超高產冬小麥氮肥運籌技術的研究

摘要：選用多穗型煙農19、中穗型周麥22及大穗型矮早八小麥品種為材料，在高產水平下進行了3種氮肥運籌方式試驗。結果表明，在施N 240 kg·hm-2條件下，前輕中重后補法與前重后輕法、各半法相比在小麥產量形成上具有明顯優勢與特點，表現出前期干物質積累、高峰苗較低；中后期干物質積累、葉面積指數較高，最終莖蘗成穗率、籽粒產量和籽粒蛋白質含量較高；同時，抽穗前積累在營養器官中的氮素轉移率低，對籽粒的貢獻率小，單位吸氮量生產力低，但單位施氮量生產力高。前重法與前中各半法的上述效應差異明顯。前重中輕法前期與前重法差異不顯著，中后期與前中各半法趨于一致。綜合表明，前中各半法施肥法是較適合超高產的施肥方法。

關鍵詞：小麥；超高產；氮肥運籌技術；吸收積累

中圖分類號： S512.1 文獻標識碼：A DOI編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2011.02.038

Effects of Nitrogen Fertilizer Management Technique on Super High-yield of Winter Wheat

LI De-fu1，LI Ling-ling2

(1.Agricultural Technology Station of Hetuan， Huainan，Anhui 232097，China；2. School of Material Science and Engineering， Beijing Institute of Fashion Technology， Beijing 100029， China)

Abstract：Using Yannong 19 of multi-spike cultivar， medium-spikes cultivar of Zhoumai 23 and large -spike cultivar of Aizao 8 as the experimental materials， three different nitrogen fertilizer treatments were designed under high yield level. The results showed， under 240 kg·hm-2 condition， lower fertilizer in the early stage and higher in the middle stage and lighter in the later stage has obvious advantages and features in the yield formation compared to the fertilization method of higher in the early stage， lower in the later stage and half fertilizer in the early stage， half in the middle stage style， showing lower dry matter accumulation in the early stage and peak seedlings， while， dry matter accumulation in the middle and later stage and LAI were in the opposite trend. In sum up， the results showed higher rate of tillers per plant， grain yield and protein content of grain. At the same time， the translocation amount of N stored in vegetative organs before heading stage was very lower， and had lower contribution to the grain， lower productivity of unit N uptake， but higher productivity of unit N application. As to these effects， higher fertilizer in the early stage had significant difference with the half fertilizer in the early stage and half in the middle stage. Higher fertilizer in the early stage and lighter in the middle stage had no significant difference with higher fertilizer in the early stage， lower fertilizer in the early stage had the same trend with the half fertilizer in the early stage and half in the middle stage style. All these indicated that， the half fertilizer in the early stage and half in the middle stage fertilization method is more suitable for super high-yield production.

Key words: wheat; super high-yield; nitrogen fertilizer management technique; uptake and accumulation

氮素營養是影響小麥生育、產量和品質的主要因素之一，氮肥的合理運籌技術是實現小麥高產優質的重要措施[1]。研究結果表明，不同產量水平的小麥在不同氮肥運籌下吸收養分方面具有不同的特點[3]，以往研究多是集中于中產水平麥田的試驗結果，關于高產小麥氮素運籌技術的研究及其與產量形成關系的報道較少。本研究以不同代表性高產品種為材料進行探討，旨在探明高產小麥氮素的合理運籌技術，為小麥的高產優質高效施肥提供理論依據。

1材料和方法

1.1試驗材料與試驗設計

試驗于2008—2009年在淮南市潘集區賀疃鄉小麥高產試驗田內進行。前茬水稻，沙姜黑土，地力中上等。土壤有機質含量1.35%，全氮含量0.1%，堿解氮78.5 mg·kg-1，速效磷26.5 mg·kg-1，速效鉀97.0 mg·kg-1。供試品種為具有9 000 kg·hm-2 產量潛力，且在黃淮麥區有較大推廣面積的煙農19（多穗型）、周麥22（中間型）和矮早八（大穗型）3個品種。基本苗225萬·hm-2，10月15日播種。

在小麥生育期內每公頃施N 240 kg、P2O5112.5 kg、K2O 112.5 kg。氮肥的運籌設置3種處理：前重法（T1，基肥70%，拔節肥30%）、前中各半法（T2，基肥和拔節肥各占50%）、前輕中重后補法（T3，基肥30%，拔節肥50%，孕穗肥20%）。基肥和磷鉀肥于耕前施入，拔節肥在倒3葉期施用，孕穗肥在倒1葉期施用。小區面積30 m2，4次重復，隨機排列。

