播種方式對旱地小麥植株氮素利用和產量的影響

董石峰，孫 敏，高志強，薛玲珠，雷妙妙，侯 沖

（山西農業大學農學院，山西 太谷 030801）

不同的播種方式下，小麥個體及群體生長情況不同，利用資源的能力也存在差異，進而影響物質積累及產量提高[1-2]。近年來，旱作麥區除常規機械條播外，溝播、穴播、寬幅條播等技術迅速得到推廣，并取得了較大進展。溫曉霞等[3]研究表明，膜上穴播較露地條播成熟期氮素積累量提高15%。孟慶陽等[4]研究表明，寬幅條播較常規條播花前氮素運轉量提高14.5%。段劍釗等[5]研究表明，寬幅條播的穗數和產量分別較常規條播提高19%和9%。有研究表明，溝播較常規播種穗數提高4.5%～12.0%，增產4.6%～8.0%[6-7]。馬愛平等[8]研究表明，膜側條播較露地條播穗數、穗粒數、千粒質量和產量分別增加 10.6%，74.6%，18.9%，105%。劉廣才等[9]研究表明，在不同旱作區全膜覆土穴播較露地條播的平均增產率達73.9%。關于不同播種方式對旱地小麥產量影響的研究較多，而通過調控氮素利用進而影響小麥產量的研究則鮮見報道。

本試驗通過研究不同播種方式對旱地小麥植株氮素積累和運轉的影響，旨在探索旱地小麥生產的最佳播種技術，為黃土高原旱作麥區高產栽培提供技術參考。

1 材料和方法

1.1 試驗地概況

試驗于2011—2012年在山西農業大學聞喜試驗基地進行。試驗地0～20 cm土層土壤肥力狀況列于表1。

表1 0～20 cm土壤肥力狀況

2011—2012年降水量列于表2，休閑期和播種—越冬降水量分別較往年平均值高出79%和215%，生育后期降水量較常年偏低。

表2 聞喜試驗點2011—2012年降水量 mm

1.2 試驗材料

供試材料為運旱20410，由聞喜縣農業局提供。

1.3 試驗方法

試驗采用完全隨機區組設計，設溝播、全膜覆土穴播、膜側條播、寬幅條播、常規條播（CK）等5種播種方式（表3）。試驗田前茬作物小麥收割后留高茬（20～30 cm），麥收后30 d進行翻作（耕深25～30 cm），將有機肥（15 t/hm2）與秸稈混合一并施入。小區面積150 m2（50 m×3 m），重復3次。基施氮、磷、鉀肥，純氮 150 kg/hm2，P2O5150 kg/hm2，K2O 75 kg/hm2，8月25日耙耱收墑，10月1日播種，播量97.5 kg/hm2，基本苗225萬株/hm2。

表3 5種播種方式及其技術

1.4 測定項目及方法

分別于越冬期、拔節期、孕穗期、開花期、成熟期取樣20株，將越冬期整株，拔節期和孕穗期分為葉片、莖稈＋葉鞘2部分，開花期分為葉片、莖稈＋葉鞘、穗軸＋穎殼3部分，成熟期分為葉片、莖稈＋葉鞘、穗軸＋穎殼、籽粒4部分，于105℃殺青30min，75℃烘至恒質量，稱量后粉碎，用H2SO4-H2O2＋靛酚藍比色法測定植株含氮率。

成熟期考察穗數、穗粒數及穗粒質量，每小區取20株進行考種，收割20 m2測定經濟產量。

按薛玲珠等[10]的方法計算以下指標。

花前氮素運轉量＝開花期營養器官氮素積累量－成熟期營養器官氮素積累量；花前運轉氮素貢獻率＝花前氮素運轉率/籽粒氮素積累量×100%；花后氮素積累量＝成熟期植株氮素積累量－開花期植株氮素積累量；花后積累氮素貢獻率＝花后氮素積累量/籽粒氮素積累量×100%；氮素吸收效率（kg/kg）＝植株氮素積累量/施氮量；氮素收獲指數＝籽粒氮素積累量/植株氮素積累量；氮素利用效率（kg/kg）＝籽粒產量/植株氮素積累量；氮肥生產效率（kg/kg）＝籽粒產量/施氮量。

1.5 數據分析

采用Excel 2010處理數據和作圖，用SAS 9.0軟件進行數據分析。

2 結果與分析

2.1 播種方式對植株氮素積累的影響

隨著生育進程的推移，植株氮素積累量表現為逐漸增高的趨勢，成熟期達最高（表4）。與常規條播相比，不同播種方式的各生育時期植株氮素積累量提高，且越冬期至抽穗期差異達顯著水平。其中，全膜覆土穴播的各生育時期植株氮素積累量顯著高于其他播種方式。可見，采用溝播、全膜覆土穴播、膜側條播和寬幅條播4種播種方式均有利于促進植株氮素積累，其中，全膜覆土穴播效果最佳。

