不同施肥模式對大麥-雙季稻三熟種植模式中大麥干物質(zhì)積累、分配及產(chǎn)量的影響

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不同施肥模式對大麥-雙季稻三熟種植模式中大麥干物質(zhì)積累、分配及產(chǎn)量的影響

徐一蘭1，唐海明2*，程愛武3，肖小平2，湯文光2，孫繼民2，李微艷2，楊光立2

（1.湖南生物機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院，長沙410127；

2.湖南省土壤肥料研究所，長沙410125；

3.湖南省寧鄉(xiāng)縣農(nóng)業(yè)局，湖南寧鄉(xiāng)410600）

摘要：為探明不同施肥模式對大麥-雙季稻三熟種植模式中大麥干物質(zhì)積累、分配及產(chǎn)量影響，以通0306和蒙啤麥1號為材料，系統(tǒng)比較研究化肥、秸稈還田+化肥、習(xí)慣施肥和無肥4種施肥模式。結(jié)果表明，大麥主要生育期，單株根系干重均表現(xiàn)為秸稈還田>習(xí)慣施肥>化肥>無肥，莖干重表現(xiàn)為習(xí)慣施肥>秸稈還田>化肥>無肥；齊穗期和成熟期，各處理間大麥單株根系和莖干重差異均達(dá)顯著水平。單株葉、穗干重均表現(xiàn)為秸稈還田>習(xí)慣施肥>化肥>無肥。齊穗期和成熟期，根系干重占總干物質(zhì)量的比例大小順序為無肥>化肥>秸稈還田>習(xí)慣施肥，穗干重比例為秸稈還田>化肥>習(xí)慣施肥>無肥；莖干重比例以習(xí)慣施肥最高；葉干重比例在成熟期表現(xiàn)為化肥>無肥>習(xí)慣施肥＞秸稈還田。齊穗期，化肥、秸稈還田和習(xí)慣施肥處理大麥葉片SPAD值均顯著高于無肥處理；成熟期，各處理間差異達(dá)顯著水平。各處理大麥單株葉面積大小順序為秸稈還田>習(xí)慣施肥>化肥>無肥。各施肥模式大麥產(chǎn)量表現(xiàn)為秸稈還田>習(xí)慣施肥>化肥>無肥，分別比無肥增產(chǎn)353.4~357.6、681.6~ 683.0和497.4~523.5 kg·hm-2。與化肥和習(xí)慣施肥處理相比，秸稈還田處理干物質(zhì)總量大且分配合理，有利于改善產(chǎn)量構(gòu)成因素，增加大麥產(chǎn)量。

關(guān)鍵詞：大麥；施肥模式；干物質(zhì)；比例；產(chǎn)量

網(wǎng)絡(luò)出版時間2015-1-27 16:00:46

[URL]http://www.cnki.net/kcms/detail/23.1391.S.20150127.1600.011.html

徐一蘭,唐海明,程愛武,等.不同施肥模式對大麥?雙季稻三熟種植模式中大麥干物質(zhì)積累、分配及產(chǎn)量的影響[J].東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報, 2015, 46(2): 64-71.

