播期、播量和施氮水平對(duì)‘西農(nóng)109’小麥生長(zhǎng)及產(chǎn)量的影響

王志成,李肇塵，孫風(fēng)麗，3，李春艷，張立強(qiáng)，張 超,3，劉曙東,3，奚亞軍,3

(1.隴縣種子工作站，陜西 隴縣 721200；2.西北農(nóng)林科技大學(xué) 農(nóng)學(xué)院，陜西 楊凌 712100；3.農(nóng)業(yè)農(nóng)村部西北地區(qū)小麥生物學(xué)與遺傳育種重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西 楊凌 712100)

小麥?zhǔn)鞘澜缟现匾募Z食作物，提高其產(chǎn)量和品質(zhì)對(duì)糧食安全具有重要意義。 提高小麥產(chǎn)量和品質(zhì)主要從遺傳與栽培兩方面改良優(yōu)化，小麥產(chǎn)量是遺傳潛力和環(huán)境因素互相作用的結(jié)果[1～3]，播期、播量和施肥量等相關(guān)栽培措施是重要的環(huán)境因素[4～5]。播期和播量對(duì)小麥群體及其生長(zhǎng)發(fā)育有顯著影響[6～8]。而播期和播量因地區(qū)和品種而異[9～11]。播期和播量對(duì)籽粒品質(zhì)也有顯著影響[12～14]。西農(nóng)109冬小麥為西北農(nóng)林科技大學(xué)農(nóng)學(xué)院選育的半冬性中熟品種，分別于2018年和2021年通過(guò)陜西省和安徽省審定。探索研究西農(nóng)109小麥適宜的栽培技術(shù)才能夠更好的發(fā)揮其品種優(yōu)勢(shì)與生產(chǎn)能力，為其大面積推廣應(yīng)用提供基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)區(qū)概況

試驗(yàn)地點(diǎn)為陜西省寶雞市隴縣的西北農(nóng)林科技大學(xué)旱地農(nóng)作物試驗(yàn)示范基地，地處渭北黃土高原西部的隴山東麓(34°6'45"N,106°26'32"E，海拔891m左右，常年平均氣溫10.7 ℃)。年平均降雨量600.1 mm，無(wú)霜期為200 d， 年平均日照時(shí)數(shù)2 033.3 h，臺(tái)塬旱地，前茬為小麥，土質(zhì)為粘壤土，土層深厚，耕層土壤pH值7.8，有機(jī)質(zhì)20.2 g/kg，堿解氮60.2 mg/kg，速效磷42 mg/kg，速效鉀274 mg/kg，交通便利，水利設(shè)施齊全，排灌方便。

1.2 試驗(yàn)材料

冬小麥品種西農(nóng)109。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 試驗(yàn)于2018年冬小麥播種期開始實(shí)施，結(jié)束于2020年夏，歷經(jīng)兩個(gè)生長(zhǎng)季。試驗(yàn)采用裂區(qū)設(shè)計(jì)，播期、播量和氮肥3個(gè)因素，播期為主區(qū)，播量為副區(qū)，氮肥量為副副區(qū)，隨機(jī)區(qū)組排列，重復(fù)3次。

設(shè)2個(gè)播期，分別為正常播期(標(biāo)記為T1，當(dāng)?shù)卣２テ跒?0月1日左右)、正常播期10 d后的晚播期(T2)；播量以播種量標(biāo)準(zhǔn)確定，設(shè)3個(gè)水平，分別為112.5 kg/hm2(標(biāo)記為D1)、135 kg/hm2(D2)和157.5 kg/hm2(D3)；氮肥用量設(shè)3個(gè)水平，分別是純氮120 kg/hm2(標(biāo)記為F1)、144 kg/hm2(F2)和168 kg/hm2(F3)，以底肥形式施肥(保證P施用量90 kg/hm2、K施用量45 kg/hm2)。小區(qū)面積12 m2(4 m×3 m)。其他田間管理均統(tǒng)一按照當(dāng)?shù)馗弋a(chǎn)栽培的要求。田間調(diào)查指標(biāo)包括出苗期、出苗率、冬前分蘗數(shù)、冬季凍害情況、開春分蘗數(shù)、抽穗期、開花期、成熟期、株高、旗葉葉面積、有效畝穗數(shù)、成穗率、穗粒數(shù)、千粒重、產(chǎn)量、收獲指數(shù)和籽粒品質(zhì)。具體試驗(yàn)設(shè)計(jì)方式如表1。

