李國(guó)坤 張建芳 王冀川林 熬 李同蕊 高 振 烏日娜
(塔里木大學(xué)植物科學(xué)學(xué)院,新疆 阿拉爾 843300)
小麥?zhǔn)切陆匾募Z食作物之一,在農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和糧食安全戰(zhàn)略方面占有重要地位。目前新疆小麥種植正面臨從傳統(tǒng)技術(shù)向現(xiàn)代高效技術(shù)轉(zhuǎn)變的階段,改革種植方式,采用滴灌水肥一體化技術(shù)、綜合精準(zhǔn)調(diào)控技術(shù)等,創(chuàng)造合理的群體結(jié)構(gòu),充分發(fā)揮區(qū)域光熱資源,挖掘品種生產(chǎn)潛力,是當(dāng)前小麥現(xiàn)代化種植技術(shù)的基本方向。其中,采用不同播種方式以創(chuàng)造合理的群個(gè)體布局、開(kāi)展精確施肥以實(shí)現(xiàn)養(yǎng)分科學(xué)利用等方面的研究是其技術(shù)制定的基本依據(jù)。不同的播種方式下小麥對(duì)氮素資源利用的能力存在一定的差異,優(yōu)化種植方式是提高氮素利用效率的有效手段[1]。董石峰等[2]研究表明,與常規(guī)條播相比,溝播、全膜覆土穴播、膜側(cè)條播、寬幅條播在各生育期的氮素利用效率提高了1.6%~9.7%,產(chǎn)量提高了7.3%~20.5%。趙奇等[3]研究認(rèn)為穴播增產(chǎn)效果最為明顯,與條播相比,地膜穴播增產(chǎn)達(dá)10.1%。張睿等[4]的研究表明,地膜穴播增產(chǎn)幅度達(dá)27.5%~35.2%。以上研究均是在濕潤(rùn)地區(qū)開(kāi)展的,針對(duì)南疆極端干旱地區(qū)滴灌冬小麥的相關(guān)研究較少。本文主要研究不同播種方式與施氮量對(duì)滴灌冬小麥氮素積累特征及其利用效率的影響,為生產(chǎn)中進(jìn)行種植改革、實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)高效的氮素科學(xué)運(yùn)籌提供理論依據(jù)。
試驗(yàn)于2018—2019年在塔里木大學(xué)農(nóng)學(xué)試驗(yàn)站網(wǎng)室中進(jìn)行,以邯鄲5316為供試品種,采用兩因素裂區(qū)試驗(yàn)方法,主區(qū)為播種方式,分別為條播(B1)、穴播(B2)和勻播(B3),副區(qū)為不同滴施氮肥水平,分別為不施氮肥(N0)、138 kg/hm2(N1)、207 kg/hm2(N2)和276 kg/hm2(N3)。10月2日播種,條播按照15 cm等行距進(jìn)行,穴播按照行距15 cm×10 cm穴距播種,撒播為均勻撒種后人工蓋土3 cm,進(jìn)行人工鎮(zhèn)壓以保證種子與土壤緊密接觸。小區(qū)面積為2.4 m×3.4 m=8.16 m2,采用隨機(jī)區(qū)組排列。播后及時(shí)安裝滴灌設(shè)施,按照60 cm間距排布(1管4行模式)滴灌帶。全期滴灌 7 水,每次滴水 504~672 m3/hm2,共 4 200 m3/hm2。按照設(shè)計(jì)的施氮量換算成尿素隨水滴施4次,具體水氮運(yùn)籌見(jiàn)表1。
試驗(yàn)地播前統(tǒng)一撒施過(guò)磷酸鈣375 kg/hm2、硫酸鉀225 kg/hm2為基肥,出苗—拔節(jié)期人工除草2次,越冬前(11月14日)統(tǒng)一進(jìn)行冬灌一次,灌量為1 200 m3/hm2。
每個(gè)處理小區(qū)選取長(zhǎng)勢(shì)均勻、具有代表性的三個(gè)樣點(diǎn)進(jìn)行觀測(cè),定點(diǎn)樣點(diǎn)條播與穴播為1.1 m×1行,撒播為0.5 m×0.5 m。
