不同氮肥施用方式對(duì)國麥301灌漿速率和產(chǎn)量的影響

倪永靜，劉紅杰，陳 雷，朱培培，黃建英，胡 新

（商丘市農(nóng)林科學(xué)院，河南商丘476000）

不同氮肥施用方式對(duì)國麥301灌漿速率和產(chǎn)量的影響

倪永靜，劉紅杰，陳 雷，朱培培，黃建英，胡 新

（商丘市農(nóng)林科學(xué)院，河南商丘476000）

為了給小麥新品種國麥301在黃淮麥區(qū)大面積推廣提供適宜的栽培措施，研究在玉米秸稈100%粉碎還田條件下，不同施氮方式對(duì)國麥301灌漿速率和產(chǎn)量的影響。結(jié)果表明，施氮量為0 kg/hm2的空白對(duì)照比其他處理晚1 d進(jìn)入拔節(jié)期，提前2 d成熟；各處理間灌漿速率均在花后20 d達(dá)到峰值，且花后各時(shí)期灌漿速率均以N4處理（300 kg/hm2、基追比5∶5）下達(dá)最大值；最大灌漿速率與施氮量之間相關(guān)系數(shù)最大（r＝0.951 4**）；千粒質(zhì)量和株高在施氮量最高處理下（300 kg/hm2）達(dá)到最大值，分別為43.31 g，79.70 cm；成穗數(shù)、穗粒數(shù)和產(chǎn)量均在N3（262.5 kg/hm2、基追比5∶5）處理下達(dá)最大值，分別為675.60萬穗/hm2，37.73粒/穗，8 580.30 kg/hm2；N3與N4處理間穗粒數(shù)差異達(dá)到極顯著水平，成穗數(shù)和產(chǎn)量差異不顯著。總的來看，在秸稈還田條件下，最適宜施氮量為262.5 kg/hm2。

秸稈還田；施氮量；灌漿速率；產(chǎn)量

黃淮地區(qū)是我國主要糧食作物小麥的主產(chǎn)區(qū)[1-2]，尋找適宜的栽培技術(shù)對(duì)小麥增產(chǎn)、農(nóng)民增收至關(guān)重要。作物秸稈含有作物必需的氮、磷、鉀等營養(yǎng)元素。提高秸稈的還田率和利用率，不僅能減少資源的浪費(fèi)和環(huán)境污染，還可以提高作物產(chǎn)量，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益[3]。氮素是植物體內(nèi)調(diào)控植物生長和產(chǎn)量形成的重要因素[4]，施氮是提高小麥產(chǎn)量的重要措施之一。李春喜等[5]研究表明，在不同氮肥處理中，適量追施氮肥可明顯延緩功能葉片的衰老，從而有利于籽粒灌漿，提高產(chǎn)量。尹建義等[6]研究表明，降低底肥施用比例，增施拔節(jié)肥，有利于協(xié)調(diào)群體與個(gè)體的關(guān)系，優(yōu)化群體組成和產(chǎn)量結(jié)構(gòu)。張霞等[7]研究表明，不同氮素水平及等量氮肥不同基追比例施用，小麥籽粒產(chǎn)量差異不顯著，過量施用氮肥后產(chǎn)量反而有所下降。目前關(guān)于施氮量對(duì)小麥的產(chǎn)量及其產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響方面，研究人員進(jìn)行了諸多研究[8-11]，但在秸稈還田條件下包括農(nóng)民傳統(tǒng)施肥方式在內(nèi)的不同施氮方式對(duì)冬小麥灌漿速率和產(chǎn)量的影響研究很少。

本研究以河南省審新品種國麥301為材料，研究秸稈還田條件下不同施氮量以及基追比對(duì)小麥灌漿速率和產(chǎn)量的影響，旨在為黃淮麥區(qū)小麥新品種國麥301的高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)以及推廣種植提供合理的栽培方法和理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 材料

供試小麥為河南農(nóng)業(yè)大學(xué)國家小麥工程技術(shù)研究中心選育的高產(chǎn)抗白粉病小麥新品種國麥301。

1.2 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2013—2014年在商丘市夏邑縣種糧大戶大田里進(jìn)行，前茬作物為玉米，玉米秸稈全部機(jī)械粉碎還田。土質(zhì)為兩合土，地勢(shì)平坦，肥力均勻，有機(jī)質(zhì)含量1.81%，堿解氮118.26 mg/kg，速效磷29 mg/kg，速效鉀125 mg/kg。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

