施氮對(duì)紫色小麥群體質(zhì)量和產(chǎn)量的影響

摘 要 以重慶新審定的紫色小麥品種渝黑521為材料，采用二因素裂區(qū)試驗(yàn)設(shè)計(jì)，研究了施氮量和追肥方式對(duì)紫色小麥群體質(zhì)量和產(chǎn)量的影響。結(jié)果表明，1）隨著施氮量的增加，拔節(jié)后植株干物質(zhì)積累、花后干物質(zhì)積累量、最高分蘗數(shù)、穗長(zhǎng)和總小穗數(shù)均呈增加趨勢(shì)。2）拔節(jié)期追肥可以有效地提高成熟期和花后干物質(zhì)積累量及成穗率，苗期追肥可以提高紫色小麥分蘗能力、促進(jìn)小穗發(fā)育。3）隨著施氮量的增加，有效穗和穗粒數(shù)增加，但千粒質(zhì)量有減少的趨勢(shì)；施氮量為120 kg·hm-2時(shí)的產(chǎn)量最高，但與施氮量75 kg·hm-2時(shí)的產(chǎn)量差異不顯著。4）追肥方式對(duì)產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響差異不顯著，但拔節(jié)期追肥的產(chǎn)量構(gòu)成因子間更協(xié)調(diào)，產(chǎn)量更高。5）本試驗(yàn)條件下，在施氮量為120 kg·hm-2和底肥、拔節(jié)肥用量之比為6∶4時(shí)，紫色小麥產(chǎn)量構(gòu)成因素協(xié)調(diào)好、產(chǎn)量最高，為5 627.83 kg·hm-2，其次是施氮量為75 kg·hm-2、底肥、拔節(jié)肥用量之比為6∶4時(shí)，產(chǎn)量為5 565.61 kg·hm-2。6）總的看來(lái)，紫色小麥在施氮量為75～120 kg·hm-2，且在拔節(jié)期追肥時(shí)能獲得較高產(chǎn)量。

關(guān)鍵詞 氮肥；紫色小麥；渝黑521；群體質(zhì)量；產(chǎn)量

中圖分類(lèi)號(hào)：S512.1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2024.17.004

小麥?zhǔn)鞘澜缟喜シN面積最大的糧食作物[1]。隨著生活水平的提高，人們對(duì)小麥的營(yíng)養(yǎng)和品質(zhì)要求越來(lái)越高[2]。彩色小麥富含花青素、鐵、鋅、硒、維生素、葉酸等營(yíng)養(yǎng)元素，在保障糧食安全和人類(lèi)健康中發(fā)揮了重要作用[3-4]。目前，已有報(bào)道的彩色小麥包括灰粒、紫粒、藍(lán)粒、綠粒等[5]。不同部位的花色苷化合物導(dǎo)致彩色小麥籽粒顏色的不同。紫粒小麥的顏色由種皮決定，為母性遺傳，由母本籽粒顏色決定。因?yàn)椴噬←湹拈_(kāi)發(fā)潛力大，近年來(lái)國(guó)內(nèi)外研究人員對(duì)彩色小麥進(jìn)行了大量研究。這些研究主要集中在營(yíng)養(yǎng)價(jià)值、品種來(lái)源等方面[6-7]，彩色小麥的栽培技術(shù)多參考普通小麥。有人認(rèn)為，彩色小麥的發(fā)展難度是彩色小麥品種的推廣和產(chǎn)量品質(zhì)的提高[8]。

氮肥是作物生長(zhǎng)不可或缺的的元素，影響小麥產(chǎn)量和品質(zhì)的形成[9-10]。施氮量對(duì)于小麥群體動(dòng)態(tài)[11]、葉片葉綠素含量、小穗小花退化、籽粒灌漿等有顯著影響[12-13]。由于氣候條件和生態(tài)環(huán)境等原因，重慶紫色小麥產(chǎn)量較低。探索紫色小麥的高產(chǎn)栽培技術(shù)，提高紫色小麥產(chǎn)量，對(duì)于提高農(nóng)戶小麥種植積極性、豐富重慶小面原料等具有重要意義。為此，本文以自育的紫色小麥新品種（渝黑521，重慶市通過(guò)審定的第一個(gè)高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)紫色小麥品種）為試驗(yàn)材料，探討了不同氮肥施用量和追肥方式對(duì)紫色小麥的群體質(zhì)量和產(chǎn)量的影響。

1" 材料與方法

1.1" 試驗(yàn)地點(diǎn)

試驗(yàn)于2019—2020年在重慶市農(nóng)業(yè)科學(xué)院渝西作物試驗(yàn)站（重慶市永川區(qū)衛(wèi)星湖街道南華村）實(shí)施。試驗(yàn)田土質(zhì)為稻田土，肥力中等，地勢(shì)平坦。肥料使用尿素（N 46%）、磷肥為過(guò)磷酸鈣（P2O5 12%）、鉀肥為氯化鉀（K2O 60%）。供試材料選用自育紫色小麥品種渝黑521。