1.2.1 全氮含量的測(cè)定
每點(diǎn)取連續(xù)5株(拔節(jié)前10株),分器官放入烘箱中,先105℃殺青15 min后在85℃下烘干至恒重;各器官樣品進(jìn)行粉碎過(guò)0.05 cm篩,以H2SO4-H2O2消煮-蒸餾定氮法測(cè)定各器官全氮含量。
1.2.2 氮平衡指數(shù)
用Dualex 4植物氮平衡指數(shù)測(cè)量?jī)x在各時(shí)期測(cè)量長(zhǎng)勢(shì)具有代表性的5株小麥旗葉。
1.2.3 旗葉葉綠素密度
應(yīng)用SPAD-502儀測(cè)定。
1.2.4 產(chǎn)量指標(biāo)
蠟熟期每小區(qū)選擇3點(diǎn),每點(diǎn)數(shù)?。? m×1 m)內(nèi)的小麥植株,調(diào)查穗數(shù)、并脫粒測(cè)產(chǎn)。每區(qū)選取30株調(diào)查穗粒數(shù)。在測(cè)產(chǎn)樣品中,分3次各數(shù)取1 000粒,測(cè)定千粒質(zhì)量。
表1 各時(shí)期灌水量(m3/區(qū))及尿素施用量(g/區(qū))分配表
用Excel 2003對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、制圖,用DPS(7.05)統(tǒng)計(jì)軟件Duncan新復(fù)極差法進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。氮素積累與轉(zhuǎn)運(yùn)、氮素生產(chǎn)效率等的計(jì)算公式如下[5-6]:
器官氮素累積量(kg/hm2)=器官氮素含量×器官干物質(zhì)質(zhì)量
器官氮素轉(zhuǎn)運(yùn)量(kg/hm2)=開(kāi)花期某營(yíng)養(yǎng)器官氮素積累量-成熟期該營(yíng)養(yǎng)器官氮素積累量
器官氮素轉(zhuǎn)運(yùn)效率(%)=器官氮素轉(zhuǎn)運(yùn)量/開(kāi)花期該器官氮素積累量×100
器官轉(zhuǎn)移氮素對(duì)籽粒氮素的貢獻(xiàn)率(%)=器官氮素轉(zhuǎn)運(yùn)量/成熟期籽粒氮素積累量×100
氮籽粒生產(chǎn)效率(kg/kg)=籽粒產(chǎn)量/植株氮素總積累量
氮素收獲指數(shù)=成熟期籽粒氮素積累量/植株氮素積累量
氮肥農(nóng)學(xué)利用率(kg/kg)=(施氮區(qū)籽粒產(chǎn)量-同一水分處理下的無(wú)氮區(qū)籽粒產(chǎn)量)/施氮量
氮肥偏生產(chǎn)力(kg/kg)=施氮區(qū)籽粒產(chǎn)量/施氮量
氮肥利用效率(%)=(施氮區(qū)氮素積累量-同一水分處理下的無(wú)氮區(qū)氮素積累量)/施氮量×100
2.1.1 對(duì)滴灌冬小麥各時(shí)期氮素積累量的影響
各處理冬小麥不同時(shí)期氮素積累量變化見(jiàn)表2,氮素積累量隨生育進(jìn)程推進(jìn)逐漸增加,成熟期達(dá)最大值。其中,拔節(jié)—揚(yáng)花期是冬小麥氮素積累的高峰期,此期氮素積累量占總氮素積累量的61.45%~70.38%。各處理氮素積累量因播種方式與施氮量的不同而存在差異,總體表現(xiàn)為隨施氮量增加呈先增后減的趨勢(shì),以N2處理最高。與N0相比,施氮處理各時(shí)期氮素積累量顯著提高,其中,處理B2N2的氮素積累量最大,達(dá)218.16 kg/hm2,其次是B2N3和 B1N2,分別為 215.45 kg/hm2和 201.19 kg/hm2,這說(shuō)明穴播和條播處理在中、高氮條件下對(duì)氮素的吸收、積累效果最好,且B2N3和B2N2這兩個(gè)處理對(duì)應(yīng)的籽粒含氮量也達(dá)到最大值,分別為:177.81 kg/hm2和174.50 kg/hm2。
