氮肥底追比对不同小麦品种生长发育及产量的影响.doc

氮肥底追比对不同小麦品种生长发育及产量的影响 张晶1，王姣爱1，党建友1，裴雪霞1，王小泰2，张定一1 （1山西省农科院小麦研究所，山西临汾041000；2洪洞县农业委员会，山西临汾041000）摘要：为给小麦高产优质栽培合理施氮提供依据，以小麦品种尧麦16、安麦16和泰山4241为材料，在施纯N270kg/hm2，底追比3:7、5:5、7:3处理下研究了氮肥底追比对不同小麦品种生长发育和产量的影响。结果表明，尧麦16和安麦16产量均在3:7处理下最高，分别为6839.93kg/hm2和6202.2kg/hm2，泰山4241产量在5:5处理下最高，达7629.23kg/hm2。品种间以泰山4241产量最高，安麦16产量最低。不同氮肥底追比处理下，品种间以泰山4241旗叶SPAD值均表现为最高，且在底追比3:7处理下表现最高，尧麦16和安麦16在底追比5:5处理下表现最高。灌浆时间相对于灌浆速率更易受氮肥底追比的影响，氮肥底追比对尧麦16和泰山4241的灌浆过程影响大于安麦16，泰山4241的灌浆持续时间和灌浆速率均表现较高，灌浆后期功能叶衰退较慢，叶源生产能力强，能为籽粒发育提供较多的营养物质，从而为获得较高产量提供物质保证。 关键词：氮肥底追比；小麦；生长发育；产量 ：S512.1+1文献标志码：A论文编号：xx-0749 基金项目：国家现代农业产业技术体系建设专项“山西综合试验站”(CARS-03-2-7)；国家自然科学基金“土壤农田磁化率与重金属微量元素相关性及空间格局的研究”(31272258)。 第一作者简介：张晶，女，1984年出生，山西襄汾人，助理研究员，硕士，主要从事小麦生理栽培研究。通信地址：041000山西省临汾市幽并街33号，TelE-mail：zhangjing3298163.。 通讯作者：张定一，男，1963年生，山西万荣人，研究员，博士，主要从事小麦栽培研究。通信地址：041000山西省临汾市幽并街33号，TelE-mail：zdyi888163.。 ：xx-07-30，修回日期：xx-09-12。 0引言 氮素运筹是调控作物生长发育，改善作物光合特性，提高作物产量的一项重要措施1。合理施用氮肥可以促进根系发育，增强作物吸收水分、养分的能力，提高产量，进而实现小麦高产优质和减轻或避免氮素对环境的污染2。追施氮肥可以提高植株叶片叶绿素含量，改善光合性能，延长绿叶功能期，增加光合产物的积累，从而实现小麦产量的突破3。有研究表明，拔节期追肥较其他时期追肥产量及构成因素较为协调，产量最高。小麦灌浆特征参数和干物质积累量除受品种本身的生物学特性影响外，受氮肥底追比例的影响较大4-6。石书兵等7研究表明，施氮量相同时，施氮模式显著影响小麦产量。石玉等8认为，在相同施氮量条件下，改变氮肥底追比例可有效调节植株和籽粒对氮素的吸收转运。因此，合理的氮素运筹可以保证小麦生长发育期间良好的氮素营养供应，协调营养生长与生殖生长之间的关系，从而使小麦生产达到高产优质的目的9。前人关于氮肥运筹对小麦生理特性、产量和品质等方面进行了大量研究10-13。本研究通过在大田条件下对相近生态区（山西，河南，山东）的不同小麦高产品种在同一地点进行氮肥底追比试验，旨在探明品种的高产特性与氮肥合理施用方式，为小麦高产高效栽培提供理论依据。 1材料与方法 1.1试验设计 试验于xxxx年度安排在临汾市尧都区吴村镇洪堡村农场，玉米秸秆还田后旋耕2遍播种，土壤理化性质：有机质14g/kg，碱解氮57mg/kg，速效磷22.3mg/kg，速效钾135.0mg/kg。采取裂区设计：主区为相同施氮量下，3个氮肥底追比(A)。即施纯N270kg/hm2下，底追比3:7(A1)、底追比5:5(A2)和底追比7:3(A3)；副区为3个品种(B)，即尧麦16(B1)、安麦16(B2)和泰山4241(B3)；共计9个处理，3次重复，小区面积8m4m=32m2。按试验设计量施入底氮，磷钾肥全部底施，磷钾亩施用量为P2O58kg，K2O6kg；剩余氮肥于拔节期（旗叶露尖）结合浇水追施。玉米秸秆还田后先旋耕一遍，第二遍旋耕、播种、镇压一次性完成；生育期浇越冬水和拔节水。 1.2测定项目与方法 1.2.1SPAD值测定采用日本SPAD-502型叶绿素计测定叶片的SPAD值。花后7天每隔一周9:00随机选取长势和大小相似的叶片，测定倒1、倒2、倒3叶，每个处理重复5次。 