不同氮肥施用方式对国麦301灌浆速率和产量的影响

倪永静，刘红杰，陈 雷，朱培培，黄建英，胡 新

（商丘市农林科学院，河南商丘476000）

不同氮肥施用方式对国麦301灌浆速率和产量的影响

倪永静，刘红杰，陈 雷，朱培培，黄建英，胡 新

（商丘市农林科学院，河南商丘476000）

为了给小麦新品种国麦301在黄淮麦区大面积推广提供适宜的栽培措施，研究在玉米秸秆100%粉碎还田条件下，不同施氮方式对国麦301灌浆速率和产量的影响。结果表明，施氮量为0 kg/hm2的空白对照比其他处理晚1 d进入拔节期，提前2 d成熟；各处理间灌浆速率均在花后20 d达到峰值，且花后各时期灌浆速率均以N4处理（300 kg/hm2、基追比5∶5）下达最大值；最大灌浆速率与施氮量之间相关系数最大（r＝0.951 4**）；千粒质量和株高在施氮量最高处理下（300 kg/hm2）达到最大值，分别为43.31 g，79.70 cm；成穗数、穗粒数和产量均在N3（262.5 kg/hm2、基追比5∶5）处理下达最大值，分别为675.60万穗/hm2，37.73粒/穗，8 580.30 kg/hm2；N3与N4处理间穗粒数差异达到极显著水平，成穗数和产量差异不显著。总的来看，在秸秆还田条件下，最适宜施氮量为262.5 kg/hm2。

秸秆还田；施氮量；灌浆速率；产量

黄淮地区是我国主要粮食作物小麦的主产区[1-2]，寻找适宜的栽培技术对小麦增产、农民增收至关重要。作物秸秆含有作物必需的氮、磷、钾等营养元素。提高秸秆的还田率和利用率，不仅能减少资源的浪费和环境污染，还可以提高作物产量，具有良好的经济效益和社会效益[3]。氮素是植物体内调控植物生长和产量形成的重要因素[4]，施氮是提高小麦产量的重要措施之一。李春喜等[5]研究表明，在不同氮肥处理中，适量追施氮肥可明显延缓功能叶片的衰老，从而有利于籽粒灌浆，提高产量。尹建义等[6]研究表明，降低底肥施用比例，增施拔节肥，有利于协调群体与个体的关系，优化群体组成和产量结构。张霞等[7]研究表明，不同氮素水平及等量氮肥不同基追比例施用，小麦籽粒产量差异不显著，过量施用氮肥后产量反而有所下降。目前关于施氮量对小麦的产量及其产量构成因素的影响方面，研究人员进行了诸多研究[8-11]，但在秸秆还田条件下包括农民传统施肥方式在内的不同施氮方式对冬小麦灌浆速率和产量的影响研究很少。

本研究以河南省审新品种国麦301为材料，研究秸秆还田条件下不同施氮量以及基追比对小麦灌浆速率和产量的影响，旨在为黄淮麦区小麦新品种国麦301的高产、稳产以及推广种植提供合理的栽培方法和理论依据。

1 材料和方法

1.1 材料

供试小麦为河南农业大学国家小麦工程技术研究中心选育的高产抗白粉病小麦新品种国麦301。

1.2 试验地概况

试验于2013—2014年在商丘市夏邑县种粮大户大田里进行，前茬作物为玉米，玉米秸秆全部机械粉碎还田。土质为两合土，地势平坦，肥力均匀，有机质含量1.81%，碱解氮118.26 mg/kg，速效磷29 mg/kg，速效钾125 mg/kg。

1.3 试验设计

表1 施肥处理

试验共设置6种施肥方式，施氮水平分别为：（1）187.5 kg/hm2（基追比5∶5）；（2）225 kg/hm2（基追比5∶5）；（3）262.5 kg/hm2（基追比5∶5）；（4）300 kg/hm2（基追比5∶5）；（5）农民传统施肥方法225.0 kg/hm2（基追比7∶3）；（6）0 kg/hm2，作为空白对照。随机区组设计，3次重复。小区面积为17.22 m2（2.16 m× 7.97 m），各处理基本苗统一定为300万/hm2。田间管理按照高产田常规管理方法进行。具体处理如表1所示。

