水肥耦合對(duì)小麥產(chǎn)量的影響研究

顧國(guó)俊，季仁達(dá)，吳傳萬(wàn)

（江蘇省淮安市洪澤縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站，江蘇洪澤 223100）

施用氮肥可以顯著提高小麥產(chǎn)量和改善其品質(zhì)[1-3]，水、肥互作對(duì)作物產(chǎn)量、土壤肥力以及生態(tài)環(huán)境的影響一直備受農(nóng)學(xué)家和環(huán)境學(xué)家的重視[4-6]。不同的肥料管理措施能夠影響作物對(duì)水分的吸收利用,而土壤水分狀況不僅影響肥料效應(yīng)的發(fā)揮,還對(duì)養(yǎng)分在土壤中的轉(zhuǎn)化、遷移、積累起著至關(guān)重要的作用[7]。

目前，關(guān)于作物水肥耦合效應(yīng)的研究已有很多[8-13]，但大多集中在作物的水肥耦合對(duì)最終產(chǎn)量及品質(zhì)或單一種植模式的水肥耦合效應(yīng)在生理生態(tài)指標(biāo)上的研究[14-17]，而針對(duì)不同生育時(shí)期水肥耦合效應(yīng)的研究則較少。因此，筆者結(jié)合小麥產(chǎn)量構(gòu)成因素形成的不同時(shí)期，選取了拔節(jié)期和灌漿期灌水處理，并在高、中、低3個(gè)不同氮素水平下對(duì)小麥群體動(dòng)態(tài)和個(gè)體生長(zhǎng)進(jìn)行研究，以揭示不同肥水條件對(duì)小麥產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響，從而優(yōu)化肥水管理方案，為作物科學(xué)生產(chǎn)提供一定的理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料和內(nèi)容

供試品種為鄭麥9023 ，為當(dāng)?shù)刂鲗?dǎo)品種，種植比例占80%以上。研究?jī)?nèi)容包括群體動(dòng)態(tài)，拔節(jié)期、孕穗期植株性狀及產(chǎn)量構(gòu)成因素。

1.2 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于洪澤縣農(nóng)業(yè)科技綜合展示基地（儲(chǔ)備試驗(yàn)區(qū)），試驗(yàn)階段光照時(shí)數(shù)較常年偏多，溫度接近常年，降水偏少，尤其是播后出苗階段，降水較常年偏少近90%。試驗(yàn)地土壤肥沃，有機(jī)質(zhì)含量34.92 g/kg，全氮 0.131 8 g/kg，銨態(tài)氮 24.17 mg/kg，速效磷29.25 mg/kg，速效鉀57.18 mg/kg。前茬作物為機(jī)插水稻，于2011年10月26日收獲。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)以灌水時(shí)期為主區(qū)，設(shè)W1（拔節(jié)水）、W2（灌漿水）和W3（拔節(jié)水+灌漿水）3個(gè)水平；設(shè)施氮量為副區(qū)，分別為施用純氮20 kg/667m2（N1）、16 kg/667m2（N2）和12 kg/667m2（N3）高、中、低3個(gè)氮肥運(yùn)籌方式，氮肥按基肥和拔節(jié)孕穗肥分2次施用，基追比為 1∶1。P2O5施用量為 8 kg/667m2、K2O 施用量為 10 kg/667m2，磷鉀肥作為底肥一次施入。共9個(gè)處理，重復(fù)3次，小區(qū)面積30 m2。播量10 kg/667m2，于2011年11月2日播種，處于當(dāng)?shù)剡m宜播種范圍，基本苗為15萬(wàn)～18萬(wàn)/667m2。播種方式為淺旋機(jī)條播（秸稈不還田）。

2 結(jié)果與分析

2.1 小麥產(chǎn)量

試驗(yàn)結(jié)果表明，各處理小麥產(chǎn)量以拔節(jié)水高氮處理（N1W1）最高，其次為灌漿水高氮處理（N1W2）和拔節(jié)水中氮處理（N1W2），而拔節(jié)水高氮處理（N1W1）與灌漿水高氮處理（N1W2）間無(wú)顯著差異，其他各處理組合均顯著低于高氮處理。

