密度與氮素水平對小黑麥群體動態(tài)、產(chǎn)量及構(gòu)成因素的影響

李 晶，吉 彪，陳龍濤，商文楠，魏 玲，魏 湜

（東北農(nóng)業(yè)大學農(nóng)學院，哈爾濱 150030）

種植密度對小麥的群體生長和籽粒產(chǎn)量有明顯的調(diào)控作用[1-3]。氮是植物必需的營養(yǎng)元素，也是作物高產(chǎn)的養(yǎng)分限制因子。大量研究表明，適當增加密度和施用適量氮肥有利于提高小麥葉面積指數(shù)和群體光合勢，提高籽粒產(chǎn)量，但密度過高及施氮量超過一定限度后，則對其生育后期群體生長不利，導致籽粒產(chǎn)量降低[4-5]。有關(guān)小黑麥的具體栽培調(diào)控措施仍未引起足夠的重視，栽培措施與小麥相比顯得粗放，不利于其增產(chǎn)潛力的挖掘。

小黑麥飼草產(chǎn)量及飼用品質(zhì)方面的研究較多，密肥水平對籽粒產(chǎn)量及其構(gòu)成因素調(diào)控研究鮮見報道[6-8]。文章以東農(nóng)5305為材料，通過莖蘗成穗及產(chǎn)量構(gòu)成探討密度及施氮水平對產(chǎn)量形成的影響，為小黑麥高產(chǎn)栽培與推廣應用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗設(shè)計

試驗選用小黑麥品種東農(nóng)5305，于2007～2008年在東北農(nóng)業(yè)大學香坊實驗實習基地進行。4月5日播種，8月3號收獲。

裂區(qū)設(shè)計，施氮水平為主區(qū)，密度為副區(qū)。施氮（N）設(shè) 4 個水平：0（N0）、75（N75）、150（N150）、225 kg·hm-2（N225），密度設(shè)3個水平：300（D300）、450（D450）、600萬株·hm-2（D600）；3次重復，8行區(qū)，行距0.3 m，行長5 m。種肥磷酸二銨247 kg·hm-2（P2O5113 kg）、氯化鉀190 kg（K2O 121 kg）和尿素總量的1/2與種子分層施下，其余1/2尿素作為追肥，于拔節(jié)期結(jié)合澆水開溝追施于土壤。苗期鎮(zhèn)壓1次，其他管理措施同一般大田。

1.2 測定及分析方法

分蘗期、拔節(jié)期、開花期、成熟期分別測定莖數(shù)和葉齡數(shù)，以小區(qū)為單位，記錄收獲穗數(shù)，取測產(chǎn)行單打單收，計算單位面積產(chǎn)量。每個小區(qū)收10株自然干燥后進行室內(nèi)考種，分別測定單株穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重。采用DPS 7.05統(tǒng)計軟件進行差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 對群體動態(tài)變化及分蘗成穗率的影響

小黑麥群體質(zhì)量是建立在自出苗分蘗起至孕穗期各生育時期群體合理發(fā)展基礎(chǔ)上的。這個群體的合理發(fā)展是通過培育合理的莖蘗動態(tài)，提高莖蘗成穗率，實現(xiàn)適宜穗數(shù)的過程。由表1可知，整個生育期內(nèi)，東農(nóng)5305不同處理每公頃總莖數(shù)呈先升高后降低的趨勢，最高莖蘗數(shù)出現(xiàn)在拔節(jié)期。拔節(jié)后由于莖葉的旺盛生長和幼穗進一步分化，以及營養(yǎng)物質(zhì)分配的限制，分蘗發(fā)生減少，已發(fā)生的分蘗向兩極分化，晚蘗和小蘗死亡，總莖數(shù)減少，最后穩(wěn)定至成穗數(shù)。

表1 不同處理群體莖蘗動態(tài)變化及莖蘗成穗率Table1 Dynamic changes of tiller and the rate of earbearing tiller under different treatments

除密度與氮肥互作外，各因素對莖蘗成穗率的作用均達到極顯著水平。各處理在同一氮素營養(yǎng)水平下，分蘗至成熟各時期每公頃總莖數(shù)隨密度增加而增加，但成熟期成穗率隨密度增加而降低，這與大群體、高密植對環(huán)境因子競爭有關(guān)。各氮素營養(yǎng)水平條件下生育期間總莖數(shù)及分蘗成穗率均高于對照N0處理。同一密度條件下莖蘗成穗率均隨施氮量增加呈先上升后下降趨勢，東農(nóng)5305以D300N75處理最高。表明施氮量偏低，群體最高莖蘗數(shù)出現(xiàn)時間早，群體小，影響成穗數(shù)；施氮量過多導致中期群體偏大，莖蘗成穗率降低。以D300N150處理的莖蘗及主莖葉齡變化見圖1。

圖1 小黑麥群體葉齡與莖蘗動態(tài)變化Fig.1 Dynamic changes of leaf age and tiller of triticale group

拔節(jié)期莖蘗數(shù)達1 400萬個·hm-2，為最終穗數(shù)2.5～3.0倍，葉齡7～8個，成穗率達40%以上。結(jié)合表1也可看出，適當施肥降低密度可以控制拔節(jié)前無效分蘗的發(fā)生，降低高峰莖蘗與最終穗數(shù)的比值，利于提高莖蘗成穗率。

