增施有機肥對砂姜黑土地小麥生育特性及產(chǎn)量的影響

沈向磊等

摘要：針對砂姜黑土地小麥（Triticum aestivum L.）生產(chǎn)上存在的不足，設(shè)置不同的施肥模式，考察其對小麥生育特性及產(chǎn)量的影響，以為砂姜黑土地高產(chǎn)高效施肥提供依據(jù)。試驗結(jié)果表明，在一定施肥水平下增施化肥對提高小麥經(jīng)濟產(chǎn)量作用不大，增施有機肥可以顯著提高小麥產(chǎn)量，并得出了相應(yīng)比較高產(chǎn)的施肥模式。

關(guān)鍵詞：有機肥；砂姜黑土地；小麥（Triticum aestivum L.）；群體；個體；產(chǎn)量

中圖分類號：S506；S512.1 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2013）07-1498-04

中國砂姜黑土耕地的總面積達400萬hm2，主要集中分布于黃淮海平原南部的淮北平原[1]，是中國小麥主產(chǎn)區(qū)，但同時也是低產(chǎn)土壤類型，嚴重制約著小麥生產(chǎn)。河南省共有砂姜黑土地127萬hm2，其中耕地面積為120萬hm2，占全省耕地面積的14%[2，3]。由于砂姜黑土地質(zhì)地黏重、肥力較低、耕作粗放等原因，使得砂姜黑土區(qū)小麥單產(chǎn)一直徘徊在5 670～7 350 kg/hm2。近年來在高產(chǎn)栽培和生產(chǎn)實踐中，小麥單產(chǎn)超過7 500 kg/hm2的田塊在各地均有出現(xiàn)[4，5]，這充分說明砂姜黑土地的小麥生產(chǎn)具有很大的潛力。本研究以漯河地區(qū)主栽小麥品種鄭麥366為材料，在砂姜黑土上施用無機肥和有機肥，同時設(shè)計6種不同的施肥處理，對不同處理的小麥各生育期群體數(shù)量、個體生育特性和產(chǎn)量以及產(chǎn)量形成因素的影響進行分析，以探明相應(yīng)比較高產(chǎn)的施肥方式，為該地區(qū)及生態(tài)條件類似地區(qū)砂姜黑土土壤條件下高產(chǎn)高效施肥提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料及土壤

供試材料為鄭麥366，由河南省農(nóng)業(yè)科學院小麥中心提供。供試肥料為復合肥（N、P、K質(zhì)量比為15∶22∶8）、磷酸二銨（N、P、K質(zhì)量比為15∶42∶0）、氯化鉀（含K2O 57%）、尿素（含N 46%）和精制有機肥，由河南省農(nóng)業(yè)科學院植物營養(yǎng)與資源環(huán)境研究所提供。

試驗于2011～2012年在河南省漯河市農(nóng)業(yè)科學院試驗基地進行。試驗田肥力均一，土壤質(zhì)地為砂姜黑土，前茬作物大豆，0～20 cm耕層土壤有機質(zhì)含量為18.64 g/kg，全氮含量為1.01 g/kg，有效磷含量為13.71 mg/kg，速效鉀含量為94.38 mg/kg，pH為7.2。

1.2 試驗設(shè)計

試驗為單因素隨機區(qū)組設(shè)計，3次重復，小區(qū)長10 m，寬4.2 m，面積42 m2，播量為120 kg/hm2，行距23 cm，播種深度5 cm，2011年10月18日播種，每小區(qū)設(shè)1 m雙行樣段2個，四周設(shè)有保護行。試驗設(shè)6個處理，分別為處理1（W1）：CK，不施任何肥料，秸稈不還田；處理2（W2）：秸稈還田，按當?shù)厥┓柿晳T進行施肥，具體施肥量為小麥專用復合肥750 kg/hm2、普通尿素150 kg/hm2，全部底施；處理3（W3）：在秸稈還田基礎(chǔ)上，根據(jù)前3年平均產(chǎn)量（7 500 kg/hm2）基礎(chǔ)上增加10%作為目標產(chǎn)量（8 250 kg/hm2）計算小麥子粒帶出的氮、磷、鉀量，施入與之相等的氮、磷、鉀肥用量，即按生產(chǎn)100 kg小麥需N、P2O5、K2O質(zhì)量比為3.0∶1.2∶3.0[6-10]的標準施入N 247.5 kg/hm2、P2O5 99.0 kg/hm2、K2O 247.5 kg/hm2；處理4（W4）：在秸稈還田基礎(chǔ)上，按小麥子粒（以7 500 kg/hm2產(chǎn)量計算）帶出的氮、磷、鉀量相等的量施用化學肥料，施入N 160.7 kg/hm2、P2O5 90.0 kg/hm2、K2O 225.0 kg/hm2，并施用精制有機肥1 500 kg/hm2，一次性作底肥施入；處理5（W5）：在秸稈還田基礎(chǔ)上，按小麥子粒（以7 500 kg/hm2產(chǎn)量計算）帶出的氮、磷、鉀量的1.5倍量施用化學肥料，施入N 337.5 kg/hm2、P2O5 135.0 kg/hm2、K2O 337.5 kg/hm2，一次性作底肥施入；處理6（W6）：在秸稈還田基礎(chǔ)上，按小麥子粒（以7 500 kg/hm2產(chǎn)量計算）帶出的氮、磷、鉀量的1.5倍量施用化學肥料，施入N 337.5 kg/hm2、P2O5 135.0 kg/hm2、K2O 337.5 kg/hm2，并施用精制有機肥1 500 kg/hm2，一次性作底肥施入。

