氮肥施用量和运筹比例对稻茬晚播小麦群体结构、光合性能及产量的影响

王慧 吴迪 李东升 朱冬梅 高德荣 吕国锋

摘要：为探索适宜的稻茬晚播小麦的施肥技术，以扬麦23为材料，设置2个施氮水平 （210、270 kg/hm2） 和2个氮肥运筹比例 （基肥、壮蘖肥、拔节肥分别为7 ∶1 ∶2和5 ∶1 ∶4），研究施氮量及氮肥运筹对稻茬晚播小麦产量、群体特征及光合特性的影响。结果表明，晚播小麦越冬期茎蘖数、干物质积累量和叶面积指数较适播麦下降;开花期剑叶叶绿素含量高于适播，剑叶净光合速率低于适播。晚播较适期播种减产显著，减产幅度为7.29%～15.72%。晚播条件下增加施氮量，剑叶叶绿素含量表现增加;氮肥后移，低施氮量下各时期及高施氮量下花后14 d剑叶叶绿素含量均提高;花后14 d各处理间净光合速率差异明显，施氮量减少、氮肥后移，均导致净光合速率增加。增加施氮量能提高穗数、穗粒数;施氮量对千粒质量影响无明显的趋势。相同施氮量下，增加基肥有利于提高成穗数;提高追肥比例有利于每穗结实粒数的增加。270 kg/hm2施氮量、5 ∶1 ∶4运筹适播产量最高，晚播减产幅度最大。210 kg/hm2施氮量、5 ∶1 ∶4 运筹适播产量较高，晚播产量最高。综合考虑，采用施氮量210 kg/hm2、氮肥运筹为5 ∶1 ∶4的施肥模式在适播、晚播条件下均能使扬麦23获得较高产量。

关键词：小麦;施氮量;氮肥运筹;光合特性;产量;群体结构

中图分类号： S512.106  文献标志码： A

文章编号：1002-1302（2021）20-0097-06

收稿日期：2021-03-09

基金项目：国家重点研发计划（编号：YFD0100803）;农业部现代农业产业技术体系建设专项（编号：CARS-3-2-11）;江苏省科技计划重点及面上项目（编号：BE2018350）;扬州市科技计划（编号：YZ2020033）。

作者简介：王 慧（1988—），女，江苏南京人，硕士，助理研究员，主要从事小麦高产及抗逆栽培方面的研究。E-mail：758289601@qq.com。

通信作者：吕国锋，博士，研究员，主要从事小麦遗传育种工作。E-mail：lgf@wheat.org.cn。

小麦晚播导致冬前积温和日照时数减少，分蘖发生迟，群体偏小;生育后期灌浆期延后并缩短，增加遭遇高温逼熟的风险，最终导致减产[1]。王龙俊等研究认为，迟于适宜播期后，每推迟5 d，单位面积产量一般会减少7%～10%[2]。江苏是稻麦两熟区，小麦茬口偏晚，播种季节紧张，如遇阴雨天气，播期更加推迟，播种质量下降，影响小麦的生长发育，已成为制约江苏省小麦产量进一步提高的关键因素，小麦晚播高产栽培技术的研究已成为现阶段栽培学家所关注的热点问题之一。

氮肥应用对小麦产量的形成具有重要作用。合理的施氮量和氮肥运筹能够提高小麦叶片光合速率，促进同化物积累，是实现晚播小麦优质高产的有效途径[3-4]。张珊等研究认为，晚播条件下小麦产量不高，应减少氮肥施用量[5]，但也有人认为，小麦晚播后，生长量不足，要达到适期播种相似产量，施氮量应增加[6]，从而加快叶片生长速度，增加冬前茎蘖数、干物质积累量和叶面积指数[7]，同时适量增施氮肥能加速晚播小麦中后期的补偿生长能力，有利于提高花后干物质积累量[8]。朱江胜等研究认为，晚播条件下减少基肥用量能控制高峰苗，提高成穗率，增加花后干物质积累量[9]。氮肥后移能显著改善晚播小麦群体结构，增加群体透光率，提高剑叶光合速率[10-11]。Kibe等研究认为，增施拔节孕穗肥能促进晚播小麦穗分化、减少退化，提高穗粒数及千粒质量[12]。杨勇研究认为，在适宜密度下提高晚播小麦中、后期施氮比例，可提高籽粒产量[13]。但也有研究认为，孕穗肥施用不得当，会导致晚播小麦后期病害加重，贪青迟熟，易遇高温逼熟，产量下降[14]。扬麦23是江苏里下河地区农业科学研究所和江苏金土地有限公司用扬麦16/扬辐93-11选育的强筋小麦品种，自审定以来种植面积不断扩大，且在生产中表现出灌浆脱水快、早熟高产、综合抗性强等特性。拨麦23作为江苏省主推的优质强筋小麦品种，未来几年将进一步扩大推广面积，因此本试验拟通过研究施氮量及氮肥运筹比例对小麦群体、光合特性及产量的调控效应，筛选出晚播条件下扬麦23的合理施氮量及氮肥运筹，为优质强筋小麦生产提供理论和技术依据。

