此研究葉面積的消長(zhǎng)動(dòng)態(tài)變化比研究一個(gè)適宜的葉面積系數(shù)更為重要[8 - 9 ]。我們通過(guò)不同肥料量與不同種植密度配比研究，探索冬小麥葉片對(duì)施肥量和種植密度的動(dòng)態(tài)響應(yīng)，旨在為冬小麥選育、栽培研究提供參考。

1? ?材料與方法

1.1? ?試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)在農(nóng)業(yè)部甘肅鎮(zhèn)原黃土旱塬生態(tài)環(huán)境重點(diǎn)野外科學(xué)觀測(cè)站（35° 30′ N，107° 29′E）進(jìn)行。供試土壤為黑壚土，土壤基礎(chǔ)肥力為有機(jī)質(zhì)11.0 g/kg、全氮0.98 g/kg、堿解氮62.0 mg/kg、速效磷8.4 mg/kg、速效鉀248.0 mg/kg，pH 8.4。

1.2? ?供試材料

指示冬小麥品種為隴鑒110、平?jīng)?3號(hào)、中優(yōu)335， 均由甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院小麥研究所提供。

1.3? ?試驗(yàn)方法

以品種、密度和施肥為3 試驗(yàn)因素。冬小麥品種為隴鑒110（W1）、平?jīng)?3號(hào)（W2）和 中優(yōu)335（W3）;播種密度設(shè)210 萬(wàn)粒/ hm2 （D1）和 420 萬(wàn)粒/hm2 （D2） 2 個(gè)水平;施肥設(shè)施氮肥（以純N 計(jì)算）0 （P1）、105 kg/hm2 （P2）和210 kg/hm2 （P3）3 個(gè)水平，其中60%作基肥，40%作追肥;磷肥用量按N∶P2O5=1∶0.7 配施，一次性基施。按3因素隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法組配，共18 個(gè)處理，3 次重復(fù)，小區(qū)面積15 m2。9 月20 日播種，條播，行距20 cm。其他管理措施同大田。

葉面積測(cè)定使用葉面積掃描法。苗期開(kāi)始每2 d從不同處理小區(qū)隨機(jī)選取長(zhǎng)勢(shì)相同的麥苗15株，齊地面剪下帶回實(shí)驗(yàn)室測(cè)定葉面積，各生育時(shí)期葉面積指數(shù)為生育時(shí)期內(nèi)葉面積的平均值計(jì)算所得。

經(jīng)濟(jì)性狀測(cè)定：成熟后按各個(gè)處理小區(qū)實(shí)測(cè)生物產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量。

2? ?結(jié)果與分析

2.1? ?肥密水平對(duì)冬小麥葉面積系數(shù)的影響

不同處理冬小麥各生育時(shí)期葉面積系數(shù)總體變化趨勢(shì)可分為2個(gè)階段，苗期最低，逐漸增大，返青期又降低，然后再增大，到抽穗期增到最大，再降低（圖1）。3品種生育前期葉面積系數(shù)差異不明顯，從返青期開(kāi)始品種間的差異逐漸加大。隴鑒110葉面積系數(shù)增加趨勢(shì)明顯，到抽穗期增加到最大，然后開(kāi)始降低;平?jīng)?3號(hào)與隴鑒110相比，葉面積系數(shù)增加趨勢(shì)較緩，但持續(xù)增加時(shí)間長(zhǎng)，到開(kāi)花期達(dá)到最大，然后開(kāi)始降低;中優(yōu)335與上述2品種相比，葉面積系數(shù)增加程度最小，到抽穗期達(dá)最大，然后開(kāi)始降低?？梢钥闯?，隴鑒110和平?jīng)?3號(hào) 具有較高的葉面積系數(shù)，比較適應(yīng)當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境。而中優(yōu)335葉面積系數(shù)增加緩慢，且葉面積系數(shù)較小。

在2個(gè)密度水平下，生育前期高密度水平的葉面積系數(shù)大，從返青期開(kāi)始低密度水平的葉面積系數(shù)快速增加，拔節(jié)期開(kāi)始葉面積系數(shù)超過(guò)高密度水平并保持到收獲期。說(shuō)明在試驗(yàn)范圍內(nèi)，密度的增加降低了冬小麥生育后期的葉面積系數(shù)，可能是冬小麥生育后期植株間對(duì)光、肥等資源競(jìng)爭(zhēng)較大，導(dǎo)致葉面積降低或底層葉片死亡所致。

