底肥分层条施对冬小麦旗叶衰老和光合特性、 籽粒产量和肥料利用率的影响

闫恒辉，温樱，王东



底肥分层条施对冬小麦旗叶衰老和光合特性、 籽粒产量和肥料利用率的影响

闫恒辉，温樱，王东

（山东农业大学/作物生物学国家重点实验室/农业部作物生理生态与耕作重点实验室，山东泰安 271018）

【目的】针对黄淮海地区冬小麦生产中肥料撒施或埋深过浅导致肥料利用率低的问题，探索水浇地麦田底肥施用方式对冬小麦籽粒产量和肥料利用率的影响，以期为该地区冬小麦高产和肥料的高效利用提供理论依据和技术支撑。【方法】于2016—2018年冬小麦生长季，在水浇地大田条件下，设置5 种肥料施用方式：全生育期不施肥（T1）；底肥单层条施于地表下8、16 和24 cm土层深处 （T2、T3 和 T4）；底肥按1﹕2﹕3 分为3份，分别条施于地表下8、16 和24 cm土层深处（T5）。研究不同施肥方式对冬小麦旗叶衰老和光合特性、籽粒产量和肥料利用率的影响。【结果】随着底肥条施深度的增加，冬小麦花后旗叶超氧化物歧化酶（SOD）活性、过氧化氢酶（CAT）活性、可溶性蛋白含量、最大光化学效率（Fv/Fm）和实际光化学效率（ΦPSⅡ）均提高，气孔导度（s）增大，净光合速率（n）提高，丙二醛（MDA）含量降低。底肥分层条施处理（T5）与底肥24 cm单层条施处理（T4）相比，开花后旗叶衰老、荧光和光合特性差异不明显，但籽粒产量和肥料农学效率显著提高，增幅分别为5.4%—6.5%和26.8%—72.9%，这与其在较高成穗数条件下仍保持较高的穗粒数和千粒重有关。【结论】水浇地麦田，底肥按1﹕2﹕3的比例分层条施可以在获得较高成穗数的基础上，延缓冬小麦旗叶衰老、改善旗叶光合能力，增加穗粒数、千粒重和籽粒产量，促进肥料高效利用。

冬小麦；分层施肥；旗叶衰老特性；旗叶光合特性；籽粒产量；肥料利用率

0 引言

【研究意义】肥料施用方式对土壤养分的形态转化、运移及土壤供肥能力均有显著影响[1-2]。不合理的施肥方式不仅增加氨挥发、硝态氮淋溶等氮素损失，而且影响作物对养分的有效吸收和利用。已有研究表明，肥料在耕层中所处的深度对作物生长发育和产量有显著影响[3-5]。本文在前人研究的基础上，探索底肥分层条施对冬小麦旗叶衰老和光合特性及产量的影响，对深化小麦节肥高产施肥理论和技术研究有重要意义。【前人研究进展】无机氮肥适度深施明显增加玉米单株根表面积，提高生育后期根系活力，显著提高氮肥利用率和籽粒产量[6]。将控释尿素深施于15 cm土层，可提高0—20 cm土层土壤无机氮含量，促进夏玉米深层土壤根系生长，提高叶片光合色素含量，改善抽雄期叶片光合特性，增加干物质积累量，获得较高的籽粒产量和氮素利用率[7]。磷肥和钾肥深施对提高肥料利用率和籽粒产量亦有明显调节作用[8-9]。在室内试验条件下将肥料分层施于15 cm和25 cm深处，与单层施于15 cm土层深处的处理相比，30—60 cm土层养分亏缺状况得到改善[10]。化肥分层深施提高了小麦叶面积指数、单叶光合同化能力、灌浆期叶片瞬时水分利用效率和籽粒产量[11]。在旱作麦田利用土钻打眼的方法将底肥分层施于10 cm、30 cm和50 cm深处亦能显著改善冬小麦光合生理特性，增加籽粒产量[12]。【本研究切入点】前人关于肥料深施和分层施的研究多是在桶栽[13]或土柱栽培[10, 14-15]条件下进行的，在田间条件下的研究相对较少，关于肥料在不同深度土层的合理分配比例及其对作物生长发育和产量影响的研究更是鲜有报道。【拟解决的关键问题】本试验在水浇地大田条件下，以三元复合肥（N、P2O5、K2O含量各为15%）作底肥，设置单层条施和分层条施处理，比较各处理冬小麦开花后旗叶衰老和光合特性及籽粒产量的差异，以筛选最优的施肥方式处理，为冬小麦高产和肥料的高效利用提供理论依据和技术支撑。

