小麥/玉米一體化氮肥運(yùn)籌對(duì)矮抗58產(chǎn)量的影響

李金秀，王震，張彬，裴文榮，朱海燕，李金榜

（1.南陽(yáng)市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，河南南陽(yáng)473000；2.鎮(zhèn)平縣雪楓街道辦事處農(nóng)業(yè)服務(wù)中心，河南鎮(zhèn)平474250；3.方城縣農(nóng)業(yè)局，河南南陽(yáng)473200）

小麥/玉米一體化氮肥運(yùn)籌對(duì)矮抗58產(chǎn)量的影響

李金秀1，王震1，張彬1，裴文榮2，朱海燕3，李金榜1

（1.南陽(yáng)市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，河南南陽(yáng)473000；2.鎮(zhèn)平縣雪楓街道辦事處農(nóng)業(yè)服務(wù)中心，河南鎮(zhèn)平474250；3.方城縣農(nóng)業(yè)局，河南南陽(yáng)473200）

為研究小麥/玉米一體化條件下周年氮肥用量及其分配比例對(duì)冬小麥群體生長(zhǎng)及產(chǎn)量相關(guān)性狀的影響，以矮抗58為材料，周年氮肥用量設(shè)300，450，600 kg/hm2共3個(gè)水平，小麥、玉米間的氮肥分配設(shè)4∶6，5∶5，6∶4共3個(gè)比例。結(jié)果表明，在一定氮肥施用范圍內(nèi)，冬小麥群體數(shù)量與氮肥水平呈正相關(guān)，全年總產(chǎn)量與當(dāng)前麥季氮肥施用水平間存在極顯著正相關(guān)。當(dāng)小麥季施氮量超過(guò)240 kg/hm2時(shí)，拔節(jié)期之后群體數(shù)減少、干物質(zhì)量降低、小麥及全年產(chǎn)量下降。全年施氮肥450 kg/hm2以及小麥、玉米間的氮肥為5∶5的分配比例有利于矮抗58及全年高產(chǎn)。

小麥/玉米；氮肥用量；分配比例；產(chǎn)量

2015年農(nóng)業(yè)部提出了“一控、兩減、三基本”的規(guī)劃，以治理農(nóng)村的污染問(wèn)題，按照規(guī)劃的要求，2020年化肥農(nóng)藥的施用量要實(shí)現(xiàn)零增長(zhǎng)。目前，我國(guó)農(nóng)作物的氮肥吸收利用率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于世界的平均水平，氮肥不合理施用是黃淮麥區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)普遍存在的問(wèn)題。而小麥/玉米輪作是該地區(qū)典型的種植模式，過(guò)量施用氮肥不僅不能有效提高這2種作物的質(zhì)量和產(chǎn)量，反而造成了土壤退化、環(huán)境污染等問(wèn)題[1]。因此，合理的氮肥施用量對(duì)發(fā)展黃淮麥區(qū)高產(chǎn)、高效、生態(tài)農(nóng)業(yè)，提高農(nóng)民經(jīng)濟(jì)收入有著十分重要的意義[2]。

百農(nóng)矮抗58是河南科技學(xué)院小麥育種中心選育出的中筋小麥品種，其具有高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗寒、抗倒、抗病的特點(diǎn)[3]。百農(nóng)矮抗58不同播量對(duì)產(chǎn)量的影響不明顯，公頃基本苗從210萬(wàn)株到315萬(wàn)株，分蘗成穗數(shù)基本相同，公頃產(chǎn)量在7 365～7 575 kg[4]。矮抗58自身的調(diào)節(jié)能力強(qiáng)，不同基本苗都能獲得較高的產(chǎn)量，其已成為黃淮麥區(qū)的主推品種之一，累計(jì)推廣面積達(dá)9×106hm2。

為研究矮抗58在小麥/玉米一體化條件下合理的氮肥運(yùn)籌模式，本試驗(yàn)設(shè)置不同的氮肥用量及其在小麥/玉米周年的分配比例，以探究其氮肥利用規(guī)律，為矮抗58在該條件下高產(chǎn)栽培提供理論依據(jù)和實(shí)踐指導(dǎo)。

