不同施氮量對(duì)冬小麥光合生理指標(biāo)及產(chǎn)量的影響

陳天鑫 王艷杰 張 燕 常旭虹 陶志強(qiáng) 王德梅 楊玉雙 朱英杰 劉阿康 石書兵 趙廣才

（1新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，830052，新疆烏魯木齊；2中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部作物生理生態(tài)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，100081，北京；3任丘市農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，062550，河北任丘）

小麥?zhǔn)鞘澜绲谝淮罂诩Z作物，是人類的重要食物來(lái)源，全球有35%～40%的人口以小麥為主要糧食[1]。氮素是小麥生長(zhǎng)發(fā)育必需的營(yíng)養(yǎng)元素之一，能夠促進(jìn)根、莖、葉等營(yíng)養(yǎng)器官的生長(zhǎng)[2]。前人研究結(jié)果表明，小麥籽粒產(chǎn)量與施氮量呈二次曲線關(guān)系，隨施氮量增加小麥籽粒產(chǎn)量先增加再降低，而在這一變化范圍內(nèi)，存在著最合理的氮肥施用量[3]。小麥籽粒產(chǎn)量中90%～95%的貢獻(xiàn)率來(lái)自光合作用，尤其是生育后期，功能葉片的光合產(chǎn)物對(duì)籽粒的貢獻(xiàn)可達(dá)80%，其中旗葉作為小麥生育后期冠層的主要構(gòu)成者，對(duì)冠層光合產(chǎn)物的貢獻(xiàn)可達(dá)32%，旗葉的光合作用變化基本上代表了冠層光合的趨勢(shì)[4]。在一定范圍內(nèi)，增施氮肥可以顯著提高小麥花后旗葉的葉綠素含量和光合速率，提高穗粒數(shù)和粒重[5]。小麥葉片SPAD值也表現(xiàn)出相似結(jié)果[6]。相關(guān)學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，不同品種小麥的適宜施氮量不同。葛鑫等[7]發(fā)現(xiàn)強(qiáng)筋小麥品種濟(jì)南17在施氮量為216～328kg/hm2條件下產(chǎn)量顯著提高。劉奇勇[8]發(fā)現(xiàn)強(qiáng)筋小麥8901在施氮量為240～300kg/hm2時(shí)可達(dá)到優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)的雙重目的。徐鳳嬌等[9]發(fā)現(xiàn)施氮量為270kg/hm2時(shí)強(qiáng)筋和中筋小麥產(chǎn)量和蛋白質(zhì)含量達(dá)到最大值。

歸一化差值植被指數(shù)（normalized difference vegetation index，NDVI）是利用綠色植物對(duì)紅光的低反射率和對(duì)近紅外光的高反射率的光譜特征值計(jì)算的植被指數(shù)，能夠很好地反映作物功能葉片的生長(zhǎng)狀況，如旗葉面積大小[10]。美國(guó)Oklahoma州立大學(xué)最初應(yīng)用GreenSeeker獲得NDVI，分析作物的氮素營(yíng)養(yǎng)狀況，進(jìn)而推薦氮肥施用量，以達(dá)到合理施肥、指導(dǎo)生產(chǎn)實(shí)踐的目的[11]。吳軍華等[12]利用GreenSeeker獲取NDVI，預(yù)測(cè)冬小麥的莖蘗數(shù)取得了良好效果。葉面積指數(shù)（LAI）是反映作物群體長(zhǎng)勢(shì)狀況的重要指標(biāo)，快速、無(wú)損、精準(zhǔn)地監(jiān)測(cè)冬小麥關(guān)鍵生育期的LAI，對(duì)準(zhǔn)確掌握長(zhǎng)勢(shì)動(dòng)態(tài)、水肥調(diào)控、災(zāi)害監(jiān)測(cè)和產(chǎn)量預(yù)測(cè)等田間生產(chǎn)管理具有重要意義[13-14]。NDVI與LAI呈正相關(guān)，并與光合作用和蒸騰作用密切相關(guān)[15-16]。因此，通過(guò)測(cè)定NDVI和LAI，可反映小麥的光合作用效率及作物功能葉片的生長(zhǎng)狀況。