1 材料与方法

1.1 试验设计

试验于2016—2018 年冬小麦生长季，在山东省泰安市岱岳区道朗镇玄庄村（36.12°N，116.55°E）大田进行。供试冬小麦品种为山农32。前茬种植夏玉米，水肥统一管理，玉米收获后秸秆粉碎还田。冬小麦播种前试验地0—20 cm土层含有机质15.8 g·kg-1、全氮0.8 g·kg-1、碱解氮90.8 mg·kg-1、有效磷32.7 mg·kg-1和速效钾119.7 mg·kg-1。

试验采用单因素完全随机设计，设置T1—T5共5 种底肥施用方式。其中，T1 处理全生育期不施肥；T2、T3和T4处理采用底肥单层条施的方式，施肥深度分别为8、16 和24 cm；T5 处理为底肥分层条施，施在8、16 和24 cm土层深处的肥料用量分别占总底肥用量的1/6、2/6 和3/6，即三者的比例为1﹕2﹕3。采用双旋耕按比例分层施肥宽苗幅精量播种机[16]播种的同时施用底肥。该机器可实施非震动式深松，并通过安装于深松铲后面自前向后依次排列且入土深度可调的3个输肥钢管，将肥料施入相应深度土层。所用的3个输肥钢管均呈“L”型，其垂直管长自前向后依次为40、32和24 cm，施肥深度可依次调为24、16和8 cm。每个输肥钢管的下部均有一个长8 cm的弯管，以确保深松铲或前一个输肥钢管划开的土壤缝隙及时弥合，肥料准确落在设定土层。单层施肥时，仅其中的一个输肥钢管施肥，分层施肥时3个输肥钢管同时施肥。施肥前按试验设计要求调整好各输肥钢管的入土深度，作业时通过播种机的限深轮保持各输肥钢管入土深度稳定，以准确控制施肥深度。小麦条播的实际行距为22.9 cm；每隔两行小麦条施一行底肥，肥料条施的实际行距为45.8 cm。底肥使用三元复合肥（N、P2O5、K2O含量各为15%），施肥量为900 kg·hm-2。采用肥水一体化灌溉系统[17]，于小麦拔节期在灌水的同时追施尿素（含N 46%）150 kg·hm-2。追肥时用水将尿素溶解后注入微喷带中均匀喷施。

试验每处理3 次重复，小区面积为40 m2（2 m× 20 m）。2016—2017年度的试验于2016年10月5日播种，2017年6月14日收获，基本苗为2.25×106株/hm2。2017—2018年度的试验于2017年10月15日播种，2018年6月5日收获，基本苗为1.25×106株/hm2。其他管理措施同一般高产田。

1.2 测定项目与方法

1.2.1成熟期籽粒产量的测定 于成熟期调查每公顷穗数、穗粒数和千粒重，每个试验小区收获3 m2脱粒，自然风干至籽粒含水量为12.5% 左右时称重，并折算成公顷产量。

1.2.2 旗叶超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶（CAT）活性、丙二醛（MDA）含量和可溶性蛋白含量的测定 旗叶SOD和CAT活性、MDA含量和可溶性蛋白含量的测定方法均参照李合生等[18]主编的《植物生理生化实验原理和技术》。