1 材料和方法

1.1 供試品種

供試小麥品種為矮抗58、玉米品種為鄭單958。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2012—2015年連續(xù)3 a在河南省南陽(yáng)市臥龍區(qū)溧河鄉(xiāng)農(nóng)業(yè)科學(xué)院試驗(yàn)基地（112°57′E，32°93′N）進(jìn)行。該試驗(yàn)點(diǎn)地處亞熱帶、溫帶過(guò)渡帶，屬于季風(fēng)大陸濕潤(rùn)半濕潤(rùn)氣候。春秋為55～70 d，夏季為110～120 d，冬季為110～135 d。年平均氣溫14.4～15.7℃，年降雨量703.6～1 173.4 mm，年日照時(shí)數(shù)1 897.9～2 120.9 h，年無(wú)霜期220～245 d。土壤肥力水平為全氮1.20g/kg，堿解氮45.01mg/kg，速效磷23.34 mg/kg，速效鉀113.6 mg/kg，有機(jī)質(zhì)16.48 g/kg。

試驗(yàn)采用裂區(qū)設(shè)計(jì)，主區(qū)設(shè)小麥/玉米兩熟制周年3個(gè)氮肥用量，分別為300（D300），450（D450）和600 kg/hm2（D600）；裂區(qū)設(shè)小麥、玉米作物間3個(gè)氮肥分配比例，分別為4∶6（B4），5∶5（B5），6∶4（B6），共計(jì)9個(gè)處理。每處理小區(qū)面積為30 m2，重復(fù)3次。

矮抗58于每年10月16日播種，保證基本苗210萬(wàn)株/hm2。試驗(yàn)用底肥：氮肥為尿素（N 46%），磷肥為磷酸二銨（P2O546%,N 18%），鉀肥為氯化鉀（K2O60%）。按照試驗(yàn)要求計(jì)算出每小區(qū)所需要的底肥，稱量后分別撒施；追肥于起身期，依據(jù)試驗(yàn)要求，按照小區(qū)分別稱量進(jìn)行條施，田間管理措施同高產(chǎn)田。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目及方法

隨著小麥的生育進(jìn)程，于田間取樣測(cè)定各項(xiàng)指標(biāo)。成熟期取1 m行長(zhǎng)樣段于室內(nèi)考種；實(shí)收小區(qū)30 m2，并換算出產(chǎn)量。

2 結(jié)果與分析

2.1 氮肥對(duì)矮抗58群體生長(zhǎng)動(dòng)態(tài)的影響

從圖1可以看出，在基本苗一致的情況下，拔節(jié)期以前矮抗58群體隨氮肥施用量增加而增加，各處理群體表現(xiàn)為D600，B6＞D600，B5＞D450，B6＞D450，B5＞D300，B6＞D600，B4＞D450，B4＞D300，B5＞D300，B4；拔節(jié)—成熟期矮抗58群體隨著氮肥施用量的增加先增后減，群體最高點(diǎn)出現(xiàn)在D600，B4，各處理群體大小表現(xiàn)為D600，B4＞D450，B6＞D450，B5＞D600，B5＞D600，B6＞D450，B4＞D300，B6＞D300，B5＞D300，B4。其中，D600，B4；D450，B6與D450，B5群體間差異不顯著；拔節(jié)后群體出現(xiàn)了兩極分化，小麥季施氮肥相對(duì)較高的處理小分蘗死亡數(shù)增大；成熟期D300水平，B6比B5處理群體數(shù)目增加了4.38%，B5比B4處理群體數(shù)目增加了9.63%；D450水平，B6比B5處理群體數(shù)目增加了1.00%，B5比B4處理群體數(shù)目增加了11.89%；D600水平，B4比B5處理群體數(shù)目增加了13.72%，B5比B6處理群體數(shù)目增加了1.46%。說(shuō)明一體化平衡增產(chǎn)條件下，適當(dāng)?shù)牡史峙浔壤梢杂行г黾映墒炱谛←溔后w數(shù)目。

2.2 氮肥對(duì)矮抗58不同生育期個(gè)體干物質(zhì)量的影響

表1 氮肥對(duì)矮抗58不同生育期個(gè)體干物質(zhì)量的影響g

由表1可知，氮肥對(duì)矮抗58不同生育期個(gè)體干物質(zhì)的影響規(guī)律與群體動(dòng)態(tài)影響規(guī)律基本一致。其中，拔節(jié)期以前，矮抗58干物質(zhì)隨氮肥施用量的增加而增加，拔節(jié)—成熟期干物質(zhì)隨氮肥施用量的增加先增后減；拔節(jié)—抽穗期D600，B4處理干物質(zhì)量最大；揚(yáng)花—成熟期D450，B6處理干物質(zhì)量最大；在成熟期D450，B6和D600，B4處理間干物質(zhì)量差異不顯著，D300，B4處理各時(shí)期個(gè)體干物質(zhì)量均較低。說(shuō)明適量的氮肥供給是促進(jìn)矮抗58干物質(zhì)積累的重要因素。