隨著我國人口增長，建筑用地增加、耕地面積不斷減少，提高作物單產(chǎn)成為解決我國糧食安全問題的關(guān)鍵，而糧食增產(chǎn)離不開施肥。為追求更高糧食產(chǎn)量，在一些地區(qū)農(nóng)民過量施用氮肥，忽視土壤本身氮素供應(yīng)能力、作物對氮素需求以及氮肥對產(chǎn)量的貢獻(xiàn)，降低資源利用率和增加環(huán)境風(fēng)險[1-2]。氮肥是提高農(nóng)作物產(chǎn)量最重要的農(nóng)藝措施之一[3-5]，國內(nèi)外學(xué)者就不同施氮水平、施氮時期及氮肥基追比等對大麥生長發(fā)育、理化特性、干物質(zhì)積累與分配及產(chǎn)量等進(jìn)行大量研究，沈會權(quán)等結(jié)果表明，采用合理氮肥基追比有利于提高大麥花后干物質(zhì)積累和再分配，最終提高籽粒產(chǎn)量[6]。劉桃菊等認(rèn)為，大麥抽穗期和成熟期干物質(zhì)積累量均隨施氮量增加而增加，但增加幅度逐漸減弱[7]。蔡劍等認(rèn)為，在0~225 kg·hm-2施氮量范圍內(nèi)，大麥葉片葉綠素含量隨施氮量提高而增加，籽粒產(chǎn)量呈現(xiàn)相同趨勢[8]。潘波等認(rèn)為，大麥各部位葉片葉綠素含量呈單峰曲線變化，從出苗始逐漸增加，于抽穗至開花期達(dá)最高，之后逐漸降低[9]。南方雙季稻區(qū)是我國糧食主產(chǎn)區(qū)，開展冬季作物-雙季稻種植模式有利于保證稻田周年多熟高產(chǎn)，對于保證國家糧食生產(chǎn)安全有重要意義。大麥-雙季稻是我國南方雙季稻主產(chǎn)區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主要種植模式之一，在該種植模式條件下主要開展土壤與作物氮變化、作物產(chǎn)量和施肥效應(yīng)等方面研究[10-11]，但缺乏不同施肥模式對于大麥干物質(zhì)積累與分配及產(chǎn)量變化的系統(tǒng)研究。

本試驗以農(nóng)業(yè)部“不同施肥對土壤肥力變化長期定位試驗”長期監(jiān)測基地為依托，系統(tǒng)比較研究在大麥-雙季稻三熟制條件下，化肥、秸稈還田+化肥、習(xí)慣施肥和無肥4種施肥模式對大麥干物質(zhì)積累與分配及產(chǎn)量的影響，明確其變化特征，為大麥高產(chǎn)栽培科學(xué)選用施肥模式提供理論依據(jù)。

1　材料與方法

1.1試驗地概況

不同施肥模式定位試驗始于1986年，在湖南省寧鄉(xiāng)縣農(nóng)技中心進(jìn)行（112°18′，28°07′N），為典型雙季稻主產(chǎn)區(qū)，海拔36.1 m，年均氣溫16.8℃，年平均降雨量1 553.70 mm，年蒸發(fā)量1 353.9 mm，無霜期274 d。試驗地土壤為水稻土，河沙泥土種，種植制度為大麥-雙季稻，肥力中等，排灌條件良好。1986年試驗前耕層土壤（0~20 cm）基礎(chǔ)肥力：有機(jī)質(zhì)29.39 g·kg-1、全氮2.01 g·kg-1、全磷0.59 g·kg-1、全鉀20.6 g·kg-1、堿解氮144.1 mg·kg-1、有效磷12.87 mg·kg-1、速效鉀33.0 mg·kg-1、pH 6.85。2013年大麥耕地播種前（定位28年后）各施肥模式耕層土壤理化性質(zhì)見表1。