2.2 對產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因子的影響

不同處理對小黑麥產(chǎn)量構(gòu)成因素的作用最終體現(xiàn)在產(chǎn)量上（見表2）。各因素及互作籽粒產(chǎn)量的影響均達到極顯著水平。東農(nóng)5305在低密度D300、中密度D450下各施氮處理顯著高于對照N0處理，表現(xiàn)為N75>N150>N225>N0，高密度D600下各施氮處理產(chǎn)量高于N0處理，差異不顯著；各氮肥處理間隨密度的加大產(chǎn)量下降，在低密度D300水平下表現(xiàn)出高的產(chǎn)量，表明東農(nóng)5305對氮肥不敏感。密度和氮肥處理下產(chǎn)量構(gòu)成因素差異分析表明，密度、氮肥、密度氮肥互作對穗數(shù)的作用達到顯著或極顯著水平。同一施氮水平下均隨密度的增加而增加，東農(nóng)5305各密度處理間達顯著水平。同一密度水平下，東農(nóng)5305各施氮處理公頃穗數(shù)均較對照高，施氮水平提高穗數(shù)先增加后降低，在N75水平下各密度處理穗數(shù)出現(xiàn)最高值。表明密度對穗數(shù)的影響效應高于施氮的作用，增加密度顯著提高了穗數(shù)，適當施氮也利于提高公頃穗數(shù)，為獲得高產(chǎn)提供保證。

表2 不同處理小黑麥產(chǎn)量及其構(gòu)成因素Table2 Yield and yield components under different treatments

對不同處理的穗粒數(shù)進行分析，各因素及互作對其影響均達到了極顯著水平。穗粒數(shù)隨密度增大而降低。隨氮肥的增加穗粒數(shù)有先增加后下降趨勢，東農(nóng)5305 N75各處理穗粒數(shù)顯著高于N0處理；N150各處理高于N0處理，差異不顯著；N225水平下除D300處理顯著高于對照處理，另兩個密度處理與對照處理較接近。

對不同處理千粒重進行分析，密度、氮肥、密度和氮肥互作對千粒重的影響達到極顯著或顯著水平。密度對千粒重的影響與穗粒數(shù)變化趨勢一致。未施氮處理千粒重均較各施氮處理高，隨氮肥的施加千粒重下降。

圖2 莖蘗成穗率與產(chǎn)量和千粒重的關(guān)系Fig.2 Relationship between yield and 1000-kernel weight and the percentage of earbearing tiller

不同群體莖蘗成穗率與產(chǎn)量關(guān)系表明（見圖2），在300～600萬株·hm-2基本苗范圍內(nèi)，產(chǎn)量隨莖蘗成穗率的提高而增加，呈極顯著線性正相關(guān)（r＝0.9584**）；東農(nóng)5305群體的莖蘗成穗率與千粒重呈極顯著正相關(guān)（r＝0.8460**）。東農(nóng) 5305 在 D300N75處理時莖蘗成穗率最高，千粒重及產(chǎn)量也最高，此時穗數(shù)為509萬個·hm-2。表明合理的基本苗數(shù)的確定，可提高莖蘗成穗率，在保證適宜的穗數(shù)基礎(chǔ)上，提高千粒重來實現(xiàn)高產(chǎn)。

3 討論

密度和施氮是小麥栽培措施中與分蘗發(fā)生及其成穗關(guān)系最為密切的因素[9-11]。有研究認為，高密度高氮量處理產(chǎn)量最高；中密度高氮量和高密度中氮量由于得到了高氮量和高密度的調(diào)節(jié)和補償，產(chǎn)量也較高，但二者比較，以增氮量處理的效應大于高密度的處理[12]。獲得高的籽粒產(chǎn)量的密度和施氮水平，還與品種特性和生態(tài)類型等有關(guān)，因而不同研究間結(jié)果存在差異。本研究中密度對產(chǎn)量三要素的影響結(jié)果與王之杰等的結(jié)論一致[13]。氮肥對三因素影響表明，氮肥的不斷增加，兩個品種公頃穗數(shù)和穗粒數(shù)有先增加后下降趨勢，其中東農(nóng)5305 N75各處理穗粒數(shù)顯著高于N0處理；N150各處理高于N0處理，差異不顯著；N225水平下除D300處理顯著高于對照處理，另兩個密度處理與對照處理較接近，表明增加密度有效穗數(shù)顯著增加，對穗粒數(shù)和千粒重起到負作用，密度過高增加的穗數(shù)并不能抵消穗粒數(shù)和千粒重的降低，產(chǎn)量不升反降；施加氮肥有效穗數(shù)和穗粒數(shù)的增加彌補了千粒重的降低，利于產(chǎn)量提高；密肥對穗粒數(shù)的互作影響較千粒重明顯。

4 結(jié)論

在300～600萬株·hm-2基本苗范圍內(nèi)，東農(nóng)5305產(chǎn)量隨莖蘗成穗率的提高而增加，呈極顯著線性正相關(guān)。東農(nóng)5305在300萬株·hm-2、75 kg·hm-2處理時莖蘗成穗率最高，產(chǎn)量也最高。生產(chǎn)中應適當降低施肥密度，提高小黑麥莖蘗成穗率，促進籽粒產(chǎn)量的提高。

增加密度有效穗數(shù)顯著增加，對穗粒數(shù)和千粒重起到負作用，密度過高增加的穗數(shù)并不能抵消穗粒數(shù)和千粒重的降低，產(chǎn)量不升反降；施加氮肥有效穗數(shù)和穗粒數(shù)的增加彌補了千粒重的降低，利于產(chǎn)量提高；密肥對穗粒數(shù)的互作影響較千粒重明顯。對于分蘗能力較高的東農(nóng)5305應適當降低基本苗，少施氮肥，主攻穗粒數(shù)和千粒重，實現(xiàn)高產(chǎn)。

密度對小黑麥東農(nóng)5305分蘗的影響效應較氮肥大，生產(chǎn)上可通過密度來協(xié)調(diào)或促控分蘗的發(fā)育。

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