小麥—玉米一體化氮肥運(yùn)籌對(duì)小麥群體質(zhì)量的影響小麥—玉米一體化氮肥運(yùn)籌對(duì)小麥群體質(zhì)量的影響

摘要[目的]探究小麥/玉米一體化條件下，周年氮肥用量及分配比例關(guān)系下，冬小麥群體生長(zhǎng)及產(chǎn)量變化規(guī)律。[方法]以周麥22為材料，小麥/玉米兩熟制周年氮肥用量設(shè)300、450、600 kg/hm2 3個(gè)水平，小麥、玉米間的氮肥分配設(shè)4∶6、5∶5、6∶4 3個(gè)比例。[結(jié)果]隨全年氮肥施用量及氮肥由玉米向小麥分配率的增加，群體生理指標(biāo)呈現(xiàn)增加趨勢(shì)，而產(chǎn)量呈先增后降低的變化趨勢(shì)。[結(jié)論]冬小麥與夏玉米全年施氮肥（尿素）600 kg/hm2及5∶5的分配比例，有利于冬小麥及全年高產(chǎn)。

關(guān)鍵詞 冬小麥/夏玉米；氮肥施用；生理特性；產(chǎn)量

中圖分類(lèi)號(hào)S143.1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào)0517-6611（2014）29-10094-03

基金項(xiàng)目國(guó)家小麥產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系十二五項(xiàng)目（CARS-3-2-34）。

作者簡(jiǎn)介邢永鋒（1980- ），男，河南周口人，助理研究員，碩士，從事作物高產(chǎn)栽培方面的研究。*通訊作者，研究員，從事小麥育種方面的研究。

黃淮麥區(qū)是我國(guó)糧食的主產(chǎn)區(qū)之一。冬小麥/夏玉米輪作是該地區(qū)典型的種植模式[1]，常年種植面積穩(wěn)定在9×106hm2，占全國(guó)小麥面積的58.5%。氮肥不合理施用是這一地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)普遍存在的問(wèn)題。氮肥用量不足，不利于高產(chǎn)；而過(guò)量施氮不僅不能大幅度增加作物產(chǎn)量，反而造成環(huán)境污染[2]。合理施氮不僅能增加小麥/玉米產(chǎn)量、改善品質(zhì)、改良與培肥土壤，而且對(duì)發(fā)展高產(chǎn)、高效、生態(tài)農(nóng)業(yè)，提高栽培技術(shù)和農(nóng)民經(jīng)濟(jì)收入，有著重要的意義[3]。國(guó)內(nèi)學(xué)者針對(duì)冬小麥或夏玉米單季作物的合理施肥量和方法開(kāi)展了大量研究[4-5]，為冬小麥或夏玉米當(dāng)季合理施氮提供了理論指導(dǎo)，但針對(duì)冬小麥/夏玉米輪作體系整體考慮的施肥管理研究相對(duì)較少，仍缺乏簡(jiǎn)單、實(shí)用的施肥管理技術(shù)。在黃淮麥區(qū)，面臨著施肥過(guò)量、施肥不足或養(yǎng)分不平衡施用等方面問(wèn)題，影響農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。因此，筆者借鑒前人研究成果，研究全年不同氮肥用量及在小麥、玉米間的分配條件對(duì)小麥群體生理特性、子粒產(chǎn)量及全年產(chǎn)量的影響，以期為小麥高產(chǎn)、高效、優(yōu)質(zhì)栽培和生產(chǎn)實(shí)踐提供理論依據(jù)和技術(shù)。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)地概況試驗(yàn)于2011～2013在河南西華縣農(nóng)科所進(jìn)行。土質(zhì)為潮土區(qū)壤土偏黏。供試品種為周麥22。試驗(yàn)用氮肥、磷肥、鉀肥分別為尿素（N 46.3%）、磷酸二胺（P2O5 46%、N 18%）、氯化鉀（K2O5 5%）。按試驗(yàn)要求，計(jì)算出每個(gè)小區(qū)所需底肥，稱量后分別撒施。追肥于起身期施用，按小區(qū)分別稱量條施。

試驗(yàn)設(shè)9個(gè)處理，小麥/玉米兩熟制周年氮肥（尿素）用量設(shè)300、450、600 kg/hm2 3個(gè)水平，小麥、玉米作物間的氮肥分配比例設(shè)4∶6、5∶5、6∶4 3個(gè)比例，共9個(gè)處理，采取裂區(qū)試驗(yàn)設(shè)計(jì)（表1）。

1.2測(cè)定項(xiàng)目和方法隨著小麥生育進(jìn)程，在田間取樣，測(cè)定各生理指標(biāo)。在成熟期，取1 m行長(zhǎng)樣段于室內(nèi)考種，實(shí)收小區(qū)30 m2，并且換算出產(chǎn)量。

