氮肥基追比对不同成熟型小麦叶片衰老及产量的影响

2015-10-09刘万代汪大伟

湖南农业科学 2015年3期

刘万代，张倩，汪大伟

（1. 河南农业大学国家小麦工程技术研究中心，河南郑州450002；2. 叶县种子管理站，河南叶县467200）

氮素是作物生长发育过程中必需营养元素之一。魏艳丽等[1]研究表明，不同施氮量对小麦营养器官干物质及产量的贡献率、各器官含氮量、分蘖成穗和产量的影响不同，且不同小麦品种对氮肥的敏感性不同。国内不少学者研究发现[2-4]，在总施氮量一定的前提下，适宜的氮肥基追比和追肥时期是小麦氮肥运筹的关键技术。李春喜等[5]研究表明，在不同氮肥处理中，中后期适量追氮可明显抑制叶绿素的降解，在一定程度上延缓功能叶衰老，有利于籽粒灌浆，提高产量。尹建义等[6]研究表明，降低前期氮肥施用比例，增施拔节肥、孕穗肥，有利于协调群体与个体矛盾，形成合理的群体结构和产量结构。

西农979 是高产、优质、半冬性中早熟小麦品种，2005年通过国家审定，在黄淮冬麦区广为种植。李学军[7]对其研究后认为，西农979 叶片光合速率高，开花后光合产物向籽粒中运转快，但其后期光合时间短，需要叶面喷肥维持后期干物质积累，而分次追施氮肥+灌浆期叶面追氮效果较好[8]。刘凤楼[9]研究认为，拔节期追施较大比例的氮肥对增加穗粒数有显著的作用，施氮量和氮肥基追比例对西农979 群体穗数的调控作用较大。邵云等[10]研究认为，在华北地区对西农979 而言，基施氮肥与拔节期追施氮肥的比例以5∶5为宜。豫农416 是集高产、优质、广适于一体的半冬性中早熟小麦新品种，2009年通过河南省审定，相继通过陕西、安徽等省认定，在黄淮麦区应用前景广阔。本试验在前人研究基础上探讨了氮肥不同基追比对两种成熟型小麦全生育期叶面积、旗叶SPAD 值以及产量的影响，以期为不同成熟型小麦品种合理运筹氮肥实现高产栽培提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验设计

供试材料为豫农416 和西农979，前者成熟落黄好[11]，后者易早衰。试验于2012～2014年在河南农业大学科教园区进行。试验地0～20 cm 土层土壤有机质含量为14.89 g/kg，全氮为0.79 mg/kg，碱解氮为46.63 mg/kg，速效磷为64.32 mg/kg，速效钾为128.00 mg/kg。试验采用随机区组排列，重复3 次。小区长5.5 m，宽2.9 m。三叶期定苗，留基本苗225 万苗/hm2。全生育期施纯氮240 kg/hm2、P2O5120 kg/hm2、K2O 120 kg/hm2。磷钾肥作为基肥随土壤耕翻一次性底施，设置5个氮肥基追比例：10∶0、7∶3、5∶5、3∶7、0∶10，分别用N1、N2、N3、N4、N5 表示，氮肥分底施和拔节期追施。其他管理同一般高产田。

1.2 测定项目及方法

群体动态调查在三叶期定苗时进行，每小区选择1个固定样点（双行，行长1 m），调查各生育时期的群体质量。叶面积指数分别在越冬期、返青期、拔节期、抽穗期、开花期、花后10 d、花后20 d、花后30 d 和成熟期调查，每小区分别取有代表性的植株5 株，采用烘干称重法计算小麦绿叶面积及叶面积指数。旗叶SPAD 值采用SPAD-502 型叶绿素测定仪测定旗叶的SPAD 值。每次测定时间为上午10:00 左右，选取长势均匀的完全展开的旗叶，分别测定叶片底部、中部和顶部三处的SPAD 值，然后取其平均值。测定时避开叶脉。成熟期各小区全部收获计产，每小区收获固定样点的双行进行考种，调查穗数、穗粒数、千粒重、分蘖成穗率等产量构成因素指标。

