秸稈還田下不同施氮方式對國麥301產量及其構成因素的影響

倪永靜，賀群嶺，趙敬領，連少英，朱培培，胡新

（商丘市農林科學院，河南商丘476000）

秸稈還田下不同施氮方式對國麥301產量及其構成因素的影響

倪永靜，賀群嶺，趙敬領，連少英，朱培培，胡新

（商丘市農林科學院，河南商丘476000）

為了大面積推廣秸稈還田技術，于2013—2014年在商丘市夏邑縣進行玉米秸稈100%粉碎還田與6種不同施氮方式相結合的隨機區組試驗，研究秸稈還田下不同施氮方式對小麥產量及其構成因素的影響。結果表明，秸稈還田條件下不同施氮方式對國麥301產量及其構成因素均有極顯著影響；產量與施氮量呈二次曲線關系，r＝0.978 0**。成穗數、穗粒數和產量均以N3（施氮量262.5 kg/hm2）處理下達最高值，N4（施氮量300.0 kg/hm2）處理產量與N3處理間無顯著差異；在施氮總量225.0 kg/hm2條件下，N2（基追比5∶5）處理的穗粒數、千粒質量比N5（農民傳統施氮方式，基追比7∶3）處理分別增加10.7%，6.05%，差異達極顯著水平；N2處理的成穗數、產量與N5處理之間無顯著性差異。綜合研究結果，中產田秸稈還田條件下，最適施氮量為262.5 kg/hm2。

秸稈還田；施氮方式；基追比；產量

秸稈還田作為我國農業可持續發展的有效措施，已經被廣泛應用于農業生產。農作物秸稈含有豐富的氮、磷、鉀以及微量元素成分，作物秸稈還田后可明顯改善土層結構，更新有機質組成，增強土壤供肥能力[1-4]；提高農田蓄水保肥能力，優化土壤生態環境[5-6]，提高作物生長后期的葉面積指數和光合生產率[7-9]。施氮亦可增加光合產物積累，協調產量構成因素之間的關系[10-11]。近幾年，作為單項技術措施的作物秸稈粉碎還田已不能滿足農業生產的要求，目前更加注重與其他技術措施相結合，從而更好地挖掘和利用秸稈還田的優點[12]。一些研究表明，秸稈還田與氮肥配施對提高土壤有機質含量、培肥土壤、增加作物產量比單施秸稈或化肥均有極顯著的效果[13-16]。一定施氮總量前提下，不同的基追比對小麥產量的影響很大，適宜的基追比是氮肥運籌中的重要技術[17-19]。近年來，關于施氮方式對小麥籽粒產量、品質、光合特性和秸稈還田對土壤肥力、籽粒產量的影響報道較多，但針對秸稈還田與氮肥配施對小麥產量及其構成因素的影響研究尚少。

本試驗以小麥新品種國麥301為材料，探討在玉米秸稈還田條件下，包括農民傳統方式在內的不同施氮方式對小麥產量及其構成因素的影響，旨在大面積推廣秸稈還田的同時指導農民科學施肥，提高小麥產量。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

供試小麥品種為國麥301。

1.2 試驗地概況

試驗于2013—2014年在商丘市夏邑縣種糧大戶大田里進行，前茬作物為玉米，玉米秸稈全部機械粉碎還田。土質為兩合土，地勢平坦，肥力中等，0～20 cm土層土壤肥力列于表1。

表1 試驗地土壤養分含量

1.3 試驗設計

試驗設6個處理，分別為：（1）100%玉米秸稈粉碎還田+氮肥187.5 kg/hm2（基追比5∶5）；（2）100%玉米秸稈粉碎還田+氮肥225.0 kg/hm2（基追比5∶5）；（3）100%玉米秸稈粉碎還田+氮肥262.5 kg/hm2（基追比5∶5）；（4）100%玉米秸稈粉碎還田＋氮肥300.0 kg/hm2（基追比5∶5）；（5）100%玉米秸稈粉碎還田＋氮肥225.0 kg/hm2（基追比7∶3）；（6）100%玉米秸稈粉碎還田+氮肥0 kg/hm2。試驗小區面積17.2 m2，重復3次，隨機區組排列，試驗區周圍設保護行。2013年10月12日播種。越冬前定苗300萬株/hm2。田間管理按照高產田常規進行，2014年6月2日收獲。具體處理如表2所示。