在3個(gè)施肥水平下，生育前期葉面積系數(shù)基本沒(méi)有差異，從返青期開(kāi)始出現(xiàn)差異，但較品種、密度對(duì)葉面積系數(shù)的影響差異較小。在高、中肥水平，增加的趨勢(shì)基本一致，其中高肥水平的葉面積系數(shù)略大于中肥水平;低肥水平下葉面積系數(shù)在整個(gè)生育期內(nèi)均比高、中肥水平的低。說(shuō)明在試驗(yàn)范圍內(nèi)，施肥量的增加可以促進(jìn)葉面積系數(shù)的增加，這是因?yàn)槭┓示徑饬硕←溨仓暝谏?、后期?duì)肥料的競(jìng)爭(zhēng)，從而促進(jìn)了葉面積的增加。

從肥密互作效應(yīng)來(lái)看，在低密、高肥水平，高密、低、中肥水平下，后期葉面積系數(shù)下降較快。由此可以看出，肥密互作效應(yīng)明顯，要提高冬小麥生育后期的葉面積，獲得較理想的葉面積系數(shù)，就必須從肥料、密度兩個(gè)因素考慮。

2.2? ?肥密水平對(duì)冬小麥經(jīng)濟(jì)性狀的影響

2.2.1? ? 對(duì)冬小麥成熟產(chǎn)品含水率的影響? ? 不同處理下的冬小麥成熟產(chǎn)品含水率如表1所示。18個(gè)處理下冬小麥產(chǎn)品含水率的變幅為12.2%～14.4%，平均含水率為13.1%，標(biāo)準(zhǔn)差為0.006。說(shuō)明品種、肥料、密度對(duì)含水率的影響不大。

在3個(gè)品種中，隴鑒110的產(chǎn)品含水率最高，平均為13.48%;平?jīng)?3號(hào)次之，為13.08%;中優(yōu)335最小，為12.83%。說(shuō)明基因型不同對(duì)產(chǎn)品的含水率有一定的影響，而品種對(duì)水分利用能力的大小是造成差異的主要原因，即隴鑒110對(duì)當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境比較適應(yīng)，中優(yōu)335對(duì)當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)適應(yīng)相對(duì)較差。

在2個(gè)密度水平下，隴鑒110和中優(yōu)335的產(chǎn)品含水率在高密度水平下較大;平?jīng)?3號(hào)與上述2品種相比剛好相反，產(chǎn)品含水率在低密度水平下較大。由此可得，密度對(duì)成熟產(chǎn)品含水率的影響隨品種而異。

在3個(gè)施肥水平下，隴鑒110和中優(yōu)335的產(chǎn)品含水率隨施肥量的增加先增加后降低;平?jīng)?3號(hào)與上述2品種相比剛好相反，產(chǎn)品含水率隨施肥量的增加先降低后增加。說(shuō)明肥料對(duì)成熟產(chǎn)品含水率的影響也隨品種不同而異。

2.2.2? ? 對(duì)冬小麥經(jīng)濟(jì)系數(shù)的影響? ? 不同處理下冬小麥經(jīng)濟(jì)指標(biāo)如表1所示。在3個(gè)品種中，隴鑒110的生物產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量最高，分別為8 325.94 kg/hm2，3 239.80 kg/hm2和0.403;經(jīng)濟(jì)系數(shù)也最大，平?jīng)?3號(hào)次之，均值分別為7 684.94 kg/hm2，3 019.88 kg/hm2和0.384;中優(yōu)335最小，均值分別為? ? ? ? ? 7 674.72 kg/hm2，2 632.42 kg/hm2和0.329。

在2個(gè)密度水平下，隴鑒110和平?jīng)?3號(hào)的生物產(chǎn)量均為低密度水平高于高密度水平，分別高出26.4%、8.7%;經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量則是高密度水平高于低密度水平，分別高出16.8%、12.0%。中優(yōu)335的生物產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量均在高密度水平下較高，分別比低密度水平高出5.1%，11.7%。就經(jīng)濟(jì)系數(shù)而言，3個(gè)品種均在高密度水平下較大，分別比低密度水平大0.194、0.082、0.023。

