不同施肥處理對砂姜黑土地小麥個體發育、灌漿特性及產量的影響

曹燕燕++廖平安++葛昌斌++郭春強++黃杰++喬冀良

摘要：針對砂姜黑土土體結構較差、缺磷少氮、有效養分含量低的特性，設計4種不同施肥處理，探討施肥對小麥各生育期群體數量、個體生育特性、灌漿特性及產量的影響。結果表明，增施肥料是提高砂姜黑土小麥產量的技術措施之一；科學施肥或在施用化肥基礎上增施有機肥可改善土壤條件，提高土壤養分含量，促進小麥對養分的吸收，可改善個體經濟性狀，增加灌漿速率，提高穗粒數和千粒重，形成高產。

關鍵詞：砂姜黑土；有機肥；小麥；個體發育；灌漿特性；產量

中圖分類號： S512.106文獻標志碼： A文章編號：1002-1302（2016）06-0158-03

收稿日期：2015-08-12

基金項目：國家現代農業產業技術體系建設專項（編號：CARS-3-2-26）。

作者簡介：曹燕燕（1982—），女，河南三門峽人，碩士，助理研究員，主要從事小麥新品種選育和高產栽培技術研究。E-mail：caoyan314@126.com。砂姜黑土是發育于河湖相沉積物上經脫沼澤作用而形成的半水成土[1]，是我國重要的中低產田土壤之一。目前，全國砂姜黑土耕地總面積約為400萬hm2，而河南省作為全國重要的商品糧生產基地，砂姜黑土耕地面積高達 120萬hm2，占河南省耕地總面積的14%[2-3]，是河南省面積最大的中低產類型土壤。在砂姜黑土區，小麥是最重要的糧食作物之一，對河南省糧食生產有著至關重要的作用。砂姜黑土缺磷少氮，有效養分含量低[4-5]，其“旱、澇、瘦、僵”的不良屬性阻礙小麥前期根系發育及后期地上部分生長，產量低而不穩，不利于小麥播種，土地生產率低[6]。當前，農民仍以傳統的“一炮轟”方式施肥為主，肥料結構不合理，重化肥而輕有機肥[7]，既影響小麥產量的進一步提高，同時又造成肥料資源的巨大浪費，污染環境。因此，尋找合適的施肥處理和肥料結構來改善小麥生長性狀，進而提高砂姜黑土區小麥產量，已成為河南省急需解決的現實問題。

目前，施用不同氮、磷、鉀等對小麥產量影響的研究較多[8-13]，但關于化肥和有機肥配施對砂姜黑土地小麥生育特性、灌漿特性及產量影響的研究較少。本試驗在砂姜黑土區，設計4種不同的施肥處理，探討其對小麥各生育期群體數量、個體生育特性、灌漿特性及產量的影響，旨在為河南省漯河市及生態條件類似地區砂姜黑土區的土壤改良以及冬小麥豐產高效施肥技術的應用提供理論依據和支撐。

1材料與方法

1.1試驗地概況

試驗于2014—2015年在河南省漯河市農業科學院試驗基地進行，地處暖溫帶南部邊緣，屬于暖濕性季風氣候。供試土壤為砂姜黑土亞類砂姜黑土屬，0～20 cm耕層土壤有機質、全氮含量分別為18.64、1.01 g/kg，有效磷、速效鉀含量分別為13.71、94.38 mg/kg，pH值為7.2。

1.2供試材料

供試小麥品種為新麥26，是當前黃淮流域大面積推廣的強筋小麥品種，由河南省農業科學院植物營養與資源環境研究所提供。供試肥料為45%復合肥，N、P2O5、K2O含量分別為15%、22%、8%；57%磷酸二銨，N、P質量比為15 ∶ 42；氯化鉀，以含K2O 57%計；尿素，含N 46%；精制有機肥。

1.3試驗設計

2014年10月11日整地，采用大型機械深翻細耙，耕深25 cm；10月14日撒施化肥，10月15日播種小麥，播量為 195 kg/hm2，行距23 cm，播深3 cm。試驗設4個處理：處理1，對照，不施任何肥料；處理2，常規施用化肥，45%復合肥750 kg/hm2加尿素225 kg/hm2，一次性施入底肥，使N ∶ P ∶ K為14.4 ∶ 11 ∶ 4；處理3，在處理2施肥的基礎上，作為底肥增施商品有機肥1 500 kg/hm2；處理4，施入尿素145.335 kg、57%磷酸二銨285.750 kg/hm2、氯化鉀131.550 kg/hm2作為底肥，使N ∶ P2O5 ∶ K2O為14 ∶ 8 ∶ 5，在拔節期施 217.950 kg/hm2 尿素作為追肥。試驗小區長10 m，寬4.2 m，隨機區組排列，重復3次。試驗地前茬作物為大豆。