表1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.3.2 試驗(yàn)田間管理 播前機(jī)耕深翻1次，機(jī)械旋地2次，按照試驗(yàn)設(shè)計(jì)施肥，同時(shí)施牛糞7t/667 m2。播種采用人工定量點(diǎn)播。并用3%辛硫磷顆粒劑5 kg進(jìn)行土壤處理。在11月下旬灌溉1次。11月下旬用75%苯磺隆、40%唑草酮、50 g/L雙氟磺草胺各一袋，兌水30 kg 噴霧， 防除田間雜草；5月中旬用戊唑醇、0.01% 蕓苔素內(nèi)脂、25% 吡唑醚菌酯、氨基酸水溶肥、阿維·高氯乳油、10%吡蟲啉，對(duì)水30 kg噴霧，進(jìn)行“一噴三防”。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

利用Excel進(jìn)行數(shù)據(jù)整理，使用SPSS 23.0進(jìn)行數(shù)據(jù)的顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同播期、播量、氮肥對(duì)西農(nóng)109小麥農(nóng)藝性狀的調(diào)控

2.1.1 不同播期、播量、氮肥對(duì)西農(nóng)109小麥基本苗的調(diào)控 在兩個(gè)試驗(yàn)?zāi)甓戎校チ繉?duì)西農(nóng)109小麥基本苗數(shù)產(chǎn)生極顯著影響(P<0.01)。隨著播量的提升，基本苗呈現(xiàn)出線性提升的趨勢(shì)。在正常播期10月1日(簡(jiǎn)寫為T1，下同)的120 kg/hm2氮肥水平(簡(jiǎn)寫為F1，下同)條件下，112.5 kg/hm2(簡(jiǎn)寫為D1，下同)播量水平的基本苗顯著低于135 kg/hm2(簡(jiǎn)寫為D2，下同)播量水平和157.5 kg/hm2(簡(jiǎn)寫為D3，下同)播量水平，即T1F1D1< T1F1D2< T1F1D3；在144 kg/hm2(簡(jiǎn)寫為F2，下同)肥料氮肥水平條件下，D1播量水平的基本苗顯著低于D2播量水平和D3播量水平即T1F2D1< T1F21D2< T1F2D3。同樣在168 kg/hm2(簡(jiǎn)寫為F3，下同)肥料氮肥水平條件下，D1播量水平的基本苗顯著低于D2播量水平和D3播量水平(T1F3D1< T1F31D2

表2 不同播期、播量、氮肥對(duì)西農(nóng)109小麥基本面莖蘗變化的調(diào)控

2.1.2 不同播期、播量、氮肥對(duì)西農(nóng)109小麥分蘗成穗的調(diào)控 兩年試驗(yàn)結(jié)果均發(fā)現(xiàn)播期對(duì)冬前分蘗有極顯著的影響(P<0.01)。在正常播期的不同播量與肥料條件下，冬前分蘗均呈現(xiàn)出高于晚播期不同播量與肥料條件時(shí)的情況。播量在兩年度的試驗(yàn)中對(duì)冬前分蘗都有顯著的影響(P<0.01和P<0.05)。在同一播期與肥料條件下，冬前分蘗隨播量的提高呈增長(zhǎng)趨勢(shì)(表2)。

肥料的氮肥水平對(duì)開春分蘗的調(diào)控作用較明顯(P<0.05)，開春分蘗數(shù)與肥料水平整體呈現(xiàn)出負(fù)相關(guān)，在T1F1D3組合下出現(xiàn)最大值，在晚播期的T2 F1D1組合下出現(xiàn)最小值(表2)?？傮w上開春分蘗數(shù)與冬前分蘗相比差異不明顯，合理的組合配比與良好的田間管理均能獲得良好的開春分蘗。

不同組合處理的成穗率結(jié)果不同，高播量(D3)的成穗率較低。不同栽培技術(shù)處理對(duì)西農(nóng)109小麥莖蘗變化規(guī)律有著重要影響，正常播期的T1D3F1與T1D3F2 處理有利于莖蘗發(fā)育和成穗率提高(表2)。

通過(guò)兩年試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，不同處理對(duì)西農(nóng)109小麥莖蘗變化結(jié)果各不相同，T1 F1D3與T1 F2D3處理較有利于莖蘗發(fā)育和成穗率提高。