合理的氮肥運(yùn)籌不僅可以提高氮肥利用率，而且可減少日益增長(zhǎng)的化學(xué)肥料帶來(lái)的環(huán)境污染[17]。小麥的適宜施氮水平與品種、土壤肥力及生態(tài)環(huán)境等因素有關(guān)。如何確定不同品種冬小麥的施氮量，在其產(chǎn)量增加的同時(shí)，減少氮肥用量，符合國(guó)家的“一控兩減”政策，是目前小麥生產(chǎn)需要解決的問(wèn)題。本研究通過(guò)選用4個(gè)冬小麥品種，在0～270kg/hm2范圍設(shè)置5個(gè)氮肥處理，比較分析光合生理指標(biāo)、植株性狀、產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的變化，以期篩選出最適施氮量，為提高不同品種冬小麥的產(chǎn)量提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

于2018-2019年在中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所中圃場(chǎng)試驗(yàn)基地（北京）進(jìn)行。試驗(yàn)地0～20cm耕層土壤有機(jī)質(zhì)25g/kg、全氮1.0g/kg、堿解氮114mg/kg、速效磷37mg/kg、速效鉀125mg/kg。

試驗(yàn)采用2因素裂區(qū)設(shè)計(jì)，主區(qū)為施氮量，設(shè)0、180、210、240、270g/hm25個(gè)處理，分別用N0、N180、N210、N240、N270表示。副區(qū)為品種，選用4個(gè)品種：藁優(yōu)2018（C1）、師欒02-1（C2）、石優(yōu)20（C3）和濟(jì)麥22（C4）。試驗(yàn)田統(tǒng)一底施P2O5172.5kg/hm2、K2O 67.5kg/hm2，氮肥基追比為1∶1，追肥隨拔節(jié)水施入。全生育期澆水3次，分別為越冬水（澆水量900m3/hm2）；拔節(jié)水和開(kāi)花水（均為750m3/hm2）?；久?00萬(wàn)/hm2，行距20cm，小區(qū)面積6.48m2（5.4m×1.2m），3次生物學(xué)重復(fù)，共計(jì)60個(gè)小區(qū)。

1.2 測(cè)定項(xiàng)目與方法

農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量：開(kāi)花期隨機(jī)取6株小麥，測(cè)量旗葉的長(zhǎng)度、寬度、厚度；成熟期隨機(jī)取6株小麥，測(cè)量主莖和分蘗的株高、穗長(zhǎng)、小穗數(shù)和不孕小穗數(shù)；用小區(qū)收割機(jī)按小區(qū)實(shí)收計(jì)產(chǎn)，測(cè)量千粒重。

旗葉SPAD值：在旗葉完全展開(kāi)后，在每小區(qū)選長(zhǎng)勢(shì)、朝向一致的旗葉6片進(jìn)行標(biāo)記，開(kāi)花期及花后每隔5d于晴天用SPAD-502Plus型葉綠素儀測(cè)定旗葉中部的SPAD值，遇天氣不好時(shí)，適當(dāng)調(diào)整測(cè)試間隔，測(cè)6次，取平均值。

旗葉凈光合速率（Pn）：各小區(qū)選擇無(wú)病蟲害、長(zhǎng)勢(shì)一致的3片旗葉，開(kāi)花期及花后每5d，選晴天上午9∶00-11∶00，利用LI-6400XT（美國(guó)LI-COR公司）便攜式光合儀測(cè)定旗葉的Pn，每個(gè)處理測(cè)3次，取平均值。

NDVI：開(kāi)花期及花后每5d，選無(wú)云無(wú)風(fēng)的晴朗天氣，在上午 10∶00-11∶00，利用 GreenSeeker（美國(guó)NTech公司生產(chǎn)）手持式光譜儀測(cè)定。將光譜儀傳感器與小麥冠層保持平行，距離小麥冠層80cm，順麥壟方向采集NDVI值，每小區(qū)測(cè)定2次，取平均值作為該小區(qū)的冠層光譜反射率。

