氮肥施用量和運籌比例對稻茬晚播小麥群體結構、光合性能及產(chǎn)量的影響

王慧 吳迪 李東升 朱冬梅 高德榮 呂國鋒

摘要：為探索適宜的稻茬晚播小麥的施肥技術，以揚麥23為材料，設置2個施氮水平 （210、270 kg/hm2） 和2個氮肥運籌比例 （基肥、壯蘗肥、拔節(jié)肥分別為7 ∶1 ∶2和5 ∶1 ∶4），研究施氮量及氮肥運籌對稻茬晚播小麥產(chǎn)量、群體特征及光合特性的影響。結果表明，晚播小麥越冬期莖蘗數(shù)、干物質積累量和葉面積指數(shù)較適播麥下降;開花期劍葉葉綠素含量高于適播，劍葉凈光合速率低于適播。晚播較適期播種減產(chǎn)顯著，減產(chǎn)幅度為7.29%～15.72%。晚播條件下增加施氮量，劍葉葉綠素含量表現(xiàn)增加;氮肥后移，低施氮量下各時期及高施氮量下花后14 d劍葉葉綠素含量均提高;花后14 d各處理間凈光合速率差異明顯，施氮量減少、氮肥后移，均導致凈光合速率增加。增加施氮量能提高穗數(shù)、穗粒數(shù);施氮量對千粒質量影響無明顯的趨勢。相同施氮量下，增加基肥有利于提高成穗數(shù);提高追肥比例有利于每穗結實粒數(shù)的增加。270 kg/hm2施氮量、5 ∶1 ∶4運籌適播產(chǎn)量最高，晚播減產(chǎn)幅度最大。210 kg/hm2施氮量、5 ∶1 ∶4 運籌適播產(chǎn)量較高，晚播產(chǎn)量最高。綜合考慮，采用施氮量210 kg/hm2、氮肥運籌為5 ∶1 ∶4的施肥模式在適播、晚播條件下均能使揚麥23獲得較高產(chǎn)量。

關鍵詞：小麥;施氮量;氮肥運籌;光合特性;產(chǎn)量;群體結構

中圖分類號： S512.106? 文獻標志碼： A

文章編號：1002-1302（2021）20-0097-06

收稿日期：2021-03-09

基金項目：國家重點研發(fā)計劃（編號：YFD0100803）;農(nóng)業(yè)部現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術體系建設專項（編號：CARS-3-2-11）;江蘇省科技計劃重點及面上項目（編號：BE2018350）;揚州市科技計劃（編號：YZ2020033）。

作者簡介：王 慧（1988—），女，江蘇南京人，碩士，助理研究員，主要從事小麥高產(chǎn)及抗逆栽培方面的研究。E-mail：758289601@qq.com。

通信作者：呂國鋒，博士，研究員，主要從事小麥遺傳育種工作。E-mail：lgf@wheat.org.cn。

小麥晚播導致冬前積溫和日照時數(shù)減少，分蘗發(fā)生遲，群體偏小;生育后期灌漿期延后并縮短，增加遭遇高溫逼熟的風險，最終導致減產(chǎn)[1]。王龍俊等研究認為，遲于適宜播期后，每推遲5 d，單位面積產(chǎn)量一般會減少7%～10%[2]。江蘇是稻麥兩熟區(qū)，小麥茬口偏晚，播種季節(jié)緊張，如遇陰雨天氣，播期更加推遲，播種質量下降，影響小麥的生長發(fā)育，已成為制約江蘇省小麥產(chǎn)量進一步提高的關鍵因素，小麥晚播高產(chǎn)栽培技術的研究已成為現(xiàn)階段栽培學家所關注的熱點問題之一。