1.3數(shù)據(jù)分析用Excel對(duì)所有數(shù)據(jù)進(jìn)行初步處理，再用DPS進(jìn)行系統(tǒng)分析。

2結(jié)果與分析

2.1氮肥運(yùn)籌對(duì)小麥不同生育期生理特征的影響 從表2可以看出，隨著全年氮肥施用量的增加，各生育時(shí)期葉齡、次生根條數(shù)均呈增加趨勢(shì)，大小順序?yàn)樘幚鞢9>處理C8>處理C7>處理C6>處理C5>處理C4>處理C3>處理C2>處理C1；葉齡在不同的氮肥分配條件下差異不顯著，而次生根條數(shù)與小麥、玉米間的分配比例間存在0.05水平顯著差異。這說(shuō)明足量的氮肥供應(yīng)是保證小麥苗期地上、地下正常生長(zhǎng)的物質(zhì)基礎(chǔ)。

2.2氮肥運(yùn)籌對(duì)群體生長(zhǎng)動(dòng)態(tài)的影響從表3可以看出，在基本苗一致的情況下，隨著氮肥使用量的變化，冬小麥群體相應(yīng)地發(fā)生改變，在越冬期、返青期、拔節(jié)期均以處理C9群體最大，高于處理C1（群體最小）近58%，處理間差異在0.05水平顯著，而在成熟期，群體大小順序?yàn)樘幚鞢8>處理C7>處理C6>處理C5>處理C9>處理C4>處理C3>處理C2>處理C1。由此可知，在高氮條件下在生長(zhǎng)期一直處于群體領(lǐng)先的處理C9在成熟期群體卻不高，說(shuō)明適量的氮肥供應(yīng)才是保證成熟期高群體從而高產(chǎn)的基礎(chǔ)。

2.3氮肥運(yùn)籌對(duì)不同生育期群體干物質(zhì)的影響在整個(gè)生育期內(nèi)，氮肥是影響小麥群體干物質(zhì)量的重要因素之一。從表4可以看出，全年氮肥供應(yīng)量大，群體干物質(zhì)量也大，而氮肥供應(yīng)少，干物質(zhì)量低。在不同的氮肥水平下，干物質(zhì)量的平均值在拔節(jié)前差異較大，說(shuō)明拔節(jié)前重施氮肥小麥群、個(gè)體的生長(zhǎng)狀況差異較大。抽穗和灌漿后期的調(diào)查結(jié)果表明，干物質(zhì)量之間差異仍與氮肥施用量的變化趨勢(shì)一致，但是群體間干物質(zhì)量差異明顯縮小，說(shuō)明在小麥特定的生育時(shí)期，適量的氮肥供應(yīng)是促使群體充分生長(zhǎng)的必要條件。

2.4氮肥運(yùn)籌對(duì)產(chǎn)量因素的影響從表5可以看出，不同處理間產(chǎn)量因素差異明顯，穗數(shù)以處理C8最高，達(dá)660萬(wàn)/hm2，高于處理C1（最低）30%；穗粒數(shù)大小順序?yàn)樘幚鞢8>處理C7>處理C6>處理C5>處理C9>處理C4>處理C3>處理C2>處理C1，且處理間差異在0.05水平顯著；各處理千粒重差異較大，其中以處理C1最低，低于其他處理5.0%～16.5%，說(shuō)明適量的氮肥供應(yīng)是保證灌漿速率的物質(zhì)基礎(chǔ)，在一定范圍內(nèi)氮肥供應(yīng)與產(chǎn)量因素呈正相關(guān)，當(dāng)?shù)柿窟_(dá)到一定程度（600 kg/hm2、4∶6分配）時(shí)產(chǎn)量因素不再隨氮肥供應(yīng)量的增加而增加，說(shuō)明適量的氮肥供應(yīng)才是實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)的物質(zhì)保障。

2.5氮肥運(yùn)籌對(duì)產(chǎn)量的影響從圖1可以看出，在一定氮肥范圍（0～600 kg/hm2）內(nèi)，不同處理間冬小麥產(chǎn)量及全年產(chǎn)量均呈現(xiàn)先增加后降低的變化趨勢(shì)，大小順序?yàn)樘幚鞢8> 處理C7>處理C6>處理C5>處理C9>處理C4>處理C3>處理C2>處理C1，其中以處理C8產(chǎn)量最高（7 590 kg/hm2），高于處理C1（5 489.5 kg/hm2）38%；各處理全年總產(chǎn)量間差異較大，以處理C8（16 886.8 kg/hm2）為最高，高于其他處理3%～25%。這說(shuō)明氮肥是高產(chǎn)的基礎(chǔ)，施用量少造成會(huì)造成生長(zhǎng)不充分，而供應(yīng)過(guò)量造成營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)過(guò)剩、群體過(guò)大，形成郁閉的田間小氣候，造成貪青晚熟，從而影響產(chǎn)量。所以，適量的氮肥供應(yīng)才是高產(chǎn)的基礎(chǔ)。

