不同氮肥運籌對江淮南部稻茬小麥產(chǎn)量及氮肥利用的影響

孫雪原，季雅嵐，吳文革，孔令聰，葉為發(fā)，袁立倫，柴新榮，何 畢

(1.安徽省農科院，合肥 230031； 2.白湖農場農技中心，安徽 白湖 231508；3.安徽九成農場農技中心，九成 246220)

小麥是我國的主要糧食作物之一，其分布地區(qū)、種植面積和總產(chǎn)量均居谷類作物前列[1]。長江中下游平原是典型的稻麥兩熟輪作區(qū)，光熱資源豐富，降雨較多，地下水位高，是中國小麥增產(chǎn)潛力最大的區(qū)域[2-4]；也是中國唯一的弱筋小麥優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)帶和重要的弱筋小麥供應基地，提高和改善該區(qū)小麥產(chǎn)量和品質對解決中國緊缺的弱筋小麥供應問題具有十分重要的意義[5-6]。小麥生長發(fā)育中需氮量最大，氮肥的施用量及運籌方式對小麥花后碳、氮物質的積累與運轉影響顯著，是定向調控小麥品質的重要措施之一[7]。在小麥生產(chǎn)中，大量的氮素作為基肥施入土壤，破壞作物的吸收能力和土壤供肥能力的平衡，從而導致小麥產(chǎn)量構成不協(xié)調、氮素利用率較低，對其生產(chǎn)、消費及品質安全具有舉足輕重的意義[8]。大量研究表明，除篩選氮高效基因型小麥品種外，合理的增施氮肥可以顯著提高小麥產(chǎn)量[9-11]。但是氮肥的不合理施用不僅會導致肥料浪費，還會降低氮肥利用率、加劇土壤酸化程度，更會造成水體污染等環(huán)境問題[12-16]。因此，近年來有關氮肥運籌對小麥產(chǎn)量和品質的影響研究逐漸增多，研究適宜的氮肥施用技術對于目前生產(chǎn)條件下的小麥高產(chǎn)具有重要的現(xiàn)實意義[17-18]。安徽稻茬麥區(qū)位于長江中下游，是發(fā)展弱筋小麥的優(yōu)勢區(qū)之一，由于常年稻麥輪作導致耕作層淺、土質黏重、土壤耕性差、適耕期短，加重了病蟲害和漬害的發(fā)生機率，因此合理的氮肥運籌是提高小麥產(chǎn)量和改善品質的重要措施[19]。在江淮南部稻麥輪作情況下，土壤溫濕度變化及供肥特性均具有自身的特點，而對該地區(qū)氮肥運籌對小麥干物質、氮素利用率的影響及其產(chǎn)量的關系尚無明確的結論。鑒于此，以目前江淮地區(qū)種植面積較大的小麥品種寧麥13號為材料，分析了不同氮肥運籌對江淮南部稻茬小麥產(chǎn)量結構及氮肥利用的影響，旨在探討合理的氮肥運籌方案，為該地區(qū)小麥高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)栽培提供理論支持及實踐依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗條件

試驗在安徽省廬江縣白湖農場進行，試驗田耕作層20 cm左右，播種時間為2016年11月14日，收獲時間為2017年5月24日，種植密度為基本苗240萬株hm2，供試小麥品種為寧麥13。試驗稻田土壤基本理化性質見表1。

表1 稻田土壤基本理化性質

1.2 試驗設計

本試驗采用隨機取組設計，共設4個氮肥水平，以不施氮肥處理(T 1)為對照，其中T 4～T 10處理在保證氮肥水平一致的情況下設置不同基追比，試驗共10個處理，每處理3次重復，具體見表2。試驗共30個小區(qū)，小區(qū)面積12 m2(4 m×3 m)。小麥全生育期降水量約545.0 mm，日均溫10.7 ℃，累計日照時數(shù)1 049.3 h(安徽省氣象局氣象科學研究所提供)。磷肥(P2O5)和鉀肥(K2O)全部基施，用量(折純量)均為120 kg/hm2，返青期追肥，全生育期內嚴格控制病蟲草害以防止產(chǎn)量損失，其他田間管理措施同一般大田高產(chǎn)栽培。

