氮、磷肥互作對春小麥種子活力的影響

·， ， ， ， ·， (.新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院， 烏魯木齊 83005； .新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院奇臺麥類試驗站， 新疆 奇臺 83800)

氮、磷肥互作對春小麥種子活力的影響

迪里夏提·爾肯1，賈永紅2，馮魁1，劉俊1，祖米來提·吐爾干1，石書兵1
(1.新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院， 烏魯木齊 830052； 2.新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院奇臺麥類試驗站， 新疆 奇臺 831800)

春小麥?zhǔn)切陆饕募Z食作物，土壤中肥料施入量、施入比例不宜不僅會造成資源的浪費，還影響小麥種子的活力，限制了產(chǎn)量的提高。為明確施氮、磷肥與春小麥種子活力之間的關(guān)系，以北疆主栽春小麥品種新春31號為材料，通過發(fā)芽試驗，研究了氮、磷肥互作對春小麥種子活力的影響。結(jié)果表明，氮、磷肥互作對春小麥種子活力各項指標(biāo)的影響顯著(plt;0.05)；隨著氮、磷肥的逐漸增加，其發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)、幼苗苗長、根長和干重等指標(biāo)均呈先增加后下降趨勢；在磷肥150 kg/hm2，氮肥300 kg/hm2處理下種子活力達到最大值，施氮、磷量超出一定范圍，其各項指標(biāo)呈顯著下降的趨勢。因此在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，掌握適宜的氮、磷肥配比尤為關(guān)鍵。

氮； 磷； 春小麥； 種子活力； 幼苗生長

氮、磷、鉀是植物生長發(fā)育最主要的營養(yǎng)元素，是作物生產(chǎn)的基礎(chǔ)條件[1]。氮、磷肥配施有助于促進植株對氮、磷的吸收[2]，并對小麥產(chǎn)量有明顯的增產(chǎn)作用[3]。氮、磷肥的配合施用可降低肥料的大量損失和效益保證。適宜的施用氮肥對種子的活力起到提高作用[4-7]。合理施肥、選用高活力良種是作物高產(chǎn)的基礎(chǔ)，而土壤中磷營養(yǎng)元素缺乏、選種不當(dāng)是限制小麥產(chǎn)量提高的主要因素，且土壤中營養(yǎng)元素含量決定了種子活力的強弱，而磷元素則直接影響著作物對磷的攝取、利用，對于作物生長、產(chǎn)量積累影響很大[8]。因此根據(jù)土壤中營養(yǎng)成分的含量進行合理施肥，能夠?qū)ΨN子活力起到很好的保護作用[9]。在生產(chǎn)中，常出現(xiàn)氮、磷肥利用效率較低，從而產(chǎn)量降低的狀況；施肥不妥，不但降低了肥料的利用率，還會降低種子的活力。肥料的施用量不合理，不僅污染生態(tài)環(huán)境的平衡，還加重經(jīng)濟損失。合理配比氮、磷肥的施入量，選用高活力的種子無疑是提高作物產(chǎn)量的前提選擇，而通過開展肥料試驗來探索氮、磷肥的配合施用量與種子活力之間的關(guān)系是解決糧食生產(chǎn)問題的關(guān)鍵所在。高朋研究表明，施氮對高羊茅種子產(chǎn)量及其構(gòu)成因子的影響達顯著水平，施氮量在150 kg/hm2時，種子發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)均達到最大值；施磷對種子活力影響不顯著[10]。宋勤璟等研究發(fā)現(xiàn)，在0～135 kg/hm2范圍內(nèi)，增施磷肥的用量能夠增加小麥的千粒重、穗粒數(shù)和籽粒產(chǎn)量，提高種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢、活力指數(shù)、發(fā)芽指數(shù)，增加其鮮重、干重、根系長度，提高春小麥種子活力[11]。易津等研究發(fā)現(xiàn)，駝絨藜屬植物種子氮含量與種子的發(fā)芽指數(shù)、發(fā)芽率、活力指數(shù)呈現(xiàn)正相關(guān)關(guān)系，含磷量雖然與二者相關(guān)不顯著，但相關(guān)系數(shù)也達到了0.727和0.618[12]。鞏青等研究表明，不同施肥量對種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)有一定的提高[13]。目前針對春小麥種子活力與氮、磷肥互作關(guān)系的研究不多，本試驗以新春31號春小麥品種為供試材料，研究氮、磷肥互作對春小麥種子活力的影響，確定高活力春小麥種子的最佳氮磷配比量，為春小麥高產(chǎn)高效栽培及合理施肥提供理論依據(jù)和參考。