氮肥應用對小麥產(chǎn)量的形成具有重要作用。合理的施氮量和氮肥運籌能夠提高小麥葉片光合速率，促進同化物積累，是實現(xiàn)晚播小麥優(yōu)質高產(chǎn)的有效途徑[3-4]。張珊等研究認為，晚播條件下小麥產(chǎn)量不高，應減少氮肥施用量[5]，但也有人認為，小麥晚播后，生長量不足，要達到適期播種相似產(chǎn)量，施氮量應增加[6]，從而加快葉片生長速度，增加冬前莖蘗數(shù)、干物質積累量和葉面積指數(shù)[7]，同時適量增施氮肥能加速晚播小麥中后期的補償生長能力，有利于提高花后干物質積累量[8]。朱江勝等研究認為，晚播條件下減少基肥用量能控制高峰苗，提高成穗率，增加花后干物質積累量[9]。氮肥后移能顯著改善晚播小麥群體結構，增加群體透光率，提高劍葉光合速率[10-11]。Kibe等研究認為，增施拔節(jié)孕穗肥能促進晚播小麥穗分化、減少退化，提高穗粒數(shù)及千粒質量[12]。楊勇研究認為，在適宜密度下提高晚播小麥中、后期施氮比例，可提高籽粒產(chǎn)量[13]。但也有研究認為，孕穗肥施用不得當，會導致晚播小麥后期病害加重，貪青遲熟，易遇高溫逼熟，產(chǎn)量下降[14]。揚麥23是江蘇里下河地區(qū)農(nóng)業(yè)科學研究所和江蘇金土地有限公司用揚麥16/揚輻93-11選育的強筋小麥品種，自審定以來種植面積不斷擴大，且在生產(chǎn)中表現(xiàn)出灌漿脫水快、早熟高產(chǎn)、綜合抗性強等特性。撥麥23作為江蘇省主推的優(yōu)質強筋小麥品種，未來幾年將進一步擴大推廣面積，因此本試驗擬通過研究施氮量及氮肥運籌比例對小麥群體、光合特性及產(chǎn)量的調控效應，篩選出晚播條件下?lián)P麥23的合理施氮量及氮肥運籌，為優(yōu)質強筋小麥生產(chǎn)提供理論和技術依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗設計

試驗于2018—2019年在江蘇里下河地區(qū)農(nóng)業(yè)科學研究所萬?；兀?19°53′E、32°42′N）進行，試驗地前茬為水稻。土壤為沙壤土，2018年秋播土壤有機質含量18.20 g/kg、全氮含量1.203 g/kg、全磷含量0.446 g/kg、速效氮含量60.13 mg/kg、速效磷含量20.8 mg/kg、速效鉀含量80.7 mg/kg。供試品種為揚麥23。

本試驗為三因素裂區(qū)試驗，主區(qū)設2個播期，11月4日（適播）和11月25日（遲播），基本苗分別為240萬、375萬株/hm2;施氮量為裂區(qū)，設210、270 kg/hm2 2個處理;氮肥運籌為小裂區(qū)，基肥、平衡肥、拔節(jié)肥分別為70%、10%、20%和50%、10%、40%（分別簡記為7 ∶1 ∶2和5 ∶1 ∶4）;重復2次?；视诓シN前施用，平衡肥于3葉1心時施用，拔節(jié)肥于葉齡余數(shù)2.5時施用;N、P、K肥施用量為 1 ∶0.5 ∶0.5，P、K肥全部基施。機械條播，行距 22 cm，小區(qū)面積6.67 m2。3葉期進行人工定苗。其他栽培措施同大田生產(chǎn)。

1.2 測定項目與方法

1.2.1 群體結構

于小麥關鍵生育期每小區(qū)取樣20株，調查莖蘗數(shù)，用葉面積儀測定葉面積，樣品殺青、烘干至恒質量，測定干物質量。

1.2.2 SPAD值

分別于小麥開花期、花后14 d、花后28 d采用SPAD 502葉綠素儀測定劍葉SPAD值，每處理重復5次。

1.2.3 光合特性

分別于小麥開花期、花后14 d、花后28 d采用TARGAS-1便攜式光合測定儀測定劍葉凈光合速率，每處理重復5次。

1.2.4 產(chǎn)量及其構成因素

于成熟期調查單位面積有效穗數(shù)、穗粒數(shù)及千粒質量（水分13%）。每小區(qū)機械收割，晾曬后稱質量。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

用Excel 2003統(tǒng)計試驗結果，用SPSS 20.0進行統(tǒng)計分析，差異顯著性檢驗采用LSD法多重比較。

2 結果與分析

2.1 群體結構

2.1.1 莖蘗動態(tài)

從表1可以看出，晚播條件下各處理的越冬期莖蘗數(shù)低于適播各處理，但差異不顯著;拔節(jié)期各處理的莖蘗數(shù)顯著高于適播;成熟期各處理莖蘗數(shù)大于適播各處理，其中施氮量為 210 kg/hm2 處理的莖蘗數(shù)顯著高于適播;除施氮量為210 kg/hm2、7 ∶1 ∶2氮肥運籌外，其余處理的莖蘗成穗率均低于適播各處理。表明晚播21 d，通過增加基本苗可彌補晚播莖蘗成穗率低對最終穗數(shù)的不利影響。

晚播條件下施氮量為270 kg/hm2的越冬期、拔節(jié)期和成熟期的莖蘗數(shù)均高于施氮量為 210 kg/hm2 相應各處理，成熟期2個施氮量水平各處理的莖蘗數(shù)差異縮小，無顯著差異;同一施肥水平下，氮肥運籌為7 ∶1 ∶2 處理的越冬期、拔節(jié)期和成熟期的莖蘗數(shù)均高于氮肥運籌為5 ∶1 ∶4處理3個時期的莖蘗數(shù)。表明增加施氮量和以基肥為主的氮肥運籌可增加成穗數(shù)。

