不同施肥處理對砂姜黑土地小麥個體發(fā)育、灌漿特性及產(chǎn)量的影響

曹燕燕++廖平安++葛昌斌++郭春強(qiáng)++黃杰++喬冀良

摘要：針對砂姜黑土土體結(jié)構(gòu)較差、缺磷少氮、有效養(yǎng)分含量低的特性，設(shè)計(jì)4種不同施肥處理，探討施肥對小麥各生育期群體數(shù)量、個體生育特性、灌漿特性及產(chǎn)量的影響。結(jié)果表明，增施肥料是提高砂姜黑土小麥產(chǎn)量的技術(shù)措施之一；科學(xué)施肥或在施用化肥基礎(chǔ)上增施有機(jī)肥可改善土壤條件，提高土壤養(yǎng)分含量，促進(jìn)小麥對養(yǎng)分的吸收，可改善個體經(jīng)濟(jì)性狀，增加灌漿速率，提高穗粒數(shù)和千粒重，形成高產(chǎn)。

關(guān)鍵詞：砂姜黑土；有機(jī)肥；小麥；個體發(fā)育；灌漿特性；產(chǎn)量

中圖分類號： S512.106文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A文章編號：1002-1302（2016）06-0158-03

收稿日期：2015-08-12

基金項(xiàng)目：國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項(xiàng)（編號：CARS-3-2-26）。

作者簡介：曹燕燕（1982—），女，河南三門峽人，碩士，助理研究員，主要從事小麥新品種選育和高產(chǎn)栽培技術(shù)研究。E-mail：caoyan314@126.com。砂姜黑土是發(fā)育于河湖相沉積物上經(jīng)脫沼澤作用而形成的半水成土[1]，是我國重要的中低產(chǎn)田土壤之一。目前，全國砂姜黑土耕地總面積約為400萬hm2，而河南省作為全國重要的商品糧生產(chǎn)基地，砂姜黑土耕地面積高達(dá) 120萬hm2，占河南省耕地總面積的14%[2-3]，是河南省面積最大的中低產(chǎn)類型土壤。在砂姜黑土區(qū)，小麥?zhǔn)亲钪匾募Z食作物之一，對河南省糧食生產(chǎn)有著至關(guān)重要的作用。砂姜黑土缺磷少氮，有效養(yǎng)分含量低[4-5]，其“旱、澇、瘦、僵”的不良屬性阻礙小麥前期根系發(fā)育及后期地上部分生長，產(chǎn)量低而不穩(wěn)，不利于小麥播種，土地生產(chǎn)率低[6]。當(dāng)前，農(nóng)民仍以傳統(tǒng)的“一炮轟”方式施肥為主，肥料結(jié)構(gòu)不合理，重化肥而輕有機(jī)肥[7]，既影響小麥產(chǎn)量的進(jìn)一步提高，同時(shí)又造成肥料資源的巨大浪費(fèi)，污染環(huán)境。因此，尋找合適的施肥處理和肥料結(jié)構(gòu)來改善小麥生長性狀，進(jìn)而提高砂姜黑土區(qū)小麥產(chǎn)量，已成為河南省急需解決的現(xiàn)實(shí)問題。

目前，施用不同氮、磷、鉀等對小麥產(chǎn)量影響的研究較多[8-13]，但關(guān)于化肥和有機(jī)肥配施對砂姜黑土地小麥生育特性、灌漿特性及產(chǎn)量影響的研究較少。本試驗(yàn)在砂姜黑土區(qū)，設(shè)計(jì)4種不同的施肥處理，探討其對小麥各生育期群體數(shù)量、個體生育特性、灌漿特性及產(chǎn)量的影響，旨在為河南省漯河市及生態(tài)條件類似地區(qū)砂姜黑土區(qū)的土壤改良以及冬小麥豐產(chǎn)高效施肥技術(shù)的應(yīng)用提供理論依據(jù)和支撐。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2014—2015年在河南省漯河市農(nóng)業(yè)科學(xué)院試驗(yàn)基地進(jìn)行，地處暖溫帶南部邊緣，屬于暖濕性季風(fēng)氣候。供試土壤為砂姜黑土亞類砂姜黑土屬，0～20 cm耕層土壤有機(jī)質(zhì)、全氮含量分別為18.64、1.01 g/kg，有效磷、速效鉀含量分別為13.71、94.38 mg/kg，pH值為7.2。