表1 施肥處理

試驗(yàn)共設(shè)置6種施肥方式，施氮水平分別為：（1）187.5 kg/hm2（基追比5∶5）；（2）225 kg/hm2（基追比5∶5）；（3）262.5 kg/hm2（基追比5∶5）；（4）300 kg/hm2（基追比5∶5）；（5）農(nóng)民傳統(tǒng)施肥方法225.0 kg/hm2（基追比7∶3）；（6）0 kg/hm2，作為空白對(duì)照。隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，3次重復(fù)。小區(qū)面積為17.22 m2（2.16 m× 7.97 m），各處理基本苗統(tǒng)一定為300萬/hm2。田間管理按照高產(chǎn)田常規(guī)管理方法進(jìn)行。具體處理如表1所示。

1.4 測(cè)定項(xiàng)目及方法

1.4.1 小麥主要生育時(shí)期總莖數(shù)及產(chǎn)量計(jì)算 調(diào)查并記錄每個(gè)處理的生育時(shí)期，并于越冬期、拔節(jié)期、成熟期調(diào)查小麥總莖數(shù)。產(chǎn)量按小區(qū)進(jìn)行收割、脫粒、晾曬，直至恒質(zhì)量，最后換算成公頃產(chǎn)量；公頃穗數(shù)由行穗數(shù)進(jìn)行換算，數(shù)1 m雙行；收獲時(shí)隨機(jī)抽取10株麥穗測(cè)定穗粒數(shù)；千粒質(zhì)量在曬干至恒質(zhì)量時(shí)隨機(jī)取樣進(jìn)行數(shù)粒，數(shù)2個(gè)500粒，二者差異在0.5 g之內(nèi)。

1.4.2 小麥灌漿速率 灌漿速率是指小麥灌漿期間粒質(zhì)量的日增長量，測(cè)定方法：從開花后第5天開始取樣，每隔5 d取1次，直到成熟收獲。每次在標(biāo)注生育進(jìn)程一致的樣點(diǎn)內(nèi)隨機(jī)取10穗，在105℃下殺青后85℃烘干稱質(zhì)量，折算千粒質(zhì)量，從而計(jì)算出灌漿速率。

其中，Gn＋5為第n＋5天的千粒干質(zhì)量（g）；Gn為第n天的千粒干質(zhì)量（g）。

1.5 統(tǒng)計(jì)分析

采用SPSS 20數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，并用Excel作相關(guān)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施氮方式對(duì)國麥301生育進(jìn)程的影響

表2 不同施氮方式處理下的生育時(shí)期

從表2可以看出，各處理于2013年10月12日播種，隨后的出苗期、分蘗期、越冬期、返青期均相同，但從拔節(jié)期開始，N1～N5處理均在同一天進(jìn)入拔節(jié)期，N6（施氮量為0 kg/hm2）處理推遲1 d進(jìn)入拔節(jié)期；并且抽穗期和開花期，N6處理均比前5個(gè)處理推遲1 d。各處理從拔節(jié)期到抽穗期，以及從抽穗期到開花期分別經(jīng)歷了41，7 d；成熟期也是只有N6處理比其他5個(gè)處理提前2 d。所以，N1～N5處理生育期均為274 d，N6處理生育期為272 d。除了不施氮處理，不同施氮量的處理之間各生育期無差異。結(jié)果表明，只有在氮素嚴(yán)重缺乏的情況下，才會(huì)影響到國麥301的生育時(shí)期。施氮量在187.5～300 kg/hm2時(shí)，國麥301生育時(shí)期無差異。

