关中地区施氮量对小麦绿叶性状及产量的影响

魏艳丽，王彬龙，李瑞国，蒋会利，丁亦非，张 平

(咸阳市农业科学研究院，陕西 咸阳 712034)

氮元素是小麦体内多种成分的重要组成元素，对小麦产量有重要的调控作用，有研究指出，在一定范围内，增施氮肥能延缓叶片衰老[1]，提高旗叶的光合色素含量，能促进光合同化物的生产，增加粒重、提高产量[2]。但也有研究指出，过多施氮不利于叶绿素合成和光合速率的提高[3]，进而影响产量，超量施用氮肥还会造成氮素大量残留、土壤结构恶化、倒伏和病害发生。因此，施氮量应控制在适当范围内，缺乏和过多都对小麦生产不利。已有多位学者对多个地域的适宜施氮量给出了建议[4，5]，但对关中地区水地小麦的适宜施氮量的研究报道还较少，试验设计了5 种施氮量处理, 从绿叶性状和产量因子方面研究施氮量对小麦生长的影响，以期为关中水地小麦适宜施氮量提供参考。

1 材料与方法

试验在咸阳市农科院试验田于2018-2019年进行，此块试验地已连续七年进行相同处理。供试品种为小偃22。施氮量设五个水平： B1：0 kg·hm-2、B2：120 kg·hm-2、B3：180 kg·hm-2、B4：240 kg·hm-2、B5：300 kg·hm-2，三次重复。每个处理基追比均为6:4，磷钾肥按120 kg·hm-2和75 kg·hm-2作为基肥一次性驶入。小区面积12 m2，田间管理同一般麦田。从开花期开始，采用便携式光谱仪测定植被归一化指数(NDVI)，SPAD-502测定仪测定旗叶叶绿素(SPAD)含量，每7天测一次，直至成熟。

2 结果分析

2.1 施氮量对小麦NDVI值的影响

植被归一化指数(NDVI)是反映植被生长状况的有效指标。从图1可以看出，NDVI值花后继续升高，花后7 d达到最大，之后开始缓慢降低，花后14 d开始迅速下降。各个处理NDVI值在开花期至花后14 d之间差异不明显，但花后14 d以后，未施氮肥的B1处理下降迅速，而其他施氮处理下降稍缓慢，随时间推移，B1与其他施氮处理间差异逐渐增大，花后35 d各施氮处理NDVI值较B1提高127%～144%，但各施氮处理间差异不明显。施氮在一定程度上延缓了小麦植株的衰老，而延缓的程度却不是与施氮量成正比，过量施氮未能持续延缓植株衰老。

图1 施氮量对小麦NDVI值的影响

2.2 不同施氮量对小麦旗叶SPAD值的影响

叶片中叶绿素的含量水平直接关系着叶片的光合能力，影响到产量的形成。SPAD值被称作叶色值，与叶绿素含量有良好的一致性，可以用来衡量叶片中叶绿素含量的相对值。通过对小麦旗叶SPAD值在不同施氮量处理下的水平分析可以看出(图2)，所有处理SPAD值均在花后14 d内保持较高水平，处理间也无显著差异，未施氮肥的B1处理SPAD值从花后14 d即开始明显下降，而其他施氮肥处理此时仍保持较高水平，均从花后21 d开始下降，从花后28 d后，所有处理叶片渐渐变黄，SPAD值均降到较低水平，但各处理之间仍有一定差异，表现为施氮量越多的处理SPAD值越高，其中B1处理叶片最黄、SPAD值最低，B5处理绿色最浓、SPAD值最高，施氮肥能明显延缓SPAD值降低时间和速度。

图2 施氮量对小麦旗叶SPAD值的影响

2.3 施氮量对小麦分蘖成穗及产量因子的影响

从表1可以看出，施氮量对出苗和冬分蘖没有显著影响，对春分蘖及产量因子影响显著。春分蘖、穗数、穗粒数均随施氮量增加，呈先升高后降低的趋势，数值最小的均为B1处理，春分蘖最多的处理是B4，穗数、穗粒数最多的处理均为B3，千粒重的情况与分蘖成穗和粒数的情况正好相反，随施氮量增加，千粒重先减少后增加，B3处理千粒重最低，B5处理千粒重最大。产量随施氮量增加先升高后降低，B1处理产量最低，B3处理产量最高，B4与B3处理间差异不显著。

表1 施氮量对小麦分蘖成穗及产量因子的影响

3 讨论

花后小麦绿叶器官的光合作用对产量的贡献率高达70%～80%[6]，而旗叶是最重要的光合器官，其性能对籽粒产量影响很大。有研究表明[7]持绿型小麦具有较高的叶绿素含量、衰老延迟、功能期长，能获得较高产量。笔者实验中，所有处理旗叶叶绿素含量在花后14 d内均没有明显变化，处理之间也没有显著差异，但14 d后未施氮处理旗叶叶绿素含量就开始降低，而各施氮处理花后21 d后才开始下降，施氮处理明显延缓了叶绿素含量的降低速度，使旗叶功能期延长。对归一化植被指数(NDVI)的调查分析也得出相同的结论。施氮肥使小麦NDVI值升高，特别是小麦生育后期(花后14 d后)各施氮处理均较未施氮处理提高，施氮肥能使小麦较长时间保持稳定的生长水平。

氮肥运筹可调控小麦分蘖成穗，有研究显示随施氮量增加，小麦生育前期分蘖数不断增加[8]，而本试验中，冬、春分蘖均随施氮量增加呈先增加后减少的趋势，这可能是由于连续多年在同一小区进行相同施氮处理，导致土壤肥力差异较大所致。穗数、穗粒数的表现与前人研究结果一致[8，9]，也为随施氮量增加呈先增加后减少的趋势，说明施氮过多会导致无效分蘖增加，成穗率降低，有效穗数减少。千粒重表现则与穗数、穗粒数刚好相反，随施氮量增加千粒重先减少后增加，这可能是由于穗数、穗粒数过多导致生育后期植株个体间相互遮挡，群体中下部透光弱，最终导致光能利用率降低，籽粒发育不饱满。因此只有在适宜施氮量下，植株群体、个体都发育得当，充分协调产量因子，才能获得高产，本试验中产量最高的处理为施氮量180 kg·hm-2。