不同播種方式間氮素積累量大小為B2>B1>B3,B2在拔節(jié)期、揚(yáng)花期、蠟熟期氮素積累比B1和B3分別提高了11.09%和16.45%、9.24%和10.89%、7.46%和11.34%。不同施氮量間氮素積累量大小為:N2>N3>N1>N0,其中 N1、N2和 N3在成熟期氮素積累量比 N0分別提高了14.42%、40.79%和35.12%,由此說(shuō)明,施氮能顯著提高小麥各器官氮素積累量,但并不是施氮越多越好,適宜的施氮量才能最大限度地被作物吸收,施氮量過(guò)高,群體變大導(dǎo)致后期倒伏,莖葉功能衰退,麥株生長(zhǎng)勢(shì)檢索,導(dǎo)致氮素浪費(fèi)。
表2 不同播種方式與施氮量對(duì)滴灌冬小麥各時(shí)期氮素積累量(kg/hm2)的影響
續(xù)表2
2.1.2 對(duì)滴灌冬小麥各時(shí)期營(yíng)養(yǎng)器官平均氮素積累量的影響
不同播種方式和施氮對(duì)冬小麥各時(shí)期營(yíng)養(yǎng)器官平均氮素積累量的影響如表3所示。
表3 不同時(shí)期各器官平均氮素積累量及所占比例
拔節(jié)前小麥主要以葉片生長(zhǎng)為主,至拔節(jié)期葉片平均氮素積累量占總積累量的66.40%;拔節(jié)后,小麥進(jìn)入快速生長(zhǎng)期,至揚(yáng)花期莖稈氮素積累量達(dá)最大值,平均占比43.41%。小麥在揚(yáng)花期前主要進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)器官的氮素積累,各器官氮素積累量的百分占比為:莖稈>葉片>穎殼+穗軸。揚(yáng)花后小麥穗部及籽??焖侔l(fā)育,穎殼和穗軸含氮量從孕穗期開(kāi)始逐漸增加,至灌漿期達(dá)最大值19.42 kg/hm2,灌漿—成熟期,營(yíng)養(yǎng)器官的氮素大量向籽粒轉(zhuǎn)運(yùn),至成熟期小麥葉片、莖鞘和穎軸含氮量下降至5.49%、9.70%和4.08%,而籽粒中的氮素積累量達(dá)80.74%,即各器官至成熟期的氮素積累百分比為:籽粒>莖鞘>葉片>穎殼+穗軸。
2.1.3 對(duì)滴灌冬小麥各營(yíng)養(yǎng)器官氮素轉(zhuǎn)運(yùn)的影響
不同處理各營(yíng)養(yǎng)器官氮素向籽粒的轉(zhuǎn)運(yùn)量見(jiàn)表4。同一播種方式下隨施氮量增加,各器官花前氮素向籽粒中的運(yùn)轉(zhuǎn)量隨之增加,相比于N0,各施氮處理葉片、莖鞘和穎軸的氮素轉(zhuǎn)移量分別提高了14.69%~50.36%、19.03%~50.18%和31.20%~61.26%,這說(shuō)明施氮能顯著提高各器官花前氮素向籽粒中的運(yùn)轉(zhuǎn)量。不同播種方式下各器官氮素運(yùn)轉(zhuǎn)量存在差異,整體來(lái)看穴播各器官氮素轉(zhuǎn)移量最大,葉片、莖鞘、穎殼+穗軸花前向籽粒的平均氮素運(yùn)轉(zhuǎn)量分別為39.27 kg/hm2、31.95 kg/hm2和7.71 kg/hm2,說(shuō)明花前各器官對(duì)籽粒的氮素轉(zhuǎn)運(yùn)量表現(xiàn)為:葉片>莖鞘>穎殼+穗軸。
