不同施氮方式對(duì)國麥301干物質(zhì)累積和轉(zhuǎn)運(yùn)的影響

倪永靜，黃建英，趙敬領(lǐng)，葛 君，胡 新

（商丘市農(nóng)林科學(xué)院，河南 商丘 476000）

不同施氮方式對(duì)國麥301干物質(zhì)累積和轉(zhuǎn)運(yùn)的影響

倪永靜，黃建英，趙敬領(lǐng)，葛 君，胡 新

（商丘市農(nóng)林科學(xué)院，河南 商丘 476000）

為了解秸稈還田條件下不同施氮方式對(duì)冬小麥干物質(zhì)積累和運(yùn)轉(zhuǎn)的影響，以商丘市夏邑縣為試驗(yàn)點(diǎn)，研究了玉米全部粉碎還田與6種施氮方式相結(jié)合的栽培措施對(duì)國麥301干物質(zhì)積累和運(yùn)轉(zhuǎn)的影響。結(jié)果表明，不同施氮方式對(duì)國麥301干物質(zhì)積累和轉(zhuǎn)運(yùn)有顯著影響，其中對(duì)成熟期的干物質(zhì)積累影響最大。拔節(jié)期、孕穗期、開花期、成熟期的干物質(zhì)積累隨施氮量的增加均呈現(xiàn)一元二次曲線的變化趨勢(shì)，其最高干物質(zhì)的施氮量分別為269.12、277.39、260.88、269.77 kg/hm2。成熟期干重、籽粒產(chǎn)量、花前同化物轉(zhuǎn)化率及貢獻(xiàn)率均以N3處理（施氮量262.5 kg/hm2）最高。

