不同施肥处理对砂姜黑土地小麦个体发育、灌浆特性及产量的影响

2016-07-25曹燕燕廖平安葛昌斌郭春强

江苏农业科学 2016年6期

曹燕燕++廖平安++葛昌斌++郭春强++黄杰++乔冀良

摘要：针对砂姜黑土土体结构较差、缺磷少氮、有效养分含量低的特性，设计4种不同施肥处理，探讨施肥对小麦各生育期群体数量、个体生育特性、灌浆特性及产量的影响。结果表明，增施肥料是提高砂姜黑土小麦产量的技术措施之一；科学施肥或在施用化肥基础上增施有机肥可改善土壤条件，提高土壤养分含量，促进小麦对养分的吸收，可改善个体经济性状，增加灌浆速率，提高穗粒数和千粒重，形成高产。

关键词：砂姜黑土；有机肥；小麦；个体发育；灌浆特性；产量

中图分类号： S512.106文献标志码： A文章编号：1002-1302（2016）06-0158-03

收稿日期：2015-08-12

基金项目：国家现代农业产业技术体系建设专项（编号：CARS-3-2-26）。

作者简介：曹燕燕（1982—），女，河南三门峡人，硕士，助理研究员，主要从事小麦新品种选育和高产栽培技术研究。E-mail：caoyan314@126.com。砂姜黑土是发育于河湖相沉积物上经脱沼泽作用而形成的半水成土[1]，是我国重要的中低产田土壤之一。目前，全国砂姜黑土耕地总面积约为400万hm2，而河南省作为全国重要的商品粮生产基地，砂姜黑土耕地面积高达 120万hm2，占河南省耕地总面积的14%[2-3]，是河南省面积最大的中低产类型土壤。在砂姜黑土区，小麦是最重要的粮食作物之一，对河南省粮食生产有着至关重要的作用。砂姜黑土缺磷少氮，有效养分含量低[4-5]，其“旱、涝、瘦、僵”的不良属性阻碍小麦前期根系发育及后期地上部分生长，产量低而不稳，不利于小麦播种，土地生产率低[6]。当前，农民仍以传统的“一炮轰”方式施肥为主，肥料结构不合理，重化肥而轻有机肥[7]，既影响小麦产量的进一步提高，同时又造成肥料资源的巨大浪费，污染环境。因此，寻找合适的施肥处理和肥料结构来改善小麦生长性状，进而提高砂姜黑土区小麦产量，已成为河南省急需解决的现实问题。

目前，施用不同氮、磷、钾等对小麦产量影响的研究较多[8-13]，但关于化肥和有机肥配施对砂姜黑土地小麦生育特性、灌浆特性及产量影响的研究较少。本试验在砂姜黑土区，设计4种不同的施肥处理，探讨其对小麦各生育期群体数量、个体生育特性、灌浆特性及产量的影响，旨在为河南省漯河市及生态条件类似地区砂姜黑土区的土壤改良以及冬小麦丰产高效施肥技术的应用提供理论依据和支撑。

1材料与方法

1.1试验地概况

试验于2014—2015年在河南省漯河市农业科学院试验基地进行，地处暖温带南部边缘，属于暖湿性季风气候。供试土壤为砂姜黑土亚类砂姜黑土属，0～20 cm耕层土壤有机质、全氮含量分别为18.64、1.01 g/kg，有效磷、速效钾含量分别为13.71、94.38 mg/kg，pH值为7.2。

1.2供试材料

供试小麦品种为新麦26，是当前黄淮流域大面积推广的强筋小麦品种，由河南省农业科学院植物营养与资源环境研究所提供。供试肥料为45%复合肥，N、P2O5、K2O含量分别为15%、22%、8%；57%磷酸二铵，N、P质量比为15 ∶ 42；氯化钾，以含K2O 57%计；尿素，含N 46%；精制有机肥。

1.3试验设计

2014年10月11日整地，采用大型机械深翻细耙，耕深25 cm；10月14日撒施化肥，10月15日播种小麦，播量为 195 kg/hm2，行距23 cm，播深3 cm。试验设4个处理：处理1，对照，不施任何肥料；处理2，常规施用化肥，45%复合肥750 kg/hm2加尿素225 kg/hm2，一次性施入底肥，使N ∶ P ∶ K为14.4 ∶ 11 ∶ 4；处理3，在处理2施肥的基础上，作为底肥增施商品有机肥1 500 kg/hm2；处理4，施入尿素145.335 kg、57%磷酸二铵285.750 kg/hm2、氯化钾131.550 kg/hm2作为底肥，使N ∶ P2O5 ∶ K2O为14 ∶ 8 ∶ 5，在拔节期施 217.950 kg/hm2 尿素作为追肥。试验小区长10 m，宽4.2 m，随机区组排列，重复3次。试验地前茬作物为大豆。

