不同氮磷增效肥对小麦旗叶衰老及产量的影响

朱丽敬

摘要：【目的】探究不同氮磷增效施肥模式对小麦旗叶衰老和小麦产量的影响，为科学施肥奠定坚实的数据支撑。【方法】以济麦22作为处理品种，在大田栽培条件下，通过设置不同的氮磷增效施肥组别，进一步测定不同施肥模式下小麦旗叶衰老指标超氧化物歧化酶、过氧化酶、丙二醛的具体变化情况，并对小麦的产量进一步分析。【结果】研究表明与常规对照组相比，在整个开花阶段尤其是在小麦开花后期通过使用增效氮磷肥处理，小麦旗叶的衰老指标都得到了很好的改善，小麦旗叶的超氧化物歧化酶和过氧化物酶的活性明显增加，而丙二醛的含量呈现逐渐下降的态势，这对缓解小麦旗叶衰老能够有很好的促进作用。【结论】在冬小麦生产中，合理施用N、P协同肥料，既能延迟冬小麦旗叶衰老，又能提升冬小麦单产，为冬小麦的高产、稳产打下良好的基础。

关键词：氮磷增效肥；小麦旗叶；衰老；产量；影响

小麦是世界范围内种植最为广泛的粮食型作物之一，能够满足人体所需要的多种营养成分，全球有1/3以上的人口以小麦为主食，根据相关预测到2050年世界人口将达到98亿，人口数量的激增对小麦的需求量也会呈现逐渐增多的态势，为更好地满足这一需求，提高单产、优质是解决该问题的关键[1]。氮、磷元素在小麦生长发育和品质产量形成方面发挥着重要的作用。氮元素是多种植物体内蛋白质、核酸、叶绿素和部分激素等生物分子的重要组成成分，作物通过从土壤当中吸收氮元素，经过还原、转化和代谢等各种生理过程，与蛋白质代谢和碳的代谢有效协调，最终完成了植物的整个生命过程。有研究结果表明，在小麦种植过程中，适当提高氮元素的水平，可以显著提高碳素同化能力和氮素的同化能力，促进同化物质能够向籽粒当中进一步转运，提高籽粒中的淀粉及有关酶活，可提高其产量及蛋白水平。同时，磷也是小麦植株生长发育所必需的一种主要的营养成分，在小麦植株核酸、脂肪等物质的形成方面发挥着重要的作用。磷元素参与到植物的细胞生长和代谢全过程，同时在酶调节和信号传递方面也发挥着重要的作用。小麦产量和品质会随着磷肥的增加而呈现逐渐增加的态势，在一定条件和一定的施肥量的水平下，产量和磷肥的使用量呈现正相关。但从当前小麦的生产现状来看，由于不规范的使用化学肥料，使得小麦植株出现了徒长，土壤的理化性质发生了显著变化。现阶段提高小麦单位面积内的产量，减少生态环境污染，提高化肥的利用效率是全世界面临的重要难题，而依靠肥料来提高单产，只是实现粮食增产稳产的重要方法之一。所以在今后小麦种植过程中，需要对传统的肥料进行进一步的改良和加工，使其性质能够得到进一步的提升，更好地被作物所利用，减少化学肥料的过量使用，另一方面应该研发出新型的肥料。氮肥磷肥增效剂可以显著提高小麦的有效穗，提升成穗率，同时还能够大大提高氮肥的利用效率，提升小麦的生产质量，节约肥料的应用成本，促进小麦增产增收。肥料增效剂的有效应用，可以减少土壤当中养分的过量流失，激活土壤的理化性质，促进微生物的繁殖，加速农作物根系对养分的吸收和利用，并且具有长期协同稳定的作用，将肥料增效剂应用到小麦生产当中，是当前解决传统施肥模式下土壤理化性质发生变化，小麦产量品质难以得到提升的重要手段之一。本次研究在前人研究的理论成果上，选择使用了氮磷增效肥开展大田处理，在此基础上，进一步探索了不同氮、磷元素的施用对小麦旗叶衰老及产量形成的调控作用，现将具体研究内容介绍如下。

