水肥一體化和施氮量對冬小麥產(chǎn)量的影響

胡斌　吳紅燕　張玉芳　盧桂菊　楊中鋒　王國華　薛麗娜　李全起

摘要：為探究華北平原冬小麥水肥一體化節(jié)水高產(chǎn)種植模式，以泰科麥33和山農(nóng)29小麥品種為試驗(yàn)材料，于2017—2018年冬小麥生育期進(jìn)行大田試驗(yàn)。試驗(yàn)以常規(guī)施肥溝灌處理為對照（F1），設(shè)置F2、F3、F4水肥一體化3個處理，對冬小麥群體動態(tài)變化、株高和產(chǎn)量進(jìn)行測定。結(jié)果表明，水肥一體化條件下施氮量225 kg/hm2有利于增加春季冬小麥最大分蘗數(shù)及株高。同時(shí)，水肥一體化條件下施氮量225 kg/hm2提高了泰科麥33的穗數(shù)和穗粒數(shù)和山農(nóng)29的穗數(shù)和千粒重，從而顯著提高冬小麥產(chǎn)量。

關(guān)鍵詞：冬小麥;水肥一體化;施氮量;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（2020）04-0117-04

Abstract The field test conducted in wheat growth period during 2017-2018 was aimed to explore the water-fertilizer integrated water-saving and high-yielding planting mode for winter wheat in the North China Plain. The wheat varieties of Taikemai 33 and Shannong 29 were used as materials. With the furrow application of conventional fertilizers （F1） as control， three water-fertilizer integrated treatments （F2， F3 and F4） were set to determine the population dynamics， plant height and yield of winter wheat. The results showed that the application of 225 kg/hm2 nitrogen under the condition of water and fertilizer integration was benefit to increasing the maximum spring tillers and plant height of winter wheat， and increased the spike number and kernel number per spike of Taikemai 33 and the spike number and 1 000-grain weight of Shannong 29. Thus the winter wheat grain yield increased significantly.

Keywords Winter wheat; Integration of water and fertilizer; Nitrogen application rate; Grain yield

華北平原是中國最重要的農(nóng)業(yè)區(qū)之一，肥沃的土壤和適宜的氣候使得華北平原成為冬小麥的主產(chǎn)區(qū)，為中國提供了73%的小麥產(chǎn)量[1]。冬小麥的蒸散量大約為400～500 mm，但年降水量一般不超過200 mm，水資源不足限制冬小麥的生產(chǎn)[2]。因此，施用氮肥是提高冬小麥產(chǎn)量的一項(xiàng)重要農(nóng)業(yè)措施[3]。

適量施用氮肥可以顯著增加冬小麥穗數(shù)和穗粒數(shù)，從而提高產(chǎn)量?[4]。施氮過多或過少都會引起冬小麥產(chǎn)量構(gòu)成因素失調(diào)，造成減產(chǎn)[5]。研究表明，適宜的施氮量有利于協(xié)調(diào)個體和群體的發(fā)育和構(gòu)建合理的形態(tài)結(jié)構(gòu)，從而影響植株對土壤養(yǎng)分及光能吸收利用，進(jìn)而影響干物質(zhì)向籽粒的轉(zhuǎn)運(yùn)[6，7]。適量灌水可以提高冬小麥產(chǎn)量和水分利用效率，灌水和施肥具有明顯的交互作用[8]。

前人研究的施肥方式多為人工撒施，然后再進(jìn)行畦灌，水氮利用效率低[9]。因此，本試驗(yàn)將水肥一體化與常規(guī)溝灌施肥作對照，研究水肥一體化對冬小麥生長發(fā)育特征和產(chǎn)量的影響，以期為冬小麥水肥一體化技術(shù)的實(shí)施提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地點(diǎn)位于山東省泰安市岱岳區(qū)馬莊鎮(zhèn)老宮村北，泰安市岳洋農(nóng)作物專業(yè)合作社農(nóng)技推廣示范基地內(nèi)。試驗(yàn)地土質(zhì)為粘土，土壤肥沃，灌溉便利，使用微噴帶灌溉，小麥追肥使用混肥機(jī)注入。供試小麥品種為泰科麥33 （C1） 和山農(nóng)29 （C2）。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)及方法

