小麥品種楊科麥19高產(chǎn)的適宜施氮量初探

曾廣飛 吳亞莉 張啟祥 張存嶺

（1.濉溪縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心 安徽濉溪 235100；2.濉溪縣楊柳農(nóng)業(yè)科學(xué)實(shí)驗(yàn)站 安徽濉溪 235100）

小麥?zhǔn)俏覈?guó)重要的口糧作物，提高單產(chǎn)對(duì)保障國(guó)家糧食安全具有重要意義。小麥的產(chǎn)量除主要受遺傳因子影響外，還受生態(tài)環(huán)境和栽培措施的影響[1]。氮素是植物生長(zhǎng)必需的大量營(yíng)養(yǎng)元素，也是限制植物生長(zhǎng)的首要因素，施氮水平的高低直接影響植株對(duì)氮素的吸收、積累及運(yùn)轉(zhuǎn)，最終影響產(chǎn)量[2]。不同類型小麥品種的產(chǎn)量性狀對(duì)氮素的響應(yīng)不同，又因氣候條件、土壤質(zhì)地和栽培措施不盡相同，小麥高產(chǎn)所需施氮量的研究結(jié)果存在很大差異。筆者以高級(jí)農(nóng)藝師陳若禮雜交選育的小麥品種楊科麥19為試驗(yàn)材料，進(jìn)行土壤供肥能力暨減氮效應(yīng)試驗(yàn)，以明確其經(jīng)濟(jì)施氮量，為品種推廣應(yīng)用提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

1.1.1 供試品種楊科麥19是以金麥2號(hào)×淮麥29進(jìn)行有性雜交，通過系譜法定向選擇而成的豐產(chǎn)、抗逆中穗型新品種。在徽創(chuàng)聯(lián)合體區(qū)域試驗(yàn)中，表現(xiàn)出較強(qiáng)的抗寒性、抗倒性、抗病性，產(chǎn)量構(gòu)成三要素協(xié)調(diào)，具有較好的增產(chǎn)潛力。

1.1.2 供試土壤試驗(yàn)地土壤類型為砂姜黑土，土壤質(zhì)地為黏壤土，肥力中等。前茬作物為夏玉米，常年產(chǎn)量7 500～9 000 kg/hm2。試驗(yàn)地地勢(shì)平坦，排灌方便。

1.1.3 供試肥料試驗(yàn)在不施有機(jī)肥的基礎(chǔ)上進(jìn)行。供試肥料在市場(chǎng)采購(gòu)。尿素來自安慶石化，含氮量46%；顆粒磷肥來自銅官山化工有限公司，含磷量16%；鉀肥為俄羅斯產(chǎn)農(nóng)用硫酸鉀，含鉀量50%。試驗(yàn)肥料氮肥60%基施，拔節(jié)期追施40%；磷鉀肥全部基施。

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)設(shè)9個(gè)處理。其中，施氮量處理5個(gè)，以施氮量240 kg/hm2為起點(diǎn)，每減少30 kg/hm2設(shè)置1個(gè)處理，施氮處理施肥量區(qū)間為120～240 kg/hm2；另設(shè)4個(gè)經(jīng)典處理：N0P0K0(空白區(qū)。下標(biāo)為每畝施肥量，下同)、N0P6K5（缺氮區(qū)）、N16P0K5（缺磷區(qū)）和N16P6K0（缺鉀區(qū)），以監(jiān)測(cè)土壤基礎(chǔ)肥力和氮磷鉀供肥能力。田間排列采用三列制，重復(fù)間有走道，周圍設(shè)有保護(hù)行，隨機(jī)區(qū)組排列，重復(fù)3次，小區(qū)面積12 m2（2 m×6 m），行距20 cm，10行區(qū)，東西行向。小區(qū)間隔20 cm。

試驗(yàn)于2020年10月至2021年6月在濉溪縣楊柳農(nóng)業(yè)科學(xué)實(shí)驗(yàn)站進(jìn)行。前茬作物收獲后，秸稈粉碎還田，旋耕耙實(shí)。整地后按處理分區(qū)施基肥。10月16日人工開溝條播，10月18日微噴40 min?；久?92萬/hm2。2月18日用二甲四氯雙氟唑草酮噴霧化學(xué)除草，同時(shí)用高效氯氰菊酯噴霧防治蚜蟲；4月16日組配戊唑醇·咪酰胺+吡蟲啉+高效氯氰菊酯用無人機(jī)噴霧，4月23日組配丙硫菌唑+吡蟲啉+高效氯氰菊酯用無人機(jī)噴霧，防治2次赤霉病。3月10日分區(qū)追施尿素。其他田間管理按高產(chǎn)田要求進(jìn)行。