1.4 测定项目及方法

1.4.1 小麦主要生育时期总茎数及产量计算 调查并记录每个处理的生育时期，并于越冬期、拔节期、成熟期调查小麦总茎数。产量按小区进行收割、脱粒、晾晒，直至恒质量，最后换算成公顷产量；公顷穗数由行穗数进行换算，数1 m双行；收获时随机抽取10株麦穗测定穗粒数；千粒质量在晒干至恒质量时随机取样进行数粒，数2个500粒，二者差异在0.5 g之内。

1.4.2 小麦灌浆速率 灌浆速率是指小麦灌浆期间粒质量的日增长量，测定方法：从开花后第5天开始取样，每隔5 d取1次，直到成熟收获。每次在标注生育进程一致的样点内随机取10穗，在105℃下杀青后85℃烘干称质量，折算千粒质量，从而计算出灌浆速率。

其中，Gn＋5为第n＋5天的千粒干质量（g）；Gn为第n天的千粒干质量（g）。

1.5 统计分析

采用SPSS 20数据处理系统进行数据统计分析，并用Excel作相关分析。

2 结果与分析

2.1 不同施氮方式对国麦301生育进程的影响

表2 不同施氮方式处理下的生育时期

从表2可以看出，各处理于2013年10月12日播种，随后的出苗期、分蘖期、越冬期、返青期均相同，但从拔节期开始，N1～N5处理均在同一天进入拔节期，N6（施氮量为0 kg/hm2）处理推迟1 d进入拔节期；并且抽穗期和开花期，N6处理均比前5个处理推迟1 d。各处理从拔节期到抽穗期，以及从抽穗期到开花期分别经历了41，7 d；成熟期也是只有N6处理比其他5个处理提前2 d。所以，N1～N5处理生育期均为274 d，N6处理生育期为272 d。除了不施氮处理，不同施氮量的处理之间各生育期无差异。结果表明，只有在氮素严重缺乏的情况下，才会影响到国麦301的生育时期。施氮量在187.5～300 kg/hm2时，国麦301生育时期无差异。

2.2 不同施氮方式对国麦301主要生育时期总茎蘖数及成穗率的影响

表3 不同施氮方式对国麦301主要生育时期总茎蘖数及成穗率的影响

由表3可知，不同施氮方式对国麦301主要生育时期总茎蘖数及成穗率有极显著影响。总体上讲，不施氮处理的主要生育时期群体及成穗率与其他处理的差异均达到极显著水平。越冬期群体随着基肥的增多呈持续增加的趋势。N5（基肥157.5 kg/hm2）处理的越冬群体最高，达812.55万/hm2，其次是N4（基肥150 kg/hm2）处理（799.20万/hm2），二者之间的差异达到显著水平。N5处理的越冬群体比N4，N3（基肥131.25 kg/hm2），N2（基肥112.5 kg/hm2），N1（基肥93.75 kg/hm2），N6（基肥0 kg/hm2）处理分别多1.67%，2.54%，4.98%，9.61%，11.12%。这说明，在秸秆还田条件下，幼苗时期土壤中的氮素会被分解秸秆的微生物吸收导致小麦生长缓慢，群体质量下降，所以，足量的基肥是越冬群体达到优势质量的保证。拔节期群体与施氮量呈极显著正相关，r＝0.980 1**，除不施氮处理外，其他处理之间差异均不显著。N4处理的拔节群体最高，为1 401.30万/hm2，比N1，N6处理分别高3.03%，13.48%，N1处理拔节群体比N6处理高10.14%。从相关分析结果看，成熟期群体与施氮量之间呈正相关关系（r＝0.970 0），并且成熟群体受追肥的影响（r＝0.968 4）大于基肥的影响（r＝0.867 8）。成熟期群体在N3（追肥131.25 kg/hm2）处理下达最高值（675.60万/hm2），与N4（追肥150 kg/hm2）处理之间差异不显著，与N1（追肥93.75 kg/hm2），N2（追肥112.5 kg/hm2），N5（追肥67.5 kg/hm2）处理之间达到极显著差异，N3处理成熟期群体比 N1，N2，N5处理分别高 8.61%，9.08%，11.24%。成穗率的变化趋势与成熟期群体一样，受追肥的影响较大（成穗率与追肥量、施氮总量的相关系数分别为r＝0.973 6，r＝0.760 0）。在N3处理下成穗率达最高值，为48.3%，与N4处理之间差异不显著，与N1，N2，N5，N6处理之间达到极显著差异。其中，N3处理的成穗率比N5，N6处理分别提高10.78%，21.97%。这说明适宜氮素可显著提高国麦301的群体质量和成穗率。

