氮、磷肥互作对春小麦种子活力的影响

2017-12-01新疆农业大学农学院乌鲁木齐83005新疆农业科学院奇台麦类试验站新疆奇台83800

种子 2017年10期

·，，，， ·， (.新疆农业大学农学院，乌鲁木齐 83005； .新疆农业科学院奇台麦类试验站，新疆奇台 83800)

氮、磷肥互作对春小麦种子活力的影响

迪里夏提·尔肯1，贾永红2，冯魁1，刘俊1，祖米来提·吐尔干1，石书兵1
(1.新疆农业大学农学院，乌鲁木齐 830052； 2.新疆农业科学院奇台麦类试验站，新疆奇台 831800)

春小麦是新疆主要的粮食作物，土壤中肥料施入量、施入比例不宜不仅会造成资源的浪费，还影响小麦种子的活力，限制了产量的提高。为明确施氮、磷肥与春小麦种子活力之间的关系，以北疆主栽春小麦品种新春31号为材料，通过发芽试验，研究了氮、磷肥互作对春小麦种子活力的影响。结果表明，氮、磷肥互作对春小麦种子活力各项指标的影响显著(plt;0.05)；随着氮、磷肥的逐渐增加，其发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数、幼苗苗长、根长和干重等指标均呈先增加后下降趋势；在磷肥150 kg/hm2，氮肥300 kg/hm2处理下种子活力达到最大值，施氮、磷量超出一定范围，其各项指标呈显著下降的趋势。因此在农业生产中，掌握适宜的氮、磷肥配比尤为关键。

氮；磷；春小麦；种子活力；幼苗生长

氮、磷、钾是植物生长发育最主要的营养元素，是作物生产的基础条件[1]。氮、磷肥配施有助于促进植株对氮、磷的吸收[2]，并对小麦产量有明显的增产作用[3]。氮、磷肥的配合施用可降低肥料的大量损失和效益保证。适宜的施用氮肥对种子的活力起到提高作用[4-7]。合理施肥、选用高活力良种是作物高产的基础，而土壤中磷营养元素缺乏、选种不当是限制小麦产量提高的主要因素，且土壤中营养元素含量决定了种子活力的强弱，而磷元素则直接影响着作物对磷的摄取、利用，对于作物生长、产量积累影响很大[8]。因此根据土壤中营养成分的含量进行合理施肥，能够对种子活力起到很好的保护作用[9]。在生产中，常出现氮、磷肥利用效率较低，从而产量降低的状况；施肥不妥，不但降低了肥料的利用率，还会降低种子的活力。肥料的施用量不合理，不仅污染生态环境的平衡，还加重经济损失。合理配比氮、磷肥的施入量，选用高活力的种子无疑是提高作物产量的前提选择，而通过开展肥料试验来探索氮、磷肥的配合施用量与种子活力之间的关系是解决粮食生产问题的关键所在。高朋研究表明，施氮对高羊茅种子产量及其构成因子的影响达显著水平，施氮量在150 kg/hm2时，种子发芽势、发芽指数、活力指数均达到最大值；施磷对种子活力影响不显著[10]。宋勤璟等研究发现，在0～135 kg/hm2范围内，增施磷肥的用量能够增加小麦的千粒重、穗粒数和籽粒产量，提高种子发芽率、发芽势、活力指数、发芽指数，增加其鲜重、干重、根系长度，提高春小麦种子活力[11]。易津等研究发现，驼绒藜属植物种子氮含量与种子的发芽指数、发芽率、活力指数呈现正相关关系，含磷量虽然与二者相关不显著，但相关系数也达到了0.727和0.618[12]。巩青等研究表明，不同施肥量对种子的发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数有一定的提高[13]。目前针对春小麦种子活力与氮、磷肥互作关系的研究不多，本试验以新春31号春小麦品种为供试材料，研究氮、磷肥互作对春小麦种子活力的影响，确定高活力春小麦种子的最佳氮磷配比量，为春小麦高产高效栽培及合理施肥提供理论依据和参考。

1 材料与方法

1.1 材料

试验于2016年4—8月在新疆农业科学院奇台县麦类试验站进行。供试小麦品种为新春31号，氮肥为尿素(含N量为46%)；磷肥为重过磷酸钙(含P2O5为12%)。试验区0～30 cm土层有机质含量为21.32 g/kg，全氮2.34 g/kg，碱解氮8.30×10-2g/kg，速效磷1.03×10-2g/kg，速效钾21.82×10-2g/kg。供试土壤地力均匀一致，前茬作物为冬麦。

1.2 方法

1.2.1 田间试验设计

试验采用裂区试验设计，以施磷量为主因素，施氮量为副因素，磷素设3个水平，氮素设5个水平。磷肥处理为P2O5的用量分别为0 kg/hm2(0水平指不施)、75 kg/hm2和150 kg/hm2，记为(P0、P1、P2)；氮肥处理为纯氮的用量分别为0 kg/hm2(对照ck)、150 kg/hm2、300 kg/hm2、450 kg/hm2和600 kg/hm2，记为(N0、N1、N2、N3、N4)，共设15个处理，对照处理(不施氮、磷肥)。50%用量的尿素和全部的磷肥播种前翻耕时作基肥一次施入，其余50%的尿素在拔节期开沟追施。各小区面积为2 m×5 m=10 m2，3次重复，灌水及其他管理措施与大田一致。