1.3 測定項目與方法

1.3.1 基本苗和總莖數(shù) 分蘗初期在每個小區(qū)設(shè)定2個點，按1 m雙行的面積計算基本苗數(shù)，取平均值。越冬、返青、起身、拔節(jié)、抽穗、揚花及成熟期在定點樣段計數(shù)總莖數(shù)或穗數(shù)[11]。

1.3.2 個體生育特性 不同生育時期在各小區(qū)多點取苗20株作為考察樣本，考察主莖葉齡、單株莖蘗數(shù)和次生根數(shù)。

1.3.3 收獲指數(shù) 對各小區(qū)取均勻地段收獲長2 m雙行樣段，齊地平面人工收割后將整捆植株完全風干、脫粒，分別測定該樣段的子粒干重和秸稈干重，收獲指數(shù)=成熟期子粒產(chǎn)量/成熟期地上部生物產(chǎn)量，成穗率=（成熟期穗數(shù)/最高總莖數(shù)）×100%。

1.3.4 產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素 成熟前在田間計數(shù)各樣點上的穗數(shù)，折算成每公頃穗數(shù)。在各樣點中選取代表性麥穗20個，計數(shù)各穗的子粒總數(shù)，除以20為每穗粒數(shù)。在同一小區(qū)多點取樣20株帶回室內(nèi)，逐株考察單株穗數(shù)、穗長、每穗總小穗數(shù)和不孕小穗數(shù)[12]。整個小區(qū)用聯(lián)合收割機（奧地利生產(chǎn)）收獲計產(chǎn)，采樣面積折算成每公頃經(jīng)濟產(chǎn)量（即子粒產(chǎn)量）；利用“1.3.3”測定的子粒風干重和秸稈風干重折算成每公頃地上部生物產(chǎn)量。用各樣點曬干的子粒準確計數(shù)1 000粒測定千粒重，3次重復。

1.4 試驗數(shù)據(jù)處理

用Microsoft Exce1 2003進行數(shù)據(jù)基本統(tǒng)計分析；DPS 9.5軟件進行差異顯著性檢驗。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施肥處理下砂姜黑土地小麥產(chǎn)量、產(chǎn)量構(gòu)成因素和收獲指數(shù)

由表1可知，各施肥處理的株高、單株成穗數(shù)（除W2外）、每穗不育小穗數(shù)和經(jīng)濟產(chǎn)量與CK差異達顯著水平，表明施用化肥和增施有機肥對這些性狀均有顯著改善；W6的千粒重、地上部生物產(chǎn)量和收獲指數(shù)顯著高于CK，表明施用子粒帶出的氮、磷、鉀量1.5倍量的化肥且增施有機肥可以顯著提高千粒重、生物產(chǎn)量和收獲指數(shù)；W4和W6的成穗數(shù)和經(jīng)濟產(chǎn)量顯著高于其他處理，表明增施有機肥可以顯著提高成穗數(shù)和經(jīng)濟產(chǎn)量[13]。

從經(jīng)濟產(chǎn)量來看，W6的經(jīng)濟產(chǎn)量顯著高于其他處理，達7 740.2 kg/hm2，比CK增產(chǎn)46.91%；W4的經(jīng)濟產(chǎn)量為7 129.7 kg/hm2，比CK增產(chǎn)35.33%；W5經(jīng)濟產(chǎn)量與W3之間差異不顯著，表明在一定施肥水平下增施化肥對提高小麥經(jīng)濟產(chǎn)量作用不大，增施有機肥可以顯著提高小麥產(chǎn)量。

從產(chǎn)量構(gòu)成因素來看，各處理成穗數(shù)為W6>W4>W5>W3>W2>W1（CK），且W6、W4與CK和W2、W3之間差異顯著，表明增施有機肥有利于提高小麥成穗數(shù)。不同處理間的千粒重不同，除W6與CK之間差異顯著外，其余處理之間差異均不顯著，表明增施化肥達到一定量再增施有機肥對砂姜黑土地小麥千粒重的提高才有顯效作用。

