施氮量对小麦鲁原502干物质积累、转运及产量的影响

安霞 张海军 蒋方山 吕连杰 陈军 巩素霞 韩明明

摘要：在大田条件下以小麦品种鲁原502为材料，通过设置0、75、150、225、300 kg/hm2五个施氮水平，研究氮素对其干物质积累、转运及产量的影响。结果表明，在一定范围内增施氮肥，鲁原502各生育时期的干物質积累量增加，花前贮存物质转运量及对籽粒产量的贡献率提高，单位面积穗数和穗粒数增加，进而提高产量，过量施氮则产量下降；小麦千粒重受氮素影响变化不大。综上所述，本试验大田条件下鲁原502的最佳施氮量为225 kg/hm2。

关键词：小麦；鲁原502；施氮量；干物质积累；转运；产量

中图分类号：S512.1+10.62文献标识号：A文章编号：1001-4942（2018）07-0112-04

Abstract Using wheat variety Luyuan 502 as the material， five nitrogen levels including 0， 75， 150， 225 and 300 kg/hm2 were setted to investigate the effect of nitrogen rate on dry matter accumulation， translocation and yield. The results showed that adding nitrogen fertilizer in the right amount was contribute to the accumulation of dry matter， increased the translocation amount of storage substance before flowering and contribution rate to grain yield， improved the number of panicles per unit area and grain number per panicle and eventually increased production. Excessive nitrogen fertilization resulted in decreased production. The effect of nitrogen rate on wheat 1 000-grain weight was not significant. Under the field conditions in this experiment， the optimal nitrogen application amount of Luyuan 502 was 225 kg/hm2.

Keywords Luyuan 502； Nitrogen application amount； Dry matter accumulation； Translocation； Yield

小麦是我国主要的粮食作物，施用氮肥是生产上获得小麦高产优质的重要栽培措施。有研究表明，氮素能够提高光合速率、延长叶片功能期，进而增加光合产物[1，2]。增加氮肥用量能促进小麦对氮素的吸收，提高花前营养器官和地上部干物质对籽粒产量的贡献率和转运率[3]。张强等研究发现，随施氮量增加，群体茎蘖和籽粒产量呈先上升后下降趋势[4]，过量施氮则会导致氮肥利用率降低、生产成本增加、环境污染等问题。鲁原502是由山东省农业科学院原子能应用研究所以航天突变系材料为亲本，采用系谱法选育而成的高产稳产、耐热及抗倒伏的小麦新品种，2011年通过国家农作物品种审定委员会审定，具有超高产特性[5]。为充分发挥鲁原502的高产潜力，以往的研究多集中在播期、播量等方面[6，7]，对氮肥需求量涉及较少。本研究通过设定不同的氮肥用量，研究其对鲁原502干物质积累、转运及产量形成的影响规律，以期为该品种的配套栽培技术提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料与设计

试验于2016—2017年小麦生长季在山东省淄博市农业科学研究院试验基地进行。该地土壤为砂姜黑土，耕层土壤含有机质 13.03 g/kg、全氮1.25 g/kg、碱解氮90.65 mg/kg、速效磷52.33 mg/kg、速效钾172.44 mg/kg，平均容重1.35 g/cm3。供试材料为半冬性小麦品种鲁原502。

分别设0、75、150、225、300 kg/hm2 五个施氮水平，以N1、N2、N3、N4和N5表示。随机区组排列，重复 3 次。小区面积30 m2。每公顷施磷酸二氢钾375 kg（P2O5 195 kg，K2O 127.5 kg）用于基肥，氮肥按5∶5比例分别用于基肥和拔节期追肥。2016年10月10日播种，播种量150 kg/hm2。其他管理措施同大田。

1.2 测定项目与方法

1.2.1 干物质积累量 分别于越冬、返青、拔节、抽穗、开花、灌浆期和成熟期取20 cm生长均匀的单行植株地上部分，置于105℃下杀青30 min，80℃烘干至恒重，用于测定干物质积累量。

1.2.2 干物质转运 分别于开花期和成熟期选取生长一致的单茎10个，开花期将其分为茎+鞘、叶、穗三部分，成熟期将其分为茎+鞘、叶、穗轴+颖壳、籽粒四部分，置于105℃下杀青30 min，80℃烘干至恒重。小麦干物质转运参数参照程建峰等[8]的方法计算。

1.2.3 籽粒产量及构成 成熟期每小区收获3 m2小麦，计算出单位面积籽粒产量。各处理选取有代表性的1 m双行2个定样点，调查2点平均穗数并计算出单位面积穗数。每处理随机抽取10株，进行室内考种，测其穗粒数和千粒重。

