不同施氮方式對國麥301干物質累積和轉運的影響

倪永靜，黃建英，趙敬領，葛 君，胡 新

（商丘市農林科學院，河南 商丘 476000）

不同施氮方式對國麥301干物質累積和轉運的影響

倪永靜，黃建英，趙敬領，葛 君，胡 新

（商丘市農林科學院，河南 商丘 476000）

為了解秸稈還田條件下不同施氮方式對冬小麥干物質積累和運轉的影響，以商丘市夏邑縣為試驗點，研究了玉米全部粉碎還田與6種施氮方式相結合的栽培措施對國麥301干物質積累和運轉的影響。結果表明，不同施氮方式對國麥301干物質積累和轉運有顯著影響，其中對成熟期的干物質積累影響最大。拔節(jié)期、孕穗期、開花期、成熟期的干物質積累隨施氮量的增加均呈現(xiàn)一元二次曲線的變化趨勢，其最高干物質的施氮量分別為269.12、277.39、260.88、269.77 kg/hm2。成熟期干重、籽粒產量、花前同化物轉化率及貢獻率均以N3處理（施氮量262.5 kg/hm2）最高。

小麥；施氮量；干物質積累；運轉；產量

氮素是影響冬小麥干物質累積和籽粒產量的主要因素［1-3］。小麥籽粒的形成始于花后至成熟階段的光合產物，而小麥花后同化物的積累和花前營養(yǎng)器官貯藏的同化物向籽粒中的轉運則是提高小麥籽粒產量的關鍵［4］。扶艷艷等［5］研究發(fā)現(xiàn)，與不施氮處理相比，施氮處理顯著增加了冬小麥干物質積累。李世清等［6］研究表明，適宜的施氮量可以有效促進花后營養(yǎng)器官貯藏同化物向籽粒中的運轉率。有研究發(fā)現(xiàn)，不同品種小麥在開花期與成熟期干物質積累量的差異達到顯著水平，增施氮肥可以顯著促進花前同化物向籽粒的分配，降低花前干物質轉運率和貢獻率，增加花后干物質同化量和貢獻率，不同品種的增產潛力存在很大差異，小麥達到最高產量時的施肥量在不同品種間存在明顯差異［7-9］。目前，氮肥利用效率的提高已成為當前小麥營養(yǎng)研究的重要研究方向。劉甘霖等［10］研究表明，在氮素影響缺乏時，花前貯藏物質則是小麥籽粒產量的主要來源。Souza等［11］研究表明，氮肥用量過多，植株貪青晚熟，不利于營養(yǎng)器官中的碳水化合物和氮素向籽粒轉運［12］。馬興華等［13］提出增加追肥的比例，可以提高營養(yǎng)器官中氮素的轉運量和開花后氮素的同化量，提高氮肥利用率，從而增加小麥產量。劉蘋等［14］研究表明，不同氮肥及不同施用方式對小麥生長及籽粒產量有顯著影響，氮肥的高效利用可提高小麥產量的同時減少土壤污染的風險。本試驗選擇了河南省審定品種國麥301，研究了不同施氮量及基追比對小麥干物質累積和轉運的影響，以期為尋找氮肥高效利用和挖掘小麥生產潛力提供合理的栽培技術。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試小麥品種為河南農業(yè)大學國家小麥工程技術研究中心選育的高產品種國麥301；試驗地在商丘市夏邑縣（34.15°N、116.08°E），前茬為玉米，玉米秸稈全部機械粉碎還田。土質為兩合土，地勢平坦，肥力中等水平，0～20 cm土層土壤含有機質18.1 g/kg、堿解氮118.26 mg/kg、速效磷29.0 mg/kg、速效鉀125.0 mg/kg。