收獲指數(shù)是指子粒產(chǎn)量占成熟期干物質(zhì)積累量的比例，其值越高說明干物質(zhì)分配到子粒的比例越高。W6收獲指數(shù)最高，顯著高于CK，與其他各處理間差異均不顯著。結(jié)合各處理子粒產(chǎn)量分析，子粒干物質(zhì)積累量的提高是小麥增產(chǎn)的物質(zhì)基礎(chǔ)。

2.2 不同施肥處理下砂姜黑土地小麥的個體生育動態(tài)

2.2.1 單株主莖葉齡的變化 由表2可知，不同處理之間越冬期至抽穗期主莖葉齡都是W6最高，與CK相比差異均達顯著水平；W5和W4從越冬期至抽穗期主莖葉齡僅次于W6，與CK相比差異也均達顯著水平，表明增施有機肥和一定量的化肥可以明顯提高砂姜黑土地小麥主莖葉齡。

2.2.2 單株莖蘗數(shù)的變化 由表3可知，不同處理的單株莖蘗數(shù)從越冬期至抽穗期變化較大，起身期單株莖蘗數(shù)達到高峰，抽穗期莖蘗數(shù)最低；同一時期的W6和W4（除拔節(jié)期外）與CK間差異均達到顯著水平，表明增施有機肥和一定量的化肥可以顯著提高單株莖蘗數(shù)。

2.2.3 單株次生根的變化 由表4可見，不同處理越冬期單株次生根為6.57～7.77條，平均為7.19條。春季單株次生根數(shù)量迅速增多，尤其在返青期次生根數(shù)量迅速增加，這一階段是分蘗進一步發(fā)生、穗分化開始、小麥急需大量養(yǎng)分的時期，次生根大量增加可以適應(yīng)根系從土壤中吸收養(yǎng)分的需要。到抽穗期單株次生根為22.07～25.40條。不同處理同期相比較，W6與CK之間差異均達顯著水平，表明砂姜黑土地增施化肥和有機肥明顯起到促進次生根生長的作用，與高式余等[14]、蹇家利等[15]研究結(jié)果一致。

2.3 不同施肥處理對砂姜黑土地小麥群體總莖數(shù)生長動態(tài)和成穗率的影響

由表5可知，各處理總莖（穗）數(shù)的變化均呈單峰曲線變化趨勢，總莖（穗）數(shù)均在起身期達到高峰，之后總莖（穗）數(shù)下降，至揚花期趨于穩(wěn)定，由于成熟期部分小麥麥穗發(fā)育不良未計數(shù)，因此成熟期總穗數(shù)較開花期總莖數(shù)略小。各時期總莖（穗）數(shù)隨施肥量提高和增施有機肥而增大?；久绺魈幚黹g無顯著差異?？偳o數(shù)從越冬期開始，同時期各處理間差異達顯著水平；各處理在各個時期總莖（穗）數(shù)均是W6最高，與CK相比差異均達顯著水平；W4從越冬期至成熟期（除起身期外）與CK相比差異均達顯著水平，W5與W4相比總莖數(shù)低于W4。通過前面的對比可知，增施化肥可以提高小麥總莖（穗）數(shù)，增施有機肥對小麥總莖（穗）數(shù)提高更加明顯。從成穗率來看，不同處理的成穗率差異不顯著，使用化肥和有機肥對成穗率影響不大。

3 小結(jié)與討論

研究結(jié)果表明，砂姜黑土地增施有機肥有利于小麥群體數(shù)量相應(yīng)增大，同時有利于小麥植株生長，即增大小麥植株主莖葉齡，增加小麥分蘗成穗，增加小麥植株的次生根生長，提高小麥收獲指數(shù)。砂姜黑土地施用化肥再增施有機肥能顯著提高小麥產(chǎn)量，與謝迎新等[16]的研究結(jié)果不一致。

本研究中小麥產(chǎn)量的提高是通過在增施無機肥料的基礎(chǔ)上再增施有機肥實現(xiàn)的，單純地施用一種肥料不能達到有機肥和無機肥配合施用的效果。有機肥雖然對培肥地力作用較好，但因養(yǎng)分釋放慢，尚不能滿足高產(chǎn)小麥群體生長的養(yǎng)分需求。單施化肥當季利用率較高，對提高產(chǎn)量有一定作用，但對培肥地力效果不明顯，因而其產(chǎn)量提高有一定的瓶頸現(xiàn)象。有機肥與無機肥配施可提高產(chǎn)量和培肥地力[17，18]，施用無機肥的同時增施有機肥是實現(xiàn)砂姜黑土地區(qū)小麥持續(xù)高產(chǎn)和培肥土壤的根本途徑。

本研究中設(shè)計的小區(qū)施肥量最高為施用與當?shù)匦←溩恿．a(chǎn)量（以7 500 kg/hm2產(chǎn)量計算）帶出的氮、磷、鉀量1.5倍化學肥料量，另外每公頃施用1 500 kg精制有機肥，這是否對后續(xù)試驗有影響，我們正在設(shè)計下一年的試驗，即將做進一步的分析。

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