1.2.3 旗叶光合和荧光参数测定 于小麦挑旗期、开花期、灌浆前期（开花后9 d）、灌浆中期（开花后18 d）、灌浆后期（开花后27 d）上午的9：00—11：00，用英国产CIRAS-2 型光合作用测定系统，自然光照下测定旗叶气孔导度（s，mmol·m-2·s-1）和净光合速率（n，μmol CO2m-2·s-1）。

于小麦开花期、灌浆前期（开花后9 d）、灌浆中期（开花后18 d）、灌浆后期（开花后27 d）上午的9：00—11：00，用FMS-2 型荧光仪测定旗叶实际光化学效率（ΦPSII）；暗反应进行30 min 后，测定旗叶暗适应下的初始荧光值（F0）和最大荧光值（Fm），重复测定10 次。旗叶最大光化学效率（Fv/Fm）通过以下公式[19]计算：

1.2.4 肥料农学效率的计算 肥料农学效率（kg·kg-1）=（施肥处理小麦籽粒产量-未施肥处理小麦籽粒产量）/施肥量。

1.3 数据分析

采用Microsoft Excel 2003和Sigmaplot12.5软件进行数据计算和绘图，用DPS 7.05 统计分析软件进行差异显著性检验（SSR法）。

2 结果

2.1 旗叶衰老特性

如图1-a和1-b所示，2016—2018年度，各处理冬小麦开花后旗叶SOD活性均呈单峰曲线变化。花后7—28 d，底肥24 cm单层条施处理的旗叶SOD活性显著高于8 cm和16 cm单层条施处理，与分层条施处理的旗叶SOD活性无明显差异。全生育期不施肥处理的旗叶SOD活性显著低于其他施肥处理的。各处理小麦开花后旗叶CAT 活性和可溶性蛋白含量的变化规律（图1-c、d、e和f）与SOD活性的相似。开花后0—7 d，各处理小麦旗叶MDA含量无显著差异（图1-g和h）；开花后7—28 d，小麦旗叶MDA 含量随施肥深度的增加呈降低趋势，分层条施处理的小麦旗叶MDA 含量与底肥24 cm单层条施处理无显著差异。结果表明，底肥24 cm单层条施与分层条施均能有效降低开花后旗叶细胞膜结构受损程度，提高SOD和CAT活性及可溶性蛋白含量，延迟旗叶的衰老。

2.2 旗叶叶绿素荧光参数

由图2可知，2016—2018年度，在籽粒灌浆中期和后期，底肥分层条施处理的小麦旗叶Fv/Fm与底肥24 cm单层条施处理和底肥16 cm单层条施处理无显著差异，三者均显著高于底肥8 cm单层条施处理和全生育期不施肥处理；底肥分层条施处理的小麦旗叶ΦPSII与底肥24 cm单层条施处理的无显著差异，在籽粒灌浆中期和后期二者均显著高于其余处理。底肥24 cm单层条施和分层条施均有利于在籽粒灌浆中后期保持较高Fv/Fm和ΦPSII，促进光能向化学能的转化。

2.3 旗叶气体交换特性

由图3可知，2016—2018年度，冬小麦挑旗后旗叶s和n均呈单峰曲线变化。挑旗至灌浆前期，底肥24 cm单层条施处理和16 cm单层条施处理的旗叶s和n均无明显差异，但显著高于8 cm单层条施处理和全生育期不施肥处理；灌浆中期至灌浆后期，旗叶s和n均随施肥深度的增加而显著提高。开花后底肥分层条施处理的小麦旗叶s和n与底肥24 cm单层条施处理无显著差异。结果说明底肥24 cm单层条施和分层条施均能增加开花后旗叶的气孔导度，提高旗叶净光合速率。