1.2 試驗設計

試驗設6個處理：N0，氮肥0 kg/hm2；N1，氮肥187.5 kg/hm2，基追比5∶5（基肥93.75 kg/hm2，追肥 93.75 kg/hm2）；N2，氮肥 225 kg/hm2，基追比 5∶5（基肥 112.50 kg/hm2，追肥 112.50 kg/hm2）；N3，氮肥 262.5 kg/hm2，基追比5∶5（基肥131.25 kg/hm2，追肥131.25 kg/hm2）；N4，氮肥 300 kg/hm2，基追比 5∶5，（基肥 150.00 kg/hm2，追肥 150.00 kg/hm2）；N5，氮肥225 kg/hm2，基追比7∶3（基肥157.50 kg/hm2，追肥67.5 kg/hm2）。每個處理3次重復，隨機區(qū)組排列，小區(qū)面積17.2 m2，試驗區(qū)周圍設保護行。2011年10月12日播種，越冬前統(tǒng)一定苗20萬/hm2，田間管理按照高產田常規(guī)進行，2012年6月2日收獲。

1.3 樣品采集及測定

分別在小麥分蘗、越冬、拔節(jié)、孕穗、開花、成熟6個時期采集采樣區(qū)中長勢均勻的1 m雙行樣段，樣品取回后，105℃殺青30 min，80℃烘干稱重。小麥成熟后，按小區(qū)實際面積人工收獲，曬干后脫粒，按13%的含水量折算測產。

干物質增加量（kg/hm2）=當前時期干物質累積量-前一個時期干物質累積量；干物質增加率（%）=（干物質增加量/前一個時期干物質累積量）×100；施氮后干物質變化率（%）=（NX干物質累積量-N0干物質累積量）/N0干物質累積量×100；營養(yǎng)器官花前貯藏同化物轉運量=開花期干重-成熟期干重（葉片+莖鞘+穎殼）；營養(yǎng)器官花前貯藏同化物轉運率=（開花期干重-成熟期干重）/開花期干重×100；花后同化物輸入籽粒量=成熟期籽粒干重-營養(yǎng)器官花前貯藏物質轉運量；對籽粒產量的貢獻率=花前貯藏物質轉運量（或花后同化物量）/成熟期籽粒干重×100。

試驗數(shù)據(jù)采用SPSS 20 軟件進行方差分析和多重比較。

2 結果與分析

2.1 不同施氮方式對國麥301主要生育期干物質積累的影響

從表1可以看出，不同氮肥方式對國麥301主要生育期干物質積累均達到極顯著影響。各施氮量處理下，從分蘗期到成熟期干物質積累量隨著小麥發(fā)育時期的推進有不同程度增加。分蘗期與越冬期均在N5處理下達最高值，與N3、N4之間差異不顯著，施氮總量在同一水平的N2與N5之間差異達顯著。說明分蘗期與越

表1 不同施氮方式對國麥301主要生育期干物質積累的影響（kg/hm2）

冬期的干物質積累主要受基肥影響，隨著基肥量的增加而增加。拔節(jié)期干物質積累量在不施氮處理下顯著差異于其他處理，并且其他處理之間沒有顯著差異。孕穗期、開花期、成熟期的干物質積累量均在N3處理下達最高值，比N0處理分別增加58.95%、56.38%、87.26%；比N4處理分別增加4.71%、6.84%、9.00%。

用一元二次方程擬合出孕穗期、開花期、成熟期的干物質積累的趨勢線，分別為：

孕穗期：y=-0.0184x2+10.208x+8269.5，R2=0.9213**

開花期：y=-0.0353x2+18.418x+10639，R2=0.6649**

成熟期：y=-0.0489x2+26.325x+15398，R2=0.9222**

從以上方程可以得出干物質最高的施氮量為別為 277.39、260.38、269.17 kg/hm2。結果表明，氮素可顯著提高小麥干物質積累量，但過高的施氮量則會抑制小麥干物質的有效積累。