1.3 数据分析

采用M icrosoft Excel 2003 进行数据整理和SPSS统计分析软件进行显著性检验。

2 结果与分析

2.1 氮肥基追比对小麦各生育时期叶面积指数的影响

不同追氮处理对小麦各生育期叶面积指数的影响差异达到显著水平。由图1、图2 可以看出，两品种各生育时期均以处理N5 叶面积指数最小，拔节前豫农416 以处理N1 的叶面积指数最大，而西农979 则以处理N1、N2、N3 较大。拔节后各处理叶面积指数迅速增大，且两个品种均以处理N4 增长速度最快，叶面积指数在孕穗期达到最大，之后开始下降，开花后豫农416 各处理之间差异不显著，而西农979 则以处理N2、N3 最大，花后20 d 时各处理之间差异不显著。由此可以看出，施肥有利于增大小麦叶面积指数，提高追氮比例有利于增大早衰品种西农979 叶面积指数，有效延缓生育后期叶片的衰老，且表现为处理N3>N2>N4>N1>N5，对正常成熟品种豫农416 生育后期叶片衰老无显著影响。

图1 氮肥基追比对豫农4 1 6各生育时期LA I的影响

图2 氮肥基追比对西农979 各生育时期LAI 的影响

2.2 氮肥基追比对小麦各生育期旗叶SPAD值的影响

图3 氮肥基追比对豫农416 各生育期叶片SPAD 值的影响

图4 氮肥基追比对西农979 各生育期叶片SPAD 值的影响

小麦旗叶的SPAD 值和叶绿素含量有良好的相关性，因此，可以用SPAD 值表达叶绿素含量的变化趋势。由图3、图4 可以看出，孕穗期两品种均以处理N1叶片SPAD 值最大，随着氮肥基施比例的降低而减小，豫农416 的N1、N2 处理SPAD 值明显大于西农979。各处理SPAD 值由于追氮比例不同存在一定的差异，小麦开花后，豫农416 处理N5 的旗叶SPAD 值最大，但与处理N2、N3、N4 之间差异不显著，而西农979 则以处理N4 最大，N3 次之。灌浆后期各处理的SPAD 值迅速下降，与处理N1 相比，豫农416 追氮处理增加幅度大于西农979。由此可见，充足的底氮供应有利于提高小麦生育前期叶片的SPAD 值，追施氮肥可以使旗叶SPAD 值在后期维持较高水平，且追氮处理对增大豫农416 后期旗叶SPAD 值作用大于西农979。

2.4 氮肥基追比对小麦群体质量的影响

由表1 可以看出，氮肥基追比例对不同成熟型小麦群体质量影响不同。不同氮肥基追比对两品种冬前及最高群体影响均达到显著水平，且均以处理N1 群体最大。豫农416 处理N5 的最高群体较其他处理最高群体少18.9%～50.4%，西农979 的N5 处理比其他处理少45.0%～87.1%，说明充足的底肥有利于前期小麦群体的发育。不同处理对成穗数的影响达到显著水平，两品种均以N3 处理最大，各处理单株成穗数与穗数变化趋势基本一致，两品种分蘖成穗率均随着追肥比例的增大而增大。由此可见，虽然加大追肥比例可以提高分蘖成穗率，但要获得较多成穂数，除了增大追肥比例以增加分蘖成穗率外还需充足的基肥比例保证足够群体。

表1 不同氮肥基追比对小麦群体质量的影响

2.5 氮肥基追比对小麦产量及其构成因素的影响

氮肥基追比对不同成熟型小麦产量及其构成因素有显著影响，追氮处理显著增加了小麦产量（表2）。从产量构成因素来看，氮肥底追结合可以显著增加穗数，而千粒重有所下降。从表1 可以看出，不同氮肥基追比对产量三因素的影响均达到显著水平。豫农416穗数及穗粒数均以N3 处理最多，西农979 则以处理N4 较大，而千粒重则随着追肥比例的增加而减小，均以N3 处理最小。从产量结果来看，两品种不同处理间差异均达到显著水平，豫农416 处理N3 的产量最高，达8 978.98 kg/hm2，氮肥全部基施的处理N1 产量为6 219.82 kg/hm2，处理N3 较N1 增产44.36%，氮肥全部追施的处理N5 产量为6 410.06 kg/hm2，处理N3 较N5 增产40.07%；西农979 处理N4 的籽粒产量最高，达8 288.77 kg/hm2，处理N1 和N5 的籽粒产量分别为4 712.86 kg/hm2、6 803.49 kg/hm2，较处理N1 和N5 分别增产75.88%、21.83%。由此可见，氮肥基追结合有利于实现产量构成因素的协同增加，进而提高籽粒产量，氮肥全部基施或一次性追施则产量三要素不协调，籽粒产量均较低。氮肥基追并施的处理N3 能促进正常落黄的豫农416 的成穂数、穗粒数显著提高（千粒重降低不明显），其籽粒产量最高，对于早衰型品种西农979 而言，处理N4（氮肥基追比3∶7）能促进其穂数、穗粒数，产量三要素相对协调，其籽粒产量较高。