1.3 小麥生長(zhǎng)期氣候條件

濉溪縣2020年10月中旬至2021年5月平均氣溫10.1℃，比歷年平均高0.4℃；降水量260.2 mm，比歷年平均多15.6 mm；日照時(shí)數(shù)1 216.9 h，比歷年平均少139.1 h。

冬前(10月中旬至12月中旬)平均氣溫9.7℃，比歷年平均高0.1℃；降水量55.7 mm，比歷年平均少11.7 mm；日照時(shí)數(shù)286.1 h，比歷年平均少89.2 h。10月和11月下旬至12月上旬氣溫偏低，冬前降水、日照偏少，對(duì)播種出苗和分蘗發(fā)生不利。越冬期（12月下旬至2月中旬）平均氣溫2.8℃，比歷年平均高0.7℃；降水量13.6 mm，比歷年平均少17.9 mm；日照時(shí)數(shù)380.2 h，比歷年平均多71.2 h?？傮w上1月氣溫較低，低溫持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，且降水量相對(duì)偏少，凍旱交加，越冬期凍害較重。返青期至成熟期（2月下旬至5月下旬）平均氣溫14.8℃，比歷年平均高0.4℃；降水量190.9 mm，比歷年平均多45.1 mm；日照時(shí)數(shù)550.6 h，比歷年平均少121.2 h。4月平均氣溫低于歷年平均氣溫，但晚霜凍導(dǎo)致的穗部?jī)龊^輕；小麥抽穗后雖雨水較多，但赤霉病點(diǎn)片輕發(fā)?？傮w上返青后氣候條件優(yōu)越，對(duì)小麥的產(chǎn)量形成有利。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理的產(chǎn)量差異

表1為不同處理的產(chǎn)量表現(xiàn)。對(duì)3個(gè)重復(fù)的小區(qū)產(chǎn)量進(jìn)行方差分析（表2）表明，區(qū)組間差異不顯著，說明試驗(yàn)田土壤肥力較均勻，對(duì)試驗(yàn)結(jié)果無影響，而處理間差異極顯著，說明不同施肥處理對(duì)產(chǎn)量的影響效應(yīng)明顯，可以進(jìn)一步進(jìn)行回歸擬合分析。經(jīng)LSD法多重比較，施氮各處理和缺鉀區(qū)產(chǎn)量差異不顯著，施氮量在180 kg/hm2以下的3個(gè)處理與缺磷區(qū)產(chǎn)量差異不顯著，但缺磷區(qū)產(chǎn)量顯著高于缺氮區(qū)、空白區(qū)。

表1 不同處理的產(chǎn)量表現(xiàn)

表2 產(chǎn)量方差分析

2.2 地力產(chǎn)量和土壤供肥能力

試驗(yàn)空白區(qū)產(chǎn)量3 625.8 kg/hm2、缺氮區(qū)產(chǎn)量3 921.8 kg/hm2、缺磷區(qū)產(chǎn)量5 439.7 kg/hm2、缺鉀區(qū)產(chǎn)量6 526.7 kg/hm2。以試驗(yàn)區(qū)最高產(chǎn)量（7 447.9 kg/hm2）為基準(zhǔn)，相對(duì)產(chǎn)量空白區(qū)48.68%、缺氮區(qū)52.66%、缺磷區(qū)73.04%、缺鉀區(qū)87.63%。土壤養(yǎng)分限制產(chǎn)量提高的順序表現(xiàn)為N＞P＞K。按相對(duì)產(chǎn)量將土壤肥力劃分為4級(jí)，相對(duì)產(chǎn)量≤50%為極低，50%～75%為低，75%～90%為中，＞90%為高。試點(diǎn)田土壤肥力極低，供氮、供磷能力低，供鉀能力中等。施肥方案應(yīng)按照最小養(yǎng)分設(shè)置。

每生產(chǎn)100 kg小麥籽粒按吸收N 3.0 kg、P2O51.25 kg、K2O 3.0 kg計(jì)算，缺素區(qū)吸收量即為該養(yǎng)分的土壤供肥量，得出土壤供氮能力117.7 kg/hm2、供磷能力68.7 kg/hm2、供鉀能力195.8 kg/hm2。