小麥；施氮量；干物質(zhì)積累；運(yùn)轉(zhuǎn)；產(chǎn)量

氮素是影響冬小麥干物質(zhì)累積和籽粒產(chǎn)量的主要因素［1-3］。小麥籽粒的形成始于花后至成熟階段的光合產(chǎn)物，而小麥花后同化物的積累和花前營養(yǎng)器官貯藏的同化物向籽粒中的轉(zhuǎn)運(yùn)則是提高小麥籽粒產(chǎn)量的關(guān)鍵［4］。扶艷艷等［5］研究發(fā)現(xiàn)，與不施氮處理相比，施氮處理顯著增加了冬小麥干物質(zhì)積累。李世清等［6］研究表明，適宜的施氮量可以有效促進(jìn)花后營養(yǎng)器官貯藏同化物向籽粒中的運(yùn)轉(zhuǎn)率。有研究發(fā)現(xiàn)，不同品種小麥在開花期與成熟期干物質(zhì)積累量的差異達(dá)到顯著水平，增施氮肥可以顯著促進(jìn)花前同化物向籽粒的分配，降低花前干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)率和貢獻(xiàn)率，增加花后干物質(zhì)同化量和貢獻(xiàn)率，不同品種的增產(chǎn)潛力存在很大差異，小麥達(dá)到最高產(chǎn)量時(shí)的施肥量在不同品種間存在明顯差異［7-9］。目前，氮肥利用效率的提高已成為當(dāng)前小麥營養(yǎng)研究的重要研究方向。劉甘霖等［10］研究表明，在氮素影響缺乏時(shí)，花前貯藏物質(zhì)則是小麥籽粒產(chǎn)量的主要來源。Souza等［11］研究表明，氮肥用量過多，植株貪青晚熟，不利于營養(yǎng)器官中的碳水化合物和氮素向籽粒轉(zhuǎn)運(yùn)［12］。馬興華等［13］提出增加追肥的比例，可以提高營養(yǎng)器官中氮素的轉(zhuǎn)運(yùn)量和開花后氮素的同化量，提高氮肥利用率，從而增加小麥產(chǎn)量。劉蘋等［14］研究表明，不同氮肥及不同施用方式對(duì)小麥生長及籽粒產(chǎn)量有顯著影響，氮肥的高效利用可提高小麥產(chǎn)量的同時(shí)減少土壤污染的風(fēng)險(xiǎn)。本試驗(yàn)選擇了河南省審定品種國麥301，研究了不同施氮量及基追比對(duì)小麥干物質(zhì)累積和轉(zhuǎn)運(yùn)的影響，以期為尋找氮肥高效利用和挖掘小麥生產(chǎn)潛力提供合理的栽培技術(shù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試小麥品種為河南農(nóng)業(yè)大學(xué)國家小麥工程技術(shù)研究中心選育的高產(chǎn)品種國麥301；試驗(yàn)地在商丘市夏邑縣（34.15°N、116.08°E），前茬為玉米，玉米秸稈全部機(jī)械粉碎還田。土質(zhì)為兩合土，地勢(shì)平坦，肥力中等水平，0～20 cm土層土壤含有機(jī)質(zhì)18.1 g/kg、堿解氮118.26 mg/kg、速效磷29.0 mg/kg、速效鉀125.0 mg/kg。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)6個(gè)處理：N0，氮肥0 kg/hm2；N1，氮肥187.5 kg/hm2，基追比5∶5（基肥93.75 kg/hm2，追肥 93.75 kg/hm2）；N2，氮肥 225 kg/hm2，基追比 5∶5（基肥 112.50 kg/hm2，追肥 112.50 kg/hm2）；N3，氮肥 262.5 kg/hm2，基追比5∶5（基肥131.25 kg/hm2，追肥131.25 kg/hm2）；N4，氮肥 300 kg/hm2，基追比 5∶5，（基肥 150.00 kg/hm2，追肥 150.00 kg/hm2）；N5，氮肥225 kg/hm2，基追比7∶3（基肥157.50 kg/hm2，追肥67.5 kg/hm2）。每個(gè)處理3次重復(fù)，隨機(jī)區(qū)組排列，小區(qū)面積17.2 m2，試驗(yàn)區(qū)周圍設(shè)保護(hù)行。2011年10月12日播種，越冬前統(tǒng)一定苗20萬/hm2，田間管理按照高產(chǎn)田常規(guī)進(jìn)行，2012年6月2日收獲。

1.3 樣品采集及測(cè)定

分別在小麥分蘗、越冬、拔節(jié)、孕穗、開花、成熟6個(gè)時(shí)期采集采樣區(qū)中長勢(shì)均勻的1 m雙行樣段，樣品取回后，105℃殺青30 min，80℃烘干稱重。小麥成熟后，按小區(qū)實(shí)際面積人工收獲，曬干后脫粒，按13%的含水量折算測(cè)產(chǎn)。

干物質(zhì)增加量（kg/hm2）=當(dāng)前時(shí)期干物質(zhì)累積量-前一個(gè)時(shí)期干物質(zhì)累積量；干物質(zhì)增加率（%）=（干物質(zhì)增加量/前一個(gè)時(shí)期干物質(zhì)累積量）×100；施氮后干物質(zhì)變化率（%）=（NX干物質(zhì)累積量-N0干物質(zhì)累積量）/N0干物質(zhì)累積量×100；營養(yǎng)器官花前貯藏同化物轉(zhuǎn)運(yùn)量=開花期干重-成熟期干重（葉片+莖鞘+穎殼）；營養(yǎng)器官花前貯藏同化物轉(zhuǎn)運(yùn)率=（開花期干重-成熟期干重）/開花期干重×100；花后同化物輸入籽粒量=成熟期籽粒干重-營養(yǎng)器官花前貯藏物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)量；對(duì)籽粒產(chǎn)量的貢獻(xiàn)率=花前貯藏物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)量（或花后同化物量）/成熟期籽粒干重×100。

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SPSS 20 軟件進(jìn)行方差分析和多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施氮方式對(duì)國麥301主要生育期干物質(zhì)積累的影響