LAI：開(kāi)花期及花后每5d，選無(wú)云無(wú)風(fēng)的晴朗天氣，在上午10∶00-11∶00，利用LP-80（美國(guó)LICOR公司）進(jìn)行測(cè)定，將儀器探頭貼近距離地面10cm處，每個(gè)小區(qū)測(cè)定5次，取平均值。

1.3 數(shù)據(jù)分析方法

采用Excel 2016進(jìn)行數(shù)據(jù)整理、分析并制作圖表；采用DPS統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 施氮量和品種對(duì)小麥旗葉Pn的影響

從不同施氮量的比較分析，開(kāi)花后，不同小麥品種的Pn均表現(xiàn)出先下降后上升再下降的趨勢(shì)（圖1），且4個(gè)品種在施氮處理下（N180～N270）均在開(kāi)花后12d達(dá)到了峰值，而N0處理在開(kāi)花后7d達(dá)到峰值，說(shuō)明施用氮肥使小麥達(dá)到Pn最大值的時(shí)間后移，延長(zhǎng)旗葉光合功能時(shí)間，減緩葉片衰老。不同品種的Pn在開(kāi)花后12d表現(xiàn)為N240＞N270＞N210＞N180，4個(gè)施氮處理均顯著高于N0（圖2），表明在一定范圍內(nèi)，隨著施氮量的增加可以提高旗葉Pn，但施氮量增加至270kg/hm2時(shí)卻沒(méi)有顯著提升Pn，本試驗(yàn)在N240處理下Pn達(dá)到最大值。不同品種比較表明，濟(jì)麥22在開(kāi)花前的Pn顯著高于其他品種，開(kāi)花后顯著下降，低于石優(yōu)20，高于藁優(yōu)2018（圖2）。說(shuō)明相對(duì)于其他品種，濟(jì)麥22在開(kāi)花前后都維持一個(gè)較高而穩(wěn)定的Pn。

2.2 施氮量和品種對(duì)小麥旗葉SPAD值的影響

圖1 施氮量對(duì)不同品種花后旗葉Pn的動(dòng)態(tài)影響Fig.1 Effects of N-fertilizer rates on Pn of flag leaves of different varieties

圖2 施氮量和品種對(duì)旗葉Pn的影響Fig.2 Effects of N-fertilizer rate and variety on Pn of flag leaves

SPAD值是采用光電無(wú)損檢測(cè)方法快速測(cè)量葉綠素含量的指標(biāo)。旗葉SPAD值動(dòng)態(tài)變化與Pn表現(xiàn)一致。比較不同氮肥處理可以得出，4個(gè)品種的旗葉SPAD值隨著開(kāi)花后時(shí)間推移呈現(xiàn)出先增大后減小的趨勢(shì)（圖3）。不施氮處理時(shí)，旗葉SPAD值均在開(kāi)花后7d達(dá)到最大值；各施氮處理?xiàng)l件下，旗葉SPAD值均在開(kāi)花后12d達(dá)到最大值，表明施氮肥可以使旗葉葉綠素保持較高且穩(wěn)定的水平。開(kāi)花后12d不同品種的旗葉SPAD值表現(xiàn)為N240＞N270＞N210＞N180，均顯著高于N0（圖4），表明在一定范圍內(nèi)，隨著施氮量的增加可以提高旗葉葉綠素含量，但施氮量270kg/hm2處理的SPAD值低于N240處理。本試驗(yàn)在施氮處理為N240時(shí)旗葉SPAD值達(dá)到最大值。不同品種比較發(fā)現(xiàn)，濟(jì)麥22在開(kāi)花前2d到花后24d的SPAD值均高于其他3個(gè)品種，且具有顯著性差異（圖4），而在花后24～30d，濟(jì)麥22的SPAD值則低于其他品種，表明灌漿后期，濟(jì)麥22的旗葉SPAD值下降較迅速，減少了旗葉的功能期，而其他品種與此相反。