表2 試驗處理

1.4 測定項目及方法

在越冬、拔節、成熟3個時期，每個小區定2個1 m長的點調查群體莖蘗數（成熟期為有效穗數，即成穗數）。收獲時隨機抽取10株小麥穗測定穗粒數；千粒質量在曬干恒質量時隨機取樣進行數粒，數2個500粒，差異在0.5 g之內。成熟期按小區收獲，并根據小區實際產量計算公頃理論產量。

1.5 數據分析

試驗結果采用SPSS 20和Excel數據處理系統進行數據統計分析。

2 結果與分析

2.1 秸稈還田下不同施氮方式對周麥301主要生育期群體及成穗率的影響

從表3可以看出，施氮方式對國麥301主要生育期群體和成穗率有極顯著影響。越冬期總莖數呈現隨著基肥量增加而增加的變化趨勢，其中，表現最好的是N5處理（基肥為157.5 kg/hm2），越冬期群體為812.6萬/hm2，其次是N4處理的越冬期群體，為799.2萬/hm2，二者之間的差異達到顯著水平。越冬群體與基肥量呈線性上升趨勢。這說明，適當增加基肥比例可顯著提高國麥301的越冬期總莖數。

拔節期群體從數值上看，隨著施氮總量的增加而增加，但N2，N3，N5處理與拔節群體最高值N4處理之間的差異并不顯著。N1，N6處理與其他處理之間差異顯著。這說明，拔節期群體在一定施氮量范圍內較穩定，并且在施氮總量225.0 kg/hm2條件下，基追比5∶5與7∶3之間無顯著差異。

成熟群體和成穗率的變化趨勢一樣，N4處理下施氮量最高（300 kg/hm2），其次是N3處理（262.5 kg/hm2），但成熟群體和成穗率卻在N3處理下達最高值。不過，二者之間的成熟群體和成穗率差異均不顯著；N2，N1，N5處理（施氮量187.5～225.0 kg/hm2）之間的群體和成穗率沒有顯著差異。成熟期群體和成穗率與施氮總量之間均呈二次曲線關系，相關系數分別是0.970 0**，0.913 4**。結果表明，施氮量在262.5～300 kg/hm2時，國麥301成熟群體質量較好，成穗率較高。

表3 秸稈還田下不同施氮方式對國麥301主要生育期群體及成穗率的影響

2.2秸稈還田下不同施氮方式對國麥301產量及其構成因素的影響

由表4可知，秸稈還田下不同施氮方式對國麥301的穗粒數、成穗數、千粒質量均有極顯著的影響（F值分別為31.742**，220.567**，79.445**）。穗粒數與施氮總量呈二次曲線關系，相關系數r＝0.763 0**。穗粒數以N3處理最高，為37.7粒，與其他處理間差異達極顯著水平，N3處理比N5處理（農民傳統方式）、N6處理（不施氮）分別增加18.9%，31.8%；其次是N2處理，為35.1粒，比N5，N6處理分別增加10.7%，22.7%。結果表明，秸稈還田下適宜的施氮總量結合基追比5∶5可顯著提高國麥301的穗粒數；并且在施氮總量225.0 kg/hm2前提下，基追比5∶5的穗粒數極顯著高于基追比7∶3的穗粒數。