1.2試驗設(shè)計及田間管理

試驗設(shè)4個施肥處理：①化肥處理：施氮、磷、鉀化肥，不施任何有機(jī)肥（Mineral fertilizer alone，MF）；②秸稈還田+化肥處理：施用晚稻秸稈與化肥處理（Rice residues plus mineral fertilizer，RF）；③習(xí)慣施肥處理：按當(dāng)?shù)厝罕娏?xí)慣施肥（Local farmer's fertilization，LF）；④無肥對照：不施任何肥料（Without fertilizer，CK）。每個小區(qū)長10.00 m，寬6.67 m，面積66.7 m2，小區(qū)間用水泥埂隔開，埋深100 cm，高出田面35 cm。保證各小區(qū)不竄灌、竄排。由于該長期試驗開始于20多年以前，受當(dāng)時條件限制沒有設(shè)置重復(fù)。2012年，大麥供試品種為通0306，11月5日耕地和施基肥，11月6日播種，2013年2月3日追肥，5月5日收獲；2013年，供試品種為蒙啤麥1號，11月14日耕地和施基肥，11月15日播種，2014年1月5日追肥，5月7日收獲。大麥播種量均為250.0 kg·hm-2?；屎徒斩掃€田+化肥處理總施N 157.5 kg·hm-2、P2O527.0 kg·hm-2、K2O 81.0 kg·hm-2，習(xí)慣施肥處理總施N 162.0 kg·hm-2、P2O530.0 kg·hm-2、K2O 72.0 kg·hm-2，各施肥處理N和K2O作基肥和追肥2次施入，基肥在耕地時施入，追肥在分蘗期施用，基追肥比例均按7?3施用；P2O5均在耕地時作基肥一次性施入?；屎土?xí)慣施肥處理N、P2O5、K2O的肥料種類分別為尿素、過磷酸鈣和氯化鉀；秸稈還田+化肥處理的晚稻秸稈還田量均為3 000.0 kg·hm-2，根據(jù)秸稈養(yǎng)分含量（N 27.3 kg·hm-2、P2O53.9 kg·hm-2、K2O 56.7 kg·hm-2）分別補(bǔ)施N 130.2 kg·hm-2、P2O523.1 kg·hm-2、K2O 24.3 kg·hm-2；以上各處理均未施用有機(jī)肥；其他管理措施同常規(guī)大田生產(chǎn)。

表1　不同施肥模式稻田耕層土壤理化性質(zhì)Table 1　Physical and chemical properties of paddy field with different fertilizer managements

1.3測定項目與方法

1.3.1干物質(zhì)積累量和葉面積測定

分別于大麥苗期、分蘗期、拔節(jié)期、齊穗期和成熟期5個時期，在每個小區(qū)隨機(jī)選擇5株代表性大麥植株，每株以植株為中心，取長25cm、寬16cm、深20 cm土塊，先用清水沖洗干凈，注意避免丟失根量，用濾紙吸干附著水，然后將植株按根、莖、葉和穗部位裝袋，于105℃殺青30 min，80℃烘至恒重，測定干物質(zhì)量；根據(jù)公式：單葉葉面積（cm2）=葉片長×葉片寬×校正系數(shù)，計算單葉葉面積，然后計算植株總?cè)~面積。1.3.2葉片SPAD值測定

分別于大麥苗期、分蘗期、拔節(jié)期、齊穗期和成熟期5個時期，從每小區(qū)隨機(jī)選擇5株大麥植株，采用SPAD-502型葉綠素測定儀測定葉片上部、中部和下部3個點(diǎn)的SPAD值，計算其平均值，苗期、分蘗期和拔節(jié)期均測定植株主莖頂部第二展開葉，齊穗期和成熟期均測定植株主莖旗葉。

1.3.3產(chǎn)量與產(chǎn)量性狀

于成熟期，從每小區(qū)選擇長勢均勻的大麥3個點(diǎn)，每個點(diǎn)為1.0 m2，計算單位面積內(nèi)有效穗數(shù)；從中隨機(jī)選取20株考種，測定每穗粒數(shù)、結(jié)實率和千粒重等指標(biāo)，計算其平均值；同時測定各小區(qū)大麥實際產(chǎn)量。

1.4數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

使用Microsoft Excel 2003處理數(shù)據(jù)，DPS v6.55軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析。

2　結(jié)果與分析

2.1不同施肥模式對大麥葉片SPAD的影響

由圖1可知，在大麥生育期，各處理大麥葉片SPAD值呈先增后減變化趨勢，于齊穗期達(dá)到最高值，無肥處理（對照）則于拔節(jié)期達(dá)到最高值。苗期、分蘗期和拔節(jié)期，秸稈還田處理大麥葉片SPAD值均顯著高于對照，分別比對照增加28.15%、 10.77%、13.03%（2012~2013年）和24.41%、10.08%、12.18%（2013~2014年）；齊穗期，化肥、秸稈還田和習(xí)慣施肥處理大麥葉片SPAD值均顯著高于對照；成熟期，各處理間大麥葉片SPAD值差異均達(dá)顯著水平。