2.2 不同施氮方式對國麥301主要生育期干物質增加率的影響

從表2可以看出，不同施氮方式對分蘗至越冬、越冬至拔節(jié)、開花至成熟的干物質增加率沒有顯著影響，對拔節(jié)至孕穗、孕穗至開花的干物質增加率有顯著影響。N0、N1、N3、N4、N5處理下的干物質增加率呈現(xiàn)高-低-高的變化趨勢，分蘗至越冬＞越冬至拔節(jié)＞拔節(jié)至孕穗＞開花至成熟＞孕穗至開花，且前期降低幅度大后期增加幅度小；N2處理下的干物質增加率則表現(xiàn)持續(xù)降低的變化趨勢，同其他處理一樣前期降低幅度大，到后期降低幅度很小，趨于平穩(wěn)。拔節(jié)至孕穗的干物質增加率以N5處理為最高值，顯著高于其他處理，其次為N2處理，N4處理下為最低值，但N4處理與N2處理之間的差異不顯著；孕穗至開花的干物質增加率以N4為最高值，其次是N2處理，二者之間差異不顯著，但二者的干物質增加率顯著高于其他處理，N3處理下的干物質增加率為最低值；開花至成熟以N3為最高值，與N0、N1、N4、N5處理間差異不顯著，與N2處理間達到顯著差異。結果表明，不同施氮方式對干物質增加率的影響在整個生育期的變化規(guī)律基本一致。適宜的施氮量及基追比才能有效提高生育后期的干物質積累，從而提高花后干物質向籽粒的轉運。

表2 不同施氮方式對國麥301干物質增加率的影響（%）

2.3 不同施氮方式對國麥301成熟期干重、籽粒產量、經濟系數(shù)、花前貯藏同化物轉化率和花前貯藏同化物對籽粒產量貢獻率的影響

由表3可知，不同施氮方式對國麥301的成熟期干重和籽粒產量有顯著影響。成熟期干重以N5為最高值，與N3處理下的干重非常接近，二者之間差異不顯著。N4處理下施氮量最高，但干重顯著低于N5、N3、N2處理；籽粒產量以N3處理為最高，比N4處理增產2.16%，差異不顯著，二者與其他處理間差異顯著。施氮各處理的籽粒產量顯著高于不施氮處理，N1、N2、N3、N4、N5比不施氮處理的產量分別增加25.75%、25.96%、35.73%、32.86%、29.07%。N2與N5處理之間差異不顯著。這說明施氮量在225 kg/hm2條件下，不同基追比之間的籽粒產量差異不顯著。不同施氮方式之間的經濟系數(shù)、營養(yǎng)器官花前貯藏同化物轉運率和花前貯藏同化物對籽粒產量貢獻率的差異幾乎不顯著。經濟系數(shù)在N4處理下最高，其次是N1處理，在N0、N2處理下最低；花前貯藏同化物轉運率和貢獻率均以N3處理最高，比施氮量最高的處理分別提高18.00%、32.50%。說明適宜施氮量可以有效提高國麥301的籽粒產量和干物質轉運率。