2.3 氮肥運(yùn)籌對(duì)矮抗58產(chǎn)量因素的影響

從表2可以看出，穗數(shù)變化與群體變化規(guī)律一致，隨著施氮量的增加先增后減，且D450，B6處理穗數(shù)最多，與其他各處理間差異顯著，高于D300，B4處理（最少）31.46%；穗粒數(shù)變化無(wú)明顯規(guī)律，D450，B5處理穗粒數(shù)最多，但與D300，B6；D450，B6；D600，B4和D600，B5這4個(gè)處理間差異不顯著，高于D300，B5處理（最少）16.67%；千粒質(zhì)量隨著施氮量的增加呈下降趨勢(shì)，其中，D300，B4處理千粒質(zhì)量最大，且與其他各處理間差異顯著，高于D450，B4處理（最輕）4.21%。三要素協(xié)調(diào)一致的處理為D600，B4；D450，B5和D450，B6，說(shuō)明適當(dāng)?shù)氖┑渴谴龠M(jìn)矮抗58產(chǎn)量三要素協(xié)同增加的必要條件。

表2 氮肥運(yùn)籌對(duì)矮抗58產(chǎn)量性狀的影響

2.4 氮肥對(duì)矮抗58產(chǎn)量的影響

適量的氮肥供應(yīng)是高產(chǎn)的基礎(chǔ)，施氮量少會(huì)造成生長(zhǎng)不充分；而供應(yīng)過(guò)量會(huì)造成營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)過(guò)剩、群體過(guò)大，形成郁閉的田間小氣候，造成貪青晚熟，從而影響產(chǎn)量[5]。從圖2可以看出，在本試驗(yàn)條件下不同處理間冬小麥產(chǎn)量大小順序?yàn)樘幚鞤600，B4＞D450，B6＞D450，B5＞D600，B5＞D300，B6＞D450，B4＞D300，B5＞D600，B6＞D300，B4，其中，以處理D600，B4產(chǎn)量最高（7 975 kg/hm2），但與D450，B6和D450，B5處理間差異不顯著，高于最低處理D300，B4（6 380 kg/hm2）25%；全年總產(chǎn)量大小順序?yàn)镈450，B5＞D450，B4＞D450，B6＞D600，B4＞D600，B6＞D600，B5＞D300，B4＞D300，B6＞D300，B5，其中，處理D450，B5（18 539 kg/hm2）為最高，高于其他處理0.89%～12.41%，在增產(chǎn)效益方面D450，B5為最佳處理。

通過(guò)對(duì)各影響因素相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)，小麥產(chǎn)量與小麥/玉米分配比例存在顯著相關(guān)性（R＝0.690*），全年總產(chǎn)量與當(dāng)前麥季氮肥施用水平間存在極顯著相關(guān)性（R＝0.978**），表明玉米氮肥施用量對(duì)小麥的產(chǎn)量有一定影響，而全年總產(chǎn)量形成主要由小麥季氮肥實(shí)際的供應(yīng)量所決定。