2.2不同施肥模式對大麥葉面積的影響

由圖2可知，各處理大麥單株葉面積呈拋物線變化趨勢。苗期至拔節(jié)期，秸稈還田和習(xí)慣施肥處理大麥的單株葉面積均顯著高于對照，均在拔節(jié)期達(dá)最高值，秸稈還田處理分別比對照增加7.08、68.04、119.01 cm·plant-1（2012~2013年）和6.58、62.04、117.01cm·plant-1（2013~2014年），習(xí)慣施肥處理分別比對照增加6.30、45.52、113.57 cm·plant-1（2012~2013年）和5.40、43.42、110.54 cm·plant-1（2013~2014年）。大麥各生育期單株葉面積大小順序表現(xiàn)為：秸稈還田>習(xí)慣施肥>化肥>對照，即采用秸稈還田和習(xí)慣施肥處理單株葉面積更大。

圖1　長期不同施肥模式對大麥葉片SPAD的影響Fig. 1　Effects of different long-term fertilizer managements on SPAD of barley leaves

圖2　長期不同施肥模式對大麥葉面積的影響Fig. 2　Effects of different long-term fertilizer managements on barley leaf area

2.3不同施肥模式對大麥干物質(zhì)生產(chǎn)特征的影響

2.3.1不同施肥模式大麥植株干物質(zhì)積累

大麥主要生育期，不同施肥模式間植株干物重存在明顯差異。表2中顯示，以秸稈還田處理單株根系干重為最高，習(xí)慣施肥和化肥處理次之，無肥處理最低。

分蘗期和拔節(jié)期，秸稈還田處理單株根系干重均顯著高于對照；齊穗期和成熟期，各處理間單株根系干重差異均達(dá)顯著水平。大麥主要生育期，各施肥處理間單株地上部干重差異均達(dá)顯著水平。其中，莖干重均以習(xí)慣施肥處理為最高，秸稈還田和化肥處理次之，無肥處理最低；分蘗期和拔節(jié)期，習(xí)慣施肥和秸稈還田處理莖干重均顯著高于對照；齊穗期和成熟期，各處理間差異均達(dá)顯著水平。秸稈還田處理的葉、穗干重均為最高，習(xí)慣施肥和化肥處理次之，無肥處理最低；其中，秸稈還田處理的葉、穗干重均顯著高于對照。

2.3.2大麥根、莖、葉、穗各部分占植株總干物質(zhì)重比例及其變化

分蘗期到成熟期，根系干重占總干物質(zhì)重比例均以無肥處理最高；抽穗和成熟期，其大小順序為無肥>化肥>秸稈還田>習(xí)慣施肥。莖的比例均以習(xí)慣施肥處理最高。葉比例在苗期以秸稈還田處理最大，習(xí)慣施肥最小；成熟期以化肥處理最大，秸稈還田最小。穗干重占植株總干物質(zhì)重比例為秸稈還田>化肥>習(xí)慣施肥>無肥。根和葉的比例分別在苗期和分蘗期達(dá)到最大值，隨著生育進(jìn)程不斷降低，至成熟期降至最低，根和葉的比例分別從23.53%~39.25%降到12.87%~32.49%、43.88%~ 60.14%降到4.89%~7.67%；莖的比例于齊穗期達(dá)最大值，之后呈下降趨勢；穗的比例隨生育進(jìn)程不斷增大，到成熟期，占總干物質(zhì)量的比例為27.66%~55.25%（見表3）。

2.4不同施肥模式對大麥產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

由表4可知，秸稈還田和習(xí)慣施肥處理有效穗均顯著高于其他處理，習(xí)慣施肥處理最高，無肥處理最低；每穗粒數(shù)以秸稈還田處理為最高，對照最少，化肥、秸稈還田和習(xí)慣施肥處理與對照差異均達(dá)顯著水平；各施肥模式大麥結(jié)實率均顯著高于對照，但各施肥模式間無顯著差異；各施肥模式大麥千粒重均顯著高于對照。不同施肥模式大麥產(chǎn)量大小順序表現(xiàn)為秸稈還田>習(xí)慣施肥>化肥>對照，平均分別比對照增產(chǎn)40.13%、77.03%和57.62%。