從表1可以看出，不同氮肥方式對(duì)國麥301主要生育期干物質(zhì)積累均達(dá)到極顯著影響。各施氮量處理下，從分蘗期到成熟期干物質(zhì)積累量隨著小麥發(fā)育時(shí)期的推進(jìn)有不同程度增加。分蘗期與越冬期均在N5處理下達(dá)最高值，與N3、N4之間差異不顯著，施氮總量在同一水平的N2與N5之間差異達(dá)顯著。說明分蘗期與越

表1 不同施氮方式對(duì)國麥301主要生育期干物質(zhì)積累的影響（kg/hm2）

冬期的干物質(zhì)積累主要受基肥影響，隨著基肥量的增加而增加。拔節(jié)期干物質(zhì)積累量在不施氮處理下顯著差異于其他處理，并且其他處理之間沒有顯著差異。孕穗期、開花期、成熟期的干物質(zhì)積累量均在N3處理下達(dá)最高值，比N0處理分別增加58.95%、56.38%、87.26%；比N4處理分別增加4.71%、6.84%、9.00%。

用一元二次方程擬合出孕穗期、開花期、成熟期的干物質(zhì)積累的趨勢(shì)線，分別為：

孕穗期：y=-0.0184x2+10.208x+8269.5，R2=0.9213**

開花期：y=-0.0353x2+18.418x+10639，R2=0.6649**

成熟期：y=-0.0489x2+26.325x+15398，R2=0.9222**

從以上方程可以得出干物質(zhì)最高的施氮量為別為 277.39、260.38、269.17 kg/hm2。結(jié)果表明，氮素可顯著提高小麥干物質(zhì)積累量，但過高的施氮量則會(huì)抑制小麥干物質(zhì)的有效積累。

2.2 不同施氮方式對(duì)國麥301主要生育期干物質(zhì)增加率的影響

從表2可以看出，不同施氮方式對(duì)分蘗至越冬、越冬至拔節(jié)、開花至成熟的干物質(zhì)增加率沒有顯著影響，對(duì)拔節(jié)至孕穗、孕穗至開花的干物質(zhì)增加率有顯著影響。N0、N1、N3、N4、N5處理下的干物質(zhì)增加率呈現(xiàn)高-低-高的變化趨勢(shì)，分蘗至越冬＞越冬至拔節(jié)＞拔節(jié)至孕穗＞開花至成熟＞孕穗至開花，且前期降低幅度大后期增加幅度??；N2處理下的干物質(zhì)增加率則表現(xiàn)持續(xù)降低的變化趨勢(shì)，同其他處理一樣前期降低幅度大，到后期降低幅度很小，趨于平穩(wěn)。拔節(jié)至孕穗的干物質(zhì)增加率以N5處理為最高值，顯著高于其他處理，其次為N2處理，N4處理下為最低值，但N4處理與N2處理之間的差異不顯著；孕穗至開花的干物質(zhì)增加率以N4為最高值，其次是N2處理，二者之間差異不顯著，但二者的干物質(zhì)增加率顯著高于其他處理，N3處理下的干物質(zhì)增加率為最低值；開花至成熟以N3為最高值，與N0、N1、N4、N5處理間差異不顯著，與N2處理間達(dá)到顯著差異。結(jié)果表明，不同施氮方式對(duì)干物質(zhì)增加率的影響在整個(gè)生育期的變化規(guī)律基本一致。適宜的施氮量及基追比才能有效提高生育后期的干物質(zhì)積累，從而提高花后干物質(zhì)向籽粒的轉(zhuǎn)運(yùn)。

表2 不同施氮方式對(duì)國麥301干物質(zhì)增加率的影響（%）

2.3 不同施氮方式對(duì)國麥301成熟期干重、籽粒產(chǎn)量、經(jīng)濟(jì)系數(shù)、花前貯藏同化物轉(zhuǎn)化率和花前貯藏同化物對(duì)籽粒產(chǎn)量貢獻(xiàn)率的影響