1.2.2籽粒灌浆特性分析用Logistic方程Y=K/(1+eA+Bt)拟合籽粒千粒重(Y)随开花后天数(t)的变化规律。式中，K为千粒重潜力值，A和B为参数。根据Logistic方程和该方程的一级和二级导数，推导出籽粒灌浆渐增期(T1)、快增期(T2)、缓增期(T3)、灌浆持续天数(T)、籽粒平均灌浆速率(R)和最大灌浆速率(Rmax)。 1.2.3植株干重各小区在定点调查样方外，随机取20株装入密封塑料袋，带回室内将植株按叶片、茎杆、穗部、颖壳、籽粒分开，在105烘箱内杀青30min后，再在80烘24h至恒重。 1.2.4产量构成、产量和穗部性状收获期在小区2个调查样方中的1个内随机拔取行长20cm全部植株，随机取5株，去除穗粒数小于5粒穗数后，准确计数有效成穗数，并调查每穗粒数，求平均值为穗粒数；各处理收获2个未取样调查样方外，再随机取3个1.0m2，脱粒，风干后称重；数取500粒称重，换算成千粒重，2次重复（重复间相差0.5g），在80下烘至恒重，计算籽粒风干含水率，按13%含水率计算千粒重和产量。 1.3数据分析 试验数据用Excel和DPS软件进行分析。 2结果与分析 2.1氮肥底追比对品种产量及其构成的影响 由表1知，B1成穗数随氮肥底施比例增加先降低后升高，A1最高；氮肥底追比对B2和B3成穗数影响相对较小。氮肥底追比对3个品种穗粒数影响较小。B1千粒重受氮肥底追比影响较小，B2随氮肥底施比例增加而降低，B3则相反。随氮肥底施比例增加B1产量降低，B2先降低后升高，B3先升高后降低，B1和B2均在A1处理下产量最高，B3在A2处理下产量最高，且3个品种中B3的产量最高。 2.2氮肥底追比对品种旗叶SPAD值的影响 由图1知，开花后，B1SPAD值随氮肥底追比例增加先升高后降低，花后1421天，3种氮肥底追比对SPAD值差异较小，花后28天，A3SPAD值下降至18.46；花后21天内3种氮肥底追比对B2SPAD值影响较小，花后28天，A1SPAD值下降至32.86，A3SPAD值下降至28.64；氮肥底追比对B3SPAD值影响较小，花后28天，各处理下SPAD值均较高。由此可以说明，B1和B2以A2处理、B3则以A1处理有利于保持叶片较持久功能期，促进光合作用、干物质的生产和积累，有利于产量的形成和提高。 2.3氮肥底追比对品种灌浆特性的影响 由表2知，用Logistic方程对籽粒灌浆进程进行拟合，千粒重(Y)与花后天数(t)的拟合方程见表2，经R2检验达极显著水平，说明方程可以客观反映氮肥底追比对3个小麦品种籽粒灌浆进程的影响。B1和B3的灌浆参数变异系数大于B2，说明氮肥底追比对B1和B3的灌浆过程影响变大于B2。B1灌浆阶段持续时间(T2、T3)和阶段灌浆速率(R2、R2、R3)随底施比例增加而增加，籽粒平均灌浆速率(R)和最大灌浆速率(Rmax)随底施比例增加先升高后降低；B2籽粒灌浆特性参数均随底施比例增加而增加；B3灌浆阶段持续时间(T2、T3)、灌浆持续天数(T)和阶段灌浆速率(R2、R2、R3)随底施比例增加先升高后降低，籽粒平均灌浆速率(R)和最大灌浆速率(Rmax)随底施比例增加而增加。说明氮肥底追比对小麦籽粒灌浆的影响因品种而异。灌浆时间的变异系数基本都大于灌浆速率，说明灌浆时间更易受氮肥底追比的影响。 2.4氮肥底追比对品种干物质转移和积累的影响 由表3知，B1灌浆期茎叶干物质转移量和穗部积累量随氮肥底施比例增加而升高，A3最高，总积累量随氮肥底施比例增加先升高后降低，A2最高；B2灌浆期穗茎叶干物质转移量随氮肥底施比例增加而降低，穗部积累量和总积累量随氮肥底施比例增加先升高后降低，A2最高；B3灌浆期穗茎叶干物质转移量随氮肥底施比例增加而降低，穗部积累量和总积累量随氮肥底施比例增加先降低后升高，A3最高。3个品种灌浆期总积累量为B3B2B1，因此，B3光合产物积累量高，这与灌浆后期功能叶衰退慢，光合时间长有关。 3结论与讨论 连续多年秸秆还田后，土壤肥力提高，适当增加氮肥追肥比例，更有利于高产。试验表明，尧麦16和安麦16产量均在3:7处理下最高，分别为6839.93kg/hm2和6202.2kg/hm2，泰山4241产量在5:5处理下最高，达7629.23kg/hm2。品种间以泰山4241产量最高，安麦16产量最低。 朱新开等14研究认为，叶片SPAD值因小麦品种和生育时期而异。蔡剑等15结果表明，追施氮肥可以改善旗叶光合性能，增加光合产物的积累。本试验结论与二者研究结果一致。