表4　長期不同施肥模式對大麥產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響Table 4　Effects of different long-term fertilizer managements on yield and yield components of barley

3　討論

3.1不同施肥模式對大麥干物質(zhì)生產(chǎn)、分配的影響

營養(yǎng)器官干物質(zhì)積累和分配與作物最終產(chǎn)量關(guān)系密切[12]。干物質(zhì)積累是麥類作物產(chǎn)量與品質(zhì)形成物質(zhì)基礎(chǔ)，開花前貯存的同化產(chǎn)物在花后向籽粒轉(zhuǎn)運(yùn)是其產(chǎn)量形成重要物質(zhì)來源。陸增根等研究表明，花后干物質(zhì)積累對籽粒貢獻(xiàn)起決定作用，而氮肥運(yùn)籌對花后干物質(zhì)積累再分配影響顯著[6, 13]。劉曉冰等研究不同施氮水平下干物質(zhì)積累分配轉(zhuǎn)運(yùn)規(guī)律，認(rèn)為開花期單株干物質(zhì)積累量與籽粒產(chǎn)量呈正相關(guān)[14]。王桂良等認(rèn)為，施氮雖降低小麥干物質(zhì)轉(zhuǎn)移率，但增加花前和花后干物質(zhì)積累[15]。唐旭等研究表明，在連續(xù)18年大麥-雙季稻一年三熟水旱輪作制中，稻麥地上部生物量每年在13.1~23.1 t·hm-2，平均19.1 t·hm-2[11]。本試驗研究表明，大麥主要生育期，不同施肥模式大麥植株根系和地上部干重變化規(guī)律一致，與無肥處理差異均達(dá)顯著水平，隨生育進(jìn)程差異越來越大。原因可能是，經(jīng)過28年定位試驗后，采用施用化肥和秸稈還田處理有利于維持稻田土壤肥力水平，經(jīng)過長期無肥料投入處理定位試驗后，土壤養(yǎng)分含量急劇下降；對各施肥模式土壤理化性質(zhì)分析結(jié)果表明，采用施用化肥和秸稈還田處理土壤肥力水平均顯著高于無肥處理（見表1），為大麥生長發(fā)育提供物質(zhì)基礎(chǔ)，促進(jìn)植株地下和地上部生長發(fā)育，有利于增加植株各部位干物質(zhì)積累。因此，外源肥料的投入和秸稈還田措施，使稻田維持較高的肥力水平是各施肥處理大麥植株干物質(zhì)積累量較無肥處理增加的重要原因。在各施肥模式之間，秸稈還田處理大麥各部位干物質(zhì)積累量最高，其次是習(xí)慣施肥和化肥處理，無肥處理最低；其中，秸稈還田和習(xí)慣施肥處理大麥根系、莖、葉、穗干物質(zhì)積累量均顯著高于化肥處理，主要原因是秸稈還田能提高土壤有機(jī)質(zhì)，經(jīng)過28年定位試驗后，秸稈還田處理土壤有機(jī)質(zhì)為最高（達(dá)31.7 g·kg-1），明顯高于其他處理（見表1），改善土壤通透性和部分理化性質(zhì)、降低土壤容重，同時前茬稻草秸稈還田可提高土壤C/N比，土壤微生物活動加強(qiáng)，對礦質(zhì)元素固定增加，在后茬大麥生長過程中逐漸釋放固定的營養(yǎng)元素，土壤能保持較高肥力水平（見表1），為大麥的生長發(fā)育提供物質(zhì)基礎(chǔ)，進(jìn)而促進(jìn)大麥地下和地上部生長，有利于增加大麥各部位干物質(zhì)積累，這與徐陽春等研究結(jié)果一致[16]；習(xí)慣施肥處理的施氮量高于化肥處理，根據(jù)各施肥模式土壤理化性質(zhì)分析結(jié)果表明，與長期施用化肥處理土壤理化性質(zhì)相比，長期采用當(dāng)?shù)亓?xí)慣施肥模式有利于提高稻田耕層土壤肥力（見表1），其肥力水平高于化肥處理；在合理施氮量范圍內(nèi)，習(xí)慣施肥模式稻田土壤能保持良好的肥力水平，促進(jìn)大麥植株地上和地下部生長發(fā)育，有利于增加各部位干物質(zhì)積累量。因此，采取秸稈還田和習(xí)慣施肥措施有利于提高稻田耕層土壤肥力水平，這是秸稈還田和習(xí)慣施肥處理大麥植株干物質(zhì)積累量較高的原因；在這兩種施肥模式條件下，植株具有較高的物質(zhì)生產(chǎn)能力，也是秸稈還田和習(xí)慣施肥處理大麥產(chǎn)量高于化肥處理的物質(zhì)基礎(chǔ)。