2.1.2 干物質積累量

由表2可以看出，晚播條件下各處理的越冬期、 拔節(jié)期干物質積累量均低于適播相應各處理，開花期干物質積累量較適播有所增加，成熟期表現(xiàn)減少，差異未達顯著水平。除施氮量210 kg/hm2、氮肥運籌7 ∶1 ∶2外，晚播其他氮肥處理花后干物質積累量較適播下降顯著，其中施氮量 270 kg/hm2、氮肥運籌為5 ∶1 ∶4處理下降幅度最大。

晚播條件下不同施氮量對各生育時期干物質積累量影響不顯著;同一施肥水平下，越冬期、 拔節(jié)期干物質積累量表現(xiàn)為7 ∶1 ∶2運籌高于 5 ∶1 ∶4 運籌，開花期、成熟期則表現(xiàn)為5 ∶1 ∶4運籌大于 7 ∶1 ∶2 運籌。施氮量和氮肥運籌對晚播花后干物質影響無明顯趨勢。

2.1.3 葉面積指數(shù)

由表3可知，晚播各處理越冬期、拔節(jié)期葉面積指數(shù)較適播相應各處理均表現(xiàn)下降，其中越冬期下降顯著;孕穗期葉面積指數(shù)大于適播處理，但差異均不顯著。

晚播條件下施氮量為270 kg/hm2處理越冬期、拔節(jié)期及孕穗期葉面積指數(shù)均大于施氮量為 210 kg/hm2 相應各處理，開花期表現(xiàn)略有差異，同一施肥水平下，各時期葉面積指數(shù)規(guī)律與干物質積累量相同，越冬期、拔節(jié)期均表現(xiàn)為7 ∶1 ∶2運籌高于5 ∶1 ∶4運籌;孕穗期、開花期表現(xiàn)為5 ∶1 ∶4運籌高于7 ∶1 ∶2運籌，且在施氮量為210 kg/hm2時2運籌間差異顯著，其他處理差異不顯著。

2.2 劍葉葉綠素含量

由表4可以看出，晚播條件下各處理的開花期、花后14 d劍葉葉綠素含量普遍高于適播相應各處理，但差異未達顯著水平;花后28 d較適播下降，其中2個施氮量下均以5 ∶1 ∶4運籌時下降顯著。晚播條件下施氮量為270 kg/hm2的處理開花期、花后14 d及花后28 d劍葉葉綠素含量均大于施氮量為210 kg/hm2處理。施氮量為210 kg/hm2時開花期、花后14 d和28 d劍葉葉綠素含量均表現(xiàn)為 5 ∶1 ∶4>7 ∶1 ∶2，施氮量為270 kg/hm2時開花期和花后28 d氮肥運籌5 ∶1 ∶4處理略低于7 ∶1 ∶2處理，花后14 d高于7 ∶1 ∶2處理，但各氮肥運籌間差異不顯著。

2.3 劍葉光合速率

由圖1可以看出，晚播條件下各處理凈光合速率隨開花天數(shù)均逐漸下降，花后14 d晚播下降速率較適播緩慢，花后28 d迅速下降。開花期及花后 28 d 晚播各處理劍葉凈光合速率均小于適播相應各處理;花后14 d施氮量為210 kg/hm2的劍葉凈光合速率大于適播，施氮量為270 kg/hm2時小于適播。晚播條件下開花期與花后28 d各處理凈光合速率間無明顯差異，花后14 d各處理差異明顯，其中施氮量為210 kg/hm2的凈光合速率明顯高于 270 kg/hm2 處理;同一施肥量下，5 ∶1 ∶4運籌的凈光合速率明顯高于7 ∶1 ∶2運籌。

2.4 產(chǎn)量及其構成因素

由表5可以看出，晚播各處理的產(chǎn)量較適播相應各處理產(chǎn)量均顯著下降，減產(chǎn)幅度在7.29%～15.72%;穗數(shù)大于適播各處理，其中施氮量為 210 kg/hm2 的穗數(shù)顯著高于適播;穗粒數(shù)和千粒質量顯著低于適播各處理，降幅分別為13.94%～1487%、5.49%～9.95%。表明在適當增加基本苗條件下，穗粒數(shù)和千粒質量是晚播小麥產(chǎn)量降低的主要因素。

從表5還可以看出，晚播條件下施氮量為 270 kg/hm2 的單位面積穗數(shù)和穗粒數(shù)都高于 210 kg/hm2 各處理， 但二者間無顯著差異; 施氮量對千粒質量影響無明顯的趨勢。相同施氮量下，氮肥運籌為7 ∶1 ∶2處理的單位面積穗數(shù)大于 5 ∶1 ∶4，二者間無顯著差異;氮肥運籌對穗粒數(shù)的影響正好相反，處理間亦無顯著差異;氮肥運籌對千粒質量影響無明顯趨勢。表明增加施氮量和氮肥后移可增加穗粒數(shù)。