1.2供試材料

供試小麥品種為新麥26，是當(dāng)前黃淮流域大面積推廣的強(qiáng)筋小麥品種，由河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物營養(yǎng)與資源環(huán)境研究所提供。供試肥料為45%復(fù)合肥，N、P2O5、K2O含量分別為15%、22%、8%；57%磷酸二銨，N、P質(zhì)量比為15 ∶ 42；氯化鉀，以含K2O 57%計(jì)；尿素，含N 46%；精制有機(jī)肥。

1.3試驗(yàn)設(shè)計(jì)

2014年10月11日整地，采用大型機(jī)械深翻細(xì)耙，耕深25 cm；10月14日撒施化肥，10月15日播種小麥，播量為 195 kg/hm2，行距23 cm，播深3 cm。試驗(yàn)設(shè)4個處理：處理1，對照，不施任何肥料；處理2，常規(guī)施用化肥，45%復(fù)合肥750 kg/hm2加尿素225 kg/hm2，一次性施入底肥，使N ∶ P ∶ K為14.4 ∶ 11 ∶ 4；處理3，在處理2施肥的基礎(chǔ)上，作為底肥增施商品有機(jī)肥1 500 kg/hm2；處理4，施入尿素145.335 kg、57%磷酸二銨285.750 kg/hm2、氯化鉀131.550 kg/hm2作為底肥，使N ∶ P2O5 ∶ K2O為14 ∶ 8 ∶ 5，在拔節(jié)期施 217.950 kg/hm2 尿素作為追肥。試驗(yàn)小區(qū)長10 m，寬4.2 m，隨機(jī)區(qū)組排列，重復(fù)3次。試驗(yàn)地前茬作物為大豆。

1.4測定項(xiàng)目及方法

1.4.1基本苗和總莖數(shù)待播種出苗整齊，各小區(qū)定1 m雙行樣段，調(diào)查基本苗；越冬始期、返青、起身、拔節(jié)、抽穗、揚(yáng)花及成熟期在定點(diǎn)樣段內(nèi)調(diào)查總莖數(shù)或穗數(shù)。

1.4.2個體生長性狀不同生育時(shí)期，各試驗(yàn)小區(qū)隨機(jī)取樣10株作為考察樣本，調(diào)查小麥的主莖葉齡、次生根和分蘗數(shù)。

1.4.3籽粒灌漿速率小麥揚(yáng)花期，各試驗(yàn)小區(qū)內(nèi)選取生長一致且花期相同的主莖穗100個，掛牌標(biāo)記；花后4 d開始取樣，每隔4 d取樣1次，直至成熟，每次取10穗，105 ℃殺青 30 min，80 ℃烘干至恒質(zhì)量；揉出每穗全部籽粒，用1/10 000天平稱質(zhì)量，折算出千粒質(zhì)量。

1.4.4收獲指數(shù)各試驗(yàn)小區(qū)收獲長2 m的雙行樣段，與地面齊平人工收割捆扎；整捆植株風(fēng)干、脫粒，分別測定該樣段的籽粒干質(zhì)量和秸稈干質(zhì)量，計(jì)算收獲指數(shù)，公式為：收獲指數(shù)=成熟期籽粒質(zhì)量/成熟期地上部生物質(zhì)量×100%。

1.4.5產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素各小區(qū)隨機(jī)選取麥穗20個，計(jì)算穗粒數(shù)。同一小區(qū)多點(diǎn)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)、不孕小穗數(shù)。整個小區(qū)用奧地利生產(chǎn)的收割機(jī)收獲計(jì)產(chǎn)。各樣點(diǎn)曬干的籽粒準(zhǔn)確計(jì)數(shù) 1 000 粒，測定千粒質(zhì)量，重復(fù)3次。