與其他作物一樣，大麥籽粒灌漿物質(zhì)一部分來自抽穗后的光合產(chǎn)物，另外一部分來自葉莖鞘貯藏物質(zhì)的再分配[17]。馬冬云等研究表明，麥類作物后期各部位干物質(zhì)分配所占比例大小因環(huán)境、品種等不同而異[8, 18]。徐壽軍等認(rèn)為，不同品種大麥干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)量以莖稈最大[19]。本試驗研究結(jié)果表明，大麥成熟期，植株穗、莖、葉干物質(zhì)占總干物質(zhì)量的比例分別為習(xí)慣施肥>化肥>秸稈還田、秸稈還田>化肥>習(xí)慣施肥、化肥>習(xí)慣施肥>秸稈還田。說明與化肥和習(xí)慣施肥處理相比，秸稈還田處理大麥有良好的光合和群體支撐系統(tǒng)，干物質(zhì)在各器官間分配合理，成熟期植株莖、葉干物質(zhì)占總干物質(zhì)量的比例較低，而穗干物質(zhì)占總干物質(zhì)量的比例為最高，這表明莖、葉干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)量為最大，大量干物質(zhì)均轉(zhuǎn)運(yùn)到穗部，增加穗部物質(zhì)比例（見表3），有利于籽粒灌漿和改善產(chǎn)量構(gòu)成因素，最終提高籽粒產(chǎn)量，這與劉曉冰等研究結(jié)果一致[14]。

3.2不同施肥模式對大麥產(chǎn)量的影響

潘永東等研究表明，施氮水平和時期對大麥產(chǎn)量有較強(qiáng)的調(diào)控效應(yīng)[20]。其中，在三熟制條件下，采用有機(jī)肥和化肥配合施用是取得較佳施肥效應(yīng)的有效途徑之一。李實燁等認(rèn)為，大麥-雙季稻三熟制條件下長期配合施用有機(jī)肥和化肥，有利于培肥地力，獲得最佳增產(chǎn)效應(yīng)[10]。沈會權(quán)等研究結(jié)果表明，氮肥采用合理的基追比，在其比例7?3條件下大麥產(chǎn)量最高[6]。本試驗研究表明，不同施肥模式大麥產(chǎn)量均以秸稈還田處理最高，習(xí)慣施肥和化肥處理次之，無肥處理最低；與無肥處理相比，化肥、秸稈還田、習(xí)慣施肥處理分別增產(chǎn)353.4~ 357.6 kg·m-2、681.6~683.0 kg·hm-2、497.4~523.5 kg·hm-2，不同年份間增產(chǎn)率分別為40.02%、77.19%、56.33%和40.25%、76.87%、58.92%。這可能是長期采用秸稈還田措施有利于提高土壤有機(jī)質(zhì)（見表1），降低土壤容重，改善土壤部分理化性質(zhì)，前茬稻草秸稈還田后有利于土壤微生物活動，在后茬大麥生長過程中促進(jìn)土壤中固定營養(yǎng)元素釋放，土壤各肥力指標(biāo)均明顯高于其他施肥模式，土壤具有較強(qiáng)供肥性能，為大麥生長發(fā)育提供物質(zhì)基礎(chǔ)，有利于增強(qiáng)大麥物質(zhì)生產(chǎn)能力，提高分蘗率和成穗率，增加單位面積有效穗數(shù)；秸稈還田措施有利于改善土壤肥力水平，促進(jìn)植株生長發(fā)育和各部位干物質(zhì)積累量提高，合理改善干物質(zhì)在各器官間分配比例，改善穗部經(jīng)濟(jì)性狀，獲得較高籽粒產(chǎn)量。習(xí)慣施肥處理施氮量高于其他施肥處理，對各施肥模式土壤理化性質(zhì)分析結(jié)果表明，習(xí)慣施肥處理的肥力指標(biāo)也均明顯高于化肥和無肥處理，說明在一定施氮量閾值范圍內(nèi)，長期采用習(xí)慣施肥方式有利于改善部分土壤肥力指標(biāo)，使土壤維持較高肥力水平，有利于大麥生長發(fā)育，提高大麥分蘗率和成穗率；促進(jìn)植株各部位干物質(zhì)積累量，為大麥獲得高產(chǎn)奠定物質(zhì)基礎(chǔ)（見表4），這與徐壽軍等研究結(jié)果一致[19]。