1.2測定項目與方法

各生育期調查群體莖蘗動態并取樣，測定LAI、干物質積累量，成熟期考種并測定實產。凱氏法測定植株器官全氮含量和籽粒含氮量。籽粒蛋白質含量=籽粒含氮量×5.7

2結果與分析

2.1不同N肥運籌方式對高產灌區小麥產量及其構成因子的影響

考種結果表明，3個品種均以T1的產量最低，處理T3最高，但與T2的差異不顯著（表1）。從產量構成上看，T1產量低的原因主要是穗數偏少、千粒質量偏低。

2.2不同N肥運籌方式對小麥群體生育動態的影響

不同施肥法對小麥群體的生長發育動態的影響明顯（表2）。最高莖蘗數3品種均表現為T1>T2>T3，莖蘗成穗率T1T2>T3，周麥22則表現為T2>T1>T3。

3個處理的最大LAI基本在6～7的正常值范圍內。光合產物積累上，T1在拔節前表現出一定的優勢，拔節后干物質積累量逐漸減慢，增量小于其余兩處理。T2和T3在中后期表現出較強的

干物質積累能力，因此抽穗后的干物質積累量顯著高于T1，成熟期的積累量比T1增加了5%～10%，因此抽穗后的干物質的積累量占成熟期干物質積累量的比例也較高，為產量的提高創造了物質條件。由此看出，T1雖在前期有一定的生長優勢，但T2、T3的生長發育也處在較適宜的范圍，T1由于中期施氮肥比例偏少，后期不施氮肥，導致中后期尤其是產量形成期的光合面積少，干物質的生產與積累偏少。T2、T3則有助于提高后期的群體質量與物質生產力，最終經濟產量較高。

2.3不同N肥運籌方式對小麥籽粒蛋白質含量和植株氮素運轉的影響

從表3可以看出，不同施肥方法對籽粒蛋白質含量和籽粒蛋白質產量有較大的影響，處理間有較大的差異，T1比T2、T3減少115.5～165 kg·hm-2，說明后期施氮量的提高可顯著提高蛋白質含量和產量。氮素收獲指數也表現同樣的趨勢，T1最小，T2和T3較大。但單位吸氮量生產力則表現為T1大于T2和T3，表明了每生產100 kg籽粒，T2和T3比T1要吸收更多的氮素。如周麥22， T1、T2、T3每生產100 kg籽粒分別需吸氮3.20，3.46，3.48 kg，表明實現高產更高產，需要相對較多的氮素吸收量和相應的氮素的投入量。在一定施氮量范圍內，T2有較大的增產潛力、 T3次之，T1最小。

前人研究表明，小麥籽粒中的氮一方面來源于抽穗前貯藏在營養器官中的氮素，另一方面來源于后期同化吸收的氮素。表3結果表明，不同施肥方式也影響抽穗前營養器官中氮素向籽粒的轉運，積累在抽穗前營養器官中的氮素的輸出量為T3>T2>T1，輸出率為T1>T3≈T2，而轉移至籽粒中的氮素量占籽粒總氮素量的百分率亦為T1>T3≈T2。上述結果表明，隨著后期施氮比例和施氮量的增加而產量提高的情況下，營養器官中氮素的輸出率下降，對籽粒中累積氮素的貢獻率（占籽粒中氮素的百分率）也降低，這表明了植株后期同化吸收的氮素對籽粒的貢獻率提高，吸氮能力增強，這樣可滿足籽粒氮素累積的更高需求，因此，增強后期群體吸氮能力對于提高籽粒蛋白質含量以及實現超高產具有十分重要的作用。

3討論

小麥生育后期是決定籽粒質量和籽粒品質的關鍵時期。因此，在后期如何使小麥碳氮代謝在高水平上達到協調統一，對于超高產至關重要。植株氮素的同化與籽粒碳水化合物的積累都需競爭光合產物與能量，同時，植株碳氮代謝水平直接影響到葉片的葉綠素量和酶活力的維持，進而影響物質生產與轉運的正常進行。本試驗表明，在小麥高產更高產條件下，隨著中期施肥比例和數量的提高，中、后期的吸氮量增加，營養器官中氮素向籽粒的轉運率低，這樣有可能造成植株體內氮素的含量高以及氮的代謝旺盛，小麥同化氮素所消耗的碳架和能量是否會影響向籽粒碳水化合物的供應與合成，造成后期小麥植株體碳氮之間的不協調，以致貪青遲熟和小麥抗逆能力的下降，從而影響籽粒的產量和品質呢？本試驗結果表明，小麥的碳、氮代謝在較高水平達到了協調，植株沒有出現貪青遲熟和倒伏現象，既提高了小麥籽粒產量，同時又改善了籽粒品質，較好地協調了籽粒產量和籽粒品質之間的矛盾。這說明，適當增加小麥植株在后期的吸氮量，維持植株較高的氮素水平，利于提高光合效率和延長葉片功能甚至葉片帶綠成熟，這可能是小麥超高產的重要途徑之一。至于小麥后期植株各營養器官（根、莖、葉、穗等）中氮素、碳素的分配、轉運和對籽粒產量和品質的貢獻，及其對碳、氮代謝影響的生理機制還有待于更深入的研究，這方面的工作將對有效地協調籽粒產量和籽粒品質的矛盾有著重要的意義。

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