2.2 不同施氮方式對(duì)國麥301主要生育時(shí)期總莖蘗數(shù)及成穗率的影響

表3 不同施氮方式對(duì)國麥301主要生育時(shí)期總莖蘗數(shù)及成穗率的影響

由表3可知，不同施氮方式對(duì)國麥301主要生育時(shí)期總莖蘗數(shù)及成穗率有極顯著影響。總體上講，不施氮處理的主要生育時(shí)期群體及成穗率與其他處理的差異均達(dá)到極顯著水平。越冬期群體隨著基肥的增多呈持續(xù)增加的趨勢(shì)。N5（基肥157.5 kg/hm2）處理的越冬群體最高，達(dá)812.55萬/hm2，其次是N4（基肥150 kg/hm2）處理（799.20萬/hm2），二者之間的差異達(dá)到顯著水平。N5處理的越冬群體比N4，N3（基肥131.25 kg/hm2），N2（基肥112.5 kg/hm2），N1（基肥93.75 kg/hm2），N6（基肥0 kg/hm2）處理分別多1.67%，2.54%，4.98%，9.61%，11.12%。這說明，在秸稈還田條件下，幼苗時(shí)期土壤中的氮素會(huì)被分解秸稈的微生物吸收導(dǎo)致小麥生長緩慢，群體質(zhì)量下降，所以，足量的基肥是越冬群體達(dá)到優(yōu)勢(shì)質(zhì)量的保證。拔節(jié)期群體與施氮量呈極顯著正相關(guān)，r＝0.980 1**，除不施氮處理外，其他處理之間差異均不顯著。N4處理的拔節(jié)群體最高，為1 401.30萬/hm2，比N1，N6處理分別高3.03%，13.48%，N1處理拔節(jié)群體比N6處理高10.14%。從相關(guān)分析結(jié)果看，成熟期群體與施氮量之間呈正相關(guān)關(guān)系（r＝0.970 0），并且成熟群體受追肥的影響（r＝0.968 4）大于基肥的影響（r＝0.867 8）。成熟期群體在N3（追肥131.25 kg/hm2）處理下達(dá)最高值（675.60萬/hm2），與N4（追肥150 kg/hm2）處理之間差異不顯著，與N1（追肥93.75 kg/hm2），N2（追肥112.5 kg/hm2），N5（追肥67.5 kg/hm2）處理之間達(dá)到極顯著差異，N3處理成熟期群體比 N1，N2，N5處理分別高 8.61%，9.08%，11.24%。成穗率的變化趨勢(shì)與成熟期群體一樣，受追肥的影響較大（成穗率與追肥量、施氮總量的相關(guān)系數(shù)分別為r＝0.973 6，r＝0.760 0）。在N3處理下成穗率達(dá)最高值，為48.3%，與N4處理之間差異不顯著，與N1，N2，N5，N6處理之間達(dá)到極顯著差異。其中，N3處理的成穗率比N5，N6處理分別提高10.78%，21.97%。這說明適宜氮素可顯著提高國麥301的群體質(zhì)量和成穗率。

2.3 不同施氮方式對(duì)國麥301灌漿速率的影響

表4 不同施氮方式對(duì)國麥301灌漿速率的影響 g/（千?！）

從表4可以看出，國麥301的籽粒經(jīng)歷了“漸增期—快增期—緩增期”的灌漿過程，并且不同施氮方式對(duì)國麥301籽粒灌漿速率的影響達(dá)到極顯著水平。總體來看，各處理灌漿速率變化均呈單峰曲線，各處理均表現(xiàn)為花后20 d灌漿速率最大，之后迅速下降。N4處理下的灌漿速率在整個(gè)灌漿過程中最高。N4與N3處理之間花后10 d和花后35 d的灌漿速率均達(dá)極顯著差異，其他灌漿階段無顯著差異。花后5 d時(shí)灌漿速率為N4＞N3＞N2＞N5＞ N1＞N6，其中，N4處理比N1，N6處理分別增加5.39%，6.62%，其次是N3處理，比N1，N6處理分別增加4.43%，5.65%。花后20 d進(jìn)入灌漿高峰期，N4處理的灌漿速率顯著高于其他施氮方式，其次是N3處理，且二者之間差異不顯著，其中，N4處理比N2，N5，N1，N6處理分別增加2.63%，4.33%，5.34%，10.42%。花后20 d灌漿高峰與施氮總量、基肥量、追肥量之間均存在極顯著正相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)分別為r＝0.951 4**，r＝0.809 7**，r＝0.994 6**，這說明，灌漿高峰主要受追肥量的影響。花后35 d的灌漿速率同樣受追肥量的影響較大（r＝0.978 2**），N4與N3處理之間達(dá)到極顯著差異，N4處理比N2，N5，N1，N6處理分別增加18.32%，55.29%，58.33%，210.58%，這說明，追肥量的增加可以顯著延長灌漿時(shí)間。從各處理灌漿趨勢(shì)看，施氮總量尤其是追肥量的增加顯著提高最大灌漿速率，減緩灌漿速率的下降幅度，從而增強(qiáng)國麥301的平均灌漿速率，延長灌漿時(shí)間，加快籽粒干物質(zhì)積累。