各處理花前營(yíng)養(yǎng)器官氮素向籽粒運(yùn)轉(zhuǎn)效率有所不同,同一播種方式下不同氮素水平的葉片、莖鞘和穎軸花前對(duì)籽粒的運(yùn)轉(zhuǎn)效率大小分別為N0>N1>N2>N3、N0>N1>N2>N3和N0>N1>N3>N2;同一施氮處理下,不同播種方式葉片、莖鞘和穎軸花前對(duì)籽粒的運(yùn)轉(zhuǎn)效率分別為 B2>B3>B1、B3>B2>B1和 B1>B3>B2??梢?jiàn),冬小麥各營(yíng)養(yǎng)器官花前氮素轉(zhuǎn)運(yùn)效率在隨施氮量的增加而減小,穴播和撒播能促進(jìn)葉片、莖稈的花前氮素轉(zhuǎn)運(yùn)效率,而條播對(duì)穎軸的花前氮素運(yùn)轉(zhuǎn)效率促進(jìn)作用更為明顯。葉片、莖鞘、穎殼+穗軸花前向籽粒的平均氮素運(yùn)轉(zhuǎn)效率分別為79.77%、64.10%和50.65%,說(shuō)明花前各器官對(duì)籽粒的氮素轉(zhuǎn)運(yùn)效率表現(xiàn)為:葉片>莖鞘>穎殼+穗軸。
表4 各營(yíng)養(yǎng)器官氮素的運(yùn)轉(zhuǎn)量和貢獻(xiàn)率
從各營(yíng)養(yǎng)器官花前氮素轉(zhuǎn)運(yùn)對(duì)籽粒的貢獻(xiàn)率上看,葉片、莖稈和穎軸分別為:27.62%、22.48%和5.77%,具體表現(xiàn)為:葉片>莖鞘>穎殼+穗軸。同一播種方式下,施氮處理葉片、莖稈和穎軸的花前氮素運(yùn)轉(zhuǎn)對(duì)籽粒的貢獻(xiàn)率較N0分別提高了0.22%~11.52%、0.02%~9.76%和14.55%~18.25%,并以N2處理最高;同一施氮處理下,B2和B3葉片、莖稈的花前氮素運(yùn)轉(zhuǎn)對(duì)籽粒的貢獻(xiàn)率較高,B1穎軸的花前氮素運(yùn)轉(zhuǎn)對(duì)籽粒的貢獻(xiàn)率較高。
各處理對(duì)冬小麥營(yíng)養(yǎng)器官氮素運(yùn)轉(zhuǎn)量的影響效應(yīng)(F值)均達(dá)顯著以上水平,其中播種方式對(duì)冬小麥葉片、莖鞘和穎殼+穗軸的氮素轉(zhuǎn)運(yùn)貢獻(xiàn)率的變異系數(shù)分別為2.36%、2.17%和15.35%,施氮對(duì)冬小麥葉片、莖鞘和穎殼+穗軸的氮素轉(zhuǎn)運(yùn)貢獻(xiàn)率的變異系數(shù)分別5.18%、4.66%和7.44%,說(shuō)明對(duì)葉片和莖鞘氮素轉(zhuǎn)運(yùn)的貢獻(xiàn)率來(lái)說(shuō),供氮效應(yīng)大于播種方式,而穎殼+穗軸氮素轉(zhuǎn)運(yùn)的貢獻(xiàn)率則是播種方式的影響大于供氮效應(yīng)。B2N2的葉片和莖鞘的氮素運(yùn)轉(zhuǎn)量最大、B3N0的莖鞘和穎軸的氮素運(yùn)轉(zhuǎn)效率最大、B3N2的葉片和莖鞘的貢獻(xiàn)率最大,說(shuō)明播種方式與施氮對(duì)各營(yíng)養(yǎng)器官氮素運(yùn)轉(zhuǎn)的側(cè)重點(diǎn)不同,只有適宜的氮素與播種方式組合才能保證各營(yíng)養(yǎng)器官氮素貢獻(xiàn)率互相協(xié)調(diào)提高。
2.1.4 對(duì)滴灌冬小麥營(yíng)養(yǎng)器官花后氮素轉(zhuǎn)運(yùn)與利用效率的影響
由表5可知,各處理營(yíng)養(yǎng)器官氮素花后轉(zhuǎn)運(yùn)量和對(duì)籽粒的氮素貢獻(xiàn)率均表現(xiàn)為隨施氮量的增加而先增后降的趨勢(shì)。同一播種方式下,N0、N1、N2和 N3的平均氮素轉(zhuǎn)運(yùn)量分別為62.73 kg/hm2、73.98 kg/hm2、94.89 kg/hm2和 84.15 kg/hm2,即與 N0相比,N1、N2和 N3分別提高了17.94%、51.27%和34.16%;與N0相比,N1、N2和N3處理對(duì)籽粒氮素平均貢獻(xiàn)率分別提高了5.39%、10.68%和0.13%。