表3 不同施氮方式對國麥301成熟期干重、籽粒產量、經濟系數(shù)、花前貯藏同化物轉運率和貢獻率的影響

3 結論與討論

花后干物質積累和轉運是提高小麥產量的重要途徑。孟維偉等［15］表明，適宜的施氮量能顯著提高小麥灌漿過程中灌漿物質的積累和轉運能力，促進籽粒產量的增加。陸增根等［16］研究表明，過量的施氮量則會造成小麥產量構成因素的不協(xié)調，從而引起產量下降。石祖梁等［17］研究認為，增加施氮量和基肥比例顯著提高氮素利用效率，在施氮量為225 kg/hm2條件下，追肥比例分別為寧麥9號≤50%、豫麥34號50%～70% 時，可提高氮素利用效率，增加籽粒產量。郭天財?shù)龋?8］認為，豫麥49-198和蘭考矮早八的主要營養(yǎng)器官花前物質貯藏和轉運以及籽粒產量都是在施氮量為180 kg/hm2的處理下達最高值。葉優(yōu)良等［19］研究結果顯示，施氮小麥花前干物質累積、不同器官花前貯存干物質在花后向籽粒轉運及其對籽粒的貢獻具有促進作用，其中豫麥49-198和蘭考矮早八分別在施氮量為270、180 kg/hm2的處理干物質累積和轉運、以及花后干物質轉運對籽粒的貢獻較高。彭正萍等［20］、馬東輝等［21］研究表明，合理的氮肥用量對小麥干物質累積量和轉運有正調控作用，然而過量的氮肥則會導致干物質累積及轉運效率的降低。李宇峰等［22］研究表明，強筋小麥西農979和弱筋小麥鄭麥004的籽粒產量均在最高施氮水平下（330 kg/hm2）達最高值。本研究中，國麥301的孕穗期、開花期和成熟期的干物質積累均在施氮量為262.5 kg/hm2的處理下達最高值。通過一元二次方程擬合表明，3個主要發(fā)育時期的最高干物質積累量分別出現(xiàn)在277.39、260.38、269.17 kg/hm2氮水平下。孕穗至開花的干物質增加率在施氮量為300 kg/hm2處理下達最高值，開花至成熟期的最高值則出現(xiàn)在262.5 kg/hm2氮水平下。籽粒產量、花前貯藏同化物轉化率和花前貯藏同化物對籽粒產量的貢獻率均在262.5 kg/hm2氮水平下達最高值。張紅運等［23］研究表明，鄭麥0856達最高產量時對氮素的需求量明顯低于鄭麥0943和鄭麥7698。這說明，不同品種對氮素的農學利用率會有顯著不同。此外，不同生態(tài)區(qū)域、不同地力、不同品種的干物質積累量和轉運達到最高值的氮素水平不盡相同。在本試驗區(qū)域內，施氮量不超過300 kg/hm2較為合適，可達到節(jié)約、高效、增產、增收的栽培目的。

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Effects of different nitrogen application methods on dry matter accumulation and transportation in Guomai 301

NI Yong-jing，HUANG Jian-ying，ZHAO Jing-ling，GE Jun，HU Xin
（Shangqiu Academy of Agricultural and Forestry Sciences，Shangqiu 476000，China）

In order to known the effect of the corn straw mulching plus nitrogen fertilizer on dry matter accumulation and transportation in wheat ‘Guomai 301’，which was studied by 6 methods of nitrogen application in Xiayi county of Shangqiu city. The results indicated that different nitrogen application methods had remarkable effect on dry matter accumulation and transportation in “Guomai 301”，and the largest influence on mature stage. Jointing stage，booting stage，flowering period and mature period of dry matter accumulation were showing change trend of unitary quadratic equation with the increasing of application rate of nitrogen，and the nitrogen rate of the highest dry matter of the four fertility periods were 269.12 kg/hm2，277.39 kg/hm2，260.88 kg/hm2，269.77 kg/hm2，respectively.They were the highest of mature dry weight，grain yield，transfer percentage of dry matter and contribute percentage in N3 treatment （262.5 kg/hm2N application） .

wheat；nitrogen application；dry matter accumulation；transportation；yield

S512.1

A

1004-874X（2017）07-0008-05

倪永靜,黃建英, 趙敬領，等.不同施氮方式對國麥301干物質累積和轉運的影響［J］.廣東農業(yè)科學，2017，44（7）：8-12.

2017-04-04

國家現(xiàn)代農業(yè)產業(yè)技術體系專項資金（CARS-3-2-32）；河南省重大科技專項（161100110400）；河南省科技成果轉化項目（N142201110026）

倪永靜（1983-），女，碩士，助理研究員，E-mail: nyj317@163.com

胡新（1962-），男，研究員，E-mail: huxin2699552@163.com

（責任編輯 崔建勛）