施氮量對小麥魯原502干物質(zhì)積累、轉(zhuǎn)運及產(chǎn)量的影響

安霞 張海軍 蔣方山 呂連杰 陳軍 鞏素霞 韓明明

摘要：在大田條件下以小麥品種魯原502為材料，通過設(shè)置0、75、150、225、300 kg/hm2五個施氮水平，研究氮素對其干物質(zhì)積累、轉(zhuǎn)運及產(chǎn)量的影響。結(jié)果表明，在一定范圍內(nèi)增施氮肥，魯原502各生育時期的干物質(zhì)積累量增加，花前貯存物質(zhì)轉(zhuǎn)運量及對籽粒產(chǎn)量的貢獻(xiàn)率提高，單位面積穗數(shù)和穗粒數(shù)增加，進(jìn)而提高產(chǎn)量，過量施氮則產(chǎn)量下降；小麥千粒重受氮素影響變化不大。綜上所述，本試驗大田條件下魯原502的最佳施氮量為225 kg/hm2。

關(guān)鍵詞：小麥；魯原502；施氮量；干物質(zhì)積累；轉(zhuǎn)運；產(chǎn)量

中圖分類號：S512.1+10.62文獻(xiàn)標(biāo)識號：A文章編號：1001-4942（2018）07-0112-04

Abstract Using wheat variety Luyuan 502 as the material， five nitrogen levels including 0， 75， 150， 225 and 300 kg/hm2 were setted to investigate the effect of nitrogen rate on dry matter accumulation， translocation and yield. The results showed that adding nitrogen fertilizer in the right amount was contribute to the accumulation of dry matter， increased the translocation amount of storage substance before flowering and contribution rate to grain yield， improved the number of panicles per unit area and grain number per panicle and eventually increased production. Excessive nitrogen fertilization resulted in decreased production. The effect of nitrogen rate on wheat 1 000-grain weight was not significant. Under the field conditions in this experiment， the optimal nitrogen application amount of Luyuan 502 was 225 kg/hm2.

Keywords Luyuan 502； Nitrogen application amount； Dry matter accumulation； Translocation； Yield

小麥?zhǔn)俏覈饕募Z食作物，施用氮肥是生產(chǎn)上獲得小麥高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的重要栽培措施。有研究表明，氮素能夠提高光合速率、延長葉片功能期，進(jìn)而增加光合產(chǎn)物[1，2]。增加氮肥用量能促進(jìn)小麥對氮素的吸收，提高花前營養(yǎng)器官和地上部干物質(zhì)對籽粒產(chǎn)量的貢獻(xiàn)率和轉(zhuǎn)運率[3]。張強等研究發(fā)現(xiàn)，隨施氮量增加，群體莖蘗和籽粒產(chǎn)量呈先上升后下降趨勢[4]，過量施氮則會導(dǎo)致氮肥利用率降低、生產(chǎn)成本增加、環(huán)境污染等問題。魯原502是由山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院原子能應(yīng)用研究所以航天突變系材料為親本，采用系譜法選育而成的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)、耐熱及抗倒伏的小麥新品種，2011年通過國家農(nóng)作物品種審定委員會審定，具有超高產(chǎn)特性[5]。為充分發(fā)揮魯原502的高產(chǎn)潛力，以往的研究多集中在播期、播量等方面[6，7]，對氮肥需求量涉及較少。本研究通過設(shè)定不同的氮肥用量，研究其對魯原502干物質(zhì)積累、轉(zhuǎn)運及產(chǎn)量形成的影響規(guī)律，以期為該品種的配套栽培技術(shù)提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料與設(shè)計

試驗于2016—2017年小麥生長季在山東省淄博市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院試驗基地進(jìn)行。該地土壤為砂姜黑土，耕層土壤含有機質(zhì) 13.03 g/kg、全氮1.25 g/kg、堿解氮90.65 mg/kg、速效磷52.33 mg/kg、速效鉀172.44 mg/kg，平均容重1.35 g/cm3。供試材料為半冬性小麥品種魯原502。