同一施氮處理下,B1、B2和B3處理的平均氮素轉(zhuǎn)運(yùn)量分別為76.78 kg/hm2、82.82 kg/hm2和 77.20 kg/hm2,即表現(xiàn)為:B2>B1>B3;B1、B2和B3處理的氮素轉(zhuǎn)運(yùn)對(duì)籽粒氮素平均貢獻(xiàn)率分別為:54.92%、54.84%和56.85%。說(shuō)明施氮對(duì)營(yíng)養(yǎng)器官氮素轉(zhuǎn)運(yùn)量和營(yíng)養(yǎng)器官氮素轉(zhuǎn)運(yùn)對(duì)籽粒的氮素貢獻(xiàn)率均有顯著促進(jìn)作用,穴播對(duì)營(yíng)養(yǎng)器官氮素轉(zhuǎn)運(yùn)量有顯著促進(jìn)作用,而在營(yíng)養(yǎng)器官氮素轉(zhuǎn)運(yùn)對(duì)籽粒的氮素貢獻(xiàn)率上,三種播種方式差異均不顯著。
營(yíng)養(yǎng)器官氮素轉(zhuǎn)運(yùn)效率、氮籽粒生產(chǎn)效率及氮素收獲指數(shù)在同一播種方式下均隨施氮量的增加而減小,N0、N1、N2、N3的營(yíng)養(yǎng)器官平均氮素轉(zhuǎn)運(yùn)效率分別為70.54%、69.47%、68.52%和67.75%,表現(xiàn)為N0>N1>N2>N3;其平均氮籽粒生產(chǎn)效率分別為 29.71%、35.00%、33.71% 和 32.11%,表現(xiàn)為 N1>N2>N3>N0;其平均氮素收獲指數(shù)分別為82.03%、81.57%、79.60%和 79.90%,表現(xiàn)為 N0>N1>N3>N2。同一施氮處理下,B1、B2、B3的營(yíng)養(yǎng)器官平均氮素轉(zhuǎn)運(yùn)效率分別為68.48%、68.51%和70.21%,表現(xiàn)為B3>B2>B1;其平均氮籽粒生產(chǎn)效率分別為32.85%、33.77%和31.28%,表現(xiàn)為 B2>B1>B3;其平均氮素收獲指數(shù)分別為:80.45%、80.76%和81.11%,表現(xiàn)為B3>B2>B1??梢?jiàn),適量施氮或少量施氮處理下冬小麥營(yíng)養(yǎng)器官氮素轉(zhuǎn)運(yùn)效率、氮籽粒生產(chǎn)效率及氮素收獲指數(shù)較高,而穴播處理的冬小麥營(yíng)養(yǎng)器官氮素轉(zhuǎn)運(yùn)效率、氮籽粒生產(chǎn)效率及氮素收獲指數(shù)較為平穩(wěn)。
除施氮量對(duì)營(yíng)養(yǎng)器官氮素運(yùn)轉(zhuǎn)效率及播種方式對(duì)氮素收獲指數(shù)的影響不顯著外,不同播種方式與施氮量對(duì)冬小麥營(yíng)養(yǎng)器官花后氮素轉(zhuǎn)運(yùn)與利用效率的影響效應(yīng)(F值)均達(dá)顯著以上水平。播種方式對(duì)冬小麥營(yíng)養(yǎng)器官氮素轉(zhuǎn)運(yùn)量、運(yùn)轉(zhuǎn)效率、對(duì)籽粒的氮素貢獻(xiàn)率、氮籽粒生產(chǎn)效率和氮素收獲指數(shù)的變異系數(shù)分別為:4.27%、1.43%、2.05%、3.87%和0.41%;施氮處理對(duì)其影響的變異系數(shù)則分別為:17.45%、1.74%、4.89%、6.98%和1.49%。由此說(shuō)明,對(duì)各處理營(yíng)養(yǎng)器官花后氮素轉(zhuǎn)運(yùn)與利用效率的供氮效應(yīng)均大于播種方式效應(yīng)。
2.1.5 對(duì)滴灌冬小麥氮素利用效率的影響