2.3 施氮量和品種對(duì)開(kāi)花期旗葉形態(tài)的影響

開(kāi)花期的旗葉形態(tài)隨施氮量的不同而有所變化。旗葉長(zhǎng)隨著施氮量的增加表現(xiàn)出先增大后減小的趨勢(shì)，4個(gè)品種均在施氮處理為N240時(shí)達(dá)到最大值，且顯著高于N0，藁優(yōu)2018和石優(yōu)20顯著高于N180，濟(jì)麥22和石優(yōu)20顯著高于N270。濟(jì)麥22的旗葉長(zhǎng)均低于其他品種。旗葉寬隨著施氮量的增加同樣表現(xiàn)出先增大后減小的趨勢(shì)，4個(gè)品種均在施氮量為240kg/hm2時(shí)達(dá)到最大值，且顯著高于N0（圖5）。石優(yōu)20和濟(jì)麥22的旗葉寬大于藁優(yōu)2018和師欒02-1。旗葉厚隨著施氮量的增加表現(xiàn)出先減小再增大的趨勢(shì)，在施氮量為240kg/hm2時(shí)達(dá)到最小值。這表明在一定程度上，施氮量的增加有利于旗葉長(zhǎng)和寬的增加，但是會(huì)減小旗葉的厚度，相應(yīng)增加葉面積，增強(qiáng)氣體交換效率，提高光合效率。

圖3 施氮量對(duì)不同品種花后旗葉SPAD值的影響Fig.3 Effects of N-fertilizer rates on SPAD value of flag leaves of different varieties

圖4 施氮量和品種對(duì)旗葉SPAD值的影響Fig.4 Effects of N-fertilizer rate and variety on SPAD value of flag leaves

2.4 施氮量和品種對(duì)小麥NDVI的動(dòng)態(tài)影響

圖5 施氮量對(duì)旗葉形態(tài)的影響Fig.5 Effects of N-fertilizer rates on morphology characteristics of flag leaves

NDVI隨著開(kāi)花后時(shí)間推移呈現(xiàn)出持續(xù)下降的趨勢(shì)，在開(kāi)花前2d達(dá)到最大值。不同施氮量處理比較可見(jiàn)，開(kāi)花后的NDVI值表現(xiàn)為N240＞N210＞N270＞N180，均顯著高于N0，表明在一定范圍內(nèi)，隨著施氮量的增加可以顯著增加植被覆蓋度，促進(jìn)旗葉生長(zhǎng)。但過(guò)量施氮會(huì)降低植被覆蓋度，不利于旗葉的生長(zhǎng)（圖6）。本試驗(yàn)在施氮量為240kg/hm2時(shí)NDVI值達(dá)到最大值。從不同品種比較可見(jiàn)，濟(jì)麥22在開(kāi)花前2d到花后24d的NDVI均顯著低于3個(gè)強(qiáng)筋品種，而在花后24～30d，濟(jì)麥22的NDVI值顯著高于其他品種，表明在灌漿后期，濟(jì)麥22的植被覆蓋度下降緩慢，葉片凋零較慢，而其他品種與此相反。

圖6 施氮量和品種對(duì)歸一化差值植被指數(shù)的影響Fig.6 Effects of N-fertilizer rate and variety on NDVI

2.5 施氮量和品種對(duì)小麥LAI的影響

LAI與NDVI表現(xiàn)出一致性，隨著開(kāi)花后時(shí)間推移呈現(xiàn)出持續(xù)下降的趨勢(shì)，在開(kāi)花前2d達(dá)到最大值。不同施氮量比較：開(kāi)花后的LAI表現(xiàn)為N240＞N210＞N270＞N180，均顯著高于 N0，表明在一定范圍內(nèi)，隨著施氮量的增加可以顯著增加LAI，但過(guò)量施氮會(huì)降低LAI（圖7）。本試驗(yàn)在施氮量為240kg/hm2時(shí)LAI達(dá)到最大值。不同品種比較：濟(jì)麥22在開(kāi)花前2d到花后16d的LAI均顯著低于其他品種，而在花后24～30d，濟(jì)麥22的LAI顯著高于其他品種，表明在灌漿后期，濟(jì)麥22的葉片凋零較慢，LAI下降緩慢，而其他品種與此相反。