由表3可知，不同施氮方式對(duì)國麥301的成熟期干重和籽粒產(chǎn)量有顯著影響。成熟期干重以N5為最高值，與N3處理下的干重非常接近，二者之間差異不顯著。N4處理下施氮量最高，但干重顯著低于N5、N3、N2處理；籽粒產(chǎn)量以N3處理為最高，比N4處理增產(chǎn)2.16%，差異不顯著，二者與其他處理間差異顯著。施氮各處理的籽粒產(chǎn)量顯著高于不施氮處理，N1、N2、N3、N4、N5比不施氮處理的產(chǎn)量分別增加25.75%、25.96%、35.73%、32.86%、29.07%。N2與N5處理之間差異不顯著。這說明施氮量在225 kg/hm2條件下，不同基追比之間的籽粒產(chǎn)量差異不顯著。不同施氮方式之間的經(jīng)濟(jì)系數(shù)、營養(yǎng)器官花前貯藏同化物轉(zhuǎn)運(yùn)率和花前貯藏同化物對(duì)籽粒產(chǎn)量貢獻(xiàn)率的差異幾乎不顯著。經(jīng)濟(jì)系數(shù)在N4處理下最高，其次是N1處理，在N0、N2處理下最低；花前貯藏同化物轉(zhuǎn)運(yùn)率和貢獻(xiàn)率均以N3處理最高，比施氮量最高的處理分別提高18.00%、32.50%。說明適宜施氮量可以有效提高國麥301的籽粒產(chǎn)量和干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)率。

表3 不同施氮方式對(duì)國麥301成熟期干重、籽粒產(chǎn)量、經(jīng)濟(jì)系數(shù)、花前貯藏同化物轉(zhuǎn)運(yùn)率和貢獻(xiàn)率的影響