1 材料与方法

1.1 试验设计

试验于2018—2019年在江苏里下河地区农业科学研究所万福基地（119°53′E、32°42′N）进行，试验地前茬为水稻。土壤为沙壤土，2018年秋播土壤有机质含量18.20 g/kg、全氮含量1.203 g/kg、全磷含量0.446 g/kg、速效氮含量60.13 mg/kg、速效磷含量20.8 mg/kg、速效钾含量80.7 mg/kg。供试品种为扬麦23。

本试验为三因素裂区试验，主区设2个播期，11月4日（适播）和11月25日（迟播），基本苗分别为240万、375万株/hm2;施氮量为裂区，设210、270 kg/hm2 2个处理;氮肥运筹为小裂区，基肥、平衡肥、拔节肥分别为70%、10%、20%和50%、10%、40%（分别简记为7 ∶1 ∶2和5 ∶1 ∶4）;重复2次。基肥于播种前施用，平衡肥于3叶1心时施用，拔节肥于叶龄余数2.5时施用;N、P、K肥施用量为 1 ∶0.5 ∶0.5，P、K肥全部基施。机械条播，行距 22 cm，小区面积6.67 m2。3叶期进行人工定苗。其他栽培措施同大田生产。

1.2 测定项目与方法

1.2.1 群体结构

于小麦关键生育期每小区取样20株，调查茎蘖数，用叶面积仪测定叶面积，样品杀青、烘干至恒质量，测定干物质量。

1.2.2 SPAD值

分別于小麦开花期、花后14 d、花后28 d采用SPAD 502叶绿素仪测定剑叶SPAD值，每处理重复5次。

1.2.3 光合特性

分别于小麦开花期、花后14 d、花后28 d采用TARGAS-1便携式光合测定仪测定剑叶净光合速率，每处理重复5次。

1.2.4 产量及其构成因素

于成熟期调查单位面积有效穗数、穗粒数及千粒质量（水分13%）。每小区机械收割，晾晒后称质量。

1.3 数据统计与分析

用Excel 2003统计试验结果，用SPSS 20.0进行统计分析，差异显著性检验采用LSD法多重比较。

2 结果与分析

2.1 群体结构

2.1.1 茎蘖动态

从表1可以看出，晚播条件下各处理的越冬期茎蘖数低于适播各处理，但差异不显著;拔节期各处理的茎蘖数显著高于适播;成熟期各处理茎蘖数大于适播各处理，其中施氮量为 210 kg/hm2 处理的茎蘖数显著高于适播;除施氮量为210 kg/hm2、7 ∶1 ∶2氮肥运筹外，其余处理的茎蘖成穗率均低于适播各处理。表明晚播21 d，通过增加基本苗可弥补晚播茎蘖成穗率低对最终穗数的不利影响。

晚播条件下施氮量为270 kg/hm2的越冬期、拔节期和成熟期的茎蘖数均高于施氮量为 210 kg/hm2 相应各处理，成熟期2个施氮量水平各处理的茎蘖数差异缩小，无显著差异;同一施肥水平下，氮肥运筹为7 ∶1 ∶2 处理的越冬期、拔节期和成熟期的茎蘖数均高于氮肥运筹为5 ∶1 ∶4处理3个时期的茎蘖数。表明增加施氮量和以基肥为主的氮肥运筹可增加成穗数。