1.3 数据分析与作图

试验数据采用Microsoft Excel 2010和DPS软件进行作图与统计分析。

2 结果与分析

2.1 氮肥用量对鲁原502干物质积累量的影响

由图1可以看出，小麦干物质积累量随生育进程的推进不断增加，拔节期之前增长缓慢，从抽穗期开始增长迅速，至成熟期达到最高值。从越冬期到抽穗期，所有施氮处理的干物质积累量都高于不施氮处理；从开花期开始，除N5处理外，其余施氮处理的干物质积累量均高于不施氮处理，且大致随施氮水平的提高而增加。这说明，合理增施氮肥有利于鲁原502干物质积累，如若过量，将抑制积累。多重比较后发现，除拔节期和抽穗期N3处理的干物质积累量最大外，其余各时期均以N4处理的数值最高，且显著高于其余处理。

由此可知，施氮量为225 kg/hm2时最有利于鲁原502干物质积累。

2.2 氮肥用量对鲁原502干物质转运的影响

由表1可知，鲁原502各营养器官花前贮存物质向籽粒的转运量受氮素影响较大。其中，茎+鞘的干物质转运量最大，叶片的转运效率最高。随氮肥用量增加，花前贮藏物质对籽粒的贡献率提高，当氮肥用量为225 kg/hm2时，各营养器官对籽粒的贡献率最高，除与N3处理差异不显著外，与其余各处理差异显著。继续增加氮肥用量，各器官干物质的转运量、转运效率和对籽粒的贡献率均降低。这说明适当增加氮肥用量有利于花前贮藏物质向籽粒进行转运。

2.3 氮肥用量对鲁原502产量及构成要素的影响

从表2可以看出，鲁原502的千粒重受施氮量影响差异不大。穗粒数与施氮量表现为正相关，但N4和N5处理间差异不显著。穗数受施氮量影响呈抛物线型变化，当施氮量为225 kg/hm2时， 公顷穗数达最高值，继续增加氮肥用量，则显著降低，该处理条件下产量达最高值。这说明在一定范围内合理增施氮肥有利于获得大的群体，同时能保持较高的穗粒数和千粒重，最终获得高产。过量施肥带来的穗粒数增加不能弥补公顷穗数减少造成的产量降低。

3 讨论与结论

小麦植株干物质积累是产量形成的基础，而养分的吸收是干物质形成和积累的基础[9]。孙运红等[10]研究发现，施氮量在0～240 kg/hm2 时，干物质积累量随施氮量增加而增加。本研究中，增施氮肥提高了鲁原502干物质积累量，施氮过量时，干物质积累量下降，开花后其干物质积累量甚至低于不施氮水平。因此，适量增施氮肥有利于促进鲁原502干物质积累。

叶优良等[11]认为，施氮对小麦叶片、茎鞘花前贮存干物质在花后向籽粒的转运量、转运率和对籽粒的贡献率具有正效应。王月福等[12]研究发现，开花后贮存干物质的输出量、转运率和输出量占穗粒重的百分率都表现为随施氮量的增加而增大，至施纯氮180 kg/hm2 时达最大，之后增施氮肥反而降低，这与本研究结果一致。王月福等[13]对鲁麦21研究发现，小麦开花后营养器官贮存物质向籽粒转运的量对籽粒的贡献率在25.6%～29.1%之间；屈会娟等[14]研究表明，开花前贮藏干物质转运对籽粒的贡献率占21%～37%，这都高于本研究中鲁原502花前贮存干物质对成熟期籽粒干重的贡献率。因此，今后还需要加大研究力度，通过提高开花前营养器官贮存干物质的转运量及对籽粒干重的贡献率来增加粒重。

鲁原502分蘖力强，成穗率高，产量构成三要素具备极强的调节能力[6]。刘克礼等[15]对旱作地区春小麦研究发现，随施氮量增加，籽粒干重和灌浆速率有增大趋势，而过量施氮则呈下降趋势。孟维伟等[16]认为，适量施氮不仅提高了籽粒灌浆所需氮源的供给能力，而且显著增加公顷穗数和穗粒数，扩大单位面积库容，增加单位面积上氮素和光合产物在籽粒中的贮存。本试验结果表明，适量增施氮肥可以显著提高公顷穗数和穗粒数，施肥过量虽然可以提高穗粒数，但公顷穗数下降，从而使籽粒产量下降。

综上所述，在本试验条件下鲁原502的适宜施氮量为 225 kg/hm2。此时，其干物质积累量最大，开花前贮存物质对籽粒贡献率最高，产量三要素协调，产量最高。

参 考 文 献：

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