1 材料與方法

1.1 材 料

試驗于2016年4—8月在新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院奇臺縣麥類試驗站進行。供試小麥品種為新春31號，氮肥為尿素(含N量為46%)；磷肥為重過磷酸鈣(含P2O5為12%)。試驗區(qū)0～30 cm土層有機質(zhì)含量為21.32 g/kg，全氮2.34 g/kg，堿解氮8.30×10-2g/kg，速效磷1.03×10-2g/kg，速效鉀21.82×10-2g/kg。供試土壤地力均勻一致，前茬作物為冬麥。

1.2 方 法

1.2.1 田間試驗設(shè)計

試驗采用裂區(qū)試驗設(shè)計，以施磷量為主因素，施氮量為副因素，磷素設(shè)3個水平，氮素設(shè)5個水平。磷肥處理為P2O5的用量分別為0 kg/hm2(0水平指不施)、75 kg/hm2和150 kg/hm2，記為(P0、P1、P2)；氮肥處理為純氮的用量分別為0 kg/hm2(對照ck)、150 kg/hm2、300 kg/hm2、450 kg/hm2和600 kg/hm2，記為(N0、N1、N2、N3、N4)，共設(shè)15個處理，對照處理(不施氮、磷肥)。50%用量的尿素和全部的磷肥播種前翻耕時作基肥一次施入，其余50%的尿素在拔節(jié)期開溝追施。各小區(qū)面積為2 m×5 m=10 m2，3次重復(fù)，灌水及其他管理措施與大田一致。

1.2.2 室內(nèi)試驗設(shè)計

根據(jù)《國際種子檢驗規(guī)程》開展標(biāo)準(zhǔn)室內(nèi)發(fā)芽試驗。從每個處理中選出100粒種子，各個處理重復(fù)3次，放置于20 ℃智能人工氣候培養(yǎng)箱(GTOP-380 B 2)中進行試驗，每天記載發(fā)芽種子數(shù)，分別在第4天、第7天統(tǒng)計發(fā)芽勢、發(fā)芽率，見公式(1)、(2)。最后計算發(fā)芽指數(shù)，見公式(3)，依據(jù)公式(4)算出活力指數(shù)，并測定幼苗葉、根長度及干重。

發(fā)芽勢(%)=第4天發(fā)芽種子數(shù)/檢測種子總數(shù) ×100%

……(1)

發(fā)芽率(%)=第7天發(fā)芽種子數(shù)/檢測種子總數(shù)×100%

……(2)

發(fā)芽指數(shù)(GI)=∑t時間內(nèi)發(fā)芽數(shù)/相應(yīng)時間發(fā)芽日數(shù) ×100%

……(3)

活力指數(shù)=發(fā)芽指數(shù) × 幼苗干重

……(4)

1.3 測定指標(biāo)與方法

1.3.1 幼苗干重的測定

將小麥幼苗放入做好標(biāo)記的小紙袋中，在恒溫干燥箱中進行殺青處理，再降低溫度將幼苗烘干至恒重，等到完全冷卻之后，稱量每個處理幼苗干重，最后算出平均每株幼苗的干重。

1.3.2 幼苗苗長、根長的測定

將洗凈的小麥幼苗展開后平鋪在專用平板上，用根系分析掃描儀進行分析，測出幼苗苗長及根長等指標(biāo)的數(shù)據(jù)。

1.4 數(shù)據(jù)分析

用Excel 2010、DPS 7.05統(tǒng)計軟件進行數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 氮、磷肥互作對春小麥種子活力相關(guān)指標(biāo)的影響

由表1可以看出，氮、磷肥對春小麥種子活力各項指標(biāo)的影響顯著(plt;0.05)。氮、磷肥的逐漸增加，發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)均表現(xiàn)為先增加后下降的趨勢。

磷肥對發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)及活力指數(shù)的影響顯著，此中P2水平達到最高值，顯著高出P0，分別為17.1%，24.6%、18.1%及26.5%。氮肥的影響來看，發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)在N3水平下表現(xiàn)顯著，比N0水平分別高出26.8%、27.4%、36.3%，發(fā)芽勢在N2、N3、N4水平下差異不顯著。氮、磷肥互作效應(yīng)顯示，P0、P1水平中，各項活力指標(biāo)在N3水平下呈最大值，N4次之；P2水平下，發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)在N2水平達到最高，分別高于其余水平，各水平間差異顯著；發(fā)芽勢在N0水平下顯示最低值，其余水平間差異不顯著。這說明，在一定范圍內(nèi)增施氮肥和磷肥能夠增加春小麥種子的相關(guān)活力指標(biāo)，提升小麥種子活力，但是氮肥和磷肥的過量施用不會導(dǎo)致春小麥種子活力相關(guān)指標(biāo)的進一步提升。