表2 試驗處理

1.3 測定指標與方法

1.3.1產(chǎn)量及構成因素

收獲前每小區(qū)取一米雙行統(tǒng)計穗數(shù)，隨機取20穗統(tǒng)計穗粒數(shù)。收獲時分小區(qū)收獲曬干統(tǒng)計產(chǎn)量，并隨機取1 000粒籽粒統(tǒng)計粒重。

1.3.2氮肥農學利用率

氮肥農學利用率=(施氮區(qū)籽粒產(chǎn)量-對照區(qū)籽粒產(chǎn)量)/總施氮量。

1.4 數(shù)據(jù)采集及統(tǒng)計分析

試驗數(shù)據(jù)利用Excel 2016軟件進行基礎數(shù)據(jù)處理，方差分析利用SPSS 19.0軟件完成，處理間差異采用Tukey HSD多重比較法，差異性水平為0.05。

2 結果與分析

2.1 氮肥運籌對小麥產(chǎn)量的影響

由表3可知，不同氮肥運籌水平下小麥的產(chǎn)量因子間差異顯著。4個氮肥水平下，不施氮處理(T 1)的各產(chǎn)量因子顯著最低，其余各處理間因構成因子不同而變化不一致。全生育期施氮量9.96 kg氮肥水平下的只施基肥氮60%(T 2)、全生育期施氮量6.64 kg氮肥水平下的只施拔節(jié)孕穗肥氮40%(T 3)的有效穗數(shù)顯著低于全生育期施氮量16.6 kg氮肥水平下的，其中基追比設7∶3(T 7)處理下的有效穗數(shù)最高。只施拔節(jié)孕穗肥氮40%(T 3)的每穗總粒數(shù)顯著高于其他氮肥水平下的，但與基追比設5∶5(T 9)處理間差異不顯著。小麥千粒重的變化規(guī)律與每穗總粒數(shù)一致，全生育期施氮量6.64 kg氮肥水平下的只施拔節(jié)孕穗肥氮40%(T 3)處理和全生育期施氮量16.6 kg氮肥水平下的基追比設5∶5(T 9)處理的顯著高于其他各處理。

表3 各試驗處理下產(chǎn)量構成因子

結合各試驗處理下小麥的產(chǎn)量數(shù)據(jù)(見表4)可知，4個氮肥水平下理論產(chǎn)量和實收產(chǎn)量變化規(guī)律基本一致，具體表現(xiàn)為：不施氮處理(T 1)<全生育期施氮量9.96 kg、6.64 kg氮肥水平處理<全生育期施氮量16.6 kg氮肥水平處理。在全生育期施氮量16.6 kg氮肥水平下，基追比設6∶4(T 8)產(chǎn)量數(shù)據(jù)顯著高于其余處理下的，但與基追比設7∶3(T 7)、5∶5(T 9)處理下的差異不顯著。

表4 各試驗處理下產(chǎn)量數(shù)據(jù)

2.2 氮肥運籌對小麥肥料利用的影響

與不施氮處理(T 1)相比較，不同氮肥運籌水平下小麥的肥料利用情況不一致(見表5)，T 3處理肥料利用率高于其他處理。在全生育期純氮量均為16.6 kg氮肥水平下，小麥的氮肥農學利用率差異顯著，其中基追比設6∶4(T 8)的利用率最高，基追比設10∶0(T 4)最低，比T 8處理低3.86 kg/kg。