2.4 产量及其构成因素

如表1所示，各底肥单层条施处理间比较，两年度规律一致，随施肥深度的增加，穗数呈逐渐降低趋势，而穗粒数、籽粒产量和肥料农学效率均呈逐渐增加趋势。与传统的底肥8 cm单层条施处理相比，底肥24 cm单层条施处理的穗数减少了6.5%—10.4%，穗粒数增加了15.7%—22.1%，千粒重提高了3.9%— 5.2%，籽粒产量提高了5.0%—8.8%，肥料农学效率提高了67.5%—116.5%；底肥分层条施处理的穗数减少了1.5%—5.5%，穗粒数增加了21.0%—30.2%，千粒重提高了3.7%—7.4%，籽粒产量提高了11.9%— 14.7%，肥料农学效率提高了112.4%—274.4%。说明底肥单层条施的深度由8 cm加深至24 cm，虽然会导致成穗数减少，但显著提高穗粒数，千粒重亦有所增加，从而使籽粒产量和肥料农学效率显著提高；将底肥按1﹕2﹕3的比例分层条施，成穗数减少幅度较小，穗粒数和千粒重均较高，从而使籽粒产量和肥料农学效率大幅度提高。

T1：不施肥；T2：底肥单层条施于8 cm深处；T3：底肥单层条施于16 cm深处；T4：底肥单层条施于24 cm深处；T5：底肥按1﹕2﹕3的比例分层条施于8、16和24 cm深处。下同

An：开花期；GF-E：灌浆前期；GF-M：灌浆中期；GF-L：灌浆后期。下同

3 讨论

3.1 底肥分层条施对冬小麦籽粒产量构成的影响

小麦的单产决定于单位面积的穗数、穗粒数和千粒重，但在不同产量水平下，各构成因素对籽粒产量的贡献不同。小麦产量三个构成因素之间存在着一定的制约关系，只有三者的乘积达到最佳组合时，才能使产量最高。前人在氮、磷、钾等矿质营养对冬小麦产量构成的调节作用方面进行了较多的研究。在一定范围内，随着施氮量的增加，穗数和穗粒数不断增加，千粒重却逐渐下降，籽粒产量呈增加趋势，进一步增施氮肥，穗数和穗粒数仍呈升高趋势，但千粒重下降幅度增大，产量开始下降[20-21]。随磷肥施用量的增加，冬小麦穗数、穗粒数、千粒重及产量的变化趋势与氮肥一致[22]。但也有报道认为，适当增加施磷量提高了穗数和穗粒数，千粒重无显著变化，籽粒产量显著增加[23]。在一定范围内，随施钾量增加，千粒重无显著变化，穗数、穗粒数和籽粒产量均呈先增加后趋于平稳的趋势[24]。从上述结果可以看出，单纯增加氮、磷、钾肥的用量较难于实现穗数、穗粒数和千粒重的同步提高，在一定程度上制约了肥料的增产效果。本试验在小麦底施氮磷钾肥用量不变的条件下，通过把底肥按1﹕2﹕3的比例分层条施于耕层8、16和24 cm深处，不仅获得了较高的穗数，而且显著提高穗粒数和千粒重，实现了产量构成三因素的同步提高，这是分层施肥调节冬小麦实现增产的重要原因。

FL：挑旗期 FLfor Flag leaf stage

表1 不同处理冬小麦产量及其构成因素

同一年度同列数据后不同字母表示处理间差异达5% 显著水平

Values followed by different letters in the same column and year indicate significant differences at 5% level among the treatments

