播種方式對(duì)旱地小麥植株氮素利用和產(chǎn)量的影響

董石峰，孫 敏，高志強(qiáng)，薛玲珠，雷妙妙，侯 沖

（山西農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，山西 太谷 030801）

不同的播種方式下，小麥個(gè)體及群體生長情況不同，利用資源的能力也存在差異，進(jìn)而影響物質(zhì)積累及產(chǎn)量提高[1-2]。近年來，旱作麥區(qū)除常規(guī)機(jī)械條播外，溝播、穴播、寬幅條播等技術(shù)迅速得到推廣，并取得了較大進(jìn)展。溫曉霞等[3]研究表明，膜上穴播較露地條播成熟期氮素積累量提高15%。孟慶陽等[4]研究表明，寬幅條播較常規(guī)條播花前氮素運(yùn)轉(zhuǎn)量提高14.5%。段劍釗等[5]研究表明，寬幅條播的穗數(shù)和產(chǎn)量分別較常規(guī)條播提高19%和9%。有研究表明，溝播較常規(guī)播種穗數(shù)提高4.5%～12.0%，增產(chǎn)4.6%～8.0%[6-7]。馬愛平等[8]研究表明，膜側(cè)條播較露地條播穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒質(zhì)量和產(chǎn)量分別增加 10.6%，74.6%，18.9%，105%。劉廣才等[9]研究表明，在不同旱作區(qū)全膜覆土穴播較露地條播的平均增產(chǎn)率達(dá)73.9%。關(guān)于不同播種方式對(duì)旱地小麥產(chǎn)量影響的研究較多，而通過調(diào)控氮素利用進(jìn)而影響小麥產(chǎn)量的研究則鮮見報(bào)道。

本試驗(yàn)通過研究不同播種方式對(duì)旱地小麥植株氮素積累和運(yùn)轉(zhuǎn)的影響，旨在探索旱地小麥生產(chǎn)的最佳播種技術(shù)，為黃土高原旱作麥區(qū)高產(chǎn)栽培提供技術(shù)參考。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2011—2012年在山西農(nóng)業(yè)大學(xué)聞喜試驗(yàn)基地進(jìn)行。試驗(yàn)地0～20 cm土層土壤肥力狀況列于表1。

表1 0～20 cm土壤肥力狀況

2011—2012年降水量列于表2，休閑期和播種—越冬降水量分別較往年平均值高出79%和215%，生育后期降水量較常年偏低。

表2 聞喜試驗(yàn)點(diǎn)2011—2012年降水量 mm

1.2 試驗(yàn)材料

供試材料為運(yùn)旱20410，由聞喜縣農(nóng)業(yè)局提供。

1.3 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)采用完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，設(shè)溝播、全膜覆土穴播、膜側(cè)條播、寬幅條播、常規(guī)條播（CK）等5種播種方式（表3）。試驗(yàn)田前茬作物小麥?zhǔn)崭詈罅舾卟纾?0～30 cm），麥?zhǔn)蘸?0 d進(jìn)行翻作（耕深25～30 cm），將有機(jī)肥（15 t/hm2）與秸稈混合一并施入。小區(qū)面積150 m2（50 m×3 m），重復(fù)3次。基施氮、磷、鉀肥，純氮 150 kg/hm2，P2O5150 kg/hm2，K2O 75 kg/hm2，8月25日耙耱收墑，10月1日播種，播量97.5 kg/hm2，基本苗225萬株/hm2。

表3 5種播種方式及其技術(shù)

1.4 測(cè)定項(xiàng)目及方法

分別于越冬期、拔節(jié)期、孕穗期、開花期、成熟期取樣20株，將越冬期整株，拔節(jié)期和孕穗期分為葉片、莖稈＋葉鞘2部分，開花期分為葉片、莖稈＋葉鞘、穗軸＋穎殼3部分，成熟期分為葉片、莖稈＋葉鞘、穗軸＋穎殼、籽粒4部分，于105℃殺青30min，75℃烘至恒質(zhì)量，稱量后粉碎，用H2SO4-H2O2＋靛酚藍(lán)比色法測(cè)定植株含氮率。