表2 不同氮肥基追比对小麦产量及其构成因素的影响

3 讨论

叶片尤其抽穗后的旗叶是小麦生育过程中制造光合产物的重要光合器官，与植株的光合作用密切相关，直接影响到粒重和籽粒产量，而不同氮肥基追比对不同品种各生育时期的绿叶面积及旗叶的SPAD值影响不同[12-14]。李小霞[12]研究发现，增施氮肥能显著增加各个生育时期的绿叶面积，并且可持续到生育后期。卜冬宁[13]等研究表明，群体大小适宜的麦田适当加大追氮比例（50%～60%），可以实现延缓旗叶衰老，增加花后20 d 以后的旗叶干物质生产力，实现增加粒重、提高籽粒产量的目标。本试验结果表明，追氮比例的增加，增大了两品种生育后期的叶面积指数，减小了旗叶SPAD 值的下降幅度，这说明适当加大追氮比例，可以增加小麦叶面积和旗叶的SPAD 值，这与倪红山等[15]的研究结果一致。对比两品种可知，西农979叶面积指数较小，叶片衰老较快。与氮肥全部基施处理（N1）相比，氮肥基追并施有利于小麦生育后期叶面积指数的提高，但对豫农416 影响较小，对西农979影响显著，说明拔节期追肥有利于西农979 生育后期绿叶面积的增加。追氮处理也明显增加了旗叶SPAD值，延缓了旗叶的衰老，豫农416 追肥处理的SPAD值较氮肥全部基施的N1 增幅明显大于西农979，灌浆后期豫农416 以处理N5 最大，处理N5 与N3、N4之间差异不显著，而西农979 则以处理N4 最大，N3次之。由此可见，不同成熟型小麦品种对氮肥基追比的响应不同，在此试验条件下，氮肥基追并施对正常落黄品种豫农416 叶片衰老影响不明显，处理N3 则显著提高早衰型品种西农979 生育后期叶面积指数，延缓叶片的衰老；就旗叶SPAD 值而言，不同成熟型小麦品种对氮肥基追比的响应程度有别，处理N3、N4、N5 有利于正常落黄品种豫农416 旗叶SPAD 值的增加，以处理N5 效果最为显著，N2、N3、N4 处理有利于早衰品种西农979 旗叶SPAD 值的增加，以处理N4 效果最为显著。

有研究发现增加氮肥追施比例对中后期小麦营养生长、成产因素有促进作用，最终表现增产[16]。本试验中，不同氮肥基追比对豫农416 与西农979 的影响不同，氮肥基追并施能在保证足够群体的同时，提高分蘖成穗率，进而增加成穗数，正常落黄型豫农416处理N3 成穗数最多，早衰品种西农979 处理N4 的成穗数最多。产量构成因素随着追肥比例增加呈现不同的变化趋势，不同成熟型小麦品种实现产量构成因素协调的最适氮肥基追比不同，正常落黄品种豫农416 穂数、穗粒数以N3 处理最大，早衰型品种西农979 成穂数、穗粒数以N4 处理最多，千粒重随着追氮比例增大，而先减后增，以N5 处理最大。两品种氮肥基追并施皆通过三个产量构成因素的协同来增加产量，氮肥全部底施或全部追施均不利于小麦产量的增加，这与刘凤楼[9]的研究结果一致，但是由于两品种成熟型不同，最适基追比也不同，正常落黄型品种豫农416 以5∶5 处理的产量最高，而早衰型的西农979 则以3∶7 处理的产量最高。本研究施用总纯氮量为240 kg/hm2，且只在拔节期追施，由于不同地块肥力有别，不同类型小麦品种对氮肥的响应有差异，最佳施氮量也有差异，因此不同条件下的适宜氮肥基追比例尚需进一步研究。

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