1.4測定項目及方法

1.4.1基本苗和總莖數待播種出苗整齊，各小區定1 m雙行樣段，調查基本苗；越冬始期、返青、起身、拔節、抽穗、揚花及成熟期在定點樣段內調查總莖數或穗數。

1.4.2個體生長性狀不同生育時期，各試驗小區隨機取樣10株作為考察樣本，調查小麥的主莖葉齡、次生根和分蘗數。

1.4.3籽粒灌漿速率小麥揚花期，各試驗小區內選取生長一致且花期相同的主莖穗100個，掛牌標記；花后4 d開始取樣，每隔4 d取樣1次，直至成熟，每次取10穗，105 ℃殺青 30 min，80 ℃烘干至恒質量；揉出每穗全部籽粒，用1/10 000天平稱質量，折算出千粒質量。

1.4.4收獲指數各試驗小區收獲長2 m的雙行樣段，與地面齊平人工收割捆扎；整捆植株風干、脫粒，分別測定該樣段的籽粒干質量和秸稈干質量，計算收獲指數，公式為：收獲指數=成熟期籽粒質量/成熟期地上部生物質量×100%。

1.4.5產量及產量構成因素各小區隨機選取麥穗20個，計算穗粒數。同一小區多點取樣20株帶回室內，逐株考察單株穗數、穗長、每穗總小穗數、不孕小穗數。整個小區用奧地利生產的收割機收獲計產。各樣點曬干的籽粒準確計數 1 000 粒，測定千粒質量，重復3次。

1.5數據處理

采用Excel 2003軟件進行統計分析；采用DPS 9.5軟件進行差異顯著性檢驗。

2結果與分析

2.1不同施肥處理對砂姜黑土小麥群體莖蘗數生長動態的影響

由圖1可知，各處理小麥群體莖蘗數均隨生育進程的推進呈先增加后減少的變化趨勢，且均在起身期達到高峰；拔節期后，由于兩極分化，群體莖蘗數呈急劇下降趨勢，至揚花期基本趨于穩定；越冬期后，施肥處理的群體莖蘗數明顯高于不施肥處理，與對照相比，處理4、處理3、處理2群體最高莖蘗數分別增加12.8%、10.5%、2.4%；成熟期，有效穗以處理4最大，處理3次之，處理2和對照的群體莖蘗數相對最小，且兩處理無明顯差異。因此，不同施肥處理對小麥群體莖蘗變化及成穗數的高低影響作用較大。

2.2不同施肥處理下砂姜黑土小麥各生育期個體的發育動態

2.2.1主莖葉齡由表1可知，小麥起身期，處理3、處理4的主莖葉齡相對較大，分別為10.61、10.49葉，與對照處理1差異顯著（P<0.05）；抽穗期，處理3、處理4與處理2、處理1的主莖葉齡差異顯著，這說明施用化肥的基礎上增施有機肥或優化施肥，可以明顯提高砂姜黑土地小麥的主莖葉齡。

2.2.2單株莖蘗由表2可知，越冬期、起身期各處理的單株莖蘗差別不大，相互間差異不顯著；返青期各處理的莖蘗數有一定差異；拔節期，處理4、處理3的單株莖蘗顯著高于處理2與對照；抽穗期，處理4的單株莖蘗數相對最高，為3.76個/株，顯著高于處理2、處理1，與處理3差異不顯著；單施化肥（處理2）與不施肥相比，小麥莖蘗數顯著增加。這說明砂姜黑土施用化肥的基礎上增施有機肥或優化施肥，可有利于小麥植株的生長，提高小麥的單株莖蘗數，增加小麥的分蘗成穗。

2.2.3單株次生根由表3可知，春季返青后，不同處理小麥的單株次生根數迅速增加，以滿足小麥從土壤中吸收養分的需要；各生育期，處理3、處理4與對照的單株次生根差異均達顯著水平；起身期，處理3、處理4的次生根數分別比處理1多6.22、6.84 條/株，這說明砂姜黑土地增施有機肥或優化施肥可起到促進側生根生長的作用，與葛昌斌等的研究結果[14-15]一致。