2.3 不同施氮方式对国麦301灌浆速率的影响

表4 不同施氮方式对国麦301灌浆速率的影响 g/（千粒·d）

从表4可以看出，国麦301的籽粒经历了“渐增期—快增期—缓增期”的灌浆过程，并且不同施氮方式对国麦301籽粒灌浆速率的影响达到极显著水平。总体来看，各处理灌浆速率变化均呈单峰曲线，各处理均表现为花后20 d灌浆速率最大，之后迅速下降。N4处理下的灌浆速率在整个灌浆过程中最高。N4与N3处理之间花后10 d和花后35 d的灌浆速率均达极显著差异，其他灌浆阶段无显著差异。花后5 d时灌浆速率为N4＞N3＞N2＞N5＞ N1＞N6，其中，N4处理比N1，N6处理分别增加5.39%，6.62%，其次是N3处理，比N1，N6处理分别增加4.43%，5.65%。花后20 d进入灌浆高峰期，N4处理的灌浆速率显著高于其他施氮方式，其次是N3处理，且二者之间差异不显著，其中，N4处理比N2，N5，N1，N6处理分别增加2.63%，4.33%，5.34%，10.42%。花后20 d灌浆高峰与施氮总量、基肥量、追肥量之间均存在极显著正相关关系，相关系数分别为r＝0.951 4**，r＝0.809 7**，r＝0.994 6**，这说明，灌浆高峰主要受追肥量的影响。花后35 d的灌浆速率同样受追肥量的影响较大（r＝0.978 2**），N4与N3处理之间达到极显著差异，N4处理比N2，N5，N1，N6处理分别增加18.32%，55.29%，58.33%，210.58%，这说明，追肥量的增加可以显著延长灌浆时间。从各处理灌浆趋势看，施氮总量尤其是追肥量的增加显著提高最大灌浆速率，减缓灌浆速率的下降幅度，从而增强国麦301的平均灌浆速率，延长灌浆时间，加快籽粒干物质积累。

2.4 不同施氮方式对国麦301产量及构成因素的影响

从表5可以看出，不同施氮方式对国麦301产量及构成因素有极显著影响。成穗数、穗粒数以及产量都是随着施氮量的增加呈现先增加后减少的变化趋势，且在N3处理下为最大值，分别为675.60万穗/hm2，37.73粒/穗，8 580.30 kg/hm2。其中，N3处理穗粒数与其他处理间达到极显著差异，N3处理成穗数和产量与N4处理之间均无显著差异，与另外4种施氮方式的差异达到极显著水平；N3处理成穗数、穗粒数和产量比N5（农民传统方式）处理分别增加11.24%，19.13%，5.16%，比N6处理分别增加38.12%，32.06%，35.73%。千粒质量的变化趋势随着追肥量的增加而增加，呈极显著正相关线性关系（r＝0.948 1**），在N4处理下达最高值，为43.31 g，与N3处理之间差异不显著，但显著高于其他处理。

2.5 不同施氮方式对国麦301株高的影响

从表5可以看出，国麦301株高随着施氮量的增加而增加，株高与总施氮量之间呈极显著的正相关（相关系数为0.993 8**）。N4处理下株高最高，为79.70 cm，N6处理株高最低，仅为67.10 cm，且N4处理株高比N6处理增加18.78%，比N5（农民传统方式）处理增加4.42%。但在灌浆后期，N4处理下有轻微倒伏现象，导致产量有小幅度下降。这说明氮素对国麦301株高有着极显著的影响，适宜的氮素可有效提高植株高度，提高叶片光合利用率，显著增加籽粒干物质积累；但较高的茎秆易倒伏，且倒伏后将影响籽粒灌浆，导致千粒质量降低，从而影响籽粒产量。

表5 不同施氮方式对国麦301产量及构成因素的影响

3 结论与讨论

适宜的施氮量提供了适量的氮素，可有效促进小麦根、蘖、茎、叶等营养器官的生长发育并增强其功能，优化群体结构，改善群体质量，增加小麦绿叶面积，增强光合作用，增加营养物质积累量等，有利于花、籽粒等生殖器官的发育和生长，对提高分蘖成穗率和促进穗多、穗大、增加粒质量具有重要的作用[12-14]，从而可以增加小麦产量和改善品质。