1 处理材料与方法

1.1 处理材料选取

于2018年10月到2020年6月在大田进行处理。处理地主要选择在山东省聊城市东昌府区的小麦示范种植基地。处理地区属于温带季风性气候，年降雨量在700mm左右，降雨较为集中，每年集中在夏季的6-8月份，处理地的土壤为壤土。处理之前对土壤的理化性质进行进一步的检测，土壤pH值为6.38，碱解氮、速效磷、速效钾和土壤有机质含量分别为76.78mg/kg、51.33mg/kg、213.42mg/kg、2.0%。处理小麦品种为济麦22，处理过程中选择使用复合肥（N-P2O5-K2O：15-15-15）。在处理之前将配置好的增效剂均匀地喷洒在复合肥的表面，经过烘干处理之后形成氮磷增效肥，同时选择使用商品化的增效复合肥，本品用于对照组的小麦栽培。

1.2 处理方法

在進行大田试验时，选择采用了随机区组设计方法，一共设置了5个处理组别，即处理T1，处理T2，处理T3，处理T4和对照组。每个处理组别可以被反复3次，每个处理小区的区域为30m2，每个小区之间应该保持1m的隔离带。大田处理之前应该对土地进行有效的翻耕处理，翻耕深度控制在20-25cm，以打破犁地层，处理组和对照组的种植区域分别使用经过增效剂处理的复合肥和未经增效剂处理过的复合肥。土壤翻耕整理之后，结合当前的气候条件确定最佳的播种日期，2018年10月下旬进行小麦播种，播种量控制在10kg/667m2，并在第2019年6月中旬收获小麦，在2019年10月上旬进行小麦播种，播种量控制在12kg/667m2，2020年6月中旬收获小麦。在小麦整个生长发育阶段，除了各个组别的施肥模式不同之外，其他栽培管理保持一致，在小麦不同生长时期应该进行科学有效的灌溉，在生育的中期和晚期要做好农田的排水和灌溉工作，防止农田出现水渍和病害。在T1到T3组中，我们都会选择使用经过增效剂（如6%的EDDHA-Fe6 螯合铁，使用浓度5000ppm）处理的化肥进行施肥，使用量分别控制在50.0kg/667m2、37.7kg/667m2、25kg/667m2，T4组选择使用商品化的增效复合肥追施量控制在50kg/667m2，对照组选择没有经过增效剂增效处理的复合肥进行施肥处理，施肥量控制在50kg/667m2，除了施肥处理不同之外，其他大田栽培按照常规方法进行。

1.3 指标测定

小麦旗叶的衰老指数是以叶片中超氧化物歧化酶（SOD）过氧化物酶（POD）和丙二醛活性（MAD）体现[2]。在小麦生长过程中按照随机原则选取各个处理组别具有代表性的小麦植株新鲜旗叶。小麦叶片中超氧化物歧化酶活性的检测采用了邻苯三酚氧化法；按照比色法进一步测定小麦叶片当中过氧化物酶的活性；选择使用巴比妥酸法进一步测定小麦叶片当中丙二醛的具体含量[3]。在小麦产量指标测定过程中，每一个处理小区当中按照随机原则选择1m2完整的小麦植株，分别重复3次调查1m2当中的小麦成穗数量，然后再进一步计算667m2的小麦数量。小麦收获之后自然风干进行脱粒，在对籽粒进行处理后，对每穗的粒数、千粒重进行测量，再对亩产（667m2）进行计算。本次处理过程中，每一个组别的处理数据进行3次重复处理，过程中所涉及的各种数据选择使用Excel2003进行收集整理，制作成表格，然后选择使用DPS9.5进行数据统计分析和差异显著性检验。