表4 不同播種方式對各生育時期植株氮素積累的影響 kg/hm2

2.2 播種方式對植株氮素運轉的影響

從表5可以看出，旱地小麥籽粒中氮素主要來源于花前氮素運轉量，貢獻率占80.79%～82.22%，而花后植株氮素積累量的貢獻率僅為17.78%～19.21%。與常規條播相比，在花前氮素運轉和花后氮素積累量上，其他播種方式均有提高，且花前氮素運轉量各處理間差異顯著，花后氮素積累量全膜覆土穴播和膜側條播與常規條播間差異顯著。與常規條播相比，溝播、全膜覆土穴播和寬幅條播的花前氮素積累量對籽粒的貢獻率提高，膜側條播的花后氮素積累量對籽粒的貢獻率提高。可見，全膜覆土穴播可促進植株花前氮素運轉，膜側條播可促進花后氮素積累。

表5 不同播種方式對植株氮素運轉量的影響

2.3 播種方式對產量及其構成因素的影響

表6 不同播種方式對產量及其構成因素的影響

從表6可以看出，與常規條播相比，不同播種方式的穗數和產量分別提高0.9%～3.1%，7.3%～20.5%，其中，全膜覆土穴播的穗數和產量較其他播種方式高，溝播、全膜覆土穴播和膜側條播的穗數與常規條播間差異顯著；全膜覆土穴播、膜側條播和寬幅條播的穗粒數分別比對照提高2.1%，1.7%，3.0%，且與對照間差異顯著；溝播和全膜覆土穴播的千粒質量分別比對照提高3%，5.5%，且差異顯著，可見，不同播種方式均可促進增產，尤其全膜覆土穴播效果最佳。

2.4 播種方式對氮素利用效率的影響

從表7可以看出，與常規條播相比，不同播種方式下，氮素吸收效率、氮素收獲指數、氮素利用效率和氮肥生產效率分別提高0.9%～10.2%，2.6%～12.8%，1.6%～9.7%，7.3%～20.5%，溝播、全膜覆土穴播和膜側條播的氮素吸收效率、氮素收獲指數和氮素利用效率與其他播種方式間差異顯著，其中，全膜覆土穴播最高。可見，采用不同播種方式有利于促進植株氮素利用，尤其全膜覆土穴播和膜側條播效果較佳。

表7 不同播種方式對氮素利用效率的影響

3 討論與結論

水分是小麥生長發育過程中的重要因素，直接影響植株吸收利用氮素的能力，而不同的播種方式對土壤水分狀況有重要調控作用，進而影響植株氮素累積和轉移及最終產量。從氮素轉運情況來看，籽粒中有80.79%～82.22%的氮素來自花前營養器官存儲的氮素轉運，來自花后的氮素運轉只有17.78%～19.21%，這與前人結果基本一致[11-12]。本研究結果表明，全膜覆土穴播促進了花前氮素運轉、提高了花前氮素運轉量對籽粒的貢獻率，這是由于全膜覆土穴播方式采取整個生育期進行全封閉地膜覆蓋，生長前期土壤的蓄水能力較強。膜側條播則主要提高花后氮素積累量，主要由于膜側條播為半封閉性覆蓋，小麥生長后期，降雨減少，土壤蒸發嚴重，全封閉地膜覆蓋加重了土壤蒸發，因此，其后期土壤水分利用情況不如半封閉性地膜覆蓋。此外，本研究結果表明，膜側條播可提高氮素吸收效率和氮肥生產效率，全膜覆土穴播可提高氮素吸收效率、氮素收獲指數、氮素利用效率和氮肥生產效率。主要是因為該生長季播前降雨較多，全膜覆土穴播方式下的土壤蓄水量高于膜側條播及其他播種方式，更加促進了植株對氮素的吸收利用。

不同播種方式蓄積土壤水分的能力不同，同時對小麥群體的構建影響也存在差異。牛一川等[13]比較了地膜穴播、膜側溝播、露地條播3種播種方式下冬小麥的群體構建情況，結果表明，地膜穴播的群體較其他方式更佳合理，更加有利于提高穗數，獲得高產。王勇等[14]研究結果表明，地膜穴播較露地播種明顯提高冬小麥的穗粒數、結實小穗數和千粒質量等產量構成因子。白麗婷等[15]研究結果表明，陜西渭北旱源區采用地膜覆蓋播種較常規露地播種可顯著提高冬小麥產量15%。但韓思明等[16-17]研究結果表明，土壤底墑狀況會影響地膜覆蓋的效果，底墑條件好，該播種技術的增產效果會得到充分發揮；底墑條件差，則會適得其反。本研究結果表明，全膜覆土穴播和膜側條播較其他播種方式提高小麥穗數和產量，這主要是由于播前降雨充足，土壤底墑較好，因此能最大限度地發揮地膜覆蓋對水分的蓄積能力，從而提高產量。

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