1.2.2 室内试验设计

根据《国际种子检验规程》开展标准室内发芽试验。从每个处理中选出100粒种子，各个处理重复3次，放置于20 ℃智能人工气候培养箱(GTOP-380 B 2)中进行试验，每天记载发芽种子数，分别在第4天、第7天统计发芽势、发芽率，见公式(1)、(2)。最后计算发芽指数，见公式(3)，依据公式(4)算出活力指数，并测定幼苗叶、根长度及干重。

发芽势(%)=第4天发芽种子数/检测种子总数 ×100%

……(1)

发芽率(%)=第7天发芽种子数/检测种子总数×100%

……(2)

发芽指数(GI)=∑t时间内发芽数/相应时间发芽日数 ×100%

……(3)

活力指数=发芽指数 × 幼苗干重

……(4)

1.3 测定指标与方法

1.3.1 幼苗干重的测定

将小麦幼苗放入做好标记的小纸袋中，在恒温干燥箱中进行杀青处理，再降低温度将幼苗烘干至恒重，等到完全冷却之后，称量每个处理幼苗干重，最后算出平均每株幼苗的干重。

1.3.2 幼苗苗长、根长的测定

将洗净的小麦幼苗展开后平铺在专用平板上，用根系分析扫描仪进行分析，测出幼苗苗长及根长等指标的数据。

1.4 数据分析

用Excel 2010、DPS 7.05统计软件进行数据处理和统计分析。

2 结果与分析

2.1 氮、磷肥互作对春小麦种子活力相关指标的影响

由表1可以看出，氮、磷肥对春小麦种子活力各项指标的影响显著(plt;0.05)。氮、磷肥的逐渐增加，发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数均表现为先增加后下降的趋势。

磷肥对发芽率、发芽势、发芽指数及活力指数的影响显著，此中P2水平达到最高值，显著高出P0，分别为17.1%，24.6%、18.1%及26.5%。氮肥的影响来看，发芽率、发芽指数、活力指数在N3水平下表现显著，比N0水平分别高出26.8%、27.4%、36.3%，发芽势在N2、N3、N4水平下差异不显著。氮、磷肥互作效应显示，P0、P1水平中，各项活力指标在N3水平下呈最大值，N4次之；P2水平下，发芽率、发芽指数、活力指数在N2水平达到最高，分别高于其余水平，各水平间差异显著；发芽势在N0水平下显示最低值，其余水平间差异不显著。这说明，在一定范围内增施氮肥和磷肥能够增加春小麦种子的相关活力指标，提升小麦种子活力，但是氮肥和磷肥的过量施用不会导致春小麦种子活力相关指标的进一步提升。

表1 氮、磷肥互作对春小麦种子活力相关指标的影响

项目处理N0N1N2N3N4平均发芽率(%)P065．17e73．00d76．51c80．83a79．16b74．93cP168．20e87．51d91．73c90．06a93．67b87．63bP270．33e88．83d99．67a98．17b95．00c90．40a平均67．90d83．11c89．30b92．02a89．28b发芽势(%)P044．63d55．73c66．50ab71．1a69．33a61．26bP158．03d76．52c81．82b88．01a82．83b77．43aP260．50b79．60a90．67a88．90a86．53a81．24a平均57．76c66．91b79．66a82．67a79．57a发芽指数P030．43e34．35d36．21c38．29a37．28b35．31cP131．86e41．53d43．80c46．50a44．59b41．66bP233．27e42．28d47．74a46．90b45．35c43．11a平均31．85e39．39d42．59b43．90a42．41c活力指数P0489．37d605．29c640．91bc685．55a661．22ab616．47cP1532．99d750．01c831．55b896．60a852．49b772．83bP2585．29e784．69d1012．45a943．21b867．73c838．67a平均535．88d713．51c828．30a841．79a793．82b

注：小写字母不同，表示在0.05水平上差异显著。下同。

表2 氮、磷肥互作对春小麦种子幼苗苗长和根长的影响

项目处理N0N1N2N3N4平均幼苗苗长(cm)P012．05b12．81a12．85a13．06a12．92a12．74bP112．32b13．08a13．17a13．35a13．28a13．04abP212．69c13．15bc14．13a13．53b13．28b13．44a平均12．35c13．01b13．52a13．31ab13．16b幼苗根长(cm)P014．65a14．75a14．92a15．38a15．35a15．01bP114．68c15．45bc15．73ab16．45a15．97ab15．66abP214．74c15．64bc16．66a16．49ab15．98ab15．90a平均14．69c15．28bc15．77ab16．11a15．77ab