成穗數以N3處理下最多，達675.6萬穗/hm2，且N3，N4處理與N1，N2，N5，N6處理之間的差異均達到極顯著水平。在施氮總量225.0 kg/hm2條件下，N2處理的成穗數比N5處理增加1.98%，差異不顯著。由表4可知，成穗數在一定施氮量范圍內相對穩定，呈階梯式下降趨勢：300～262.5 kg/hm2＞225.0～187.5 kg/hm2＞187.5～0 kg/hm2。

6個處理中千粒質量以N4處理最高，達43.3 g，與N3處理的42.8 g之間差異不顯著。N2處理比N5處理的千粒質量增加6.05%，差異達極顯著。這說明，施氮量為225.0 kg/hm2條件下，基追比5∶5的千粒質量極顯著優于基追比7∶3的千粒質量。從相關性分析來看，千粒質量與施氮總量、追肥量之間的相關系數分別為0.841 1**，0.948 1**。千粒質量決定于籽粒灌漿，籽粒灌漿則受追肥量的影響較大，因此，千粒質量受追肥量的影響更大一些。

產量在秸稈還田下受不同施氮方式的影響達極顯著水平（F＝148.575**）。在N3處理下產量達最高值，為8 580.3 kg/hm2，比最高施氮量N4處理增產2.16%，且差異不顯著，但二者極顯著高于其他處理。施氮量為225.0 kg/hm2條件下，N5處理比N2處理增產1.67%，但差異不顯著。結果表明，適宜的施氮量可顯著提高國麥301的產量，但施氮量超過一定范圍時，產量反而有下降趨勢。從變化趨勢上看，產量與施氮總量呈二次曲線關系，r＝0.978 0**。從產量與構成因素的相關性看，穗粒數與產量相關性最高（r＝0.995 6**）；其次是成穗數（r＝0.973 1**）；千粒質量與產量相關系數較低（r＝0.781 5**）。

秸稈還田下不同施氮方式對國麥301株高的影響達極顯著水平（F＝30.892**）。株高隨施氮總量的增加呈現線性上升趨勢，r＝0.993 8**。后期收獲時，發現N4處理下有輕微倒伏現象。說明適宜的氮肥有利于植株節間的伸長和葉片的生長，但過量的氮肥易造成國麥301的倒伏，從而導致減產。

表4 不同施氮方式對國麥301產量及構成因素的影響

3 結論與討論

合理施用氮肥不僅能減少肥料浪費，而且能提高作物產量和品質[20-23]。作物秸稈腐熟后能改善土壤結構，增加有機質含量。但在秸稈還田初期，由于微生物腐解秸稈需要消耗大量的氮素和水分，易在幼苗時期造成土壤內C/N失衡和缺水現象[24]，導致幼苗營養缺乏，長勢弱。所以，一般通過增加施氮總量適當增加底肥，為苗期分蘗、根部發育和形成健壯的群體提供足夠的氮素。氮肥的運籌是調節小麥群體結構的重要技術措施，對群體和個體性狀的形成及其相互協調有顯著影響[25]。本試驗表明，隨底肥量的增加，國麥301越冬群體逐步上升，且差異顯著。結論證明，適當增加底肥量，可顯著提高越冬群體數量，從而大大減輕秸稈腐化帶來的負面影響。

在底肥中氮素固然是對小麥品質和產量影響重大的一個因子，適量的氮素能促進小麥根、莖、葉等營養器官的生長發育，優化單株性狀，協調群體結構，對提高小麥成穗率、促進穗部結實率具有重要的作用[22]。但過量施氮或底施比例過大時，則會導致節間過分伸長，易引起倒伏、晚熟[26]。適宜追肥量的功效更是顯著，可有效增強根系活力，促進根部發育，提高春季抗晚霜凍害、后期抗倒伏、抗旱、抗病能力，增加千粒質量，提高產量。本試驗中，施氮量為300 kg/hm2處理下的產量、成穗數、穗粒數均低于施氮量為262.5 kg/hm2的處理。在同樣施氮量225.0 kg/hm2前提下，基追比為7∶3（底肥為157.5 kg/hm2）處理的穗粒數、千粒質量均低于基追比為5∶5（底肥為112.5 kg/hm2）處理，且差異達到極顯著水平；但產量與成穗數二者之間差異不顯著。結果表明，為降低農業生產成本，減少因過量氮素造成的土壤污染，提高小麥生產潛力，增加小麥產量，施用氮肥量以262.5 kg/hm2為宜。