表1 水分施氮量處理組合產(chǎn)量及三要素情況

2.2 因素主效應(yīng)分析

施氮量因素主效應(yīng)分析結(jié)果表明（表2），小麥產(chǎn)量依次為 N1＞N2＞N3，N1、N2極顯著高于 N3，而 N1、N2間產(chǎn)量差異并不顯著。灌水處理以W1產(chǎn)量最高，W2次之，最低為 W3。

表2 施氮量與水分處理（N×W）互作效應(yīng)分析 kg/667m2

W1處理的小麥產(chǎn)量（Y）隨施氮量（X）變化的回歸方程為：Y=-2.874X2+110.89X-524.93（R2=0.995 9），當(dāng)X=19.3 kg/667m2時(shí)產(chǎn)量最高；W2條件下Y=-2.719 8X2+105.17X-482.5（R2=0.992 3），當(dāng) X=19.3 kg/667m2可獲得最高產(chǎn)；W3條件下Y=-4.105 2X2+150.37X-866.87（R2=0.991 4），當(dāng) X=18.3 kg/667m2時(shí)可獲得最高產(chǎn)。這說(shuō)明W3處理下施氮量較其他2種灌水處理可減少1 kg/667m2。3種灌溉方式下獲得最高產(chǎn)所施氮肥量不同，3種水分處理方式和氮肥施用量間存在不同的耦合效應(yīng)。

2.3 不同處理組合對(duì)產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響

施氮量對(duì)穗數(shù)（F=111.462**）、粒數(shù)（F=211.226**）及千粒重（F=94.492**）的影響均達(dá)極顯著水平。其中N1條件下穗數(shù)最多，N1處理的穗粒數(shù)顯著高于N2，N2顯著高于N3；N2處理的千粒重最高，N1顯著高于N3，N1、N2差異不顯著。這說(shuō)明穗數(shù)與拔節(jié)前施氮量有關(guān)，拔節(jié)期水肥耦合效應(yīng)影響個(gè)體生長(zhǎng)量從而決定穗粒數(shù)及千粒重的大??；灌漿水主要對(duì)千粒重構(gòu)成一定影響。

2.3.1 不同處理組合對(duì)群體動(dòng)態(tài)影響。N1、N2、N3間基本苗差異不大（表3），N1處理下越冬期群體數(shù)最高，為35.1萬(wàn)/667m2，其次是N2和 N3，群體數(shù)分別為32.2萬(wàn)和27.7萬(wàn)/667m2。拔節(jié)期以N2水平下最高，且顯著高于N1、N3處理，而到成熟期以N1水平最高。冬前達(dá)穗率以N2處理最高，達(dá)99.2%，其次是N1和 N3，分別是 85.7%、67.8%。

表3 不同處理的群體效應(yīng)

2.3.2 不同處理組合對(duì)植株個(gè)體性狀的影響。植株個(gè)體干重的差異經(jīng)歷了拔節(jié)期、孕穗期和成熟期3個(gè)時(shí)期的增加。由表4可知，拔節(jié)期植株干重在不同氮素水平下差異達(dá)極顯著水平（F=33.152**），其中N1處理的干重最高，顯著高于N2、N3處理；孕穗期以N1處理單株干重最高，且顯著高于N2與N3處理，N2與N3間差異顯著，這表明,成熟期3種氮素水平下的單穗重量也表現(xiàn)出極顯著差異。總之，不論是在拔節(jié)期孕穗期和成熟期，單株干重均以N1水平下最高，均顯著高于N2與N3水平。

綜上所述，3種氮素水平間的產(chǎn)量差異主要來(lái)源于抽穗前的干物質(zhì)積累量，即穗數(shù)和穗粒數(shù)的差異，千粒重的大小決定于灌漿期的水肥條件及植株自身的營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)量的積累。