籽粒產(chǎn)量主要來源于光合產(chǎn)物，葉片是制造光合產(chǎn)物的主要器官，合理的葉面積及其動態(tài)對大麥光能利用、干物質(zhì)積累及產(chǎn)量形成有重要作用，影響單株葉面積的因子主要有土壤養(yǎng)分、水分、溫度、光照和播期等。徐壽軍研究報道，大麥不同器官的凈光合生產(chǎn)對籽粒貢獻(xiàn)中，葉片占25%~28%，僅次于莖稈[21]。在本研究中，采用秸稈還田和習(xí)慣施肥模式大麥具有更大的葉面積，均明顯高于無肥處理，原因可能是采用秸稈還田和習(xí)慣施肥模式，有利于培肥地力（見表1），促進(jìn)大麥植株地上和地下部生長發(fā)育，有利于增加植株光合面積，促進(jìn)光合產(chǎn)物生產(chǎn)；秸稈還田和習(xí)慣施肥模式大麥葉面積大且衰減速度慢，有利于生育后期植株制造更多光合產(chǎn)物，為保證其后期物質(zhì)生產(chǎn)能力奠定生理基礎(chǔ)。在生育后期維持較高光合速率是作物高產(chǎn)的重要基礎(chǔ)[22]，本研究中，葉片SPAD值與產(chǎn)量變化趨勢相同，這可能是采用秸稈還田和習(xí)慣施肥模式，改善土壤肥力水平和部分理化性狀（見表1），有利于植株個體生長發(fā)育和協(xié)調(diào)個體與群體之間關(guān)系，提高群體透光率和水肥利用率，影響光合作用相關(guān)酶活性，光合性能上升，在生育后期保持較大葉面積，有利于增強(qiáng)光合物質(zhì)生產(chǎn)能力及植株干物質(zhì)積累，干物質(zhì)在各器官間分配合理（見表3），最終增加大麥產(chǎn)量，這與以往SPAD值與光合產(chǎn)量呈正相關(guān)研究結(jié)論相一致[6]。由于大麥這方面相關(guān)報道較少，不同施肥模式條件下對大麥光合作用機(jī)理需進(jìn)一步研究。本文僅針對不同施肥模式對大麥-雙季稻三熟種植模式條件下大麥干物質(zhì)積累和分配及產(chǎn)量的影響開展初步研究，不同施肥模式對大麥養(yǎng)分吸收分配規(guī)律、土壤微生物多樣性的影響還需深入探討。