3 結(jié)論與討論

花后干物質(zhì)積累和轉(zhuǎn)運(yùn)是提高小麥產(chǎn)量的重要途徑。孟維偉等［15］表明，適宜的施氮量能顯著提高小麥灌漿過程中灌漿物質(zhì)的積累和轉(zhuǎn)運(yùn)能力，促進(jìn)籽粒產(chǎn)量的增加。陸增根等［16］研究表明，過量的施氮量則會(huì)造成小麥產(chǎn)量構(gòu)成因素的不協(xié)調(diào)，從而引起產(chǎn)量下降。石祖梁等［17］研究認(rèn)為，增加施氮量和基肥比例顯著提高氮素利用效率，在施氮量為225 kg/hm2條件下，追肥比例分別為寧麥9號(hào)≤50%、豫麥34號(hào)50%～70% 時(shí)，可提高氮素利用效率，增加籽粒產(chǎn)量。郭天財(cái)?shù)龋?8］認(rèn)為，豫麥49-198和蘭考矮早八的主要營養(yǎng)器官花前物質(zhì)貯藏和轉(zhuǎn)運(yùn)以及籽粒產(chǎn)量都是在施氮量為180 kg/hm2的處理下達(dá)最高值。葉優(yōu)良等［19］研究結(jié)果顯示，施氮小麥花前干物質(zhì)累積、不同器官花前貯存干物質(zhì)在花后向籽粒轉(zhuǎn)運(yùn)及其對(duì)籽粒的貢獻(xiàn)具有促進(jìn)作用，其中豫麥49-198和蘭考矮早八分別在施氮量為270、180 kg/hm2的處理干物質(zhì)累積和轉(zhuǎn)運(yùn)、以及花后干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)對(duì)籽粒的貢獻(xiàn)較高。彭正萍等［20］、馬東輝等［21］研究表明，合理的氮肥用量對(duì)小麥干物質(zhì)累積量和轉(zhuǎn)運(yùn)有正調(diào)控作用，然而過量的氮肥則會(huì)導(dǎo)致干物質(zhì)累積及轉(zhuǎn)運(yùn)效率的降低。李宇峰等［22］研究表明，強(qiáng)筋小麥西農(nóng)979和弱筋小麥鄭麥004的籽粒產(chǎn)量均在最高施氮水平下（330 kg/hm2）達(dá)最高值。本研究中，國麥301的孕穗期、開花期和成熟期的干物質(zhì)積累均在施氮量為262.5 kg/hm2的處理下達(dá)最高值。通過一元二次方程擬合表明，3個(gè)主要發(fā)育時(shí)期的最高干物質(zhì)積累量分別出現(xiàn)在277.39、260.38、269.17 kg/hm2氮水平下。孕穗至開花的干物質(zhì)增加率在施氮量為300 kg/hm2處理下達(dá)最高值，開花至成熟期的最高值則出現(xiàn)在262.5 kg/hm2氮水平下。籽粒產(chǎn)量、花前貯藏同化物轉(zhuǎn)化率和花前貯藏同化物對(duì)籽粒產(chǎn)量的貢獻(xiàn)率均在262.5 kg/hm2氮水平下達(dá)最高值。張紅運(yùn)等［23］研究表明，鄭麥0856達(dá)最高產(chǎn)量時(shí)對(duì)氮素的需求量明顯低于鄭麥0943和鄭麥7698。這說明，不同品種對(duì)氮素的農(nóng)學(xué)利用率會(huì)有顯著不同。此外，不同生態(tài)區(qū)域、不同地力、不同品種的干物質(zhì)積累量和轉(zhuǎn)運(yùn)達(dá)到最高值的氮素水平不盡相同。在本試驗(yàn)區(qū)域內(nèi)，施氮量不超過300 kg/hm2較為合適，可達(dá)到節(jié)約、高效、增產(chǎn)、增收的栽培目的。

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Effects of different nitrogen application methods on dry matter accumulation and transportation in Guomai 301

NI Yong-jing，HUANG Jian-ying，ZHAO Jing-ling，GE Jun，HU Xin
（Shangqiu Academy of Agricultural and Forestry Sciences，Shangqiu 476000，China）

In order to known the effect of the corn straw mulching plus nitrogen fertilizer on dry matter accumulation and transportation in wheat ‘Guomai 301’，which was studied by 6 methods of nitrogen application in Xiayi county of Shangqiu city. The results indicated that different nitrogen application methods had remarkable effect on dry matter accumulation and transportation in “Guomai 301”，and the largest influence on mature stage. Jointing stage，booting stage，flowering period and mature period of dry matter accumulation were showing change trend of unitary quadratic equation with the increasing of application rate of nitrogen，and the nitrogen rate of the highest dry matter of the four fertility periods were 269.12 kg/hm2，277.39 kg/hm2，260.88 kg/hm2，269.77 kg/hm2，respectively.They were the highest of mature dry weight，grain yield，transfer percentage of dry matter and contribute percentage in N3 treatment （262.5 kg/hm2N application） .

wheat；nitrogen application；dry matter accumulation；transportation；yield

S512.1

A

1004-874X（2017）07-0008-05

倪永靜,黃建英, 趙敬領(lǐng)，等.不同施氮方式對(duì)國麥301干物質(zhì)累積和轉(zhuǎn)運(yùn)的影響［J］.廣東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2017，44（7）：8-12.

2017-04-04

國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系專項(xiàng)資金（CARS-3-2-32）；河南省重大科技專項(xiàng)（161100110400）；河南省科技成果轉(zhuǎn)化項(xiàng)目（N142201110026）

倪永靜（1983-），女，碩士，助理研究員，E-mail: nyj317@163.com

胡新（1962-），男，研究員，E-mail: huxin2699552@163.com

（責(zé)任編輯 崔建勛）