試驗(yàn)每個品種設(shè)置4個處理，共8個處理，每處理面積為666.7 m2，上茬玉米機(jī)收后，滅茬還田，旋耕兩遍，耙地3遍，播后鎮(zhèn)壓。2017年10月17日，播前用酷拉斯（27%苯醚·咯·噻蟲嗪懸浮種衣劑）進(jìn)行包衣拌種，?10月18日，采用寬幅播種機(jī)播種，播量135 kg/hm2，底肥采用氮磷鉀復(fù)合肥（15%-15%-15%），追肥使用尿素，按照試驗(yàn)方案不同處理安排實(shí)施。

處理1 （F1）：當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)溝灌施肥，施氮量225 kg/hm2（基肥、拔節(jié)期追肥各50%）;大水漫灌3次（蒙頭水15 m3、越冬水25 m3、拔節(jié)水30 m3）。

處理2 （F2）：水肥一體化，施氮量225 kg/hm2（基肥、拔節(jié)期追肥各50%）;灌溉3次（蒙頭水15 m3、越冬水25 m3、拔節(jié)水30 m3）。

處理3 （F3）：水肥一體化，施氮量180 kg/hm2（基肥、拔節(jié)期追肥各50%）;灌溉3次（蒙頭水15 m3、越冬水25 m3、拔節(jié)水30 m3）。

處理4 （F4）：水肥一體化，施氮量180 kg/hm2（基肥、拔節(jié)期追肥各50%）;灌溉3次（蒙頭水15 m3、越冬水25 m3、灌漿水30 m3）。

試驗(yàn)生育期灌溉時(shí)間分別為2017年10月28日灌溉蒙頭水、12月4日灌溉越冬水、2018年4月11日灌溉拔節(jié)水、5月15日灌溉灌漿水。

小麥生育期病蟲害防治共4次，11月25日冬前除草（雙氟磺草胺+氯氟吡氧乙酸），2018年3月14日春季除草、防治紋枯?。ū郊妆h(huán)唑+氯氟吡氧乙酸），4月25日防治紋枯病、蚜蟲、赤霉病等（高氯·吡蟲啉+苯甲丙環(huán)唑+戊唑醇），5月15日防治銹病、白粉病、麥葉蜂等（高氯+戊唑醇+苯甲丙環(huán)唑+磷酸二氫鉀）。

1.3 測定項(xiàng)目與方法

1.3.1 群體動態(tài)變化每處理取?4 個重復(fù)，每小區(qū)在冬前用竹竿標(biāo)記1 m雙行，記錄1 m雙行內(nèi)冬小麥基本苗及在關(guān)鍵生育時(shí)期的分蘗數(shù)。

1.3.2 株高測定[HTSS] 收獲時(shí)，用卷尺測量從土壤表面到冬小麥穗頂?shù)母叨取Ｃ刻幚頊y定10次，取其平均值。

1.3.3 產(chǎn)量及其構(gòu)成因素測定小麥成熟時(shí)收獲，每小區(qū)隨機(jī)選擇20穗小麥?zhǔn)覂?nèi)考種獲得穗粒數(shù)，每小區(qū)取1 m2?植株貼地面收獲，測定單位面積穗數(shù)，風(fēng)干后稱重，脫粒后測定產(chǎn)量，同時(shí)測定千粒重。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析

采用Microsoft Excel 2010和SPSS 19.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計(jì)分析，采用LSD法進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)，采用Origin 2017軟件作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對小麥群體動態(tài)的影響

由表1看出，不同處理對冬小麥生長發(fā)育狀況影響不同。在冬小麥生育期，泰科麥33（C1）和山農(nóng)29（C2）的F1處理基本苗最多，C1F1處理為每公頃246.0萬莖，C2F1處理每公頃為241.5萬莖。在春季分蘗期，C1F2和C2F2處理的春季最大分蘗數(shù)顯著高于其他處理，C1F2處理比C1F1、C1F3、C1F4處理分別高3.54%、8.13%和10.46%;C2F2處理比C2F1、C2F3、C2F4處理分別高4.07%、5.36%和8.71%。而且，山農(nóng)29的春季最大分蘗數(shù)顯著高于泰科麥33。在兩個品種中，F(xiàn)1和F2處理的主莖葉數(shù)都分別高于F3和F4處理，單株分蘗數(shù)和三葉以上大蘗數(shù)在各處理中均無顯著差異。C1F1和C2F1處理的單株次生根條數(shù)顯著高于其他處理。

2.2 不同處理對小麥株高的影響

如圖1所示，不同處理對冬小麥株高影響不同。泰科麥33（C1）株高明顯高于山農(nóng)29（C2）。泰科麥33的F3處理株高明顯高于其他處理;山農(nóng)29各處理的株高差異不明顯。