圖7 施氮量和品種對(duì)LAI的影響Fig.7 Effects of N-fertilizer rate and variety on LAI

2.6 施氮量和品種對(duì)小麥植株性狀的影響

由表1可知，株高隨施氮量的增加而增加，在施氮處理為N270下達(dá)到最大值，顯著高于N0和N180處理。穗長(zhǎng)和小穗數(shù)隨施氮量的增加表現(xiàn)為先增加后減小的趨勢(shì)，N240處理最大，顯著高于N0和N180；不孕小穗數(shù)隨著施氮量的增加表現(xiàn)為先減少后增加的趨勢(shì)，施氮處理N240最小，但與其他處理無(wú)顯著性差異。說(shuō)明增施氮肥可以顯著增加株高，適宜的施氮量可以增加穗數(shù)和小穗數(shù)，減小不孕小穗數(shù)，提高結(jié)實(shí)率。濟(jì)麥22的穗長(zhǎng)顯著高于其他品種，小穗數(shù)顯著高于藁優(yōu)2018和師欒02-1，而不孕小穗數(shù)顯著低于其他品種，這是濟(jì)麥22高產(chǎn)的一個(gè)影響因素。株高、穗長(zhǎng)、小穗數(shù)和不孕小穗數(shù)均表現(xiàn)為石優(yōu)20＞師欒02-1＞藁優(yōu)2018，其中株高、小穗數(shù)和不孕小穗數(shù)具有顯著差異，說(shuō)明不同品種間的植株性狀存在較大差異。

表1 施氮量和品種對(duì)植株性狀的影響Table 1 Effects of nitrogen application rate and variety on plant characteristics

由表2可知，4個(gè)品種的株高在施氮量和品種2個(gè)因素中分別表現(xiàn)為極顯著差異，隨施氮量的增加而增加，均在施氮處理為N270時(shí)達(dá)到最大值，且均顯著高于N0。穗長(zhǎng)和小穗數(shù)在施氮量因素中表現(xiàn)為顯著差異，在品種因素中表現(xiàn)為極顯著差異，且隨施氮量表現(xiàn)為先增大后減小的趨勢(shì)，在施氮處理為N240時(shí)達(dá)到最大值。不孕小穗數(shù)在品種、品種和施氮量的互作下存在極顯著差異，隨施氮量表現(xiàn)為先減小后增大的趨勢(shì)，施氮處理N240最小。綜合分析，株高、穗長(zhǎng)、小穗數(shù)和不孕小穗數(shù)在施氮處理為N240時(shí)達(dá)到一個(gè)較為理想的水平。

表2 施氮量和品種互作對(duì)植株性狀的影響Table 2 Effects of nitrogen application rate and variety interact on plant characteristic

2.7 施氮量和品種對(duì)小麥產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

由表3可知，4個(gè)品種的穗粒數(shù)、千粒重及籽粒產(chǎn)量隨著施氮量的增加均表現(xiàn)為先增加后減小的趨勢(shì)，均在施氮處理為N240時(shí)達(dá)到最大值，且顯著高于其他施氮處理。說(shuō)明適宜的施氮量可以增加小麥的穗粒數(shù)、千粒重及籽粒產(chǎn)量，但施氮量增加至270kg/hm2會(huì)使籽粒產(chǎn)量顯著下降。濟(jì)麥22的穗粒數(shù)、千粒重及籽粒產(chǎn)量均顯著高于其他品種。

表3 施氮量和品種對(duì)籽粒產(chǎn)量及構(gòu)成因素的影響Table 3 Effects of nitrogen application rate and variety on grain yield and its components