2.3不同施肥處理下砂姜黑土小麥灌漿速率的變化

由圖2可知，不同施肥處理下，小麥千粒質量遵循慢—快—慢的變化趨勢，各個處理的籽粒灌漿進程呈“S”形曲線；花后8 d，4個處理的千粒質量差異不大；花后12 d，處理4、處理3的千粒質量增加迅速，到花后28 d達最高峰；花后各時期，對照的千粒質量相對最低。由圖3可知，灌漿速率峰值出現在花后20 d，此時籽粒的灌漿速率增加較快；不同的施肥處理灌漿速率有一定的差異，處理4小麥的整個灌漿過程相對較快，并且持續時間較長，處理3、處理2次之；處理1小麥的灌漿速率相對較小且變化浮動較大，花后32 d灌漿速率開始下降。這說明優化施肥可使氮、磷、鉀合理利用，拔節期追施氮肥能顯著提高小麥對氮、磷、鉀元素的吸收積累和籽粒的灌漿速度，進而提高籽粒產量；有機肥和化肥配施對提高籽粒的千粒質量作用也很明顯；相比不施肥料，單施化肥對砂姜黑土小麥也有提高籽粒千粒質量的作用，但效果不明顯。

2.4不同施肥處理對砂姜黑土小麥產量、產量構成因素和收獲指數的影響

2.4.1產量由表4可知，處理4的經濟產量相對最高，為

7 411.25 kg/hm2，比對照增產21.61%；處理3的經濟產量為7 222.50 kg/hm2，比對照增產15.52%；處理4、處理3之間的經濟產量差異不顯著，但與處理2和對照差異顯著，處理2與對照之間的經濟產量差異也顯著。這表明砂姜黑土地單施化肥對提高小麥產量有一定作用，但在施用化肥的基礎上增施有機肥或優化施肥效果更為明顯。

2.4.2產量構成因素成穗數、穗粒數和千粒質量是小麥產量構成的3個重要因素。由表4可知，各處理穗粒數和千粒質量高低依次為處理4>處理3>處理2>處理1，處理3、處理4、處理2與對照差異顯著；4個處理的小麥成穗數差異不顯著；處理3、處理4的穗長、單株成穗數和每穗總小穗數與對照差異顯著；處理4的不孕小穗數相對最少，為2.97個，處理1的相對最多，為4.60個。這表明砂姜黑土增施化肥可以提高小麥的穗粒數和千粒質量，增施有機肥或平衡配方施肥對降低每穗不孕小穗數、提高每穗結實粒數，進而對提高產量具有顯著的促進作用。

2.4.3收獲指數收獲指數是經濟產量與生物學產量之比，是小麥增產的物質基礎，其值越高，說明干物質分配到籽粒的比例也越高。由表4可知，處理4的收獲指數相對最高，為42.26%，顯著高于對照，與處理2、處理3差異不顯著，這表明優化施肥可顯著提高小麥的收獲指數。

3小結

砂姜黑土質地黏重，肥力較低，小麥產量一直很低，如須提高砂姜黑土的小麥產量，可以增施肥料對砂姜黑土地進行改良[16]。本試驗結果表明，單施化肥對砂姜黑土有一定的培肥作用，一定程度上也可提高小麥產量，但作用效果不明顯；在施用一定化肥的基礎上增施有機肥，可以增加土壤中有機質的含量，促進土壤團粒結構的形成，增加土壤的透氣性，培肥地力，為小麥高產、穩產打下地力基礎，同時還能促進小麥個體的生長發育，小麥穗長、結實小穗數和每穗總小穗數增加，不孕小穗數下降，穗粒數、千粒質量增長顯著，經濟性狀改善；優化施肥使氮、磷、鉀三元素科學合理使用，提高了小麥各營養器官的干物質積累，拔節期追施氮素能顯著提高小麥對氮、磷、鉀元素的吸收積累量、分蘗成穗率、穗粒數，進而提高籽粒產量。

砂姜黑土地土壤理化性質差，有機質含量低。采用基肥、追肥相結合的方法優化施肥或者在施用化肥的基礎上增施有機肥，可改良砂姜黑土的不良特性，改善土壤條件，提高土壤養分含量，促進小麥對養分的吸收，提高小麥產量，同時也能改善小麥籽粒品質，這2種施肥措施都能從根本上解決砂姜黑土的地產狀況。

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