2.3 不同處理對小麥產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

由表2看出，不同處理對冬小麥產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響不同。C1F2處理的公頃穗數(shù)顯著高于其他處理，比C1F1、C1F3、C1F4處理分別增加5.34%、7.31%、10.23%;C2F2處理的公頃穗數(shù)顯著高于其他處理，比C2F1、C2F3、C2F4處理分別增加1.70%、1.12%、6.75%。C1F2處理的穗粒數(shù)顯著高于其他處理，但C1F1和C1F4處理的穗粒數(shù)無著差異;C2F3和C2F4處理間穗粒數(shù)差異不顯著，但顯著高于C2F1和C2F2處理。在泰科麥33中，C1F4處理的千粒重最大，為43.05 g;在山農(nóng)29中，C2F2處理的千粒重最大，為45.11 g。在泰科麥33中，由于C1F2處理公頃穗數(shù)和穗粒數(shù)顯著高于其他處理，C1F2處理獲得最大產(chǎn)量，比C1F1、C1F3、C1F4處理分別提高2.04%、6.23%、7.78%;在山農(nóng)29中，C2F2處理的公頃穗數(shù)和千粒重顯著高于其他處理，因而C2F2處理產(chǎn)量最大，比C2F1、C2F3、C2F4處理分別提高2.11%、2.45%、4.03%。

3 討論

有研究發(fā)現(xiàn)，施氮240 kg/hm2處理冬前至拔節(jié)的群體總莖數(shù)和開花后葉面積指數(shù)顯著高于120 kg/hm2 處理[10]。郭培武等[11]研究表明，施氮210 kg/hm2處理的穗數(shù)顯著高于其他處理，穗數(shù)多，葉片功能期長。在本試驗(yàn)中，不管是泰科麥33還是山農(nóng)29，水肥一體化條件下施氮量225 kg/hm2處理的春季最大分蘗都顯著高于其他處理，與前人研究結(jié)果一致，春季最大分蘗和主莖葉數(shù)的增加為冬小麥籽粒產(chǎn)量形成奠定了基礎(chǔ)。株高隨施氮量的增加而增加，可以提高花后營養(yǎng)器官干物質(zhì)積累及轉(zhuǎn)運(yùn)貢獻(xiàn)[12]。

適宜的施氮量可促進(jìn)花前干物質(zhì)向籽粒的轉(zhuǎn)運(yùn)，隨施氮量增加呈先增加后降低的趨勢[13]。開花期至成熟期是冬小麥產(chǎn)量形成的關(guān)鍵時(shí)期[14]， 70%以上籽粒干物質(zhì)來自花后營養(yǎng)器官的運(yùn)轉(zhuǎn)。水肥一體化技術(shù)使灌水和施肥更均勻，以往的研究表明，微噴灌水肥一體化技術(shù)可有效促進(jìn)植株對氮素的吸收、干物質(zhì)積累，提升水分利用效率和氮肥生產(chǎn)效率[15]。在本試驗(yàn)中，泰科麥33品種施氮量225 kg/hm2處理的冬小麥穗數(shù)和穗粒數(shù)顯著高于施氮量180 kg/hm2處理，而且水肥一體化處理的冬小麥穗數(shù)和穗粒數(shù)顯著高于常規(guī)溝灌施肥，從而導(dǎo)致C1F2處理的冬小麥產(chǎn)量顯著高于其他處理;山農(nóng)29品種，施氮量225 kg/hm2處理的冬小麥穗數(shù)和千粒重顯著高于施氮量180 kg/hm2處理，而且水肥一體化處理的冬小麥穗數(shù)和千粒重顯著高于常規(guī)溝灌施肥，從而導(dǎo)致C2F2處理的冬小麥產(chǎn)量顯著高于其他處理。綜上，水肥一體化條件下施氮225 kg/hm2可促進(jìn)冬小麥生長發(fā)育，促使氮肥利用效率提高，產(chǎn)量增加。

4 結(jié)論

水肥一體化條件下，施氮量225 kg/hm2對冬小麥生長發(fā)育有一定的促進(jìn)作用，有利于增加春季冬小麥最大分蘗數(shù)及株高，有效增產(chǎn)。本試驗(yàn)結(jié)果可為高產(chǎn)節(jié)水栽培提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。

參 考 文 獻(xiàn)：

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