在3個(gè)施肥水平下，隴鑒110、平?jīng)?3號(hào)和中優(yōu)335的生物產(chǎn)量在試驗(yàn)范圍內(nèi)均隨施肥量的增加而提高，高肥水平分別比中、低肥水平高出24.9%、7.7%，37.8%、11.9%和18.7%、10.6%。 隴鑒110和平?jīng)?3 號(hào)的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量在試驗(yàn)范圍內(nèi)也表現(xiàn)出隨施肥量的增加而提高，高肥水平分別比中、低肥水平高出30.5%、13.2%和25.7%、8.1%;中優(yōu)335 的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量在試驗(yàn)范圍內(nèi)則變現(xiàn)為隨施肥量的增加先升高后降低，中肥水平最高，平均為2 783.05 kg/hm2，分別比低、高肥水平高出16.1%和0.04%。肥料水平對(duì)經(jīng)濟(jì)系數(shù)的影響因品種而異，隴鑒110的經(jīng)濟(jì)系數(shù)在試驗(yàn)范圍內(nèi)隨施肥量的增加增大;平?jīng)?3號(hào)則與隴鑒110相反，與施肥量呈負(fù)相關(guān)關(guān)系;而中優(yōu)335則在試驗(yàn)范圍內(nèi)經(jīng)濟(jì)系數(shù)隨施肥量的增加先增大后減小。

2.3? ?肥密水平對(duì)冬小麥產(chǎn)量的影響

不同施肥量、密度下的冬小麥產(chǎn)量結(jié)果見(jiàn)表2。在試驗(yàn)范圍內(nèi)隨著施肥量的增加，產(chǎn)量的變化趨勢(shì)不盡相同，它的變化趨勢(shì)是品種、肥料和密度共同作用的結(jié)果。隴鑒110的產(chǎn)量在2個(gè)密度水平下隨施肥量的增加均呈線性增加關(guān)系，高密度水平下趨勢(shì)變化幅度較大;平?jīng)?3號(hào)的產(chǎn)量在高密度水平下隨施肥量的增加呈線性增加關(guān)系，而在低密度水平下產(chǎn)量隨施肥量的增加呈先增加后降低的趨勢(shì);中優(yōu)335的產(chǎn)量在2個(gè)密度水平下隨施肥量的增加均呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢(shì)，高密度水平下趨勢(shì)變化幅度較大，產(chǎn)量整體均高于低密度水平。對(duì) 3 品種不同密度水平下產(chǎn)量隨施肥量的變化趨勢(shì)進(jìn)行模擬，模擬方程及擬合度如表2所示，可以看出，模擬方程的擬合度均值0.99以上，說(shuō)明產(chǎn)量隨施肥量變化的過(guò)程均符合模擬方程。

對(duì)產(chǎn)量進(jìn)行方差分析（表3）表明，不同處理冬小麥產(chǎn)量差異顯著。隴鑒110與中優(yōu)335之間產(chǎn)量差異達(dá)極顯著水平（P < 0.01），平?jīng)?3號(hào)與中優(yōu)335之間產(chǎn)量差異達(dá)顯著水平（P < 0.05），隴鑒110與平?jīng)?3號(hào)之間產(chǎn)量差異不顯著（P > 0.05）。在2個(gè)密度水平下，高密度與低密度處理之間產(chǎn)量差異達(dá)極顯著水平（P < 0.01）。在3個(gè)施肥水平下，高肥、中肥與低肥處理之間產(chǎn)量差異達(dá)極顯著水平（P < 0.01），高肥與中肥處理之間差異達(dá)顯著水平（P < 0.05）。隴鑒110在高肥、高密度水平下產(chǎn)量最高，為4 188.093 kg/hm2，與其它處理產(chǎn)量差異達(dá)顯著水平（P < 0.05）;平?jīng)?3號(hào)在高肥、高密度水平下產(chǎn)量最高，為3 789.89 kg/hm2，與其它處理產(chǎn)量差異達(dá)顯著水平（P < 0.05）;中優(yōu)335在中肥、高密度水平下產(chǎn)量最高，為3 018.18 kg/hm2，與其它處理產(chǎn)量差異不顯著（P > 0.05）。品種、肥料和密度互作，在高肥、高密度水平時(shí)隴鑒110產(chǎn)量最高，為4 188.09 kg/hm2，并且與其它處理的產(chǎn)量差異達(dá)顯著水平（P? < 0.05）。

2.4? ?灰色關(guān)聯(lián)分析

冬小麥各生育時(shí)期葉面積系數(shù)與生物產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量之間的灰色關(guān)聯(lián)分析結(jié)果見(jiàn)表4所示。與生物產(chǎn)量關(guān)聯(lián)度較大的葉面積生育時(shí)期集中在冬小麥返青以后（生長(zhǎng)中后期），其中抽穗期葉面積系數(shù)與生物產(chǎn)量關(guān)聯(lián)度最大，收獲期次之，其它生育時(shí)期葉面積系數(shù)與生物產(chǎn)量關(guān)聯(lián)度由大到小依次為拔節(jié)期、起身期、灌漿期、開(kāi)花期、越冬期、三葉期、分蘗期、返青期、苗期。與經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量關(guān)聯(lián)度較大的葉面積生育時(shí)期集中在生長(zhǎng)的早中期，其中分蘗期葉面積系數(shù)與經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量關(guān)聯(lián)度最大，返青期次之，其它生育時(shí)期葉面積系數(shù)與經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量關(guān)聯(lián)度由大到小依次為越冬期、拔節(jié)期、起身期、三葉期、苗期、抽穗期、收獲期、開(kāi)花期、灌漿期。