2.4 不同施氮方式對(duì)國麥301產(chǎn)量及構(gòu)成因素的影響

從表5可以看出，不同施氮方式對(duì)國麥301產(chǎn)量及構(gòu)成因素有極顯著影響。成穗數(shù)、穗粒數(shù)以及產(chǎn)量都是隨著施氮量的增加呈現(xiàn)先增加后減少的變化趨勢(shì)，且在N3處理下為最大值，分別為675.60萬穗/hm2，37.73粒/穗，8 580.30 kg/hm2。其中，N3處理穗粒數(shù)與其他處理間達(dá)到極顯著差異，N3處理成穗數(shù)和產(chǎn)量與N4處理之間均無顯著差異，與另外4種施氮方式的差異達(dá)到極顯著水平；N3處理成穗數(shù)、穗粒數(shù)和產(chǎn)量比N5（農(nóng)民傳統(tǒng)方式）處理分別增加11.24%，19.13%，5.16%，比N6處理分別增加38.12%，32.06%，35.73%。千粒質(zhì)量的變化趨勢(shì)隨著追肥量的增加而增加，呈極顯著正相關(guān)線性關(guān)系（r＝0.948 1**），在N4處理下達(dá)最高值，為43.31 g，與N3處理之間差異不顯著，但顯著高于其他處理。

2.5 不同施氮方式對(duì)國麥301株高的影響

從表5可以看出，國麥301株高隨著施氮量的增加而增加，株高與總施氮量之間呈極顯著的正相關(guān)（相關(guān)系數(shù)為0.993 8**）。N4處理下株高最高，為79.70 cm，N6處理株高最低，僅為67.10 cm，且N4處理株高比N6處理增加18.78%，比N5（農(nóng)民傳統(tǒng)方式）處理增加4.42%。但在灌漿后期，N4處理下有輕微倒伏現(xiàn)象，導(dǎo)致產(chǎn)量有小幅度下降。這說明氮素對(duì)國麥301株高有著極顯著的影響，適宜的氮素可有效提高植株高度，提高葉片光合利用率，顯著增加籽粒干物質(zhì)積累；但較高的莖稈易倒伏，且倒伏后將影響籽粒灌漿，導(dǎo)致千粒質(zhì)量降低，從而影響籽粒產(chǎn)量。

表5 不同施氮方式對(duì)國麥301產(chǎn)量及構(gòu)成因素的影響

3 結(jié)論與討論

適宜的施氮量提供了適量的氮素，可有效促進(jìn)小麥根、蘗、莖、葉等營養(yǎng)器官的生長發(fā)育并增強(qiáng)其功能，優(yōu)化群體結(jié)構(gòu)，改善群體質(zhì)量，增加小麥綠葉面積，增強(qiáng)光合作用，增加營養(yǎng)物質(zhì)積累量等，有利于花、籽粒等生殖器官的發(fā)育和生長，對(duì)提高分蘗成穗率和促進(jìn)穗多、穗大、增加粒質(zhì)量具有重要的作用[12-14]，從而可以增加小麥產(chǎn)量和改善品質(zhì)。

3.1 不同施氮方式對(duì)國麥301的生育時(shí)期和群體質(zhì)量有顯著影響

畢英杰[15]研究表明，微生物在分解玉米秸稈時(shí)，需要吸收土壤中的氮、磷和水分。因此，當(dāng)基肥不足時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)與作物爭水、爭肥現(xiàn)象，影響小麥的生長發(fā)育，進(jìn)而影響小麥正常的生育時(shí)期。在本試驗(yàn)中，不施氮從拔節(jié)期到開花期明顯晚于施氮處理。余松烈[16]和吳進(jìn)東等[17]研究表明，如果在成熟后期土壤有效氮不足，會(huì)加速植株莖、葉、鞘中氮素過早降解，向籽粒轉(zhuǎn)移，從而導(dǎo)致早衰，這與本試驗(yàn)結(jié)果一致。