3.2 底肥分层条施对冬小麦调控的生理生态效应

俞洪燕等[13]的桶栽研究表明，深施氮肥可促进玉米苗期的生长，根干重和株高均增加，并提高叶片中叶绿素含量，增加地上部干物质积累量。也有土柱试验表明，在土壤含水量较低的条件下，深施磷肥可提高冬小麦光合同化能力，显著增加籽粒产量[14]。说明单层深施氮肥或磷肥均对作物光合能力有一定的促进作用。靳奇峰等[15]的土柱试验发现，随着单层施氮与单层施磷深度的增加, 叶片叶绿素含量和蛋白质含量均提高, 叶片丙二醛的含量均降低，且氮素较磷素的作用更大。本试验将氮磷钾复合肥的条施深度由8 cm加深至24 cm，不仅延缓冬小麦旗叶衰老，亦显著提高旗叶净光合速率，有利于促进开花后同化物的积累，这与前人的研究结果一致。孙晓然等[25]的研究发现，旱地麦田追施肥料采用开沟深施的方法较撒施显著提高冬小麦开花后旗叶过氧化物酶和 SOD活性、增加可溶性蛋白含量，抑制 MDA 的产生，延缓开花后叶片衰老。而本试验结果表明，随着底肥单层条施深度的增加，冬小麦开花后旗叶抗衰老能力和净光合速率均显著提高，且将底肥按1﹕2﹕3的比例分层条施于耕层8、16和24 cm深处与单层条施于24 cm土层的处理无显著差异，这说明在水浇地条件下底肥深条施和分层条施对冬小麦开花后旗叶衰老仍有显著调节作用，其效果与旱地麦田开沟深追肥一致。小麦的根系在土体中的纵向分布可塑性较大。有研究表明，氮肥深施15 cm利于根系下扎，增加了深层根系的活力和比重，进而提高了玉米产量和氮素吸收量[6]。本试验底肥分层条施对冬小麦开花后旗叶衰老和光合的调节效应可能与促进小麦根系优化分布、提高了开花后根系活力有关，这有待后续进一步研究验证。

4 结论

在水浇地麦田适当增加底肥单层条施深度可提高开花后旗叶SOD和CAT 活性及可溶性蛋白含量，降低MDA含量，延缓旗叶衰老；提高旗叶Fv/Fm和ΦPSⅡ，促进光能向化学能的转化，显著提高旗叶净光合速率和穗粒重，但由于穗数减少，产量提高幅度较小。把底肥按1﹕2﹕3的比例分层条施于耕层8、16和24 cm深处，不仅能促进冬小麦分蘖成穗，获得较高的穗数，而且可延缓旗叶衰老，保持较高的花后光合同化能力，显著提高穗粒数和千粒重；与底肥单层条施于24 cm深处的处理相比，增产率达5.4%—6.5%，肥料农学效率提高26.8%—72.9%，与传统的底肥单层条施于8 cm深处的处理相比，增产率达11.9%— 14.7%，肥料农学效率提高112.4%—274.4%。因此，底肥分层条施是本试验条件下，既能促进分蘖成穗又可延缓开花后旗叶衰老、提高旗叶光合同化能力、增加穗粒重，进而实现冬小麦高产和肥料高效利用的最优施肥方式。

[1] 孙浩燕, 李小坤, 任涛, 丛日环, 鲁剑巍. 浅层施肥对水稻苗期根系生长及分布的影响. 中国农业科学, 2014, 47(12): 2476-2484.

SUN H Y, LI X K, REN T, CONG R H, LU J W. Effects of fertilizer in shallow soils on growth and distribution of rice roots at seedling stage., 2014, 47(12): 2476-2484. (in Chinese)

[2] 任军, 边秀芝, 郭金瑞, 闫孝贡, 刘剑钊. 黑土区高产土壤培肥与玉米高产田建设研究. 玉米科学, 2008, 16(4): 147-151.

REN J, BIAN X Z, GUO J R, YAN X G, LIU J Z. Building up fertility for high yield soil and construction of high-yield field in the black soil regions., 2008, 16(4): 147-151. (in Chinese)

[3] IBRAHIM A, PASTERNAK D, FATONDJI D. Impact of depth of placement of mineral fertilizer micro-dosing on growth, yield and partial nutrient balance in pearl millet cropping system in the Sahel., 2015, 153(8): 1412-1421.

[4] SU W, LIU B, LIU X W, LIU X K, REN T, CONG R H, LIU J W. Effect of depth of fertilizer banded-placement on growth, nutrient uptake and yield of oilseed rape (L.)., 2015, 62: 38-45.