分別設(shè)0、75、150、225、300 kg/hm2 五個施氮水平，以N1、N2、N3、N4和N5表示。隨機區(qū)組排列，重復(fù) 3 次。小區(qū)面積30 m2。每公頃施磷酸二氫鉀375 kg（P2O5 195 kg，K2O 127.5 kg）用于基肥，氮肥按5∶5比例分別用于基肥和拔節(jié)期追肥。2016年10月10日播種，播種量150 kg/hm2。其他管理措施同大田。

1.2 測定項目與方法

1.2.1 干物質(zhì)積累量 分別于越冬、返青、拔節(jié)、抽穗、開花、灌漿期和成熟期取20 cm生長均勻的單行植株地上部分，置于105℃下殺青30 min，80℃烘干至恒重，用于測定干物質(zhì)積累量。

1.2.2 干物質(zhì)轉(zhuǎn)運 分別于開花期和成熟期選取生長一致的單莖10個，開花期將其分為莖+鞘、葉、穗三部分，成熟期將其分為莖+鞘、葉、穗軸+穎殼、籽粒四部分，置于105℃下殺青30 min，80℃烘干至恒重。小麥干物質(zhì)轉(zhuǎn)運參數(shù)參照程建峰等[8]的方法計算。

1.2.3 籽粒產(chǎn)量及構(gòu)成 成熟期每小區(qū)收獲3 m2小麥，計算出單位面積籽粒產(chǎn)量。各處理選取有代表性的1 m雙行2個定樣點，調(diào)查2點平均穗數(shù)并計算出單位面積穗數(shù)。每處理隨機抽取10株，進(jìn)行室內(nèi)考種，測其穗粒數(shù)和千粒重。

1.3 數(shù)據(jù)分析與作圖

試驗數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel 2010和DPS軟件進(jìn)行作圖與統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 氮肥用量對魯原502干物質(zhì)積累量的影響

由圖1可以看出，小麥干物質(zhì)積累量隨生育進(jìn)程的推進(jìn)不斷增加，拔節(jié)期之前增長緩慢，從抽穗期開始增長迅速，至成熟期達(dá)到最高值。從越冬期到抽穗期，所有施氮處理的干物質(zhì)積累量都高于不施氮處理；從開花期開始，除N5處理外，其余施氮處理的干物質(zhì)積累量均高于不施氮處理，且大致隨施氮水平的提高而增加。這說明，合理增施氮肥有利于魯原502干物質(zhì)積累，如若過量，將抑制積累。多重比較后發(fā)現(xiàn)，除拔節(jié)期和抽穗期N3處理的干物質(zhì)積累量最大外，其余各時期均以N4處理的數(shù)值最高，且顯著高于其余處理。

由此可知，施氮量為225 kg/hm2時最有利于魯原502干物質(zhì)積累。

2.2 氮肥用量對魯原502干物質(zhì)轉(zhuǎn)運的影響

由表1可知，魯原502各營養(yǎng)器官花前貯存物質(zhì)向籽粒的轉(zhuǎn)運量受氮素影響較大。其中，莖+鞘的干物質(zhì)轉(zhuǎn)運量最大，葉片的轉(zhuǎn)運效率最高。隨氮肥用量增加，花前貯藏物質(zhì)對籽粒的貢獻(xiàn)率提高，當(dāng)?shù)视昧繛?25 kg/hm2時，各營養(yǎng)器官對籽粒的貢獻(xiàn)率最高，除與N3處理差異不顯著外，與其余各處理差異顯著。繼續(xù)增加氮肥用量，各器官干物質(zhì)的轉(zhuǎn)運量、轉(zhuǎn)運效率和對籽粒的貢獻(xiàn)率均降低。這說明適當(dāng)增加氮肥用量有利于花前貯藏物質(zhì)向籽粒進(jìn)行轉(zhuǎn)運。