由表4可知，4個(gè)品種的籽粒產(chǎn)量在施氮量和品種2個(gè)因素，及其互作中均存在極顯著差異，隨施氮量的增加表現(xiàn)為先增加后減少的趨勢(shì)，均在施氮處理為N240時(shí)達(dá)到最大值，且均顯著高于其他處理。千粒重在施氮量和品種2個(gè)因素及其互作中均存在極顯著差異，除藁優(yōu)2018外，其他3個(gè)品種均隨施氮量的增加表現(xiàn)為先增大后減小的趨勢(shì)，在施氮處理為N240時(shí)達(dá)到最大值；穗粒數(shù)在施氮量和品種2個(gè)因素中分別表現(xiàn)為極顯著差異，隨施氮量增加表現(xiàn)為先增大后減小的趨勢(shì)，在施氮處理為N240時(shí)達(dá)到最大值，且顯著高于其他處理。因此，穗粒數(shù)、千粒重及籽粒產(chǎn)量均在施氮量為240kg/hm2時(shí)達(dá)到最大值。

表4 施氮量和品種互作對(duì)籽粒產(chǎn)量及構(gòu)成因素的影響Table 4 Effects of nitrogen application rate and variety interact on grain yield and its components

3 討論

3.1 氮素對(duì)光合生理指標(biāo)及葉綠素SPAD值的影響

作為對(duì)植物生長(zhǎng)的具有重要作用的礦質(zhì)元素，氮素對(duì)植株葉片光合速率的提高、葉綠素含量的增加和葉片功能期的延長(zhǎng)有重要作用[18]。前人研究指出[19-20]，植物葉片葉綠素含量與光合速率間呈密切正相關(guān)，葉片SPAD值與葉綠素含量一致，可以用SPAD值反映植株葉片中葉綠素含量的相對(duì)值。葛君等[21]發(fā)現(xiàn)，在施氮量為0～245kg/hm2范圍內(nèi)，光合速率與施氮量呈正相關(guān)關(guān)系，繼續(xù)增加氮素用量至315kg/hm2時(shí)光合速率不升反降。王月福等[22]研究表明，增施氮肥有利于提高小麥旗葉光合速率，并延長(zhǎng)高值持續(xù)時(shí)間。張秋英等[23]研究指出拔節(jié)至灌漿期冬小麥葉綠素含量最高，此期光合作用最強(qiáng)，葉綠素含量絕對(duì)值的高低可反映其產(chǎn)量潛力。本試驗(yàn)結(jié)果表明，在施氮量0～270kg/hm2范圍內(nèi)，開(kāi)花后旗葉凈光合速率呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì)，在施氮量為240kg/hm2時(shí)旗葉凈光合速率達(dá)到最大值，而且施氮量增至270kg/hm2后并沒(méi)有顯著提高旗葉的凈光合速率，說(shuō)明在一定范圍內(nèi)存在能使旗葉凈光合速率顯著提升的適宜施氮量。旗葉SPAD值與凈光合速率表現(xiàn)出一致性，這與前人的研究結(jié)果基本一致，施氮量的增加能提高小麥植株氮素代謝水平的提高，從而增加了旗葉葉綠素含量，同時(shí)提高了旗葉凈光合速率，但增施氮肥至270kg/hm2時(shí)會(huì)影響小麥對(duì)土壤中其他礦質(zhì)元素的吸收，從而在一定水平上抑制了葉綠素的合成。