[5] 赵亚丽, 杨春收, 王群, 刘天学, 李潮海. 磷肥施用深度对夏玉米产量和养分吸收的影响. 中国农业科学, 2010, 43(23): 4805-4813.

ZHAO Y L, YANG C S, WANG Q, LIU T X, LI C H. Effects of phosphorus placement depth on yield and nutrient uptake of summer maize., 2010, 43(23): 4805-4813. (in Chinese)

[6] 于晓芳, 高聚林, 叶君, 王志刚, 孙继颖, 胡树平, 苏治军. 深松及氮肥深施对超高产春玉米根系生长、产量及氮肥利用效率的影响. 玉米科学, 2013, 21(1): 114-119.

YU X F, GAO J L, YE J, WANG Z G, SUN J Y, Hu S P, SU Z J. Effects of deep loosening with nitrogen deep placement on root growth, grain yield and nitrogen use efficiency of super high-yield spring maize., 2013, 21(1): 114-119. (in Chinese)

[7] 刘威, 周剑雄, 谢媛圆, 徐祥玉, 袁家富, 徐芳森, 熊汉锋, 熊又升. 控释尿素不同条施深度下鲜食玉米产量和氮素利用效应. 水土保持学报, 2018, 32(1): 246-251.

LIU W, ZHOU J X, XIE Y Y, XU X Y, YUAN J F, XU F S, XIONG H F, XIONG Y S. Yield and nitrogen utilization efficiency of fresh edible maize under different fertilization depths of control-release urea., 2018, 32(1): 246-251. (in Chinese)

[8] 张魏斌, 孙敏, 高志强, 温斐斐, 郝兴宇, 杨珍平, 尹美强. 旱地小麦深施磷肥对土壤水分及植株氮素吸收、利用的影响. 激光生物学报, 2016, 25(4): 371-378.

ZHANG W B, SUN M, GAO Z Q, WEN F F, HAO X Y, YANG Z P, YIN M Q. Effect of deep application of phosphorus fertilizer on soil moisture, plant nitrogen absorption and utilization in dryland wheat., 2016, 25(4): 371-378. (in Chinese)

[9] KUHLMANN H. Importance of the subsoil for the K nutrition of crops., 1990, 127(1): 129-136.

[10] 王小雪. 玉米简化高产施肥技术研究[D]. 保定: 河北农业大学, 2011.

WANG X X. Study on the simplified fertilization techniques of maize[D]. Baoding: Agricultural University of Hebei, 2011. (in Chinese)

[11] 李华伟, 司纪升, 徐月, 张宾, 吴建军, 尹庆良, 王法宏. 耕层优化双行匀播对小麦产量及叶片光合特性的影响. 麦类作物报, 2014, 34(6): 802-807.

LI H W, SI J S, XU Y, ZHANG B, WU J J, YIN Q L, WANG F H. Effect of double row sowing-topsoil modification technology on yield, leaf photosynthetic characteristics of winter wheat., 2014, 34(6): 802-807. (in Chinese)

[12] 耿伟, 薛绪掌, 王志敏. 肥料分层深施对旱作冬小麦光合生理特性及产量的影响. 麦类作物学报, 2006, 26(3): 166-168.

GENG W, XUE X Z, WANG Z M. Effects of deep fertilization on photosynthetic characteristics and yield of winter wheat., 2006, 26(3): 166-168. (in Chinese)

[13] 俞洪燕, 钱晓刚, 罗绪强, 张胜爽, 欧阳金美, 张珍明. 氮肥施用深度对玉米苗期植株生长及养分吸收的影响. 江苏农业科学, 2017, 45(8): 44-48.

YU H Y, QIAN X G, LUO X Q, ZHANG S S, OU Y J M, ZHANG Z M. Effects of nitrogen application depth on plant growth and nutrient uptake during maize seedling stage., 2017, 45(8): 44-48. (in Chinese)

[14] 马政华, 寇长林, 康利允. 分层供水施磷对冬小麦光合性能及产量的影响. 土壤通报, 2015, 46(6): 1399-1406.