1.4测定项目及方法

1.4.1基本苗和总茎数待播种出苗整齐，各小区定1 m双行样段，调查基本苗；越冬始期、返青、起身、拔节、抽穗、扬花及成熟期在定点样段内调查总茎数或穗数。

1.4.2个体生长性状不同生育时期，各试验小区随机取样10株作为考察样本，调查小麦的主茎叶龄、次生根和分蘖数。

1.4.3籽粒灌浆速率小麦扬花期，各试验小区内选取生长一致且花期相同的主茎穗100个，挂牌标记；花后4 d开始取样，每隔4 d取样1次，直至成熟，每次取10穗，105 ℃杀青 30 min，80 ℃烘干至恒质量；揉出每穗全部籽粒，用1/10 000天平称质量，折算出千粒质量。

1.4.4收获指数各试验小区收获长2 m的双行样段，与地面齐平人工收割捆扎；整捆植株风干、脱粒，分别测定该样段的籽粒干质量和秸秆干质量，计算收获指数，公式为：收获指数=成熟期籽粒质量/成熟期地上部生物质量×100%。

1.4.5产量及产量构成因素各小区随机选取麦穗20个，计算穗粒数。同一小区多点取样20株带回室内，逐株考察单株穗数、穗长、每穗总小穗数、不孕小穗数。整个小区用奥地利生产的收割机收获计产。各样点晒干的籽粒准确计数 1 000 粒，测定千粒质量，重复3次。

1.5数据处理

采用Excel 2003软件进行统计分析；采用DPS 9.5软件进行差异显著性检验。

2结果与分析

2.1不同施肥处理对砂姜黑土小麦群体茎蘖数生长动态的影响

由图1可知，各处理小麦群体茎蘖数均随生育进程的推进呈先增加后减少的变化趋势，且均在起身期达到高峰；拔节期后，由于两极分化，群体茎蘖数呈急剧下降趋势，至扬花期基本趋于稳定；越冬期后，施肥处理的群体茎蘖数明显高于不施肥处理，与对照相比，处理4、处理3、处理2群体最高茎蘖数分别增加12.8%、10.5%、2.4%；成熟期，有效穗以处理4最大，处理3次之，处理2和对照的群体茎蘖数相对最小，且两处理无明显差异。因此，不同施肥处理对小麦群体茎蘖变化及成穗数的高低影响作用较大。

2.2不同施肥处理下砂姜黑土小麦各生育期个体的发育动态

2.2.1主茎叶龄由表1可知，小麦起身期，处理3、处理4的主茎叶龄相对较大，分别为10.61、10.49叶，与对照处理1差异显著（P<0.05）；抽穗期，处理3、处理4与处理2、处理1的主茎叶龄差异显著，这说明施用化肥的基础上增施有机肥或优化施肥，可以明显提高砂姜黑土地小麦的主茎叶龄。

2.2.2单株茎蘖由表2可知，越冬期、起身期各处理的单株茎蘖差别不大，相互间差异不显著；返青期各处理的茎蘖数有一定差异；拔节期，处理4、处理3的单株茎蘖显著高于处理2与对照；抽穗期，处理4的单株茎蘖数相对最高，为3.76个/株，显著高于处理2、处理1，与处理3差异不显著；单施化肥（处理2）与不施肥相比，小麦茎蘖数显著增加。这说明砂姜黑土施用化肥的基础上增施有机肥或优化施肥，可有利于小麦植株的生长，提高小麦的单株茎蘖数，增加小麦的分蘖成穗。

2.2.3单株次生根由表3可知，春季返青后，不同处理小麦的单株次生根数迅速增加，以满足小麦从土壤中吸收养分的需要；各生育期，处理3、处理4与对照的单株次生根差异均达显著水平；起身期，处理3、处理4的次生根数分别比处理1多6.22、6.84 条/株，这说明砂姜黑土地增施有机肥或优化施肥可起到促进侧生根生长的作用，与葛昌斌等的研究结果[14-15]一致。