表4 不同生育時(shí)期植株干重情況 g

3 結(jié)論

試驗(yàn)結(jié)果表明，產(chǎn)量以N1水平下最高，且在一般情況下，達(dá)到高產(chǎn)的最大施氮量為18.93 kg/667m2。施氮量應(yīng)視灌水時(shí)期不同而異,拔節(jié)期灌水處理(W2)、拔節(jié)期和灌漿期2次灌水（W1）均以施純氮19.3 kg/667m2的產(chǎn)量最高，而單灌漿期灌水，施氮量可酌情減至18.3 kg/667m2。高、中、低3種氮素水平的水肥耦合效應(yīng)均顯著，其中尤以拔節(jié)期灌水處理中高氮素水平耦合效應(yīng)最顯著。

各處理組合產(chǎn)量以N1W1及N1W2最高,在20 kg/667m2施氮量條件下，拔節(jié)期灌水或灌漿期再灌水2個(gè)組合產(chǎn)量均超過(guò)530 kg/667m2，其他各處理組合均顯著低于N1W1和N1W2。各處理組合對(duì)群體的影響時(shí)期主要是在拔節(jié)期之前，施氮量對(duì)群體最終成穗數(shù)影響較大，其中以高氮處理N1最終成穗數(shù)最高；拔節(jié)期的水肥耦合效應(yīng)以高氮水平下拔節(jié)期灌水（W2）或拔節(jié)期與灌漿期2次灌水處理（W1）對(duì)穗粒數(shù)的影響最大；對(duì)千粒重的影響以高氮水平下灌漿期（W3）與2次灌水處理（W1）最大。對(duì)個(gè)體的影響分析結(jié)果顯示，高氮水平在拔節(jié)期或2個(gè)時(shí)期同時(shí)灌水，植株積累的干物質(zhì)量最高，最終產(chǎn)量亦為最高。

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鄭麥9032

鄭麥9032為河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院小麥所研究員許為鋼博士主持選育的強(qiáng)筋優(yōu)質(zhì)小麥新品種，2001年通過(guò)河南省、湖北省品種審定，2002年通過(guò)安徽省、江蘇省品種審定。該品種參加過(guò)黃淮麥區(qū)南片國(guó)家區(qū)域試驗(yàn)、長(zhǎng)江中下游麥區(qū)國(guó)家區(qū)域試驗(yàn)，并于2002年秋播升入這2個(gè)國(guó)家區(qū)域試驗(yàn)的生產(chǎn)試驗(yàn)，其種植面積位居我國(guó)當(dāng)前優(yōu)質(zhì)小麥品種種植面積第1位。

鄭麥9023弱春性，幼苗偏直立，葉色深綠，葉片寬大，苗壯，分蘗力中等，成穗率較高，一般成穗525萬(wàn)株/hm2左右。株型緊湊，通風(fēng)透光性好，株高80～85 cm，莖稈粗壯彈性好，抗倒伏能力強(qiáng)，穗紡形，結(jié)實(shí)性較好，每穗結(jié)實(shí)30～35粒。長(zhǎng)芒，白殼，籽粒白色、角質(zhì)，千粒重45～47 g，飽滿度好，商品性佳。灌漿快，晚播早熟，成熟期較豫麥18早3 d左右，穗層整齊，后期熟相好。

經(jīng)農(nóng)業(yè)部質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試機(jī)構(gòu)品質(zhì)測(cè)試，角質(zhì)率超過(guò)90%，粗蛋白質(zhì)含量15.2%，濕面筋含量35.7%，沉降值55.2 mL，面團(tuán)形成時(shí)間10.5 min，面團(tuán)穩(wěn)定時(shí)間19.9 min，品質(zhì)指標(biāo)超過(guò)國(guó)標(biāo)強(qiáng)筋優(yōu)質(zhì)小麥品種1級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，特別是面筋強(qiáng)度較高，具有較高的制粉附加值。綜合抗性較好，耐漬性強(qiáng)，耐肥抗倒。經(jīng)河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植保所和陜西農(nóng)業(yè)科學(xué)院植保所鑒定，高抗赤霉病，屬抗擴(kuò)展類型，高抗梭條花葉病毒病，中抗葉枯病、葉銹病，條銹病，紋枯病輕。