3 討論與結論

3.1 氮肥對晚播小麥產(chǎn)量及群體結構的影響

晚播小麥產(chǎn)量下降顯著[15-16]。播期推遲15 d，小麥穗數(shù)下降，穗粒數(shù)增加，千粒質量無顯著變化[17]。也有研究指出，晚播對千粒質量影響較小，穗數(shù)、穗粒數(shù)的減少是造成產(chǎn)量下降的主要原因[18]。本試驗結果表明，晚播較適期播種減產(chǎn)顯著，減產(chǎn)幅度7.29%～15.72%。通過增加基本苗能提高穗數(shù)，而穗粒數(shù)和千粒質量均明顯下降，表明在適當增加基本苗條件下，穗粒數(shù)和千粒質量是晚播小麥產(chǎn)量降低的主要因素，這與前人研究結果[17-18]不完全一致，可能與增加了基本苗有關。王夏等研究認為，小麥晚播后營養(yǎng)生長時間短，分蘗不足，葉面積指數(shù)小[19]。本試驗結果表明，晚播小麥越冬期莖蘗數(shù)、葉面積指數(shù)和干物質積累量較適播下降，這與前人的研究結果[19]一致。

有研究認為，通過增施氮肥能顯著提高晚播麥開花期和成熟期群體干物質積累[20-21]。晚播小麥應重施拔節(jié)肥，以促進植株個體發(fā)育[22]。席晉飛等研究表明，通過增加施氮量可提高晚播小麥產(chǎn)量[23]。氮肥后移能明顯提高晚播小麥后期LAI，增加莖蘗數(shù)及穗粒數(shù)[7]，增加籽粒產(chǎn)量[13]。本試驗研究結果表明，晚播條件下，高施氮量處理下?lián)P麥23各生育時期莖蘗數(shù)、干物質積累量及葉面積指數(shù)總體高于低施氮量處理，增加施氮量能提高穗數(shù)、穗粒數(shù)，但差異不顯著;施氮量對千粒質量影響無明顯的趨勢。同一施肥水平下，氮肥運籌為7 ∶1 ∶2 處理的越冬期、拔節(jié)期和成熟期的莖蘗數(shù)均高于 5 ∶1 ∶4 處理的莖蘗數(shù)，表明以基肥為主的氮肥運籌可增加成穗數(shù);氮肥后移增加每穗結實粒數(shù)，對千粒質量影響無明顯趨勢。

3.2 氮肥對晚播小麥光合特性的影響

本試驗結果表明，晚播小麥開花期葉面積指數(shù)、劍葉葉綠素含量高于適播，這與張甲元等的研究結果[24]相同。 晚播條件下開花期及花后28d各處理劍葉凈光合速率均小于適播，花后14 d有所差異，低施氮量下劍葉凈光合速率大于適播，高施氮量下則小于適播。有研究認為，氮肥追施能提高晚播小麥生育后期葉面積指數(shù)和葉綠素含量，促進小麥干物質積累[11]。本試驗結果與前人研究有所差異，晚播條件下增加施氮量，揚麥23開花期、花后14 d及花后28 d劍葉葉綠素含量表現(xiàn)增加;氮肥后移，低施氮量下各時期劍葉葉綠素含量提高，高施氮量下花后14 d劍葉葉綠素含量提高，開花期和花后 28 d 表現(xiàn)下降。晚播條件下開花期與花后28 d各處理凈光合速率間無明顯差異，花后14 d各處理差異明顯，增加施氮量，凈光合速率表現(xiàn)下降，氮肥后移，凈光合速率增加。

晚播條件下通過增加基本苗能提高穗數(shù)，晚播小麥產(chǎn)量降低主要由于穗粒數(shù)和千粒質量下降;增加施氮量能提高晚播麥穗數(shù)和穗粒數(shù)，但效果不明顯。同一施肥水平，以基肥為主的氮肥運籌可增加成穗數(shù);氮肥后移增加每穗結實粒數(shù)，對千粒質量影響無明顯趨勢。本試驗結果表明，施氮量 270 kg/hm2、氮肥運籌為5 ∶1 ∶4處理適播產(chǎn)量最高，晚播減產(chǎn)幅度最大;施氮量210 kg/hm2、氮肥運籌為5 ∶1 ∶4處理適播產(chǎn)量第2，晚播條件下產(chǎn)量最高。綜合考慮，采用施氮量210 kg/hm2、氮肥運籌為5 ∶1 ∶4的施肥模式無論適播還是晚播均有利于實現(xiàn)揚麥23高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)，節(jié)本增效。

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