1.5數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2003軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析；采用DPS 9.5軟件進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn)。

2結(jié)果與分析

2.1不同施肥處理對砂姜黑土小麥群體莖蘗數(shù)生長動態(tài)的影響

由圖1可知，各處理小麥群體莖蘗數(shù)均隨生育進(jìn)程的推進(jìn)呈先增加后減少的變化趨勢，且均在起身期達(dá)到高峰；拔節(jié)期后，由于兩極分化，群體莖蘗數(shù)呈急劇下降趨勢，至揚(yáng)花期基本趨于穩(wěn)定；越冬期后，施肥處理的群體莖蘗數(shù)明顯高于不施肥處理，與對照相比，處理4、處理3、處理2群體最高莖蘗數(shù)分別增加12.8%、10.5%、2.4%；成熟期，有效穗以處理4最大，處理3次之，處理2和對照的群體莖蘗數(shù)相對最小，且兩處理無明顯差異。因此，不同施肥處理對小麥群體莖蘗變化及成穗數(shù)的高低影響作用較大。

2.2不同施肥處理下砂姜黑土小麥各生育期個體的發(fā)育動態(tài)

2.2.1主莖葉齡由表1可知，小麥起身期，處理3、處理4的主莖葉齡相對較大，分別為10.61、10.49葉，與對照處理1差異顯著（P<0.05）；抽穗期，處理3、處理4與處理2、處理1的主莖葉齡差異顯著，這說明施用化肥的基礎(chǔ)上增施有機(jī)肥或優(yōu)化施肥，可以明顯提高砂姜黑土地小麥的主莖葉齡。

2.2.2單株莖蘗由表2可知，越冬期、起身期各處理的單株莖蘗差別不大，相互間差異不顯著；返青期各處理的莖蘗數(shù)有一定差異；拔節(jié)期，處理4、處理3的單株莖蘗顯著高于處理2與對照；抽穗期，處理4的單株莖蘗數(shù)相對最高，為3.76個/株，顯著高于處理2、處理1，與處理3差異不顯著；單施化肥（處理2）與不施肥相比，小麥莖蘗數(shù)顯著增加。這說明砂姜黑土施用化肥的基礎(chǔ)上增施有機(jī)肥或優(yōu)化施肥，可有利于小麥植株的生長，提高小麥的單株莖蘗數(shù)，增加小麥的分蘗成穗。

2.2.3單株次生根由表3可知，春季返青后，不同處理小麥的單株次生根數(shù)迅速增加，以滿足小麥從土壤中吸收養(yǎng)分的需要；各生育期，處理3、處理4與對照的單株次生根差異均達(dá)顯著水平；起身期，處理3、處理4的次生根數(shù)分別比處理1多6.22、6.84 條/株，這說明砂姜黑土地增施有機(jī)肥或優(yōu)化施肥可起到促進(jìn)側(cè)生根生長的作用，與葛昌斌等的研究結(jié)果[14-15]一致。

2.3不同施肥處理下砂姜黑土小麥灌漿速率的變化

由圖2可知，不同施肥處理下，小麥千粒質(zhì)量遵循慢—快—慢的變化趨勢，各個處理的籽粒灌漿進(jìn)程呈“S”形曲線；花后8 d，4個處理的千粒質(zhì)量差異不大；花后12 d，處理4、處理3的千粒質(zhì)量增加迅速，到花后28 d達(dá)最高峰；花后各時(shí)期，對照的千粒質(zhì)量相對最低。由圖3可知，灌漿速率峰值出現(xiàn)在花后20 d，此時(shí)籽粒的灌漿速率增加較快；不同的施肥處理灌漿速率有一定的差異，處理4小麥的整個灌漿過程相對較快，并且持續(xù)時(shí)間較長，處理3、處理2次之；處理1小麥的灌漿速率相對較小且變化浮動較大，花后32 d灌漿速率開始下降。這說明優(yōu)化施肥可使氮、磷、鉀合理利用，拔節(jié)期追施氮肥能顯著提高小麥對氮、磷、鉀元素的吸收積累和籽粒的灌漿速度，進(jìn)而提高籽粒產(chǎn)量；有機(jī)肥和化肥配施對提高籽粒的千粒質(zhì)量作用也很明顯；相比不施肥料，單施化肥對砂姜黑土小麥也有提高籽粒千粒質(zhì)量的作用，但效果不明顯。