閆翠萍等[27]研究發現，山西省中等肥力麥田連續多年玉米秸稈還田條件下，配施氮肥225.0 kg/hm2增產效果最為顯著，實現了當地冬小麥高產、高效栽培。卜冬寧等[25]在河北省以石新828為材料創造超高產的研究表明，在氮肥總量為240.0 kg/hm2的施用方式中，氮肥基追比雖不是主要因素，但仍以（5∶5）～（7∶3）為宜。王大用等[28]研究表明，南陽中產田在玉米秸稈還田且施氮180 kg/hm2條件下，基追比5∶5的施肥方式能顯著提高矮抗58的產量。姜麗娜等[29]研究表明，在許昌地區氮肥運籌技術是通過氮肥基追比3∶7來實現矮抗58高產的。苗艷芳等[18]研究表明，洛陽地區中低產田小麥以氮肥總量200 kg/hm2、基追比（8∶2）～（7∶3）時籽粒產量最高。本試驗中，商丘地區農民多采用225.0 kg/hm2基追比7∶3的傳統方式施肥，產量為8 159.6 kg/hm2，比施氮量為262.5 kg/hm2處理下減產4.9%，差異達顯著水平。因此，在中產田以262.5 kg/hm2的施氮總量，5∶5的基追比可實現國麥301的高產。

由于不同地區的小麥品種類型、秸稈粉碎還田方式、地力條件、氣候條件和生態環境的不同，實現同等產量水平的氮肥施用方式也不盡相同，氮肥施用總量如何確定，基追比如何掌握，追肥時期如何安排，都需要根據具體的情況來確定。

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Effect of Different Nitrogen Application Methods on Grain Yield and Its Components of Guomai 301 under Straw Returning

NI Yongjing，HE Qunling，ZHAOJingling，LIANShaoying，ZHUPeipei，HUXin
（Shangqiu Academy ofAgricultural and Forestry Sciences，Shangqiu 476000，China）

To promote the technology of straw mulching,the effects of different nitrogen application methods on grain yield and its components of wheat under straw returning was studied using random block experiment design in Xiayi county of Shangqiu city during 2013-2014.The results showed that it had extremely significant effect on wheat yield and its components of Guomai 301.The yield and the amount of nitrogen showed a two curve relationship,r＝0.978 0**.Spike number,grain number per ears and grain yield reached maximum in N3（the amount ofnitrogen was 262.5 kg/hm2）,and it was no significant difference between N4（the amount of nitrogen was 300 kg/hm2）and N3.Under the condition oftotal nitrogen application 225.0 kg/hm2,grain number and 1 000-grain quality of N2（base topdressing ratio of 5∶5）than N5（traditional farmers method base topdressing ratio of 7∶3）increased by 10.7%and 6.05%, respectively,and the difference were extremely significant.There were no significant difference in spike number and grain yield of N2 and N5.According to the results,the optimum nitrogen application rate was 262.5 kg/hm2under straw completely crushing and returning in medium fertility farmland.

strawreturning;nitrogen fertilizer methods;ratio ofbase and topdressing;yield

S512.1

：A

：1002-2481（2017）07-1120-04

10.3969/j.issn.1002-2481.2017.07.20

2017-02-14

河南省重大科技專項（161100110400）；河南省科技成果轉化項目（N142201110026）

倪永靜（1983-），女，河南滑縣人，助理研究員，碩士，主要從事小麥遺傳育種及栽培研究工作。胡新為通信作者。