2.1.3 不同播期、播量、氮肥對(duì)西農(nóng)109小麥株高及旗葉葉面積的調(diào)控 播量對(duì)西農(nóng)109株高的影響差異性不顯著，氮肥對(duì)西農(nóng)109小麥株高有極顯著影響(P<0.01)。播期與肥料的氮肥水平對(duì)西農(nóng)109小麥的株高有交互影響(P<0.01)，二者共同影響西農(nóng)109株高。F1 肥料的氮肥水平下的株高值最大；正常播期也較晚播期的株高值大。播量增加對(duì)旗葉葉面積的影響呈現(xiàn)減少的趨勢(shì)，在D2和D3播量水平差異不大(表3)。合理施氮肥以及控制較正常播期較晚的播期將有助于控制西農(nóng)109小麥株高在合理范圍，可以有助于防止倒伏。達(dá)到一定播量水平之后再增加播量不利于旗葉葉面積的增加。

表3 不同播期、播量、氮肥對(duì)西農(nóng)109小麥株高及旗葉葉面積變化的調(diào)控

2.2 不同播期、播量、氮肥對(duì)西農(nóng)109小麥產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素的調(diào)控

2.2.1 不同播期、播量、氮肥對(duì)西農(nóng)109小麥穗粒數(shù)的調(diào)控 兩年的試驗(yàn)結(jié)果表明播量與播期交互對(duì)小麥穗粒數(shù)有顯著性調(diào)控作用(P<0.05)。2018-2019年度不同播期對(duì)西農(nóng)109小麥穗粒數(shù)有顯著調(diào)控作用(P<0.05)，隨著播期的推遲，西農(nóng)109小麥的穗粒數(shù)有下降的趨勢(shì)(表4)。播量和氮肥對(duì)穗粒數(shù)影響不明顯。但在2019-2020年度不同播期對(duì)穗粒數(shù)影響不明顯，而播量對(duì)西農(nóng)109穗粒數(shù)有顯著影響，兩年度中播量與播期存在交互影響對(duì)西農(nóng)109小麥穗粒數(shù)都具有顯著調(diào)控作用(P<0.05)(表4)。綜合兩年數(shù)據(jù)，正常播期T1F2D2、T1F1D3組合均能表現(xiàn)出較高的穗粒數(shù)水平。

2.2.2 不同播期、播量、氮肥對(duì)西農(nóng)109小麥單位面積穗數(shù)的調(diào)控 兩年試驗(yàn)中播期對(duì)西農(nóng)109小麥畝穗數(shù)呈顯著影響(P<0.01)，播量在2018-2019年度中對(duì)西農(nóng)109小麥單位面積穗數(shù)呈極顯著影響(P<0.01)，但在2019-2020年度并未表現(xiàn)出顯著影響。在同一肥料的條件下，單位面積穗數(shù)隨著播量的增加呈現(xiàn)逐漸增長(zhǎng)的趨勢(shì)。綜合兩年的研究結(jié)果顯示，播期對(duì)西農(nóng)109小麥單位面積穗數(shù)呈顯著影響，T1F2D2與T2F1D3等組合處理時(shí)西農(nóng)109畝穗數(shù)較高。

2.2.3 不同播期、播量、氮肥對(duì)西農(nóng)109小麥千粒重的調(diào)控 2018-2019年度氮肥水平對(duì)西農(nóng)109小麥千粒重的呈現(xiàn)出顯著性調(diào)控作用(P<0.05)。隨著氮肥水平的提高，西農(nóng)109的千粒重呈下降的趨勢(shì)。2019-2020年度與218-2019年度的規(guī)律相似，但沒(méi)表現(xiàn)出顯著性(表4)。兩年的結(jié)果顯示：氮肥水平與千粒重呈負(fù)相關(guān)，T1F1D1組合千粒重值較高。