表1 氮、磷肥互作對春小麥種子活力相關(guān)指標(biāo)的影響

項目處理N0N1N2N3N4平均發(fā)芽率(%)P065．17e73．00d76．51c80．83a79．16b74．93cP168．20e87．51d91．73c90．06a93．67b87．63bP270．33e88．83d99．67a98．17b95．00c90．40a平均67．90d83．11c89．30b92．02a89．28b發(fā)芽勢(%)P044．63d55．73c66．50ab71．1a69．33a61．26bP158．03d76．52c81．82b88．01a82．83b77．43aP260．50b79．60a90．67a88．90a86．53a81．24a平均57．76c66．91b79．66a82．67a79．57a發(fā)芽指數(shù)P030．43e34．35d36．21c38．29a37．28b35．31cP131．86e41．53d43．80c46．50a44．59b41．66bP233．27e42．28d47．74a46．90b45．35c43．11a平均31．85e39．39d42．59b43．90a42．41c活力指數(shù)P0489．37d605．29c640．91bc685．55a661．22ab616．47cP1532．99d750．01c831．55b896．60a852．49b772．83bP2585．29e784．69d1012．45a943．21b867．73c838．67a平均535．88d713．51c828．30a841．79a793．82b

注：小寫字母不同，表示在0.05水平上差異顯著。下同。

表2 氮、磷肥互作對春小麥種子幼苗苗長和根長的影響

項目處理N0N1N2N3N4平均幼苗苗長(cm)P012．05b12．81a12．85a13．06a12．92a12．74bP112．32b13．08a13．17a13．35a13．28a13．04abP212．69c13．15bc14．13a13．53b13．28b13．44a平均12．35c13．01b13．52a13．31ab13．16b幼苗根長(cm)P014．65a14．75a14．92a15．38a15．35a15．01bP114．68c15．45bc15．73ab16．45a15．97ab15．66abP214．74c15．64bc16．66a16．49ab15．98ab15．90a平均14．69c15．28bc15．77ab16．11a15．77ab

2.2 氮、磷肥互作對春小麥種子幼苗干重的影響

從圖1可以看出，隨著施氮、施磷量的增加，幼苗干重呈現(xiàn)先逐漸增加后緩慢降低的趨勢。經(jīng)統(tǒng)計分析發(fā)現(xiàn)，氮、磷肥對春小麥種子幼苗干重有顯著影響(plt;0.05)。

磷肥的影響顯示，幼苗干重均在P2處理下達最高值，P1、P0處理下有所下降，P2處理比P1、P0分別高1.22、3.85。氮、磷肥互作效應(yīng)得知，P0水平下，N3、N4水平間差異不顯著外，其余處理間均有顯著性差異。P1水平下，N3處理與N1、N0處理間有明顯的差異，分別高2.81、4.75，N4與N2處理間差異不明顯。P2水平中，N2處理比N0處理高5.02，處理間有顯著性差異。這說明增施氮、磷肥有利于種子幼苗生長發(fā)育，增加幼苗干物質(zhì)的積累，但氮、磷肥的施用量超過合理范圍，不利于幼苗干重持續(xù)增加，還會影響種子幼苗正常生長發(fā)育。

圖1 氮、磷肥互作與春小麥種子幼苗干重的關(guān)系

2.3 氮、磷肥互作對春小麥種子幼苗苗長、根長的影響

春小麥種子幼苗苗長、根長隨施肥量的增加而呈先逐漸增加后緩慢下降的趨勢，氮肥對幼苗苗長、根長的影響顯著(plt;0.05)。磷肥對幼苗根長無顯著性差異。

磷肥對春小麥幼苗苗長呈顯著差異，P2比P0高0.7，幼苗根長呈差異不顯著。P2比P0高0.89。氮肥的影響顯示，氮肥對幼苗苗長、根長的影響達到顯著差異。苗長在N2處理下顯著高于其余處理，比N0高1.17。根長在N3處理下達到最大值，N0處理顯示最小值，N2和N4之間沒有差異，比N0處理高1.42。從氮、磷肥的互作效應(yīng)可以看出，P0水平下，氮肥處理幼苗苗長，根長之間差異不顯著；P1水平下，氮肥處理間幼苗苗長差異不顯著，幼苗根長之間差異顯著，N3處理顯著高于N0處理1.77，N2和N3之間差異不顯著。P2水平下，N2處理的幼苗苗長、根長顯著地高于其余處理，N3、N4處理間差異不顯著，幼苗根長比苗長高2.53。這說明在合理范圍內(nèi)增加氮、磷肥的施用量有助于小麥種子幼苗生長、增加小麥幼苗苗長、根長，但氮、磷肥施用量不合理卻影響小麥幼苗苗長和根長的進一步增加。