4　結(jié)論

物質(zhì)生產(chǎn)方面，與化肥處理相比，秸稈還田和習(xí)慣施肥模式下大麥個體與群體生長協(xié)調(diào)，植株物質(zhì)生產(chǎn)能力強(qiáng)，干物質(zhì)積累多，而且在各器官間分配合理。莖干重占總干物質(zhì)重的比例均以習(xí)慣施肥處理為最高。葉比例在苗期以秸稈還田處理為最大；成熟期，以化肥處理為最大。抽穗和成熟期，穗干重占總干物質(zhì)重比例為秸稈還田>化肥>習(xí)慣施肥>無肥；莖干重的比例以習(xí)慣施肥最高；葉干重的比例在成熟期表現(xiàn)為化肥>無肥>習(xí)慣施肥>秸稈還田。不同施肥模式對大麥產(chǎn)量影響顯著，以秸稈還田處理產(chǎn)量最高，無肥最低，習(xí)慣施肥和化肥處理居二者之間。經(jīng)過長期定位試驗后，不同施肥模式形成土壤養(yǎng)分供應(yīng)狀況的差異，為各施肥模式大麥干物質(zhì)積累和產(chǎn)量出現(xiàn)差異的主要原因。綜合考慮各施肥模式大麥干物質(zhì)積累特征與產(chǎn)量變化情況，在大麥-雙季稻三熟制中采取秸稈還田施肥模式有利于大麥獲得較高產(chǎn)量，可培肥地力，具有良好的生態(tài)和社會效益。

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Effect of different long-term fertilizer managements on dry matter accumulation, distribution and yield of barley under barley and double

cropping rice triple crops planting patterns

Aiwu3, XIAO Xiaoping1, TANG Wenguang1, SUN Jimin1, LI Weiyan1, YANG Guangli1

(1. Hunan Biological and Electromechanical Polytechnic, Changsha 410127, China; 2. Hunan Soil and Fertilizer Institute, Changsha 410125, China; 3. Ningxiang Agricultural Bureau, Ningxiang Hunan 410600, China)

Abstract:The effects of different long?term fertilizer managements including mineral fertilizer

alone (MF), rice residues plus mineral fertilizer (RF), local farmer’s fertilization (LF) and without fertilizer (CK) on dry matter accumulation, distribution and grain yield of barley (Hordaum vulgare L.) cultivars Tong0306 and Mengpimai1 under barley and double cropping rice triple crops planting patterns were analyzed in detail in present paper. The results showed that there was significant difference in dry weight of root and stem per plant at barley heading stage and mature stage among MF, RF, LF and CK, and the sequences were RF>LF>MF>CK, LF>RF>MF>CK, respectively, at the main growth stages. The sequences of leaf and panicle dry weight per plant were RF>LF>MF>CK at the main growth stages. Furthermore, the leaf and panicle dry weight of barley at the main growth stages with RF was significantly higher than that with CK. There was significant difference among the four fertilizer managements in dry matter weight ratio of root and shoot to total plant at the main growth stages. The sequences of dry matter weight ratio of root and panicle to total plant were CK>MF>RF> LF, RF>MF>LF>CK, respectively, at heading stage and mature stage. The dry matter weight ratio of stem to total plant at the main growth stages with LF was higher than that of the other treatments. The sequences of dry matter weight ratio of leaf to total plant were MF>CK>LF>RF at mature stage. In addition, the SPAD value of barley leaves with MF, RF and LF was significantly higher than that with CK at heading stage. And there was significant difference among MF, RF, LF and CK at mature stage. Meanwhile, the sequences of leaf area per plant with different fertilizer managements were RF>LF>MF> CK at the main growth stages. Yield of barley with different fertilizer managements was significantly different with the highest for RF, and the lowest for CK. Compared with CK, the yield of MF, RF and LF increased by 353.4-357.6, 681.6-683.0 and 497.4-523.5 kg·hm-2, while the barley with RF had significantly higher total dry matter accumulation and reasonable distribution, which may contribute to improve yield and yield components.

Key words:barley; fertilizer management; dry matter; ratio; yield

作者簡介：徐一蘭（1981-），女，講師，碩士，研究方向為農(nóng)業(yè)技術(shù)。E-mail: xiaoliyanzhi@163. com*通訊作者：唐海明，副研究員，研究方向為耕作生態(tài)與農(nóng)作制。E-mail: tanghaiming66@163. com

基金項目：國家自然科學(xué)基金項目（31201178）；湖湘青年科技創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)平臺資助項目

收稿日期：2014-11-03

文章編號：1005-9369（2015）02-0064-08

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

中圖分類號：S512.31