3.1 不同施氮方式对国麦301的生育时期和群体质量有显著影响

毕英杰[15]研究表明，微生物在分解玉米秸秆时，需要吸收土壤中的氮、磷和水分。因此，当基肥不足时，就会出现与作物争水、争肥现象，影响小麦的生长发育，进而影响小麦正常的生育时期。在本试验中，不施氮从拔节期到开花期明显晚于施氮处理。余松烈[16]和吴进东等[17]研究表明，如果在成熟后期土壤有效氮不足，会加速植株茎、叶、鞘中氮素过早降解，向籽粒转移，从而导致早衰，这与本试验结果一致。

3.2 施氮方式对国麦301灌浆速率和株高有显著影响

刘义国等[18]研究表明，指出秸秆还田配施氮肥处理能提高小麦灌浆速率，加快籽粒干物质积累，而且能延缓作物衰老，从而延长光合产物积累转化时间，增加粒质量。有研究表明[16，19-21]，当在营养生长期供氮量不足时，易引起绿色叶片比例下降，在籽粒灌浆时则会影响灌浆强度和缩短灌浆时间，从而限制籽粒产量的提高；当供氮量过大时，分蘖形成过多，叶片长势过旺，节间的伸长导致茎秆产量过分增加，而籽粒产量增加有限，穗粒数减少，同时植株易倒状，严重限制产量提高。在本试验中，不同施氮方式对国麦301的最大灌浆速率、平均灌浆速率以及灌浆持续期均有极显著的影响。其中，最大灌浆速率受追肥量的影响最大，其次为花后35 d，这说明，适宜追肥量可有效提高最大灌浆速率，延长灌浆时间，增加粒质量。这与曹燕燕等[22]研究一致，与赵城等[23]的研究不一致。

3.3 施氮方式对国麦301产量及其构成因素有显著影响

张定一等[24]研究表明，在施氮量0～300 kg/hm2范围内，大部分小麦品种以施氮150 kg/hm2处理产量最高，施氮量增加到300 kg/hm2时产量反而降低。施氮量对小麦籽粒产量的影响表现为在一定范围内随施氮量的增加，籽粒产量提高，超过一定范围籽粒产量增加不明显，甚至降低[25]。本试验中，秸秆还田条件下，施氮总量在262.5 kg/hm2下产量最高，在300 kg/hm2下产量有所下降，但与最高产量无显著差异。这说明，适当增加施氮量可有效提高秸秆利用率，不同地区不同品种的最适宜施氮量会有不同，但过多施用氮肥的结果却相一致：增加农业生产成本、降低籽粒产量，造成肥料污染。

［1］于振文，田奇卓，潘庆民，等.黄淮麦区冬小麦超高产栽培的理论与实践[J].作物学报，2002，28（5）：577-589.

［2］刘路平，朱传杰，简俊涛，等.黄淮麦区小麦新品种（系）的遗传多样性分析[J].麦类作物学报，2013，33（6）：1128-1133.

［3］李万良，刘武仁.玉米秸秆还田技术研究现状及发展趋势[J].吉林农业科学，2007，32（3）：32-34.

［4］刘永环，贺明荣，王晓英，等.不同氮肥基追比例对高温胁迫下小麦籽粒产量和品质的影响 [J].生态学报，2009，29（11）：5930-5935.

［5］李春喜，姜丽娜，代西梅，等.小麦氮素营养与后期衰老关系的研究[J].麦类作物学报，2000，20（2）：39-41.

［6］尹建义，董全才，易杰忠，等.氮肥运筹对小麦产量及品质的效应研究[J].作物杂志，2006（3）：64-66.

［7］张霞，罗延庆，张胜全，等.不同氮肥运筹对冬小麦产量、蛋白质及其组分的影响[J].干旱地区农业研究，2007，25（2）：45-49.

［8］SIMONETTA F，ROSELLA M，FRANCESCO G.The effect of nitrogenous fertilizer application on leaftraits in durum wheatin relation to grain yield and development[J].Field Crop Res，2009，110（1）：69-75.

［9］XUE LH，CAO WX，YANGL Z.Predicting grain yield and protein contentin winter wheatatdifferent Nsupply levels using canopy reflectance spectra[J].Pedosphere，2007，17（5）：646-653.

［10］范仲学，王志敏，梁振兴，等.氮锌配施对不同冬小麦品种产量及锌营养的影响[J].中国生态农业学报，2005，13（3）：79-81.

［11］王月福，于振文，李尚霞，等.土壤肥力和施氮量对小麦氮素吸收运转及籽粒产量和蛋白质含量的影响 [J].应用生态学报，2003，14（11）：1868-1872.