2 结果

2.1 不同氮磷增效肥对小麦旗叶超氧化物歧化酶活性的影响

结合图1数据能够看出两年间小麦旗叶超氧化物歧化酶活性的变化趋势基本保持一致，本次研究主要以2018年到2019年的小麦种植数据为主，详细情况如图1所示（图1中横坐标为大田开花后天数，纵坐标为小麦旗叶SOD活性（U/g）。结合图1数据能够看出在不同的氮磷增效施肥处理模式之下，结果表明，大田小麦旗叶 SOD活力呈递减趋势，并且在进入开花后的7-14天下降幅度最大。大田小麦进入开花阶段之后，与对照组相比T1、T2和T4组小麦旗叶超氧化物氰化酶的活性量分别能够提高12.0、6.0和8.0U/g以上，而T3组与对照组相比呈现下降的态势，但与对照组比较，两组间的差异无统计学意义，其他三组间的差异性显著。在小麦开花后的21-28天内对照组和其他处理组别的小麦旗叶超氧化物歧化酶活性的下降差异性不显著。详细情况如图1所示。

2.2 不同氮磷增效肥对小麦旗叶过氧化物酶的影响

结合图2数据能够得知在氮肥磷肥增效施肥处理模式下，大田小麦旗叶过氧化物酶的活性会呈现出先升高后下降的趋势，并且过氧化物酶活性在开花后的14天会达到高峰期，之后会呈现逐渐下降的态势。其中大田小麦在开花14天之后，旗叶当中的过氧化物酶的含量下降速度最快。小麦生长的各个生育期内，大田小麦旗叶过氧化酶的活性按从大到小依次为T1，T4，T2，对照组和T3组，对照组和处理组别差异比较明显。由此能够得知在小麦种植过程中通过增施氮磷增效肥有利于小麦旗叶当中过氧化物酶活性的提升，在小麦旗叶过氧化物酶的变化指标上，以T1组和T4组处理指标最优。详细情况如图2所示，图2中横坐标为大田开花后天数（d），纵坐标为小麦旗叶POD活性（U/mm·g）。

2.3 不同氮磷增效肥对小麦旗叶丙二醛活性的影响

结合图3所示，不同施肥方式下，大田小麦旗叶当中的丙二醛含量会呈现逐渐上升的态势，并且在小麦开花后的21-28天上升速度最快，其中以T3组的增幅最大，由大到小分别是T3组、对照组、T2、T4组和T1。开花14天之后，大田小麦旗叶当中的丙二醛的含量在T2和T3组以及对照组之间的差异性不显著。由此可以得知，通过选择使用氮磷增效肥对小麦进行处置，能够有效改善旗叶当中丙二醛的活性，其中以T1的改善效果最好，其次是T4组，详细情况如图3所示。

2.4 不同氮磷增效肥对小麦产量的影响

根据表1數据能够得知，使用的不同的氮、磷协同肥会对大田中的穗数、穗粒数、千粒重以及产量的表现有很大的影响，由大到小分别是T1、T4、T2、对照组和T3组。从每m2的小麦穗数上看，2020年的大田对照组与其他处理组别的差别不是很明显，而穗粒数、千粒重和小麦产量对照组与T1的差别非常明显。2020年的小麦总产指数与2019年相比变化不大。不同的氮磷增效肥施肥处理模式之下，小麦的667m2产量与对照组相比会存在较大差异性，其中2019年T1、T2、T4组的小麦产量相较于对照组分别高出了42.05kg、18.12kg、21.30kg，而T3组与对照组相比降低了14.18kg。2020年T1、T2和T4组，相较于对照组分别增产43.05kg、14.12kg、35.30kg，而T3组下降了25.18kg。由此能够得知，不同的氮磷协同肥料对小麦的产量产生了不同的效应，在这些效应中，T1、T2和T4组的增产效应最好，其中T1的增产效应是最大的，在今后小麦种植过程中，可以按照T1的施肥配方进行针对性的施肥处理，满足小麦的生长发育所需，详细情况如表1所示。