2.4不同施肥處理對砂姜黑土小麥產(chǎn)量、產(chǎn)量構(gòu)成因素和收獲指數(shù)的影響

2.4.1產(chǎn)量由表4可知，處理4的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量相對最高，為

7 411.25 kg/hm2，比對照增產(chǎn)21.61%；處理3的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量為7 222.50 kg/hm2，比對照增產(chǎn)15.52%；處理4、處理3之間的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量差異不顯著，但與處理2和對照差異顯著，處理2與對照之間的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量差異也顯著。這表明砂姜黑土地單施化肥對提高小麥產(chǎn)量有一定作用，但在施用化肥的基礎(chǔ)上增施有機(jī)肥或優(yōu)化施肥效果更為明顯。

2.4.2產(chǎn)量構(gòu)成因素成穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒質(zhì)量是小麥產(chǎn)量構(gòu)成的3個重要因素。由表4可知，各處理穗粒數(shù)和千粒質(zhì)量高低依次為處理4>處理3>處理2>處理1，處理3、處理4、處理2與對照差異顯著；4個處理的小麥成穗數(shù)差異不顯著；處理3、處理4的穗長、單株成穗數(shù)和每穗總小穗數(shù)與對照差異顯著；處理4的不孕小穗數(shù)相對最少，為2.97個，處理1的相對最多，為4.60個。這表明砂姜黑土增施化肥可以提高小麥的穗粒數(shù)和千粒質(zhì)量，增施有機(jī)肥或平衡配方施肥對降低每穗不孕小穗數(shù)、提高每穗結(jié)實(shí)粒數(shù)，進(jìn)而對提高產(chǎn)量具有顯著的促進(jìn)作用。

2.4.3收獲指數(shù)收獲指數(shù)是經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量與生物學(xué)產(chǎn)量之比，是小麥增產(chǎn)的物質(zhì)基礎(chǔ)，其值越高，說明干物質(zhì)分配到籽粒的比例也越高。由表4可知，處理4的收獲指數(shù)相對最高，為42.26%，顯著高于對照，與處理2、處理3差異不顯著，這表明優(yōu)化施肥可顯著提高小麥的收獲指數(shù)。

3小結(jié)

砂姜黑土質(zhì)地黏重，肥力較低，小麥產(chǎn)量一直很低，如須提高砂姜黑土的小麥產(chǎn)量，可以增施肥料對砂姜黑土地進(jìn)行改良[16]。本試驗(yàn)結(jié)果表明，單施化肥對砂姜黑土有一定的培肥作用，一定程度上也可提高小麥產(chǎn)量，但作用效果不明顯；在施用一定化肥的基礎(chǔ)上增施有機(jī)肥，可以增加土壤中有機(jī)質(zhì)的含量，促進(jìn)土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的形成，增加土壤的透氣性，培肥地力，為小麥高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)打下地力基礎(chǔ)，同時(shí)還能促進(jìn)小麥個體的生長發(fā)育，小麥穗長、結(jié)實(shí)小穗數(shù)和每穗總小穗數(shù)增加，不孕小穗數(shù)下降，穗粒數(shù)、千粒質(zhì)量增長顯著，經(jīng)濟(jì)性狀改善；優(yōu)化施肥使氮、磷、鉀三元素科學(xué)合理使用，提高了小麥各營養(yǎng)器官的干物質(zhì)積累，拔節(jié)期追施氮素能顯著提高小麥對氮、磷、鉀元素的吸收積累量、分蘗成穗率、穗粒數(shù)，進(jìn)而提高籽粒產(chǎn)量。