2.1.2 干物质积累量

由表2可以看出，晚播条件下各处理的越冬期、 拔节期干物质积累量均低于适播相应各处理，开花期干物质积累量较适播有所增加，成熟期表现减少，差异未达显著水平。除施氮量210 kg/hm2、氮肥运筹7 ∶1 ∶2外，晚播其他氮肥处理花后干物质积累量较适播下降显著，其中施氮量 270 kg/hm2、氮肥运筹为5 ∶1 ∶4处理下降幅度最大。

晚播条件下不同施氮量对各生育时期干物质积累量影响不显著;同一施肥水平下，越冬期、 拔节期干物质积累量表现为7 ∶1 ∶2运筹高于 5 ∶1 ∶4 运筹，开花期、成熟期则表现为5 ∶1 ∶4运筹大于 7 ∶1 ∶2 运筹。施氮量和氮肥运筹对晚播花后干物质影响无明显趋势。

2.1.3 叶面积指数

由表3可知，晚播各处理越冬期、拔节期叶面积指数较适播相应各处理均表现下降，其中越冬期下降显著;孕穗期叶面积指数大于适播处理，但差异均不显著。

晚播条件下施氮量为270 kg/hm2处理越冬期、拔节期及孕穗期叶面积指数均大于施氮量为 210 kg/hm2 相应各处理，开花期表现略有差异，同一施肥水平下，各时期叶面积指数规律与干物质积累量相同，越冬期、拔节期均表现为7 ∶1 ∶2运筹高于5 ∶1 ∶4运筹;孕穗期、开花期表现为5 ∶1 ∶4运筹高于7 ∶1 ∶2运筹，且在施氮量为210 kg/hm2时2运筹间差异显著，其他处理差异不显著。

2.2 剑叶叶绿素含量

由表4可以看出，晚播条件下各处理的开花期、花后14 d剑叶叶绿素含量普遍高于适播相应各处理，但差异未达显著水平;花后28 d较适播下降，其中2个施氮量下均以5 ∶1 ∶4运筹时下降显著。晚播条件下施氮量为270 kg/hm2的处理开花期、花后14 d及花后28 d剑叶叶绿素含量均大于施氮量为210 kg/hm2处理。施氮量为210 kg/hm2时开花期、花后14 d和28 d剑叶叶绿素含量均表现为 5 ∶1 ∶4>7 ∶1 ∶2，施氮量为270 kg/hm2时开花期和花后28 d氮肥运筹5 ∶1 ∶4处理略低于7 ∶1 ∶2处理，花后14 d高于7 ∶1 ∶2处理，但各氮肥运筹间差异不显著。

2.3 剑叶光合速率

由图1可以看出，晚播条件下各处理净光合速率随开花天数均逐渐下降，花后14 d晚播下降速率较适播缓慢，花后28 d迅速下降。开花期及花后 28 d 晚播各处理剑叶净光合速率均小于适播相应各处理;花后14 d施氮量为210 kg/hm2的剑叶净光合速率大于适播，施氮量为270 kg/hm2时小于适播。晚播条件下开花期与花后28 d各处理净光合速率间无明显差异，花后14 d各处理差异明显，其中施氮量为210 kg/hm2的净光合速率明显高于 270 kg/hm2 处理;同一施肥量下，5 ∶1 ∶4运筹的净光合速率明显高于7 ∶1 ∶2运筹。

2.4 产量及其构成因素

由表5可以看出，晚播各处理的产量较适播相应各处理产量均显著下降，减产幅度在7.29%～15.72%;穗数大于适播各处理，其中施氮量为 210 kg/hm2 的穗数显著高于适播;穗粒数和千粒质量显著低于适播各处理，降幅分别为13.94%～1487%、5.49%～9.95%。表明在适当增加基本苗条件下，穗粒數和千粒质量是晚播小麦产量降低的主要因素。

从表5还可以看出，晚播条件下施氮量为 270 kg/hm2 的单位面积穗数和穗粒数都高于 210 kg/hm2 各处理， 但二者间无显著差异; 施氮量对千粒质量影响无明显的趋势。相同施氮量下，氮肥运筹为7 ∶1 ∶2处理的单位面积穗数大于 5 ∶1 ∶4，二者间无显著差异;氮肥运筹对穗粒数的影响正好相反，处理间亦无显著差异;氮肥运筹对千粒质量影响无明显趋势。表明增加施氮量和氮肥后移可增加穗粒数。