2.2 氮、磷肥互作对春小麦种子幼苗干重的影响

从图1可以看出，随着施氮、施磷量的增加，幼苗干重呈现先逐渐增加后缓慢降低的趋势。经统计分析发现，氮、磷肥对春小麦种子幼苗干重有显著影响(plt;0.05)。

磷肥的影响显示，幼苗干重均在P2处理下达最高值，P1、P0处理下有所下降，P2处理比P1、P0分别高1.22、3.85。氮、磷肥互作效应得知，P0水平下，N3、N4水平间差异不显著外，其余处理间均有显著性差异。P1水平下，N3处理与N1、N0处理间有明显的差异，分别高2.81、4.75，N4与N2处理间差异不明显。P2水平中，N2处理比N0处理高5.02，处理间有显著性差异。这说明增施氮、磷肥有利于种子幼苗生长发育，增加幼苗干物质的积累，但氮、磷肥的施用量超过合理范围，不利于幼苗干重持续增加，还会影响种子幼苗正常生长发育。

图1 氮、磷肥互作与春小麦种子幼苗干重的关系

2.3 氮、磷肥互作对春小麦种子幼苗苗长、根长的影响

春小麦种子幼苗苗长、根长随施肥量的增加而呈先逐渐增加后缓慢下降的趋势，氮肥对幼苗苗长、根长的影响显著(plt;0.05)。磷肥对幼苗根长无显著性差异。

磷肥对春小麦幼苗苗长呈显著差异，P2比P0高0.7，幼苗根长呈差异不显著。P2比P0高0.89。氮肥的影响显示，氮肥对幼苗苗长、根长的影响达到显著差异。苗长在N2处理下显著高于其余处理，比N0高1.17。根长在N3处理下达到最大值，N0处理显示最小值，N2和N4之间没有差异，比N0处理高1.42。从氮、磷肥的互作效应可以看出，P0水平下，氮肥处理幼苗苗长，根长之间差异不显著；P1水平下，氮肥处理间幼苗苗长差异不显著，幼苗根长之间差异显著，N3处理显著高于N0处理1.77，N2和N3之间差异不显著。P2水平下，N2处理的幼苗苗长、根长显著地高于其余处理，N3、N4处理间差异不显著，幼苗根长比苗长高2.53。这说明在合理范围内增加氮、磷肥的施用量有助于小麦种子幼苗生长、增加小麦幼苗苗长、根长，但氮、磷肥施用量不合理却影响小麦幼苗苗长和根长的进一步增加。

表3 氮、磷肥互作与春小麦种子幼苗苗长和根长的关系

项目幼苗苗长(cm) 幼苗根长(cm) F值p值F值p值磷肥10．99∗0．02374．860．0851氮肥14．90∗∗0．00016．63∗∗0．001磷肥×氮肥2．67∗0．02970．820．5939

注：“*”表示在0.05水平上显著，“**”表示在0.01水平上极显著。

3 讨论与结论

氮是植物的主要营养元素之一，对植物生长发育不可缺少，而作物与根系性状能否高效吸收氮素之间有密切的关系[14]。土壤中有效磷含量直接影响着作物对磷的吸收、利用，对于作物生长、产量积累影响很大[15]。张自阳等研究表明，随着氮肥施用量的增加，小麦千粒重表现为升高，其种子发芽指数、活力指数呈先增加后降低的趋势[16]。Black研究发现，处于苗期的春小麦其幼苗和根系的生长对磷营养的需求量很大，对磷素的吸收利用率在孕穗期达到最大值[17]。乔安海等研究表明，施氮肥量120 kg/hm2时，可以改善垂穗披碱草种子质量，能提高种子的发芽率、芽长及芽重[18]。本研究发现，在磷肥150 kg/hm2，氮肥300 kg/hm2时，能够提高小麦种子的活力，促进小麦生长，增加幼苗根长，但过量施加氮肥和磷肥不能导致其活力相关指标的持续增高。

本研究结果表明，逐渐增加氮肥和磷肥的施入量，春小麦种子的发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数、幼苗干重、幼苗苗长、根长均呈现先升高后下降的变化趋势，而且在P2水平下，N2处理上述各指标均表现为高于其他处理，并在N3处理下开始有所下降。氮、磷肥的合理配施量对发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数、幼苗苗长、根长均有显著影响(plt;0.05)，而上述各指标与春小麦种子活力之间有密切的关系，因此，施氮、施磷量对春小麦种子活力的影响明显。在合理范围内增施氮、磷肥配比量能够提高春小麦种子的相关活力指标，有助于种子幼苗生长发育，促进生长，增加幼苗鲜重、干物质的积累、根系长度，从而提高种子活力，但施肥量超过标准范围不但会导致种子幼苗发芽率、发芽指数、活力指数的降低，影响小麦种子的活力，还阻止种子的发芽势及幼苗干、鲜重的继续增加，并且在一定程度上影响幼苗的正常生长发育。虽然本试验结果有一定的规律性，但只针对新春31号春小麦种子筛选最适宜的氮、磷肥配比量，氮、磷肥最佳配比量对各种指标的准确性需进一步的研究。

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