2.3不同施肥处理下砂姜黑土小麦灌浆速率的变化

由图2可知，不同施肥处理下，小麦千粒质量遵循慢—快—慢的变化趋势，各个处理的籽粒灌浆进程呈“S”形曲线；花后8 d，4个处理的千粒质量差异不大；花后12 d，处理4、处理3的千粒质量增加迅速，到花后28 d达最高峰；花后各时期，对照的千粒质量相对最低。由图3可知，灌浆速率峰值出现在花后20 d，此时籽粒的灌浆速率增加较快；不同的施肥处理灌浆速率有一定的差异，处理4小麦的整个灌浆过程相对较快，并且持续时间较长，处理3、处理2次之；处理1小麦的灌浆速率相对较小且变化浮动较大，花后32 d灌浆速率开始下降。这说明优化施肥可使氮、磷、钾合理利用，拔节期追施氮肥能显著提高小麦对氮、磷、钾元素的吸收积累和籽粒的灌浆速度，进而提高籽粒产量；有机肥和化肥配施对提高籽粒的千粒质量作用也很明显；相比不施肥料，单施化肥对砂姜黑土小麦也有提高籽粒千粒质量的作用，但效果不明显。

2.4不同施肥处理对砂姜黑土小麦产量、产量构成因素和收获指数的影响

2.4.1产量由表4可知，处理4的经济产量相对最高，为

7 411.25 kg/hm2，比对照增产21.61%；处理3的经济产量为7 222.50 kg/hm2，比对照增产15.52%；处理4、处理3之间的经济产量差异不显著，但与处理2和对照差异显著，处理2与对照之间的经济产量差异也显著。这表明砂姜黑土地单施化肥对提高小麦产量有一定作用，但在施用化肥的基础上增施有机肥或优化施肥效果更为明显。

2.4.2产量构成因素成穗数、穗粒数和千粒质量是小麦产量构成的3个重要因素。由表4可知，各处理穗粒数和千粒质量高低依次为处理4>处理3>处理2>处理1，处理3、处理4、处理2与对照差异显著；4个处理的小麦成穗数差异不显著；处理3、处理4的穗长、单株成穗数和每穗总小穗数与对照差异显著；处理4的不孕小穗数相对最少，为2.97个，处理1的相对最多，为4.60个。这表明砂姜黑土增施化肥可以提高小麦的穗粒数和千粒质量，增施有机肥或平衡配方施肥对降低每穗不孕小穗数、提高每穗结实粒数，进而对提高产量具有显著的促进作用。

2.4.3收获指数收获指数是经济产量与生物学产量之比，是小麦增产的物质基础，其值越高，说明干物质分配到籽粒的比例也越高。由表4可知，处理4的收获指数相对最高，为42.26%，显著高于对照，与处理2、处理3差异不显著，这表明优化施肥可显著提高小麦的收获指数。

3小结

砂姜黑土质地黏重，肥力较低，小麦产量一直很低，如须提高砂姜黑土的小麦产量，可以增施肥料对砂姜黑土地进行改良[16]。本试验结果表明，单施化肥对砂姜黑土有一定的培肥作用，一定程度上也可提高小麦产量，但作用效果不明显；在施用一定化肥的基础上增施有机肥，可以增加土壤中有机质的含量，促进土壤团粒结构的形成，增加土壤的透气性，培肥地力，为小麦高产、稳产打下地力基础，同时还能促进小麦个体的生长发育，小麦穗长、结实小穗数和每穗总小穗数增加，不孕小穗数下降，穗粒数、千粒质量增长显著，经济性状改善；优化施肥使氮、磷、钾三元素科学合理使用，提高了小麦各营养器官的干物质积累，拔节期追施氮素能显著提高小麦对氮、磷、钾元素的吸收积累量、分蘖成穗率、穗粒数，进而提高籽粒产量。

砂姜黑土地土壤理化性质差，有机质含量低。采用基肥、追肥相结合的方法优化施肥或者在施用化肥的基础上增施有机肥，可改良砂姜黑土的不良特性，改善土壤条件，提高土壤养分含量，促进小麦对养分的吸收，提高小麦产量，同时也能改善小麦籽粒品质，这2种施肥措施都能从根本上解决砂姜黑土的地产状况。

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