3.2 施氮方式對(duì)國麥301灌漿速率和株高有顯著影響

劉義國等[18]研究表明，指出秸稈還田配施氮肥處理能提高小麥灌漿速率，加快籽粒干物質(zhì)積累，而且能延緩作物衰老，從而延長光合產(chǎn)物積累轉(zhuǎn)化時(shí)間，增加粒質(zhì)量。有研究表明[16，19-21]，當(dāng)在營養(yǎng)生長期供氮量不足時(shí)，易引起綠色葉片比例下降，在籽粒灌漿時(shí)則會(huì)影響灌漿強(qiáng)度和縮短灌漿時(shí)間，從而限制籽粒產(chǎn)量的提高；當(dāng)供氮量過大時(shí)，分蘗形成過多，葉片長勢(shì)過旺，節(jié)間的伸長導(dǎo)致莖稈產(chǎn)量過分增加，而籽粒產(chǎn)量增加有限，穗粒數(shù)減少，同時(shí)植株易倒?fàn)睿瑖?yán)重限制產(chǎn)量提高。在本試驗(yàn)中，不同施氮方式對(duì)國麥301的最大灌漿速率、平均灌漿速率以及灌漿持續(xù)期均有極顯著的影響。其中，最大灌漿速率受追肥量的影響最大，其次為花后35 d，這說明，適宜追肥量可有效提高最大灌漿速率，延長灌漿時(shí)間，增加粒質(zhì)量。這與曹燕燕等[22]研究一致，與趙城等[23]的研究不一致。

3.3 施氮方式對(duì)國麥301產(chǎn)量及其構(gòu)成因素有顯著影響

張定一等[24]研究表明，在施氮量0～300 kg/hm2范圍內(nèi)，大部分小麥品種以施氮150 kg/hm2處理產(chǎn)量最高，施氮量增加到300 kg/hm2時(shí)產(chǎn)量反而降低。施氮量對(duì)小麥籽粒產(chǎn)量的影響表現(xiàn)為在一定范圍內(nèi)隨施氮量的增加，籽粒產(chǎn)量提高，超過一定范圍籽粒產(chǎn)量增加不明顯，甚至降低[25]。本試驗(yàn)中，秸稈還田條件下，施氮總量在262.5 kg/hm2下產(chǎn)量最高，在300 kg/hm2下產(chǎn)量有所下降，但與最高產(chǎn)量無顯著差異。這說明，適當(dāng)增加施氮量可有效提高秸稈利用率，不同地區(qū)不同品種的最適宜施氮量會(huì)有不同，但過多施用氮肥的結(jié)果卻相一致：增加農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本、降低籽粒產(chǎn)量，造成肥料污染。

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Effect of Different Nitrogen Fertilization Methods on Grain Filling Rate and Yield of Guomai 301

NIYongjing，LIUHongjie，CHENLei，ZHUPeipei，HUANGJianying，HUXin
（Shangqiu Academy ofAgriculturaland Forestry Sciences，Shangqiu 476000，China）

To provide appropriate cultivation measures in Huang-Huaiwheatarea,the paper studied the effectofdifferentnitrogen fertilization methods on grain filling rate and yield ofnew wheatcultivar Guomai301 under straw returning 100%crushing conditions. The results showed thatthe treatmentof0 kg/hm2N application（CK）was 1 day laterthan thatofother treatments into the jointing stage and 2 days mature ahead of the other treatments.The grain filling rate were the maximum in the 20 days after flowering peak of all treatments,and the grain filling rate of N4 treatment（300 kg/hm2,base topdressing ratio of5∶5）were maximum in every periods after flowering.It had the maximum correlation coefficient in the maximum grain filling rate between N application rate（r＝0.951 4**）. 1 000-grain quality and plantheightwere the maximum under the highestNapplication processing（300 kg/hm2）,43.31 g and 79.70 cm, respectively.Grain number perears,spike number and grain yield reached the highestvalues atthe N3（262.5 kg/hm2,base topdressing ratio of5∶5）treatment,37.73 grains,675.6×104per/hm2,8 580.30 kg/hm2,respectively.N3 and N4 interchange between spike grain number difference reached significant level,ear numbers and yield had not significant difference.According to the results,it was the optimum cultivation measure understraw-return and Napplication rate 262.5 kg/hm2.

strawmulching;nitrogen fertilizer;grain filling rate;yield

S512.1

：A

：1002-2481（2017）09-1475-05

10.3969/j.issn.1002-2481.2017.09.20

2017-04-07

國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系專項(xiàng)資金（CARS-3-2-32）；河南省重大科技專項(xiàng)（161100110400）；河南省科技成果轉(zhuǎn)化項(xiàng)目（N142201110026）

倪永靜（1983-），女，河南滑縣人，助理研究員，碩士，主要從事小麥遺傳育種及栽培研究工作。胡 新為通信作者。