MA Z H, KOU C L, KANG L Y. Influence of water supply and phosphorus application in different depth on photosynthetic characteristics and grain yield of winter wheat., 2015, 46(6): 1399-1406. (in Chinese)

[15] 靳奇峰, 牛俊义. 施肥深度对地膜春小麦干物质积累的影响. 甘肃农业大学学报, 2010, 45(5): 63-66.

JIN Q F, NIU J Y. Effect of fertilizer application depth on dry matter accumulation in spring wheat mulched with plastic film., 2010, 45(5): 63-66. (in Chinese)

[16] 王东, 温樱. 双旋耕按比例分层施肥宽苗幅精量播种机: 201510989379.8. 2016-05-11[2018-08-20]. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=patent&id=CN201510989379.8.

WANG D, WEN Y. Precise and wide seedling seeder with twin twist plow, and separated-layer fertilization in proportion to soil depth: 201510989379.8. 2016-05-11[2018-08-20]. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=patent&id=CN201510989379.8.(in Chinese)

[17] 王东, 苑进. 小麦玉米周年生产变量肥水一体化灌溉系统: 201410499375.7. 2014-12-17[2018-08-20]. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=patent&id=CN201410499375.7.

WANG D, YUAN J. Variable rate irrigation system with integrated fertilizer and water management for whole-year cultivation ofwheat- maize rotation: 201410499375.7. 2014-12-17[2018-08-20].http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=patent&id=CN201410499375.7. (in Chinese)

[18] 李合生. 植物生理生化实验原理和技术. 北京: 高等教育出版社, 2000.

LI H S.. Beijing: Higher Education Press, 2000. (in Chinese)

[19] SAGARAM M, BURNS J K. Leaf chlorophyll fluorescence parameters and huanglongbing., 2009, 134(2):194-201

[20] 张文静, 江东国, 黄正来, 周晓楠, 马尚宇, 米璐, 韩笑, 王成雨. 氮肥施用对稻茬小麦冠层结构及产量、品质的影响. 麦类作物学报, 2018, 38(2): 164-174.

ZHANG W J, JIANG D G, HUANG Z L, ZHOU X N, MA S Y, MI L, HAN X, WANG C Y. Effects of nitrogen fertilizer application on canopy structure traits, grain yield and quality of wheat after rice., 2018, 38(2): 164-174. (in Chinese)

[21] 郭明明, 赵广才, 郭文善, 常旭虹, 王德梅, 杨玉双, 王美, 亓振, 王雨, 刘孝成, 任立凯, 李强, 孙中伟, 王康君. 施氮量和行距对冬小麦产量及生理特性的影响. 核农学报, 2016, 30(4): 805-812.

GUO M M, ZHAO G C, GUO W S, CHANG X H, WANG D M, YANG Y S, WANG M, QI Z, WANG Y, LIU X C, REN L K, LI Q, SUN Z W, WANG K J. Effects of nitrogen rate and row spacing on grain yield and physiological characteristics of winter wheat., 2016, 30(4): 805-812. (in Chinese)

[22] 邢丹, 李淑文, 夏博, 文宏达. 磷肥施用对冬小麦产量及土壤氮素利用的影响. 应用生态学报, 2015, 26(2): 437-442.

XING D, LI S W, XIA B, WEN H D. Effects of phosphorus fertilization on yield of winter wheat and utilization of soil nitrogen., 2015, 26(2): 437-442. (in Chinese)

[23] 崔正勇, 李新华, 裴艳婷, 高国强, 张凤云, 孙明柱, 李鹏. 氮磷配施对冬小麦干物质积累、分配及产量的影响. 西北农业学报, 2018, 27(3): 339-346.

CUI Z Y, LI X H, PEI Y T, GAO G Q, ZHANG F Y, SUN M Z, LI P. Effects of nitrogen-phosphorus-combined application on characteristics of dry matter accumulation, distribution and yield of winter wheat., 2018, 27(3): 339-346. (in Chinese)

[24] 赵国英, 王红光, 李东晓, 贾彬, 李瑞奇, 李雁鸣. 灌水次数和施钾量对冬小麦茎秆形态特征和抗倒性的影响. 麦类作物学报, 2017, 37(6): 759-768.