表5 各試驗處理下氮肥農學利用率

3 討 論

合理的氮肥運籌是提高小麥群體質量的關鍵性方法，也是實現(xiàn)小麥優(yōu)質高產(chǎn)的重要措施。不同的氮肥水平對小麥生理性狀的影響也不一致，趙俊曄等[20]研究表明，小麥生產(chǎn)中合理的氮肥運籌有利于減少無效分蘗，提高小麥成穗率和穗粒數(shù)，增加產(chǎn)量；李友軍[21]、王晨陽等[22]、王月福等[23-24]研究認為，適量施用氮肥和拔節(jié)肥追肥，能夠提高單位面積穗數(shù)和穗粒數(shù)。同時，有關氮肥運籌對弱筋小麥產(chǎn)量和品質的影響研究近年來也逐漸受到重視。朱統(tǒng)泉等[25]、陸增根等[26]認為，不同施氮量和基追比對弱筋小麥產(chǎn)量與品質有顯著影響，但超過一定的施用量，有效穗開始下降。本試驗結果與這些研究結果一致，與對照相比增施氮肥均對小麥有效穗數(shù)、千粒重和產(chǎn)量有增長效果，同時隨施氮量的增加而增加。研究還發(fā)現(xiàn)，全生育期施氮量16.6 kg氮肥水平下的小麥的有效穗數(shù)、每穗總粒數(shù)、千粒重和產(chǎn)量都相對高于全生育期施氮量9.96 kg(只施基肥氮60%)水平下的；而全生育期施氮量6.64 kg(只施拔節(jié)孕穗肥氮40%)每穗總粒數(shù)和千粒重與全生育期施氮量16.6 kg氮肥水平下差異不顯著，主要是由于拔節(jié)期追施氮肥可增加籽粒產(chǎn)量[27]。本實驗還對比了在全生育期施氮量16.6 kg氮肥水平下不同基追比條件下小麥的產(chǎn)量及構成因子，發(fā)現(xiàn)基追比為7∶3(T 7)、6∶4(T 8)、5∶5(T 9)在保證有效穗數(shù)、千粒重和產(chǎn)量較高的水平下(與T 1相比)差異不顯著。因此，在小麥高產(chǎn)穩(wěn)定的情況下，還需要考慮在一定氮肥施用量水平下，在合理運籌施氮比例的同時，減少氮肥損失，從而提高肥料利用率[28-29]。

本試驗發(fā)現(xiàn)，氮肥農學利用率隨著全生育期施氮量的增加而降低，這和馮波[30]、朱新開等[31]研究結果一致。趙俊華等[32]指出，增加小麥施氮量均會導致氮素吸收效率、氮素利用效率、氮肥生產(chǎn)效率、氮素收獲指數(shù)降低。因此合理的氮肥運籌可以有效地減少小麥的無效分蘗，從而提升成穗率、穗粒數(shù)，在達到高產(chǎn)的同時增加肥料利用率[33]。本試驗還研究了在保證小麥高產(chǎn)的情況下最適的基追肥水平，在全生育期施氮量16.6 kg氮肥水平不同基追比條件下，小麥的氮肥農學利用率隨著追肥的增加出現(xiàn)先增加后降低的變化趨勢。王月福等[34]研究發(fā)現(xiàn)，土壤氮肥追施的利用率大于基施，且隨追施時期的后延而增加，這與本試驗研究結果一致。研究表明，小麥生長以重施基肥，適量追肥，基、追肥比例以8∶2或7∶3為宜[35]；徐啟來等[36]、王月福等[34]研究發(fā)現(xiàn)，在減少肥料施用量下，基肥施用比例50%的有效穗和產(chǎn)量最高；蔣應官等[37]研究發(fā)現(xiàn)，在總施氮量相同的情況下，比例為7∶3和6∶4沙質土壤中，肥力及利用率較高。本試驗結果表明，江淮南部寧麥13在全生育期純氮量均為16.6 kg情況下，基追比6∶4(T 8)的氮肥利用率最高，其次為7∶3(T 7)處理。因此，在保證小麥高產(chǎn)高效前提下，適量的追肥有利于提高小麥生育期間的氮肥農學利用率，增加肥料的利用效率，減少資源浪費給環(huán)境帶來的危害。

4 結 論

綜上所述，實際生產(chǎn)中，在保證優(yōu)質高產(chǎn)的前提下獲得最高產(chǎn)量并提高肥料利用率是小麥實現(xiàn)優(yōu)質高產(chǎn)最理想的目標。因此以寧麥13為基礎，提出在全生育期純氮量均為16.6 kg情況下，基追比6∶4(T 8)或7∶3(T 7)為高產(chǎn)優(yōu)質群體適宜指標。同時，為實現(xiàn)品質和產(chǎn)量的協(xié)調，除考慮施氮量及后期追氮比外，還應考慮區(qū)域土壤基礎肥力和生態(tài)環(huán)境的特點，才更具有普遍的指導意義。本試驗結果適用于江淮中部地區(qū)，此外有關不同區(qū)域小麥高產(chǎn)優(yōu)質且高肥料利用率指標的影響，尚待進一步探討。