成熟期考察穗數(shù)、穗粒數(shù)及穗粒質(zhì)量，每小區(qū)取20株進(jìn)行考種，收割20 m2測(cè)定經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量。

按薛玲珠等[10]的方法計(jì)算以下指標(biāo)。

花前氮素運(yùn)轉(zhuǎn)量＝開花期營養(yǎng)器官氮素積累量－成熟期營養(yǎng)器官氮素積累量；花前運(yùn)轉(zhuǎn)氮素貢獻(xiàn)率＝花前氮素運(yùn)轉(zhuǎn)率/籽粒氮素積累量×100%；花后氮素積累量＝成熟期植株氮素積累量－開花期植株氮素積累量；花后積累氮素貢獻(xiàn)率＝花后氮素積累量/籽粒氮素積累量×100%；氮素吸收效率（kg/kg）＝植株氮素積累量/施氮量；氮素收獲指數(shù)＝籽粒氮素積累量/植株氮素積累量；氮素利用效率（kg/kg）＝籽粒產(chǎn)量/植株氮素積累量；氮肥生產(chǎn)效率（kg/kg）＝籽粒產(chǎn)量/施氮量。

1.5 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2010處理數(shù)據(jù)和作圖，用SAS 9.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 播種方式對(duì)植株氮素積累的影響

隨著生育進(jìn)程的推移，植株氮素積累量表現(xiàn)為逐漸增高的趨勢(shì)，成熟期達(dá)最高（表4）。與常規(guī)條播相比，不同播種方式的各生育時(shí)期植株氮素積累量提高，且越冬期至抽穗期差異達(dá)顯著水平。其中，全膜覆土穴播的各生育時(shí)期植株氮素積累量顯著高于其他播種方式?？梢?，采用溝播、全膜覆土穴播、膜側(cè)條播和寬幅條播4種播種方式均有利于促進(jìn)植株氮素積累，其中，全膜覆土穴播效果最佳。

表4 不同播種方式對(duì)各生育時(shí)期植株氮素積累的影響 kg/hm2

2.2 播種方式對(duì)植株氮素運(yùn)轉(zhuǎn)的影響

從表5可以看出，旱地小麥籽粒中氮素主要來源于花前氮素運(yùn)轉(zhuǎn)量，貢獻(xiàn)率占80.79%～82.22%，而花后植株氮素積累量的貢獻(xiàn)率僅為17.78%～19.21%。與常規(guī)條播相比，在花前氮素運(yùn)轉(zhuǎn)和花后氮素積累量上，其他播種方式均有提高，且花前氮素運(yùn)轉(zhuǎn)量各處理間差異顯著，花后氮素積累量全膜覆土穴播和膜側(cè)條播與常規(guī)條播間差異顯著。與常規(guī)條播相比，溝播、全膜覆土穴播和寬幅條播的花前氮素積累量對(duì)籽粒的貢獻(xiàn)率提高，膜側(cè)條播的花后氮素積累量對(duì)籽粒的貢獻(xiàn)率提高。可見，全膜覆土穴播可促進(jìn)植株花前氮素運(yùn)轉(zhuǎn)，膜側(cè)條播可促進(jìn)花后氮素積累。

表5 不同播種方式對(duì)植株氮素運(yùn)轉(zhuǎn)量的影響

2.3 播種方式對(duì)產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

表6 不同播種方式對(duì)產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

從表6可以看出，與常規(guī)條播相比，不同播種方式的穗數(shù)和產(chǎn)量分別提高0.9%～3.1%，7.3%～20.5%，其中，全膜覆土穴播的穗數(shù)和產(chǎn)量較其他播種方式高，溝播、全膜覆土穴播和膜側(cè)條播的穗數(shù)與常規(guī)條播間差異顯著；全膜覆土穴播、膜側(cè)條播和寬幅條播的穗粒數(shù)分別比對(duì)照提高2.1%，1.7%，3.0%，且與對(duì)照間差異顯著；溝播和全膜覆土穴播的千粒質(zhì)量分別比對(duì)照提高3%，5.5%，且差異顯著，可見，不同播種方式均可促進(jìn)增產(chǎn)，尤其全膜覆土穴播效果最佳。