氮肥農(nóng)學(xué)利用率、氮肥偏生產(chǎn)力與氮肥利用效率均是表示氮肥利用率的常用定量指標(biāo),這些指標(biāo)從不同方面描述了作物對(duì)氮肥的利用效率[7]。從表6可以看出,播種方式與施氮對(duì)冬小麥的氮肥農(nóng)學(xué)利用效率與氮肥偏生產(chǎn)力的影響均達(dá)到極顯著水平,施氮及與播種方式的互作效應(yīng)對(duì)冬小麥氮肥利用效率達(dá)極顯著水平。隨著施氮量的增加,氮肥農(nóng)學(xué)利用率與氮肥利用效率均呈先增后減的趨勢(shì),在N2處取得最大值,而氮肥偏生產(chǎn)力隨施氮量的增加而減小。
同一播種方式下,N1、N2和N3處理的氮肥平均農(nóng)學(xué)利用率表現(xiàn)為:N2>N1>N3;氮肥平均偏生產(chǎn)力則表現(xiàn)為:N1>N2>N3;氮肥平均利用效率則表現(xiàn)為:N2>N3>N1。同一施氮處理下,B1、B2和B3處理氮肥平均農(nóng)學(xué)利用率和氮肥平均偏生產(chǎn)力表現(xiàn)為:B2>B1>B3;氮肥平均利用效率則表現(xiàn)為:B2>B3>B1。由此說(shuō)明過(guò)量施氮會(huì)降低氮肥的利用效率,播種方式對(duì)氮肥利用效率影響表現(xiàn)較好的是穴播。
氮平衡指數(shù)是指葉綠素和類(lèi)黃酮的比值,當(dāng)作物未發(fā)生氮肥脅迫時(shí),植物生長(zhǎng)健康,合成葉綠素較多,產(chǎn)生的多酚(類(lèi)黃酮)較少;當(dāng)發(fā)生氮肥脅迫時(shí),植物營(yíng)養(yǎng)不平衡,產(chǎn)生的多酚(類(lèi)黃酮)較多,生成葉綠素較少。
不同播種方式與施氮量對(duì)冬小麥NBI的影響各不相同,如圖1所示,同一播種方式下,隨施氮量增加NBI值增加,且施氮處理遠(yuǎn)大于不施氮處理,在生育中后期這種差異更為明顯,其中,B1、B2和B3在灌漿初期至乳熟期NBI平均下降率分別為47.56%、20.62%和53.03%。B2下降幅度最小,這可能是由于B2小麥群體較為緊湊,后期群體結(jié)構(gòu)較好,個(gè)體葉片生長(zhǎng)環(huán)境好所致,其葉片功能期延長(zhǎng),有利于提高光能利用率。
圖1 不同播種方式與施氮量對(duì)滴灌冬小麥氮平衡指數(shù)的影響
氮平衡指數(shù)作為評(píng)估作物氮肥營(yíng)養(yǎng)狀況的指標(biāo),在精準(zhǔn)制定合理高效施肥措施方面廣泛應(yīng)用。研究表明,增施有機(jī)土壤調(diào)理劑處理的甘蔗葉片的NBI值及其產(chǎn)量均高于常規(guī)推薦施肥,且適宜的施氮量能顯著提高作物的NBI值[8]。本研究表明,隨著施氮量的增加滴灌冬小麥NBI值越大,且施氮處理遠(yuǎn)大于不施氮處理,在生育中后期這種差異更為明顯,這可能與生育中后期施氮量逐漸累加造成的作物氮素利用率增加有關(guān)。各播種方式中,生育前期NBI值沒(méi)有明顯差異,在生育后期B2的NBI值較為穩(wěn)定,這對(duì)冬小麥產(chǎn)量提高具有顯著作用。
有研究表明,播種方式對(duì)冬小麥花前、花后干物質(zhì)的積累與轉(zhuǎn)運(yùn)具有顯著影響[9]。滴灌條件下,施氮處理的小麥干物質(zhì)和氮素積累量與產(chǎn)量較不施氮處理均有顯著提高,但當(dāng)施氮量超過(guò)300 kg/hm2時(shí),小麥干物質(zhì)、氮素積累量和產(chǎn)量則呈下降趨勢(shì),說(shuō)明過(guò)量施氮并不利于冬小麥產(chǎn)量的提高[10]。本研究表明冬小麥的氮素積累隨著生育進(jìn)程的推進(jìn)不斷增加,至成熟期達(dá)到最大值,拔節(jié)期至揚(yáng)花期是冬小麥氮素積累高峰期,這段時(shí)期冬小麥氮素積累占總氮素積累量的61.45%~70.38%,這與前人研究的結(jié)果76.79%大致相同[11]。