本试验结果表明，不同氮肥底追比处理下，品种间以泰山4241叶片SPAD值均表现为最高，且在底追比3:7处理下表现最高，尧麦16和安麦16在底追比5:5处理下表现最高。说明适宜的氮肥底追比例有利于提高叶绿素含量，延缓叶片衰老进程，促进光合作用，提高旗叶后期的物质生产能力，从而有利于产量的形成和提高。 徐莹等16研究认为，灌浆后期适当增加氮肥能延长灌浆持续时间，促进开花前营养贮存的干物质在花后向籽粒转运。霍中洋等17认为，小麦生育后期适量施用氮肥能够改善小麦后期氮素营养，改观籽粒灌浆特征参数。本试验结果表明，不同品种的灌浆参数对氮肥底追比的响应不尽一致，尧麦16和泰山4241灌浆参数变异系数大于安麦16，说明氮肥底追比对尧麦16和泰山4241的灌浆过程影响大于安麦16，这与杨茹等18研究结果一致。氮肥底追比3:7和5:5处理3个品种灌浆参数表现趋势相同，后期追肥比例减少，3个品种灌浆参数有所变化，说明氮肥底追比对籽粒灌浆速率有一定的影响。不同氮肥底追比处理下，泰山4241的灌浆持续时间和灌浆速率均表现较高，说明灌浆速率也受品种本身生物学特性影响，这与韩金玲等6研究结果一致。本试验结果还表明，灌浆时间的变异系数基本都大于灌浆速率，说明灌浆时间更易受氮肥底追比的影响。这与韩金玲研究结果相反，这可能与品种以及地力条件不同有关。 尧麦16和安麦16总积累量以5:5最高，泰山4241总积累量则3:7最高，说明后期追氮比例增加能延长绿色器官的功能期，提高光合源生产力。邵云等19研究表明，氮肥水平影响小麦灌浆期叶源同化物向籽粒中分配的比例，不同品种的反应程度不同，这与本试验结论一致。本试验结果显示，泰山4241灌浆后期功能叶衰退较慢，叶源生产能力强，能为籽粒发育提供较多的营养物质，从而为获得较高产量提供物质保证。 笔者在试验中选用相近生态区（山西，河南，山东）的3个小麦高产品种在同一地点进行氮肥底追比试验，通过对各处理下小麦SPAD值、灌浆特性、干物质转移和产量及其构成进行了研究，得到的结果对当地小麦高产栽培有一定的意义。但如果结合相关品质方面的指标，更有利于小麦产量品质同步提高。因此，下一步工作应对籽粒品质方面应做相应的研究。 参考文献 1宋飞，李世清，王辉.施氮对灌浆期冬小麦不同叶片SPAD值及光合速率的影响J.麦类作物学报，xx，26（6）：172-174. 2李延亮，谢英荷，洪坚平.施氮量对晋南旱地冬小麦光合特性.产量及氮素利用的影响J.作物学报，xx，39（4）：704-711. 3林同保，崔国金，王志强.拔节期水氮运筹对冬小麦籽粒灌浆期叶片光合特性及水分利用效率的影响J.麦类作物学报，xx，29（4）：627-631. 4康国章，郭天财，朱云集，等.不同生育期追氮对超高产小麦生育后期光合特性及产量的影响J.河南农业大学学报，2000，34（2）：103-106. 5杨文平，郜庆炉，胡喜巧，等.追氮时期对小麦品种矮抗58籽粒灌浆特性的影响J.吉林农业科学，xx，34（6）：51-53. 6韩金玲，杨晴，张敏，等.施氮方式对冬小麦品种京冬11籽粒灌浆特性及产量的影响J.麦类作物学报，xx，31（6）：1107-1110. 7石书兵，马林，石庆华，等.不同施氮时期对冬小麦籽粒蛋白质组分及其动态变化的影响J.植物影响与肥料学报，xx，11（4）：456-460. 8石玉，于振文，王东.施氮量和底追比例对小麦氮素吸收转运及产量的影响J.作物学报，xx，32（12）：1860-1866. 9冯波，刘延忠，孔令安，等.氮肥运筹对垄作小麦生育后期光合特性及产量的影响J.麦类作物学报，xx，28（1）：107-112. 10武文明，陈供俭，李金才，等.氮肥运筹对孕穗期受渍冬小麦旗叶叶绿素荧光与籽粒灌浆特性的影响J.作物学报，xx，38（6）：1088-1096. 11武文明，李金才，陈供俭，等.氮肥运筹对孕穗期受渍冬小麦穗部结实特性与产量的影响J.作物学报，xx，37（10）：1888-1896. 12石祖梁，顾克军，杨四军，等.氮肥运筹对稻茬小麦干物质、氮素转运及氮素平衡的影响J.麦类作物学报，xx，32（6）：1128-1133. 13姜丽娜，贺远，邵云，等.氮肥运筹对豫中地区小麦旗叶生理特性及籽粒产量的影响J.麦类作物学报，xx，31（5）：875-881. 14朱新开，盛海君，顾晶，等.应用SPAD值预测小麦叶片叶绿素和氮含量的初步研究J.麦类作物学报，xx，25（2）：46-50. 15蔡剑，邹薇，陈和，等.施氮水平对啤酒大