3 讨论

小麦在整个生长发育阶段，对氮、磷元素的需求量最大，氮肥对小麦产量的效应影响最大，其次是磷肥[4]。但在小麦施肥过程中，传统的化学肥料有一定的限制，一旦过量使用或者不科学使用，不但不能够增加小麦的产量和品质，反而会降低小麦的品质和产量，反映出肥料过度施用的报酬递减规律。当前在传统小麦种植过程中，很多种植户仍然采用大量化学肥料追施的方式，不规范的使用化学肥料使得农田的理化性质发生了翻天覆地的变化。由于微生物的数量逐渐下降，各种病原微生物显著增加，田间小麦病虫害的积累量也呈现逐渐增多的态势，对小麦的产量和品质构成了严重威胁。有研究结果表明，在氮肥供给充足的条件下，追施量适宜的磷肥对小麦籽粒中的蛋白含量和产量都有一定的影响，一定范围当中旱地冬小麦籽粒新含量和地上部分的吸收量与氮肥的施入量呈现正相关[5]。氮肥磷肥的科学追施能够有效促进小麦对锌元素的有效吸收，提高籽粒锌元素的含量。也有研究结果表明，在土壤地力水平呈现中等以上的种植地磷肥的过量追施或者过低使用都不利于小麦的生长发育[6]。从当前小麦化肥的应用现状来看，过量的追施化学肥料的行为仍然没有得到有效的改观，对此就需要我们不断加强新型化肥的有效研究，对传统的肥料进行有效的改良加工，使其能够得以有效的利用，切实提高养分的供给效率，同时还应该研发出新品类的肥料。

本次研究结果表明，大田栽培模式之下，处理组和对照组相比小麦的产量得到了一定程度的提高，其中，T1、T2和T4组在2019年的产量与对照组比较，分别增加了42.05kg、18.12kg、21.30kg，在2020年其产量与对照组相比，产量分别增加了43.05kg、14.12kg、35.30kg。但T3组的产量较对照组降低14.18kg，平均体重较对照组降低25.18kg。通过本次研究能够表明在施肥处理过程中，通过选择使用增效的氮磷肥，能够大大降低化学肥料使用。在满足小麦植株生长发育所需的情况下，有效减少化学肥料的使用量，提高肥料的利用效率，但值得注意的是，在进行减量增效施肥过程中，化肥的施肥量一定要控制在一定范围当中，当肥料的供给以及肥料当中的养分低于小麦生长发育的最少养分需求时，就会导致小麦减产，例如T3组。此外，还有一些研究发现小麦的亩产穗数、穗粒数和千粒重是对小麦产量和品质产生影响的三个主要因素[7]，作物的产量受到这三个因素的相互协调。在影响小麦产量和品质的制约因素当中，小麦品种、当地的种植环境、种植措施、生态条件、土壤环境是最重要的5个因素。而小麦品种和栽培措施是人为可控的因素，通过优选小麦品种，实现小麦品种结构的有效调控，能够满足当前的栽培要求，确保所选择的小麦适应能力较强，具有增产高产的效果[8]。控制化学肥料的使用，确保肥料使用的合理化专业化，也能够显著提高小麦的产量。通过科学施肥，一方面能够提高植株的净光合速率和光合特征，显著提高植株的水分利用效率。有研究文献指出随着氮肥使用量的增加，小麦的产量和千粒重也会呈现逐渐增多的态势，产量和施肥会表现出一定的正相关[9]，但并不是说氮肥的使用量越多越好，当超过一定标准之后继续增加氮肥的使用量，小麦的产量反而会呈现逐渐下降的态势。在进行小麦可控因素调控期间，要做到科学使用肥料，要确保土壤当中的养分能够维持小麦植株的生长发育所需，但又不会过多地破坏土壤的理化性质，促进作物增产增收，改善土壤理化性质。正因为如此提高单位面积内的肥料利用效率，能够帮助种植户获得更高的产量，这样才能够更好的实现农业可持续发展。增效肥的推广和应用能够有效改善当前小麦在种植过程中符合使用量过高，肥料利用效率较低的现状，同时也是未来小麦栽培和肥料工业的发展趋势。

4 结语

综上所述，在小麦栽培管理过程中确定合理的施肥模式，明确最佳的施肥量，这对改善小麦的生产、质量具有重要意义。但是，在长期的麦田耕作中，化肥的不当使用，使得农田土壤的理化性质发生了显著变化，耕作层逐渐变浅，不利于小麦植株的生长，对提高小麦的产量和品质产生了不良影响。针对这一现状，需要转变传统的施肥模式和施肥理念，加强对肥料形态、施肥模式的有效改进，为进一步提高我国小麦的产量打下良好的基础。

参考文献

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