籽粒中的氮含量主要來(lái)自花前營(yíng)養(yǎng)器官中儲(chǔ)存的氮素[12]。各營(yíng)養(yǎng)器官葉片、莖鞘和穎軸對(duì)籽粒的貢獻(xiàn)率分別為:25.62%~30.40%、20.90%~24.51%和4.13%~6.70%,這與馬耕[6]研究的各營(yíng)養(yǎng)器官對(duì)籽粒的貢獻(xiàn)率葉片25.3%~40%、莖鞘為23.4%左右、穎軸為11.3%左右的結(jié)果有一定的差異,這可能是由于氣候、試驗(yàn)品種或者栽培措施的不同引起的。本研究還發(fā)現(xiàn)各營(yíng)養(yǎng)器官氮素轉(zhuǎn)運(yùn)量表現(xiàn)為:葉片>莖鞘>穎軸,這與前人研究結(jié)果一致[13]。
不同的施氮量對(duì)冬小麥氮素的利用影響較大,各研究者持有不同觀點(diǎn),劉芳[14]指出氮肥利用率隨施氮量的增加而增加,劉敏超[15]則認(rèn)為氮肥利用率隨施氮量的增加而遞減,還有研究表明,施氮量與氮素利用效率呈二次曲線關(guān)系[16]。本試驗(yàn)研究表明,隨施氮量的增加,各處理營(yíng)養(yǎng)器官氮素轉(zhuǎn)運(yùn)量和對(duì)籽粒的氮素貢獻(xiàn)率均隨施氮量的增加而先增加后減小,營(yíng)養(yǎng)器官氮素轉(zhuǎn)運(yùn)效率、氮籽粒生產(chǎn)效率及氮素收獲指數(shù)則不斷減小。不同播種方式對(duì)滴灌冬小麥氮素利用率影響不同,穴播比條播和撒播的氮肥生產(chǎn)效率、氮肥利用效率分別提高了為2.80%~7.96%和 2.63%~6.15%,這與董石峰等[2]7.3%~20.5% 和1.6%~9.7%研究結(jié)果存在一定的差異,這可能與小麥品種、土地肥力水平及田間施肥管理措施的不同有關(guān)。處理B1N2的農(nóng)學(xué)利用效率與B2N2氮肥利用效率最大,說(shuō)明條播或穴播的冬小麥,當(dāng)施氮量為207 kg/hm2時(shí)才能顯著提高氮素利用率,只有當(dāng)播種方式與高效的氮肥運(yùn)籌措施相結(jié)合才是提高冬小麥產(chǎn)量的關(guān)鍵所在。
(1)拔節(jié)期至揚(yáng)花期是滴灌冬小麥氮素積累的高峰期,此期氮素積累占總氮素積累量的61.45%~70.38%。各營(yíng)養(yǎng)器官氮素轉(zhuǎn)運(yùn)量表現(xiàn)為:葉片>莖鞘>穎殼+穗軸,葉片、莖鞘和穎軸氮素運(yùn)轉(zhuǎn)對(duì)籽粒的貢獻(xiàn)率分別為:25.62%~30.40%、20.90%~24.51% 和4.13%~6.70%,氮肥農(nóng)學(xué)利用率為:9.66%~21.71%,氮肥偏生產(chǎn)力為:24.28%~52.60%,氮肥利用效率為:9.34%~26.86%。當(dāng)施氮量為207 kg/hm2時(shí),條播或穴播的冬小麥,能顯著提高氮素利用效率,只有適宜播種方式與高效的氮肥運(yùn)籌措施相結(jié)合才是提高冬小麥產(chǎn)量的關(guān)鍵。
(2)NBI值隨生育進(jìn)程呈單峰變化趨勢(shì),前期緩慢增加,至揚(yáng)花期達(dá)高峰,灌漿期以后快速下降,條播、穴播和撒播下降速率不同,至乳熟期平均其下降率分別為47.56%、20.62%和53.03%,說(shuō)明B2處理生育后期群體質(zhì)量較好,葉片氮功能強(qiáng)。隨施氮量增加NBI值有所增加,與N0相比,N1、N2和N3的NBI值分別增長(zhǎng)了32.04%、33.43%和38.67%,組合處理B2N2取得最大值47.34。