表4 不同播期、播量、氮肥對(duì)西農(nóng)109小麥產(chǎn)量、產(chǎn)量構(gòu)成因素的調(diào)控

2.2.4 不同播期、播量、氮肥對(duì)西農(nóng)109小麥產(chǎn)量的調(diào)控 兩個(gè)年度試驗(yàn)中播量對(duì)西農(nóng)109小麥的產(chǎn)量均有極顯著影響(P<0.01)，2018-2019年度氮肥水平對(duì)產(chǎn)量有顯著影響(P<0.05)。但2019-2020年度無(wú)顯著影響。播期對(duì)產(chǎn)量的影響不顯著。兩年度的結(jié)果均顯示氮肥和播量交互影響西農(nóng)109的產(chǎn)量(P<0.05)。在氮肥水平不變的情況下，小麥籽粒產(chǎn)量隨播量的增加而呈現(xiàn)出一定規(guī)律的趨勢(shì)。在正常播期(T1)的F1和F2氮肥水平下，隨著播量水平增加產(chǎn)量增加。但在F3氮肥水平下，西農(nóng)109小麥籽粒產(chǎn)量隨播量的增加呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)。小麥籽粒產(chǎn)量在一定的肥料氮肥水平范圍內(nèi)隨播量的增加而提升，但氮肥水平過(guò)高趨勢(shì)則相反。播量達(dá)到D3水平時(shí)對(duì)籽粒產(chǎn)量影響顯著， T2D3組合能達(dá)到較好的產(chǎn)量。

2.3 不同播期、播量、氮肥對(duì)西農(nóng)109小麥品質(zhì)的調(diào)控

播期對(duì)西農(nóng)109小麥蛋白質(zhì)及其組分調(diào)控不顯著，播量對(duì)西農(nóng)109籽粒中蛋白總含量有極顯著調(diào)控特征(P<0.01)。籽粒蛋白總含量隨著播量的增加而增加。施氮量對(duì)籽粒蛋白總含量具有正調(diào)控作用(P<0.01)。兩年的結(jié)果均表明肥料的氮肥水平與播量交互作用于蛋白總含量(P<0.05)(表5)。在肥料中氮肥水平和播量的交互作用下，D3F3 和 D3F2處理最有利于蛋白質(zhì)及其組分的合成。

表5 不同播期、播量、氮肥對(duì)西農(nóng)109小麥品質(zhì)的調(diào)控

2018-2019年度播量對(duì)籽粒面粉的穩(wěn)定時(shí)間具有極顯著的調(diào)控作用(P<0.01)，2019-2020年度的數(shù)據(jù)分析未發(fā)現(xiàn)各因素對(duì)西農(nóng)109籽粒的面團(tuán)穩(wěn)定時(shí)間的顯著調(diào)控作用。

兩年度的研究結(jié)果表明，播量水平對(duì)西農(nóng)109小麥籽粒的濕面筋含量具有極顯著影響(P<0.01)，濕面筋含量隨著小麥的播量提升而增加。

兩年度的結(jié)果均表明播量對(duì)西農(nóng)109小麥直鏈淀粉和直/支比顯著性影響(P<0.05)，2019-2020年度為極顯著影響(P<0.01)。直鏈淀粉在同一肥料的氮肥水平下表現(xiàn)為隨播量提升而增加。適宜地增加播量有利于淀粉及其組分的合成(表5)。結(jié)果表明，晚播T2F3D3、T2 F2D3 處理更有利于淀粉及其組分的合成。

整體來(lái)看播量對(duì)品質(zhì)因素表現(xiàn)為：大播量有助于西農(nóng)109小麥籽粒品質(zhì)的提升。施氮量對(duì)品質(zhì)的影響并不顯著。在不同的播期處理下，各個(gè)品質(zhì)因素呈現(xiàn)出晚播期(T2)優(yōu)于正常播期(T1)。

3 結(jié)論與討論

研究從小麥的播期、播量和施氮量三個(gè)方面出發(fā)進(jìn)行裂區(qū)實(shí)驗(yàn)，統(tǒng)計(jì)不同條件下西農(nóng)109的生長(zhǎng)發(fā)育特性、產(chǎn)量和品質(zhì)等指標(biāo)，并采用多因素方差分析法，為西農(nóng)109在關(guān)中地區(qū)乃至黃淮及北部冬麥區(qū)推廣提供技術(shù)指導(dǎo)，探索其最佳的栽培條件。綜合分析得出：在T2F2D3與T2F3D3，即10月10日左右播種，播量為157.5 kg/hm2,施氮水平在144-168 kg/hm2組合的栽培措施更適宜在當(dāng)?shù)亻_展種植生產(chǎn)活動(dòng)。

試驗(yàn)為兩年基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，還需要通過(guò)進(jìn)一步試驗(yàn)完善結(jié)論。試驗(yàn)還受到自然條件、遺傳物質(zhì)差異與病蟲害等影響[15]，尤其是2018-2019年度受氣候條件影響嚴(yán)重，異常天氣導(dǎo)致兩年的某些指標(biāo)在數(shù)值上有所偏差。另外，試驗(yàn)僅在陜西省寶雞市隴縣進(jìn)行，試驗(yàn)結(jié)果的普遍性還需進(jìn)一步補(bǔ)充和完善。