ZHAO G Y, WANG H G, LI D X, JIA B, LI R Q, LI Y M. Effect of irrigation frequency and potassium application amount on stem morphological characteristics and lodging resistance of winter wheat., 2017, 37(6): 759-768. (in Chinese)

[25] 孙晓然, 孙绿, 赵长星, 林琪, 刘义国, 孟祥霞, 王月福, 王维华.追肥深度对旱地小麦花后旗叶衰老特性及产量的影响. 华北农学报, 2015, 30(S1): 420- 424.

SUN X R, SUN L, ZHAO C X, LIN Q, LIU Y G, MENG X X, WANG Y F, WANG W H. Effects of fertilization application depth on senescence characteristics of flag leaf after anthesis and yield of dry-land wheat., 2015, 30(S1): 420- 424. (in Chinese)

Effects of Basal Fertilization in Strips at Different Soil Depths on Flag Leaf Senescence and Photosynthetic Characteristics, Grain Yield and Fertilizer Use Efficiency of Winter Wheat

YAN HengHui, WEN Ying, WANG Dong

(Shandong Agricultural University/State Key Laboratory of Crop Biology/Key Laboratory of Crop Ecophysiology and Farming System, Ministry of Agriculture, Taian 271018, Shandong)

【Objective】Aiming at the problem of low fertilizer utilization rate caused by broadcast fertilization or shallow fertilization in Huang-Huai-Hai Plain of China, this paper provided a basis for improving fertilization technology of high yield and high efficiency of winter wheat in irrigated field of this area.【Method】A 2-year irrigated field experiment was carried out from 2016 to 2018 in winter wheat growth season. Five treatments were set up: no fertilization during the whole growth period (T1); basal fertilizer was applied in stripes in 8 cm depth (T2), 16 cm (T3) and 24 cm (T4); basal fertilizer was divided into three parts with the proportion of 1﹕2﹕3 and applied in stripes of 8, 16 and 24 cm depths of soil, respectively (T5). The effects of different fertilization methods on flag leaf senescence characteristics and photosynthetic characteristics, fertilizer use rate and grain yield of winter wheat were studied.【Result】With the increase of fertilization depth, the results showed that superoxide dismutase (SOD) activity, catalase (CAT) activity, soluble protein content, the maximum photochemical efficiency of PSⅡ(Fv/Fm), and actual photochemical efficiency of PSⅡin the light (ΦPSⅡ) all increased, stomatal conductance enlarged, net photosynthetic rate were increased, while malondialdehyde (MDA) content was reduced after winter wheat flowering. There was no significant difference in senescence and photosynthetic rate characteristics between T4 treatment and T5 treatment, but the grain yield and agronomy efficiency of fertilizer under T5 treatment were significantly increased by 5.4%-6.5% and 26.8%-72.9%. This was the fact that it maintained a high number of kernels and grain weight under the conditions of higher panicle number. 【Conclusion】On the basis of obtaining a higher number of panicles, layered and in proportion basal fertilization treatment (T5) could delay senescence of flag leaves and increase the photosynthetic capacity of the flag leaves after flowering in irrigated field, thus increase grains per spike, 1000-grain weight and grain yield, and beneficial to the high fertilization high-efficient utilization.

winter wheat; separated-layer fertilization; flag leaf senescence characteristic; flag leaf photosynthetic characteristic; grain yield; fertilizer use efficiency

10.3864/j.issn.0578-1752.2019.05.004

2018-08-27；

2019-01-22

国家公益性行业（农业）科研专项（201503130）

闫恒辉，E-mail：sdauyanhenghui@163.com。通信作者王东，E-mail：wangd@sdau.edu.cn

（责任编辑 杨鑫浩）