灌溉條件下氮肥用量對小麥干物質積累和產量的影響

宋海亮

（易縣職業技術教育中心 河北 易縣 074200）

我國小麥常年播種面積和總產量占糧食播種面積和總產量的1/4 左右[1]。一般把單產高于6 000 kg/hm2的品種稱為高產小麥，單產大于9 000 kg/hm2的品種稱為超高產小麥[2]。近年來，隨著高產品種的選育和栽培技術的改進，小麥單產不斷提高，高產和超高產小麥栽培面積也迅速擴大。

不同肥料配比試驗結果表明，合理施肥可以明顯提高旱地小麥肥料利用率，提高小麥單產水平。研究表明，增施氮肥能夠顯著提高小麥單位面積穗數和穗粒數，而以高產為目的適宜施氮量為180～240 kg/hm2[7]。王婷等[8～11]研究表明，提高氮素營養水平可以增加營養器官貯存干物質的量和氮素向籽粒中的運轉量，從而提高對籽粒的貢獻率，但是，隨著施氮水平的提高，氮素累積量顯著增加，而氮素收獲指數及氮素利用效率卻呈下降趨勢，使其對籽粒的貢獻率減少。王長年等[12]認為，隨著施氮量的增加，小麥生育進程加快，分蘗力增強，總莖蘗增加，葉面積指數也隨之提高，且施氮量與高峰苗、孕穗期葉指均呈極顯著線性正相關，干物質積累花前隨著施氮量的增加而提高。隨著施氮量的增加，小麥蛋白質含量、濕面筋含量、面團穩定時間顯著增加。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況。本試驗于2018～2019年在河北省易縣職業技術教育中心實習基地進行。土壤質地為中壤，中等肥力水平，播種前造墑并按過磷酸鈣1 157.64 kg/hm2、硫酸鉀694.44 kg/hm2施用基肥。

1.2 試驗品種。試驗選用冬小麥品種京冬8 號(JD8)和寶麥38 號(BM38)。

1.3 試驗設計。試驗中氮肥施用方式為1/2 基肥+1/2拔節追肥。處理分4 個水平，分別為處理1：施N 量0 kg/hm2(CK)；處理2：施N 量120 kg/hm2(N120)；處理3：施N 量240 kg/hm2(N240)；處理4：施N 量360 kg/hm2(N360)。試驗采用隨機區組設計，小區面積為3 m×3 m，設4 次重復。于2018年10 月2 日播種，基本苗為390 株/m2，行距20 cm。其他管理同一般高產田。于2019年6 月18 日收獲。

1.4 調查項目與方法

1.4.1 小麥全生育期單株干物質積累。選取生長良好并具代表性的小麥，在小區中定點，于三葉期(播后32 d)、越冬期(播后64 d)、返青期(播后163 d)、起身期(播后177 d)、拔節期(播后198 d)、挑旗期(播后209 d)、開花期(播后222 d)、灌漿前期(播后231 d)、灌漿中期(播后239 d)、灌漿后期(播后246 d)、灌漿末期(播后252 d)、完熟期(播后259 d)，分別取有代表性的小麥植株10 株，在80 ℃條件下烘干至恒重后稱重。

1.4.2 小麥花后單莖各部分干物質積累。于小麥開花期取有代表性的小麥單莖20 根，以后每5 d 取1 次小麥單莖樣品，小麥單莖分為葉部、莖部、鞘部、穗部4 部分，分別在80 ℃下烘干至恒重后稱重。

1.4.3 小麥群體大小。選取生長良好并具代表性的小麥，在小區中定點，于三葉期、越冬期、返青期、起身期、拔節期、挑旗期計數小麥每平米分蘗數，并在開花期計數穗數，計算成穗率。

1.4.4 小麥完熟期測產及產量性狀。于小麥完熟期取3 個生長良好具有代表性的1m2的區域，脫粒、考種、計數穗數、測量穗粒數、千粒重。晾干后稱重，取平均值得出每個處理的產量。

2 結果與分析

2.1 氮肥用量對冬小麥植株干物質積累的影響。由圖1 可看出，隨著小麥生長天數的增長，小麥干物質先增長，在越冬期至小麥返青期時有所下降，到達起身期后干物質積累急劇增加。從圖1中可以看出小麥JD8 和BM38 干物質積累變化趨勢基本一致。所不同的是，JD8 的CK 水平植株干物質積累量明顯低于其他3 個水平，干物質積累量在灌漿中期時達到最高，以后有所下 降；N120、N240、N360這3 個氮肥水平的干物質積累量差異不顯著，N120在灌漿末期達到最高峰之后有所下降，N240干物質穩步上升，在完熟期達到最高，N360在灌漿中期達到最高之后開始下降。BM38 的CK 水平在灌漿前期之后干物質積累量明顯低于其他3 個水平，在完熟期達到最大；N120、N240、N360氮肥水平的干物質積累量差異不明顯，N120在灌漿末期達到最高，N240在灌漿末期后7 d 達到最大，N360在灌漿后期達到最大。

圖1 灌溉地冬小麥品種JD8 BM38 植株全生育期干物質積累變化

2.2 氮肥用量對冬小麥單莖各部分花后干物質積累動態變化的影響

2.2.1 冬小麥JD8 和BM38 單莖(葉部)干物質動態變化。由圖2 可以看出，小麥葉部干物質在開花期后開始下降，JD8 和BM38 葉部干物質動態變化趨勢基本一致，但是JD8 冬小麥CK 水平的葉部干物質在花后先上升，在花后5 d 達到最大值之后開始下降，并且CK 水平葉部干物質積累量明顯低于其他3 個水平；而BM38 冬小麥CK 水平的小麥葉部干物質積累量與其他3 個水平差距不大。