3.2 氮素對(duì)植株性狀和NDVI、LAI指標(biāo)的影響

蓋瓊輝等[24]研究指出，小麥旗葉的農(nóng)藝形狀與旗葉凈光合速率及葉綠素含量呈現(xiàn)出一定的相關(guān)性。馬建輝等[25]認(rèn)為，在0～360kg/hm2施氮量范圍內(nèi)，增加施氮量顯著提高了小麥拔節(jié)期和抽穗期的葉面積指數(shù)。鄭雪嬌等[26]認(rèn)為，施氮量為240kg/hm2處理的開(kāi)花后10、20和30d的葉面積指數(shù)顯著高于不施氮和施氮量為180kg/hm2的處理。本試驗(yàn)結(jié)果表明，施氮量為0～270kg/hm2，開(kāi)花期小麥旗葉的長(zhǎng)度、寬度表現(xiàn)出先增大后減小的趨勢(shì)，施氮量為240kg/hm2時(shí)旗葉的長(zhǎng)度、寬度達(dá)到最大值且顯著高于不施氮處理（P＜0.05）。旗葉厚度則表現(xiàn)出先減小后增大的趨勢(shì)，且在施氮量為240kg/hm2達(dá)到最小值。旗葉的長(zhǎng)度和寬度是構(gòu)成旗葉葉面積的主要因素，施氮量的增加有利于旗葉的生長(zhǎng)，增加旗葉葉面積，增加旗葉對(duì)光能的捕獲，從而提高旗葉凈光合速率；旗葉厚度的減小可能使葉肉細(xì)胞內(nèi)部形態(tài)改變，從而提高光合作用。當(dāng)增施氮肥至270kg/hm2時(shí)，土壤中氮素含量過(guò)高，影響了植株對(duì)其他礦質(zhì)元素的吸收，不利于旗葉的生長(zhǎng)，致使旗葉葉面積減小，從而降低了光合作用，但是關(guān)于其分子機(jī)制以及微觀結(jié)構(gòu)方面尚缺乏系統(tǒng)分析。LAI和NDVI是反映農(nóng)作物長(zhǎng)勢(shì)和營(yíng)養(yǎng)信息的2個(gè)重要參數(shù)[27]。李升東等[28]認(rèn)為在0～276kg/hm2施氮量范圍內(nèi)，LAI和NDVI均隨著氮肥施用量的增加而增加，在氮肥施用量超過(guò)276kg/hm2時(shí)LAI和NDVI均下降。本試驗(yàn)條件下，NDVI和LAI也表現(xiàn)出同樣的趨勢(shì)，在氮肥施用量超過(guò)240kg/hm2后下降。這說(shuō)明適量施氮會(huì)提高小麥葉片對(duì)光能的吸收利用，促進(jìn)小麥旗葉生長(zhǎng)發(fā)育，從而提高產(chǎn)量，施氮量超過(guò)240kg/hm2則不利于小麥旗葉的生長(zhǎng)發(fā)育，影響小麥綜合產(chǎn)量潛力的發(fā)揮。

3.3 氮素對(duì)小麥產(chǎn)量及構(gòu)成要素的影響

氮素對(duì)小麥穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒重三因素有顯著的調(diào)控效應(yīng)，而這三因素中的任一因素的變化均會(huì)對(duì)小麥產(chǎn)量造成直接影響，因此，氮素是影響小麥產(chǎn)量的重要因子[29]。本試驗(yàn)中，施氮量為0～270kg/hm2，小麥籽粒產(chǎn)量表現(xiàn)出先增大后減小的趨勢(shì)，在施氮量為240kg/hm2時(shí)達(dá)到最大值；穗粒數(shù)也表現(xiàn)出相同的趨勢(shì)。這說(shuō)明適宜的氮素能促進(jìn)小麥的生殖生長(zhǎng)，增加穗粒數(shù)和千粒重，提升籽粒產(chǎn)量。過(guò)量施氮會(huì)影響植株對(duì)其他礦質(zhì)元素的吸收，氮素吸收過(guò)飽和，致使小麥貪青徒長(zhǎng)，穗粒數(shù)下降，籽粒產(chǎn)量下降。

4 結(jié)論

相比于不施氮肥，施氮量為240kg/hm2能顯著提高4個(gè)冬小麥品種的旗葉凈光合速率、旗葉SPAD值、旗葉長(zhǎng)、旗葉寬、冠層覆蓋度、葉面積指數(shù)、穗長(zhǎng)、穗粒數(shù)和籽粒產(chǎn)量；施氮量為270kg/hm2時(shí)能提高株高。在相同施氮水平下，由于濟(jì)麥22的光合特性、植株性狀及產(chǎn)量構(gòu)成要素顯著優(yōu)于其他品種，使?jié)?2的產(chǎn)量顯著高于其他品種。