3 讨论与结论

3.1 氮肥对晚播小麦产量及群体结构的影响

晚播小麦产量下降显著[15-16]。播期推迟15 d，小麦穗数下降，穗粒数增加，千粒质量无显著变化[17]。也有研究指出，晚播对千粒质量影响较小，穗数、穗粒数的减少是造成产量下降的主要原因[18]。本试验结果表明，晚播较适期播种减产显著，减产幅度7.29%～15.72%。通过增加基本苗能提高穗数，而穗粒数和千粒质量均明显下降，表明在适当增加基本苗条件下，穗粒数和千粒质量是晚播小麦产量降低的主要因素，这与前人研究结果[17-18]不完全一致，可能与增加了基本苗有关。王夏等研究认为，小麦晚播后营养生长时间短，分蘖不足，叶面积指数小[19]。本试验结果表明，晚播小麦越冬期茎蘖数、叶面积指数和干物质积累量较适播下降，这与前人的研究结果[19]一致。

有研究认为，通过增施氮肥能显著提高晚播麦开花期和成熟期群体干物质积累[20-21]。晚播小麦应重施拔节肥，以促进植株个体发育[22]。席晋飞等研究表明，通过增加施氮量可提高晚播小麦产量[23]。氮肥后移能明显提高晚播小麦后期LAI，增加茎蘖数及穗粒数[7]，增加籽粒产量[13]。本试验研究结果表明，晚播条件下，高施氮量处理下扬麦23各生育时期茎蘖数、干物质积累量及叶面积指数总体高于低施氮量处理，增加施氮量能提高穗数、穗粒数，但差异不显著;施氮量对千粒质量影响无明显的趋势。同一施肥水平下，氮肥运筹为7 ∶1 ∶2 处理的越冬期、拔节期和成熟期的茎蘖数均高于 5 ∶1 ∶4 处理的茎蘖数，表明以基肥为主的氮肥运筹可增加成穗数;氮肥后移增加每穗结实粒数，对千粒质量影响无明显趋势。

3.2 氮肥对晚播小麦光合特性的影响

本试验结果表明，晚播小麦开花期叶面积指数、剑叶叶绿素含量高于适播，这与张甲元等的研究结果[24]相同。 晚播条件下开花期及花后28d各处理剑叶净光合速率均小于适播，花后14 d有所差异，低施氮量下剑叶净光合速率大于适播，高施氮量下则小于适播。有研究认为，氮肥追施能提高晚播小麦生育后期叶面积指数和叶绿素含量，促进小麦干物质积累[11]。本试验结果与前人研究有所差异，晚播条件下增加施氮量，扬麦23开花期、花后14 d及花后28 d剑叶叶绿素含量表现增加;氮肥后移，低施氮量下各时期剑叶叶绿素含量提高，高施氮量下花后14 d剑叶叶绿素含量提高，开花期和花后 28 d 表现下降。晚播条件下开花期与花后28 d各处理净光合速率间无明显差异，花后14 d各处理差异明显，增加施氮量，净光合速率表现下降，氮肥后移，净光合速率增加。

晚播条件下通过增加基本苗能提高穗数，晚播小麦产量降低主要由于穗粒数和千粒质量下降;增加施氮量能提高晚播麦穗数和穗粒数，但效果不明显。同一施肥水平，以基肥为主的氮肥运筹可增加成穗数;氮肥后移增加每穗结实粒数，对千粒质量影响无明显趋势。本试验结果表明，施氮量 270 kg/hm2、氮肥运筹为5 ∶1 ∶4处理适播产量最高，晚播减产幅度最大;施氮量210 kg/hm2、氮肥运筹为5 ∶1 ∶4处理适播产量第2，晚播条件下产量最高。综合考虑，采用施氮量210 kg/hm2、氮肥运筹为5 ∶1 ∶4的施肥模式无论适播还是晚播均有利于实现扬麦23高产稳产，节本增效。

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