圖2 灌溉地冬小麥品種JD8 BM38 單莖(葉部)花后干物質積累變化

2.2.2 冬小麥JD8 和BM38 單莖(莖部)干物質動態變化。由圖3 可以看出，冬小麥莖部的干物質積累與葉部不同，開花期后還在繼續增長，JD8 各N 素水平都在花后10 d 時達到最大；BM38 的CK、N120在花后15 d 達到最高，N240在花后20 d 達到最高，N360在花后10 d 達到最高。

圖3 灌溉地冬小麥品種JD8 BM38 單莖(莖部)花后干物質積累變化

2.2.3 冬小麥JD8 和BM38 單莖(鞘部)干物質動態變化。由圖4 可以看出，冬小麥鞘部的干物質積累相對于其他部分變化不明顯，折線較平滑，但總體趨勢是在開花后干物質開始下降的。對于JD8 小麥品種來說，其CK 水平低于其他3 個水平，而且有一個上升的過程，即在花后5 d 達到最高。而BM38 的4 個N素水平相差不明顯，只是N360在開花期時的干物質量較大，但相對于其他3 個水平干物質衰減較快，CK和N120單莖(鞘部)干物質都有增長過程，分別在花后10 d 和15 d 達到最大。

圖4 灌溉地冬小麥品種JD8 BM38 單莖(鞘部)花后干物質積累變化

2.2.4 冬小麥JD8 和BM38 單莖(穗部)干物質動態變化。由圖5 可以看出，冬小麥穗部的干物質積累總體呈上升趨勢，冬小麥JD8 的CK 穗部干物質在花后35 d時達到最大，之后緩慢下降；而N120、N240、N360均在花后37 d 時達到最大。BM38 在完熟期時穗部干物質積累差異明顯，CK、N240在花后30 d 達到最大，而N120、N360在花后37 d 時達到最大。

圖5 灌溉地冬小麥品種JD8 BM38 單莖(穗部) 花后干物質積累變化

2.3 氮肥用量對冬小麥群體大小的影響。由圖6 可以看出，隨著小麥的生長天數增加，小麥分蘗先增加后下降，JD8 的CK、N240、N360在起身期群體密度達到最大，之后開始下降，其中N360在越冬期到返青期時群體密度有所下降，N120在返青期最大。BM38 的CK、N120群體密度在返青期最大，N240、N360群體密度在起身期最大，其中N360在越冬期到返青期時群體密度有所下降。相同N 水平中JD8 的群體數大于BM38，但是最終穗數卻恰恰相反。通過計算，JD8的成穗率分別為31%(CK)、29%(N120)、31%(N240)、37%(N360)；BM38 的成穗率為37%(CK)、41%(N120)、38%(N240)、39%(N360)。可以看出，相同N 水平下BM38 的成穗率大于JD8。

圖6 灌溉地冬小麥品種JD8 BM38 群體變化

2.4 氮肥用量對冬小麥產量和產量性狀的影響。從表1 可以看出，同一品種中，N240水平時JD8 小麥的千粒重、穗數、穗粒數最大；而對于BM38 來說，CK 千粒重最大，N120穗數最大，N360穗粒數最大。相同N 素水平下，BM38 的CK、N120、N240穗數和穗粒數均高于JD8；4 個水平中JD8 千粒重均明顯大于BM38。從表1 中可以看出，BM38 的CK、N120產量高于相同水平下的JD8，JD8 的N240、N360的產量高于相同水平下的BM38。JD8 最高產量在N240水平出現，其后依次為N120、N360、CK；BM38 的最高產量出現在N120水平，其后依次為N240、N360、CK。通過比較可以看出，2 個小麥品種中的最高產量出現在BM38 品種N120水平。

表1 氮肥用量對2 個小麥品種產量及產量性狀的影響

3 結論與討論

3.1 氮肥用量對冬小麥花后干物質積累的影響。①在灌溉條件適宜并施足有機肥和磷鉀肥的前提下，不施用N 肥會造成冬小麥開花后葉部干物質積累明顯低于施N 的小麥，導致開花后小麥生長較弱，生育期縮短，穗數明顯降低，最終導致小麥籽粒產量下降。②施氮量為360 kg/hm2時，拔節期以前麥苗生長緩慢，麥苗的越冬性和群體大小下降，雖然開花后地上部各部分干物質積累都處于較高水平，但因為小麥每平米穗數的下降，導致最終小麥籽粒產量降低。③冬小麥施氮120 kg/hm2、240 kg/hm2，可明顯增加小麥群體數量，提高小麥每平米穗數，增加開花后葉部干物質積累量，有利于開花后小麥地上部的干物質積累，從而延長了小麥的生育期，使籽粒干物質積累時間延長，進而增加了最終籽粒產量。

3.2 氮肥用量對冬小麥產量和產量性狀的影響。本試驗表明，JD8 品種合理施用氮肥(N120、N240)可有效增加小麥穗數、穗粒數和千粒重，而氮肥過多(N360)和過少(CK)都會對小麥生長和籽粒產量帶來不利影響，最明顯的影響是使小麥群體減小，從而減少小麥穗數。雖然在BM38 中穗粒數和千粒重并未因此減小，但卻不能彌補因小麥穗數的減少而造成的產量降低。

綜合干物質積累特性和產量構成因素看來，BM38 主要通過穗數的增加而提高產量，BM38 比JD8 更耐瘠薄土地。灌溉地中，JD8 的最適N 肥用量為240 kg/hm2；BM38 的最適N 肥用量為120 kg/hm2。通過比較2 個冬小麥品種生長及產量特性，BM38 在施N 較少(120 kg/hm2)的情況下得到了最高產量(7282.9 kg/hm2)。所以，在本地區建議推廣BM38 冬小麥品種。