2.4 播種方式對(duì)氮素利用效率的影響

從表7可以看出，與常規(guī)條播相比，不同播種方式下，氮素吸收效率、氮素收獲指數(shù)、氮素利用效率和氮肥生產(chǎn)效率分別提高0.9%～10.2%，2.6%～12.8%，1.6%～9.7%，7.3%～20.5%，溝播、全膜覆土穴播和膜側(cè)條播的氮素吸收效率、氮素收獲指數(shù)和氮素利用效率與其他播種方式間差異顯著，其中，全膜覆土穴播最高?？梢?，采用不同播種方式有利于促進(jìn)植株氮素利用，尤其全膜覆土穴播和膜側(cè)條播效果較佳。

表7 不同播種方式對(duì)氮素利用效率的影響

3 討論與結(jié)論

水分是小麥生長發(fā)育過程中的重要因素，直接影響植株吸收利用氮素的能力，而不同的播種方式對(duì)土壤水分狀況有重要調(diào)控作用，進(jìn)而影響植株氮素累積和轉(zhuǎn)移及最終產(chǎn)量。從氮素轉(zhuǎn)運(yùn)情況來看，籽粒中有80.79%～82.22%的氮素來自花前營養(yǎng)器官存儲(chǔ)的氮素轉(zhuǎn)運(yùn)，來自花后的氮素運(yùn)轉(zhuǎn)只有17.78%～19.21%，這與前人結(jié)果基本一致[11-12]。本研究結(jié)果表明，全膜覆土穴播促進(jìn)了花前氮素運(yùn)轉(zhuǎn)、提高了花前氮素運(yùn)轉(zhuǎn)量對(duì)籽粒的貢獻(xiàn)率，這是由于全膜覆土穴播方式采取整個(gè)生育期進(jìn)行全封閉地膜覆蓋，生長前期土壤的蓄水能力較強(qiáng)。膜側(cè)條播則主要提高花后氮素積累量，主要由于膜側(cè)條播為半封閉性覆蓋，小麥生長后期，降雨減少，土壤蒸發(fā)嚴(yán)重，全封閉地膜覆蓋加重了土壤蒸發(fā)，因此，其后期土壤水分利用情況不如半封閉性地膜覆蓋。此外，本研究結(jié)果表明，膜側(cè)條播可提高氮素吸收效率和氮肥生產(chǎn)效率，全膜覆土穴播可提高氮素吸收效率、氮素收獲指數(shù)、氮素利用效率和氮肥生產(chǎn)效率。主要是因?yàn)樵撋L季播前降雨較多，全膜覆土穴播方式下的土壤蓄水量高于膜側(cè)條播及其他播種方式，更加促進(jìn)了植株對(duì)氮素的吸收利用。

不同播種方式蓄積土壤水分的能力不同，同時(shí)對(duì)小麥群體的構(gòu)建影響也存在差異。牛一川等[13]比較了地膜穴播、膜側(cè)溝播、露地條播3種播種方式下冬小麥的群體構(gòu)建情況，結(jié)果表明，地膜穴播的群體較其他方式更佳合理，更加有利于提高穗數(shù)，獲得高產(chǎn)。王勇等[14]研究結(jié)果表明，地膜穴播較露地播種明顯提高冬小麥的穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)小穗數(shù)和千粒質(zhì)量等產(chǎn)量構(gòu)成因子。白麗婷等[15]研究結(jié)果表明，陜西渭北旱源區(qū)采用地膜覆蓋播種較常規(guī)露地播種可顯著提高冬小麥產(chǎn)量15%。但韓思明等[16-17]研究結(jié)果表明，土壤底墑狀況會(huì)影響地膜覆蓋的效果，底墑條件好，該播種技術(shù)的增產(chǎn)效果會(huì)得到充分發(fā)揮；底墑條件差，則會(huì)適得其反。本研究結(jié)果表明，全膜覆土穴播和膜側(cè)條播較其他播種方式提高小麥穗數(shù)和產(chǎn)量，這主要是由于播前降雨充足，土壤底墑?shì)^好，因此能最大限度地發(fā)揮地膜覆蓋對(duì)水分的蓄積能力，從而提高產(chǎn)量。

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