表3 氮、磷肥互作與春小麥種子幼苗苗長和根長的關(guān)系

項目 幼苗苗長(cm) 幼苗根長(cm) F值p值F值p值磷肥10．99?0．02374．860．0851氮肥14．90??0．00016．63??0．001磷肥×氮肥2．67?0．02970．820．5939

注：“*”表示在0.05水平上顯著，“**”表示在0.01水平上極顯著。

3 討論與結(jié)論

氮是植物的主要營養(yǎng)元素之一，對植物生長發(fā)育不可缺少，而作物與根系性狀能否高效吸收氮素之間有密切的關(guān)系[14]。土壤中有效磷含量直接影響著作物對磷的吸收、利用，對于作物生長、產(chǎn)量積累影響很大[15]。張自陽等研究表明，隨著氮肥施用量的增加，小麥千粒重表現(xiàn)為升高，其種子發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)呈先增加后降低的趨勢[16]。Black研究發(fā)現(xiàn)，處于苗期的春小麥其幼苗和根系的生長對磷營養(yǎng)的需求量很大，對磷素的吸收利用率在孕穗期達到最大值[17]。喬安海等研究表明，施氮肥量120 kg/hm2時，可以改善垂穗披堿草種子質(zhì)量，能提高種子的發(fā)芽率、芽長及芽重[18]。本研究發(fā)現(xiàn)，在磷肥150 kg/hm2，氮肥300 kg/hm2時，能夠提高小麥種子的活力，促進小麥生長，增加幼苗根長，但過量施加氮肥和磷肥不能導(dǎo)致其活力相關(guān)指標(biāo)的持續(xù)增高。

本研究結(jié)果表明，逐漸增加氮肥和磷肥的施入量，春小麥種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)、幼苗干重、幼苗苗長、根長均呈現(xiàn)先升高后下降的變化趨勢，而且在P2水平下，N2處理上述各指標(biāo)均表現(xiàn)為高于其他處理，并在N3處理下開始有所下降。氮、磷肥的合理配施量對發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)、幼苗苗長、根長均有顯著影響(plt;0.05)，而上述各指標(biāo)與春小麥種子活力之間有密切的關(guān)系，因此，施氮、施磷量對春小麥種子活力的影響明顯。在合理范圍內(nèi)增施氮、磷肥配比量能夠提高春小麥種子的相關(guān)活力指標(biāo)，有助于種子幼苗生長發(fā)育，促進生長，增加幼苗鮮重、干物質(zhì)的積累、根系長度，從而提高種子活力，但施肥量超過標(biāo)準(zhǔn)范圍不但會導(dǎo)致種子幼苗發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)的降低，影響小麥種子的活力，還阻止種子的發(fā)芽勢及幼苗干、鮮重的繼續(xù)增加，并且在一定程度上影響幼苗的正常生長發(fā)育。雖然本試驗結(jié)果有一定的規(guī)律性，但只針對新春31號春小麥種子篩選最適宜的氮、磷肥配比量，氮、磷肥最佳配比量對各種指標(biāo)的準(zhǔn)確性需進一步的研究。

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Effects of Nitrogen and Phosphorus Interaction on Seed Vigor of Spring Wheat

DIlixiati·ERken1,JIAYonghong2,FENGKui1,LIUJun1,ZUmilaiti·TUergan1,SHIShubing1

2017-03-20

農(nóng)業(yè)部公益性行業(yè)科研項目“主要農(nóng)作物高活力種子生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)研究與示范”(201303002)。

迪里夏提·爾肯(1990—)，男，碩士研究生，主要從事作物栽培與耕作研究；E-mail:771555495@qq.com。

石書兵(1966—)，男，教授，博士生導(dǎo)師，研究方向：小麥高產(chǎn)高效栽培；E-mail:shbshi@sina.com。

10.16590/j.cnki.1001-4705.2017.10.072

S 512.1+2

A

1001-4705(2017)10-0072-04