關中地區施氮量對小麥綠葉性狀及產量的影響

魏艷麗，王彬龍，李瑞國，蔣會利，丁亦非，張 平

(咸陽市農業科學研究院，陜西 咸陽 712034)

氮元素是小麥體內多種成分的重要組成元素，對小麥產量有重要的調控作用，有研究指出，在一定范圍內，增施氮肥能延緩葉片衰老[1]，提高旗葉的光合色素含量，能促進光合同化物的生產，增加粒重、提高產量[2]。但也有研究指出，過多施氮不利于葉綠素合成和光合速率的提高[3]，進而影響產量，超量施用氮肥還會造成氮素大量殘留、土壤結構惡化、倒伏和病害發生。因此，施氮量應控制在適當范圍內，缺乏和過多都對小麥生產不利。已有多位學者對多個地域的適宜施氮量給出了建議[4，5]，但對關中地區水地小麥的適宜施氮量的研究報道還較少，試驗設計了5 種施氮量處理, 從綠葉性狀和產量因子方面研究施氮量對小麥生長的影響，以期為關中水地小麥適宜施氮量提供參考。

1 材料與方法

試驗在咸陽市農科院試驗田于2018-2019年進行，此塊試驗地已連續七年進行相同處理。供試品種為小偃22。施氮量設五個水平： B1：0 kg·hm-2、B2：120 kg·hm-2、B3：180 kg·hm-2、B4：240 kg·hm-2、B5：300 kg·hm-2，三次重復。每個處理基追比均為6:4，磷鉀肥按120 kg·hm-2和75 kg·hm-2作為基肥一次性駛入。小區面積12 m2，田間管理同一般麥田。從開花期開始，采用便攜式光譜儀測定植被歸一化指數(NDVI)，SPAD-502測定儀測定旗葉葉綠素(SPAD)含量，每7天測一次，直至成熟。

2 結果分析

2.1 施氮量對小麥NDVI值的影響

植被歸一化指數(NDVI)是反映植被生長狀況的有效指標。從圖1可以看出，NDVI值花后繼續升高，花后7 d達到最大，之后開始緩慢降低，花后14 d開始迅速下降。各個處理NDVI值在開花期至花后14 d之間差異不明顯，但花后14 d以后，未施氮肥的B1處理下降迅速，而其他施氮處理下降稍緩慢，隨時間推移，B1與其他施氮處理間差異逐漸增大，花后35 d各施氮處理NDVI值較B1提高127%～144%，但各施氮處理間差異不明顯。施氮在一定程度上延緩了小麥植株的衰老，而延緩的程度卻不是與施氮量成正比，過量施氮未能持續延緩植株衰老。

圖1 施氮量對小麥NDVI值的影響

2.2 不同施氮量對小麥旗葉SPAD值的影響

葉片中葉綠素的含量水平直接關系著葉片的光合能力，影響到產量的形成。SPAD值被稱作葉色值，與葉綠素含量有良好的一致性，可以用來衡量葉片中葉綠素含量的相對值。通過對小麥旗葉SPAD值在不同施氮量處理下的水平分析可以看出(圖2)，所有處理SPAD值均在花后14 d內保持較高水平，處理間也無顯著差異，未施氮肥的B1處理SPAD值從花后14 d即開始明顯下降，而其他施氮肥處理此時仍保持較高水平，均從花后21 d開始下降，從花后28 d后，所有處理葉片漸漸變黃，SPAD值均降到較低水平，但各處理之間仍有一定差異，表現為施氮量越多的處理SPAD值越高，其中B1處理葉片最黃、SPAD值最低，B5處理綠色最濃、SPAD值最高，施氮肥能明顯延緩SPAD值降低時間和速度。

圖2 施氮量對小麥旗葉SPAD值的影響

2.3 施氮量對小麥分蘗成穗及產量因子的影響

從表1可以看出，施氮量對出苗和冬分蘗沒有顯著影響，對春分蘗及產量因子影響顯著。春分蘗、穗數、穗粒數均隨施氮量增加，呈先升高后降低的趨勢，數值最小的均為B1處理，春分蘗最多的處理是B4，穗數、穗粒數最多的處理均為B3，千粒重的情況與分蘗成穗和粒數的情況正好相反，隨施氮量增加，千粒重先減少后增加，B3處理千粒重最低，B5處理千粒重最大。產量隨施氮量增加先升高后降低，B1處理產量最低，B3處理產量最高，B4與B3處理間差異不顯著。

表1 施氮量對小麥分蘗成穗及產量因子的影響

3 討論

花后小麥綠葉器官的光合作用對產量的貢獻率高達70%～80%[6]，而旗葉是最重要的光合器官，其性能對籽粒產量影響很大。有研究表明[7]持綠型小麥具有較高的葉綠素含量、衰老延遲、功能期長，能獲得較高產量。筆者實驗中，所有處理旗葉葉綠素含量在花后14 d內均沒有明顯變化，處理之間也沒有顯著差異，但14 d后未施氮處理旗葉葉綠素含量就開始降低，而各施氮處理花后21 d后才開始下降，施氮處理明顯延緩了葉綠素含量的降低速度，使旗葉功能期延長。對歸一化植被指數(NDVI)的調查分析也得出相同的結論。施氮肥使小麥NDVI值升高，特別是小麥生育后期(花后14 d后)各施氮處理均較未施氮處理提高，施氮肥能使小麥較長時間保持穩定的生長水平。

氮肥運籌可調控小麥分蘗成穗，有研究顯示隨施氮量增加，小麥生育前期分蘗數不斷增加[8]，而本試驗中，冬、春分蘗均隨施氮量增加呈先增加后減少的趨勢，這可能是由于連續多年在同一小區進行相同施氮處理，導致土壤肥力差異較大所致。穗數、穗粒數的表現與前人研究結果一致[8，9]，也為隨施氮量增加呈先增加后減少的趨勢，說明施氮過多會導致無效分蘗增加，成穗率降低，有效穗數減少。千粒重表現則與穗數、穗粒數剛好相反，隨施氮量增加千粒重先減少后增加，這可能是由于穗數、穗粒數過多導致生育后期植株個體間相互遮擋，群體中下部透光弱，最終導致光能利用率降低，籽粒發育不飽滿。因此只有在適宜施氮量下，植株群體、個體都發育得當，充分協調產量因子，才能獲得高產，本試驗中產量最高的處理為施氮量180 kg·hm-2。