3 結(jié)論與討論

氮肥對(duì)作物的生長(zhǎng)起著非常重要的作用。大量研究發(fā)現(xiàn)，施用氮肥可以有效增加小麥群體數(shù)目，對(duì)產(chǎn)量有顯著影響。陸增根等[6]研究認(rèn)為，施氮量對(duì)小麥拔節(jié)期、抽穗期、揚(yáng)花期及灌漿期的轉(zhuǎn)運(yùn)量、轉(zhuǎn)運(yùn)率和同化量均有較大的影響。黃正來(lái)等[7]研究發(fā)現(xiàn)，隨著氮肥用量的增加，小麥生殖生長(zhǎng)階段干物質(zhì)積累量也顯著增加。在一定的用量范圍內(nèi)，氮肥可以促進(jìn)有效分蘗的發(fā)生，穗數(shù)增多，表現(xiàn)為產(chǎn)量隨施用量的增加而提高，但施氮過(guò)多時(shí)，不但產(chǎn)量增加不明顯，而且還會(huì)因供應(yīng)過(guò)量造成營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)過(guò)剩、群體過(guò)大，造成貪青晚熟[8-10]。馮福生等[11]研究認(rèn)為，施氮量超過(guò)180 kg/hm2時(shí)，葉片蛋白質(zhì)和葉綠素含量均下降，產(chǎn)量呈降低的趨勢(shì)。張顯等[12]研究指出，施氮量超過(guò)225 kg/hm2時(shí)，小麥生育后期的群體光合速率為高值速降型，產(chǎn)量也會(huì)下降。同時(shí)很多研究還發(fā)現(xiàn)，隨著施氮量的增加，土壤剖面硝態(tài)氮累積量增加，土壤氮素淋失加劇，造成環(huán)境污染[13-15]。在本試驗(yàn)地力條件下，在一定氮肥施用范圍（120～240 kg/hm2）內(nèi)，冬小麥群體質(zhì)量與氮肥水平呈正相關(guān)，全年總產(chǎn)量與當(dāng)前麥季氮肥施用水平間存在極顯著正相關(guān)，當(dāng)施氮量超過(guò)240 kg/hm2時(shí)，拔節(jié)期之后群體數(shù)減少、干物質(zhì)量降低、小麥及全年產(chǎn)量下降。

本試驗(yàn)結(jié)果表明，小麥產(chǎn)量與小麥/玉米分配比例存在顯著相關(guān)性（R＝0.690*）；但根據(jù)群體數(shù)量及干物質(zhì)積累情況，小麥、玉米作物間分配比例為6∶4時(shí)，小麥植株雖然吸收了較多的氮素，但產(chǎn)量并沒(méi)有明顯增加，氮素利用效率較低，不利于氮素的有效利用，這種現(xiàn)象在全年施氮量600 kg/hm2時(shí)尤為明顯。在小麥生產(chǎn)中，許多研究認(rèn)為，不同小麥品種對(duì)氮素的吸收利用存在差異，針對(duì)不同品種應(yīng)采取與其特性相適應(yīng)的栽培措施，只有合理運(yùn)籌氮素，才能發(fā)揮品種的遺傳潛力，從而達(dá)到高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)[16-18]。在小麥/玉米一體化平衡增產(chǎn)條件下，氮肥及其分配比例存在互作效應(yīng)，只有二者統(tǒng)籌兼顧，才能保證作物的高產(chǎn)高效。本研究結(jié)果表明，全年施氮肥450 kg/hm2，以及小麥/玉米5∶5的分配比例有利于矮抗58高產(chǎn)（7 875 kg/hm2），也利于全年高產(chǎn)（18 538 kg/hm2）。

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Effects of Nitrogen Applications in Wheat/Maize Integration on AK58 Yield

LI Jinxiu1，WANGZhen1，ZHANGBin1，PEI Wenrong2，ZHUHaiyan3，LI Jinbang1
（1.NanyangAcademyofAgricultural Sciences，Nanyang473000，China；2.XuefengStreet Office Agricultural Service Center in ZhenpingCounty，Zhenping474250，China；3.FangchengAgricultural Bureau，Nanyang473200，China）

To explore growth and yield variation lawofwheat under the condition of wheat/maize integration,anniversary amount of nitrogen application and distribution,this paper took AK58 as material,wheat/maize two cropping system anniversary amount of nitrogen application set three levels of 300,450,600 kg/hm2,nitrogen distribution set three proportion of 4∶6,5∶5 and 6∶4.The results showed that the nitrogen application was positively related to winter wheat quantity of population,the annual total yield increased significantly with the nitrogen application of wheat season in certain range.While the wheat nitrogen fertilizer exceeded 240 kg/hm2,the wheat population and the dry matter reduced after jointing stage,the yield of wheat and the annual total yield decreased.The application of anniversary amount of wheat/maize nitrogen fertilizer 450 kg/hm2and 5∶5 ratio beneficial increased to the yield of AK58 and the annual total yield.

wheat/maize;application ofnitrogenous fertilizer;distribution proportion;yield

S512.1

A

1002-2481（2016）09-1304-04

10.3969/j.issn.1002-2481.2016.09.18

2016-05-05

國(guó)家小麥產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系南陽(yáng)綜合試驗(yàn)站專項(xiàng)（CARS-3-27）

李金秀（1969-），女，河南南陽(yáng)人，副研究員，主要從事小麥育種與栽培研究工作。李金榜為通信作者。