［12］ZHUDQ.Severalphysiologicalparameters in relation to grain protein content in winter wheat（Triticum aestivum）[J].Acta Agronomica Sinica，1991，17（2）：135-144.

［13］DECHARD E L.Nitrate reductase assays as prediction teat for crosses and lines in spring wheat[J].Crop Sci，1978，18：289-294.

［14］盛华安，张明慧，周永寿.小麦氮肥后移技术对产量的影响[J].安徽农学通报，2003，9（3）：64-77.

［15］毕英杰.玉米秸秆还田技术存在问题及解决措施 [J].现代农业，2010（8）：21.

［16］余松烈.山东小麦[M].北京：中国农业出版社，1996.

［17］吴进东，丁广礼.氮肥运筹对孕穗期渍害冬小麦灌浆特性的影响[J].天津农业科学，2013，19（1）：24-28.

［18］刘义国，林琪，王月福，等.秸秆还田与氮肥耦合对冬小麦光合特性及产量形成的影响 [J].中国生态农业学报，2007，15（1）：42-44.

［19］李金才，尹钧，魏凤珍.播种密度对冬小麦茎秆形态特征和抗倒指数的影响[J].作物学报，2005，31（5）：662-666.

［20］徐磊，王大伟，时荣盛，等.小麦基部节间茎秆密度与抗倒性关系的研究[J].麦类作物学报，2009，29（4）：673-679.

［21］王成雨，代兴龙，石玉华，等.氮肥水平和种植密度对冬小麦茎秆抗倒性能的影响[J].作物学报，2012，38（1）：121-128.

［22］曹燕燕，张璐，葛昌斌，等.不同秸秆还田和施肥方式对砂姜黑土地小麦生产的影响[J].天津农业科学，2016，22（5）：21-26.

［23］赵城，张敏，宋宵君，等.氮肥用量对糯小麦营养器官物质转运和籽粒灌浆特性的影响 [J].天津农业科学，2016，22（3）：17-22.

［24］张定一，党建友，王娇爱，等.施氮量对不同品质类型小麦产量、品质和旗叶光合作用的调节效应 [J].植物营养与肥料学报，2007（4）：535-542.

［25］姚金保，杨学明，马鸿翔，等.拔节期追施氮肥对宁麦16产量和品质的影响[J].麦类作物学报，2010，30（4）：727-730.

Effect of Different Nitrogen Fertilization Methods on Grain Filling Rate and Yield of Guomai 301

NIYongjing，LIUHongjie，CHENLei，ZHUPeipei，HUANGJianying，HUXin
（Shangqiu Academy ofAgriculturaland Forestry Sciences，Shangqiu 476000，China）

To provide appropriate cultivation measures in Huang-Huaiwheatarea,the paper studied the effectofdifferentnitrogen fertilization methods on grain filling rate and yield ofnew wheatcultivar Guomai301 under straw returning 100%crushing conditions. The results showed thatthe treatmentof0 kg/hm2N application（CK）was 1 day laterthan thatofother treatments into the jointing stage and 2 days mature ahead of the other treatments.The grain filling rate were the maximum in the 20 days after flowering peak of all treatments,and the grain filling rate of N4 treatment（300 kg/hm2,base topdressing ratio of5∶5）were maximum in every periods after flowering.It had the maximum correlation coefficient in the maximum grain filling rate between N application rate（r＝0.951 4**）. 1 000-grain quality and plantheightwere the maximum under the highestNapplication processing（300 kg/hm2）,43.31 g and 79.70 cm, respectively.Grain number perears,spike number and grain yield reached the highestvalues atthe N3（262.5 kg/hm2,base topdressing ratio of5∶5）treatment,37.73 grains,675.6×104per/hm2,8 580.30 kg/hm2,respectively.N3 and N4 interchange between spike grain number difference reached significant level,ear numbers and yield had not significant difference.According to the results,it was the optimum cultivation measure understraw-return and Napplication rate 262.5 kg/hm2.

strawmulching;nitrogen fertilizer;grain filling rate;yield

S512.1

：A

：1002-2481（2017）09-1475-05

10.3969/j.issn.1002-2481.2017.09.20

2017-04-07

国家现代农业产业技术体系专项资金（CARS-3-2-32）；河南省重大科技专项（161100110400）；河南省科技成果转化项目（N142201110026）

倪永静（1983-），女，河南滑县人，助理研究员，硕士，主要从事小麦遗传育种及栽培研究工作。胡 新为通信作者。