氮農(nóng)學(xué)效率=（施氮區(qū)吸氮量-缺氮區(qū)吸氮量）/施氮量，施氮各處理氮農(nóng)學(xué)效率為42.32%～67.62%。施氮量對(duì)小麥產(chǎn)量影響遵循“報(bào)酬遞減規(guī)律”。

2.3 施氮效應(yīng)方程配置

以施氮各處理和缺氮區(qū)的施氮量（N）為自變量，以產(chǎn)量（Y）為因變量，進(jìn)行逐步回歸分析，建立氮素效應(yīng)方程：Y=3 932.3+28.929N-0.061N2，F(xiàn)=213.28**，r（Y,N）=0.989 8**，r（Y,N2）=-0.963 6**，回歸方程顯著性和偏相關(guān)系數(shù)檢驗(yàn)結(jié)果均達(dá)極顯著水平，真實(shí)反映了施氮量的產(chǎn)量效應(yīng)，可以用于生產(chǎn)指導(dǎo)。

對(duì)效應(yīng)方程求一階導(dǎo)數(shù)，則邊際產(chǎn)量MPP=dy/dN=28.929-0.122N。當(dāng)邊際產(chǎn)量等于0時(shí)，產(chǎn)量最高；邊際收入等于邊際費(fèi)用（dy/dN=氮肥單價(jià)/小麥單價(jià)）時(shí)，經(jīng)濟(jì)效益最佳。經(jīng)測(cè)算，最高產(chǎn)量施氮量為237.1 kg/hm2，經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量施氮量為222.3 kg/hm2（小麥2.40元/kg、純氮4.35元/kg）。

2.4 施肥對(duì)分蘗成穗的影響

從表3可以看出，各處理的最大莖蘗數(shù)均出現(xiàn)在返青（2月20日）前后。增施氮磷鉀均能有效增加最大莖蘗數(shù)、有效穗數(shù)，效應(yīng)為N＞P＞K。隨著施氮量的減少，最大莖蘗數(shù)、有效穗數(shù)趨于減少。對(duì)施氮各處理和缺氮區(qū)進(jìn)行分析，結(jié)果表明最大莖蘗數(shù)、有效穗數(shù)與施氮量呈二次多項(xiàng)式（拋物線）關(guān)系，且F值和一次項(xiàng)偏相關(guān)系數(shù)通過顯著性檢驗(yàn)，二次項(xiàng)偏相關(guān)系數(shù)P＜0.1（表4）。把經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量施氮量代入回歸方程得出：適宜最大莖蘗數(shù)1 821.5萬/hm2，有效穗數(shù)661.5萬穗/hm2。

表3 不同處理的分蘗成穗

表4 分蘗成穗與施氮量的回歸方程分析

3 結(jié)論與討論

（1）氮素是小麥生長(zhǎng)發(fā)育必需的三大營(yíng)養(yǎng)元素之一，對(duì)個(gè)體發(fā)育、群體調(diào)控、產(chǎn)量形成具有顯著作用。在一定范圍內(nèi)增施氮肥是提高小麥產(chǎn)量的重要措施之一。但施入過多的氮肥不僅會(huì)造成減產(chǎn)，降低肥料利用率，導(dǎo)致土壤酸化，多余的氮素還會(huì)造成水體污染。楊柳農(nóng)業(yè)科學(xué)實(shí)驗(yàn)站土壤供肥能力和楊科麥19減氮效應(yīng)試驗(yàn)表明，施氮處理（120～240 kg/hm2）間產(chǎn)量差異不顯著，但顯著高于不施氮處理；隨著施氮量的增加，產(chǎn)量呈拋物線變化趨勢(shì)；在中等地力田塊，最高產(chǎn)量對(duì)應(yīng)的施氮量為237.1 kg/hm2，經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量對(duì)應(yīng)的施氮量為222.3 kg/hm2，推薦施氮量為225 kg/hm2。這與謝旭東等[3]、張朝軍[4]、嚴(yán)海波等[5]的研究結(jié)果接近。

（2）增施氮磷鉀能有效增加最大莖蘗數(shù)、有效穗數(shù)，效應(yīng)為N＞P＞K；最大莖蘗數(shù)、有效穗數(shù)與施氮量呈拋物線關(guān)系，楊科麥9號(hào)獲得經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量的最大莖蘗數(shù)為1 821.5萬/hm2，有效穗數(shù)為661.5萬穗/hm2。