2.3 氮肥用量對魯原502產(chǎn)量及構(gòu)成要素的影響

從表2可以看出，魯原502的千粒重受施氮量影響差異不大。穗粒數(shù)與施氮量表現(xiàn)為正相關(guān)，但N4和N5處理間差異不顯著。穗數(shù)受施氮量影響呈拋物線型變化，當(dāng)施氮量為225 kg/hm2時， 公頃穗數(shù)達(dá)最高值，繼續(xù)增加氮肥用量，則顯著降低，該處理條件下產(chǎn)量達(dá)最高值。這說明在一定范圍內(nèi)合理增施氮肥有利于獲得大的群體，同時能保持較高的穗粒數(shù)和千粒重，最終獲得高產(chǎn)。過量施肥帶來的穗粒數(shù)增加不能彌補公頃穗數(shù)減少造成的產(chǎn)量降低。

3 討論與結(jié)論

小麥植株干物質(zhì)積累是產(chǎn)量形成的基礎(chǔ)，而養(yǎng)分的吸收是干物質(zhì)形成和積累的基礎(chǔ)[9]。孫運紅等[10]研究發(fā)現(xiàn)，施氮量在0～240 kg/hm2 時，干物質(zhì)積累量隨施氮量增加而增加。本研究中，增施氮肥提高了魯原502干物質(zhì)積累量，施氮過量時，干物質(zhì)積累量下降，開花后其干物質(zhì)積累量甚至低于不施氮水平。因此，適量增施氮肥有利于促進(jìn)魯原502干物質(zhì)積累。

葉優(yōu)良等[11]認(rèn)為，施氮對小麥葉片、莖鞘花前貯存干物質(zhì)在花后向籽粒的轉(zhuǎn)運量、轉(zhuǎn)運率和對籽粒的貢獻(xiàn)率具有正效應(yīng)。王月福等[12]研究發(fā)現(xiàn)，開花后貯存干物質(zhì)的輸出量、轉(zhuǎn)運率和輸出量占穗粒重的百分率都表現(xiàn)為隨施氮量的增加而增大，至施純氮180 kg/hm2 時達(dá)最大，之后增施氮肥反而降低，這與本研究結(jié)果一致。王月福等[13]對魯麥21研究發(fā)現(xiàn)，小麥開花后營養(yǎng)器官貯存物質(zhì)向籽粒轉(zhuǎn)運的量對籽粒的貢獻(xiàn)率在25.6%～29.1%之間；屈會娟等[14]研究表明，開花前貯藏干物質(zhì)轉(zhuǎn)運對籽粒的貢獻(xiàn)率占21%～37%，這都高于本研究中魯原502花前貯存干物質(zhì)對成熟期籽粒干重的貢獻(xiàn)率。因此，今后還需要加大研究力度，通過提高開花前營養(yǎng)器官貯存干物質(zhì)的轉(zhuǎn)運量及對籽粒干重的貢獻(xiàn)率來增加粒重。

魯原502分蘗力強，成穗率高，產(chǎn)量構(gòu)成三要素具備極強的調(diào)節(jié)能力[6]。劉克禮等[15]對旱作地區(qū)春小麥研究發(fā)現(xiàn)，隨施氮量增加，籽粒干重和灌漿速率有增大趨勢，而過量施氮則呈下降趨勢。孟維偉等[16]認(rèn)為，適量施氮不僅提高了籽粒灌漿所需氮源的供給能力，而且顯著增加公頃穗數(shù)和穗粒數(shù)，擴大單位面積庫容，增加單位面積上氮素和光合產(chǎn)物在籽粒中的貯存。本試驗結(jié)果表明，適量增施氮肥可以顯著提高公頃穗數(shù)和穗粒數(shù)，施肥過量雖然可以提高穗粒數(shù)，但公頃穗數(shù)下降，從而使籽粒產(chǎn)量下降。

綜上所述，在本試驗條件下魯原502的適宜施氮量為 225 kg/hm2。此時，其干物質(zhì)積累量最大，開花前貯存物質(zhì)對籽粒貢獻(xiàn)率最高，產(chǎn)量三要素協(xié)調(diào)，產(chǎn)量最高。

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