砂姜黑土地土壤理化性質(zhì)差，有機(jī)質(zhì)含量低。采用基肥、追肥相結(jié)合的方法優(yōu)化施肥或者在施用化肥的基礎(chǔ)上增施有機(jī)肥，可改良砂姜黑土的不良特性，改善土壤條件，提高土壤養(yǎng)分含量，促進(jìn)小麥對養(yǎng)分的吸收，提高小麥產(chǎn)量，同時(shí)也能改善小麥籽粒品質(zhì)，這2種施肥措施都能從根本上解決砂姜黑土的地產(chǎn)狀況。

參考文獻(xiàn)：

[1]潘俊峰，萬開元，陳防，等. 施肥模式對砂姜黑土區(qū)土壤種子庫影響的研究[J]. 生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào)，2012，21（6）：1024-1030.

[2]白由路，張景略，王全貴. 河南省砂姜黑土持水性的研究[J]. 河南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，1993，27（3）：235-239.

[3]朱喜梅，鄭長訓(xùn). 河南省砂姜黑土的綜合治理[J]. 河南科技，1993（6）：8-9.

[4]張效樸，詹其厚，尹楚良. 砂姜黑土連續(xù)施肥對作物生長及土壤肥力的影響[J]. 土壤學(xué)報(bào)，2000，37（1）：131-135.

[5]李文高. 有機(jī)-無機(jī)肥料配施培肥砂姜黑土研究[J]. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2000，28（5）：636-637.

[6]曹承富，孔令聰，汪芝壽，等. 砂姜黑土長期定位培肥技術(shù)研究[J]. 土壤通報(bào)，2003，34（2）：102-105.

[7]王宜倫，張?jiān)S，譚金芳，等. 農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展中的土壤肥料問題與對策[J]. 中國農(nóng)學(xué)通報(bào)，2008，24（11）：278-281.

[8]裴雪霞，張定一，王姣愛，等. 氮、磷對優(yōu)質(zhì)強(qiáng)筋小麥產(chǎn)量及品質(zhì)的影響[J]. 干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，2003，21（3）：48-50.

[9]李孝良. 氮磷鉀肥對小麥生長發(fā)育及品質(zhì)的影響[J]. 安徽農(nóng)業(yè)技術(shù)師范學(xué)院學(xué)報(bào)，1998，12（4）：12-14.

[10]沈建輝，姜東，戴廷波，等. 施肥量對專用小麥旗葉光合特性及籽粒產(chǎn)量和蛋白質(zhì)含量的影響[J]. 南京農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2003，26（1）：1-5.

[11]周忠新，于振文，許衛(wèi)霞，等. 氮磷鉀用量及配比對小麥產(chǎn)量、蛋白質(zhì)含量和肥料利用率的影響[J]. 山東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2006（3）：42-44.

[12]張睿，王新中，劉黨校，等. 不同NPK配置對強(qiáng)筋小麥群體生物量與產(chǎn)量的效應(yīng)研究[J]. 土壤通報(bào)，2006，37（2）：309-313.

[13]李科江，張西科，劉文菊，等. 不同栽培措施下冬小麥灌漿模擬研究[J]. 華北農(nóng)學(xué)報(bào)，2001，16（2）：70-74.

[14]葛昌斌，秦素研，沈向磊，等. 增施有機(jī)肥對砂姜黑土地小麥生育特性及產(chǎn)量的影響[J]. 湖北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2013，52（7）：1498-1501.

[15]高式余，錢維樸. 小麥次生根發(fā)生特性研究[J]. 河南職技師院學(xué)報(bào)，1990，18（3/4）：42-48.

[16]孔令聰，汪芝壽，曹承富，等. 淮北砂姜黑土地區(qū)小麥生態(tài)生育特點(diǎn)及高產(chǎn)栽培技術(shù)探討[J]. 麥類作物學(xué)報(bào)，1997，11（6）：56-58.