2.6小麥產(chǎn)量與氮肥水平及分配比間的相關(guān)分析對(duì)冬小麥產(chǎn)量與當(dāng)前麥季氮肥施用水平和全年氮肥分配比相關(guān)性分析，發(fā)現(xiàn)小麥產(chǎn)量與當(dāng)前氮肥施用水平間存在極顯著正相關(guān)性（R=0.867**），而與氮肥在玉米、小麥分配比例仍存在顯著正相關(guān)性 （0.462*），所以產(chǎn)量的形成主要由當(dāng)季小麥田的氮肥實(shí)際供應(yīng)量決定，玉米的氮肥施用量對(duì)小麥產(chǎn)量影響也不容忽視。

3結(jié)論與討論

研究表明，在一定氮肥施用范圍（0～600 kg/hm2）內(nèi)，冬小麥群體質(zhì)量與氮素水平呈正相關(guān)，冬小麥產(chǎn)量與當(dāng)前季實(shí)際氮肥施用量呈極顯著正相關(guān)（R=0.867**），與在小麥、玉米間氮肥分配比例呈顯著正相關(guān)（0.462*），全年施氮肥（尿素）600 kg/hm2，同時(shí)在小麥、玉米5∶5的分配比例有利于冬小麥高產(chǎn)（7 550 kg/hm2），也利于全年高產(chǎn)（16 886.8 kg/hm2）。

氮肥水平可影響作物生長(zhǎng)和養(yǎng)分的積累與轉(zhuǎn)運(yùn)[6]。前人對(duì)此已經(jīng)做了大量的研究。黃正來(lái)等[7]指出，隨著氮肥用量的增加，小麥開(kāi)花期干物質(zhì)積累量也顯著增加。陸增根等[8]研究認(rèn)為，施氮量對(duì)花前轉(zhuǎn)運(yùn)量、轉(zhuǎn)運(yùn)率、花后同化量、花后貢獻(xiàn)率均有較大的影響，但品種間有所不同，同時(shí)指出施氮量對(duì)冬小麥氮素吸收有顯著影響。 氮素是作物需求最多的營(yíng)養(yǎng)元素。增施氮肥，土壤耕層有效氮含量增加，有利于植株對(duì)氮素的吸收，有利于提高作物產(chǎn)量，但過(guò)量施氮，作物產(chǎn)量反而降低[9]。研究表明，小麥籽粒產(chǎn)量與施氮量呈二次曲線關(guān)系；在一定范圍內(nèi)，植株氮素吸收總量與施氮量呈正相關(guān)[10]。該研究結(jié)果也得出小麥各品種籽粒產(chǎn)量與施氮量呈二次曲線關(guān)系，與以上研究結(jié)果相符。目前，由于農(nóng)村種養(yǎng)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，實(shí)際生產(chǎn)中越來(lái)越多的農(nóng)戶不再施用有機(jī)肥，原有的240 kg/hm2施氮量[11-12]可能無(wú)法滿足冬小麥的氮素需求。該研究連續(xù)3年在同一試驗(yàn)地進(jìn)行，發(fā)現(xiàn)全年氮肥需求量高于前人研究的240 kg/hm2，在同一氮素施水平下不同分配比例全年總產(chǎn)量存在差異。

作物氮營(yíng)養(yǎng)的來(lái)源主要包括氮肥和土壤，而土壤氮素又可以分為前茬殘留肥料氮和土壤當(dāng)季礦化氮[13]。不施氮肥作物吸收的氮只能來(lái)自于土壤。由于生產(chǎn)上多年過(guò)量施氮，土壤中氮?dú)埩袅看骩14]，近年來(lái)常出現(xiàn)不施氮不減產(chǎn)或施氮增產(chǎn)不明顯和氮肥利用率低的現(xiàn)象[15]。也有研究認(rèn)為，作物對(duì)前茬施入氮肥的利用率較低[16]。這與該研究結(jié)果相似。這與以下原因有關(guān)：①這些研究都是在后茬作物正常施氮的前提下進(jìn)行的，減少了對(duì)前茬殘留氮的吸收；②由于微生物的固持和有機(jī)氮的礦化，肥料氮與土壤氮不斷地進(jìn)行置換，相當(dāng)一部分殘留氮素被固持為有機(jī)氮而不能直接被作物吸收利用，導(dǎo)致殘留氮素的回收率偏低[17]；③黃淮地區(qū)夏季雨水偏多，整個(gè)夏季（夏玉米生長(zhǎng)季）為全年降雨量的70%，大量的雨水造成水溶性氮大量的淋融，部分氮素隨地下水下滲，從而減少了耕作層氮素的積累，也減弱了對(duì)下一季作物的后效。

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