3? ?小結(jié)與討論

栽培措施對(duì)不同冬小麥生育時(shí)期葉面積系數(shù)產(chǎn)生一定的影響。研究結(jié)果表明：生育期內(nèi)葉面積系數(shù)的變化規(guī)律基本一致，返青前高密度、高肥可明顯提高葉面積系數(shù)，在試驗(yàn)范圍內(nèi)肥密水平與葉面積系數(shù)成正比。返青后葉面積系數(shù)變化規(guī)律基本穩(wěn)定，總體規(guī)律上不在隨肥密水平的變化而整體上出現(xiàn)明顯差異。這個(gè)結(jié)果與前人的研究基本一致[4，9 ]。肥密水平對(duì)冬小麥經(jīng)濟(jì)性狀的調(diào)控主要體現(xiàn)在生物產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量上，對(duì)含水率、經(jīng)濟(jì)系數(shù)的調(diào)控不明顯。在試驗(yàn)范圍內(nèi)，同一密度下生物產(chǎn)量隨施肥量的增加而增加。同一施肥水平下，生物產(chǎn)量并不是隨著密度的增加而增加，變化規(guī)律又因品種而異。可見(jiàn)，施肥量是生物產(chǎn)量的制約因素。在試驗(yàn)范圍內(nèi)，經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量隨著密度和施肥量的增加而增加，但中優(yōu)335與其它品種有所差異，表現(xiàn)為在高密度水平下經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量隨施肥量的增加變化趨勢(shì)為先增加而后降低，從各生育時(shí)期葉面積系數(shù)變化情況來(lái)看，高肥、高密度使該品種后期貪青晚熟，導(dǎo)致產(chǎn)量受損。

不同處理下各冬小麥產(chǎn)量差異較大。在高肥（N：210 kg/hm2）、高密度（420萬(wàn)粒/hm2）水平下隴鑒110產(chǎn)量最高，為4 188.09 kg/hm2，且與其他處理差異達(dá)顯著水平（P? < 0.05）。平?jīng)?3號(hào)在高肥（N：210 kg/hm2）、高密度（420萬(wàn)粒/hm2）水平下產(chǎn)量最高，為3 789.89 kg/hm2，與其他處理差異達(dá)顯著水平（P? < 0.05）;中優(yōu)335在中肥（N：105 kg/hm2）、高密度（420萬(wàn)粒/hm2）水平下產(chǎn)量最高，為? ? ? ? 3 018.18 kg/hm2，與其他處理差異不顯著（P? > 0.05）。模擬方程表明，肥、密水平和隴鑒110產(chǎn)量為線性關(guān)系，說(shuō)明隴鑒110產(chǎn)量還有很大的潛力。平?jīng)?3號(hào)在低密度下，模擬方程為二次方程，而在高密度下，為線性方程，表明該品種在高肥、高密度水平下產(chǎn)量還有潛力。中優(yōu)335模擬方程均為二次方程，表明該品種在該生態(tài)環(huán)境下已達(dá)到最大生產(chǎn)潛力。對(duì)各生育時(shí)期的葉面積系數(shù)與生物產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量進(jìn)行灰色關(guān)聯(lián)度分析的結(jié)果表明，促進(jìn)后期的葉面積是增加生物產(chǎn)量的有效手段，但要增加經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量，增大分蘗期葉面積是關(guān)鍵，增大返青期葉面積是必要條件。

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[7] 周鳳云，李伯群，楊? ?明，等.? 播期、密度與施肥水平對(duì)渝麥12號(hào)產(chǎn)量和品質(zhì)的影響[J].? 麥類作物學(xué)報(bào)，2012，32（1）：131-134.

[8] 李豪圣，宋健民，劉愛(ài)烽，等.? 播期和種植密度對(duì)超高產(chǎn)小麥“濟(jì)麥22”產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響[J].? 中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào)，2011，27（5）：243-248.

[9] 李? ?筠，王? ?龍，任立凱，等.? 播期、密度和氮肥運(yùn)籌對(duì)冬小麥連麥2號(hào)產(chǎn)量與品質(zhì)的調(diào)控[J].? 麥類作物學(xué)報(bào)，2010，30（2）：303-308.

（本文責(zé)編：陳? ? 珩）