1.2" 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用二因素裂區(qū)設(shè)計(jì)，以2個(gè)施氮水平為主區(qū)，分別是施純氮75 kg·hm-2（N1）、施純氮120 kg·hm-2（N2）；3種追肥方式為副區(qū)，分別為底肥一道淸（R1），底肥、苗肥用量之比為6∶4（R2），底肥、拔節(jié)肥用量之比為6∶4（R3）；以不施氮肥（CK1）、施少量氮肥（純氮45 kg·hm-2，CK2）為對(duì)照。磷、鉀肥均作為底肥于播種前一次性施入。小區(qū)面積9 m2，3次重復(fù)，其他田間管理按照大田生產(chǎn)實(shí)施。

1.3" 調(diào)查內(nèi)容及方法

1.3.1" 產(chǎn)量及其構(gòu)成

于成熟期調(diào)查均勻一致的1行有效穗數(shù)，連續(xù)收取50個(gè)麥穗調(diào)查穗粒數(shù)、千粒質(zhì)量，剩余的裝入網(wǎng)袋計(jì)產(chǎn)。

1.3.2" 干物質(zhì)積累與分配

于拔節(jié)期、開(kāi)花期、成熟期，各小區(qū)取15株代表性植株，分為葉片、莖稈、穗，裝入紙袋，經(jīng)105 ℃殺青15 min后，放入80 ℃恒溫烘箱中，烘至恒重后稱(chēng)量其干重，計(jì)算花后干物質(zhì)積累量，公式如下。

花后干物質(zhì)積累量=成熟期總干重-開(kāi)花期干重

（1）

1.3.3" 莖蘗動(dòng)態(tài)

每個(gè)小區(qū)選定均勻一致的1行，按生育時(shí)期（拔節(jié)期、開(kāi)花期、成熟期）調(diào)查莖蘗數(shù)，計(jì)算成穗率、單株分蘗數(shù)、單株成穗率，公式如下。

成穗率=成熟期莖蘗數(shù)/最高苗×100% （2）

單株分蘗數(shù)=（最高苗－基本苗）/基本苗 （3）

單株成穗數(shù)=成熟期莖蘗數(shù)/基本苗 （4）

1.3.4" 株高及小穗結(jié)實(shí)率

于成熟期，各小區(qū)取15個(gè)主莖測(cè)定株高及穗長(zhǎng)，并調(diào)查麥穗基部小穗退化數(shù)量，計(jì)算小穗退化率。

小穗退化率=基部退化小穗數(shù)/總分化小穗數(shù)×100% （5）

1.4" 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)處理采用Excel 2007軟件、DPS 7.05軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2" 結(jié)果與分析

2.1" 施氮對(duì)紫色小麥干物質(zhì)積累的影響

由表1可以看出，隨著施氮量的減少，植株干物質(zhì)積累呈減少的趨勢(shì)，且隨著生育進(jìn)程的推進(jìn)而加劇，在開(kāi)花期差異顯著，到成熟期差異表現(xiàn)極顯著，總體表現(xiàn)為N2＞N1＞CK2＞CK1。同時(shí)，花后干物質(zhì)積累差異也達(dá)到顯著水平，以N2處理下最大，CK1最小。

另外，氮肥分次施用可以在一定程度上提高干物質(zhì)積累量，除拔節(jié)期以外，開(kāi)花期和成熟期干物質(zhì)積累量都表現(xiàn)出顯著差異，特別是成熟期差異達(dá)到極顯著水平，均以R1處理最低，拔節(jié)期和開(kāi)花期以R2的干物質(zhì)積累量最高，成熟期以R3的干物質(zhì)積累量最大，同時(shí)花后干物質(zhì)積累量在不同追肥方式下差異也達(dá)到極顯著水平，具體表現(xiàn)為R3處理的最大，R1處理最低。

追肥方式和施氮量存在互作效應(yīng)，增加施氮量，分次施用后干物質(zhì)積累量較多。N1條件下，拔節(jié)期和開(kāi)花期干物質(zhì)積累量在不同追肥方式下差異不顯著，成熟期和花后物質(zhì)積累量差異極顯著，表現(xiàn)為R3＞R2＞R1。N2條件下，不同追肥方式的干物質(zhì)積累量在各時(shí)期差異顯著，均以分次施用大于一次施用；花后物質(zhì)積累量表現(xiàn)為R1＞R2＞R3.

2.2" 施氮對(duì)紫色小麥分蘗成穗的影響

從表2可以看出，不同氮肥施用量和追肥方式對(duì)小麥分蘗成穗有顯著影響。減少施氮量使得最高苗減少，表現(xiàn)為N2＞N1＞CK2＞CK1，N2的最高苗分別比N1、CK2、CK1高10.99%、24.68%、31.05%。單株分蘗數(shù)、單株成穗數(shù)均以N2最高，成穗率以N1最高。

不同追肥方式間，最高莖蘗數(shù)以R2最高，R1次之，R3最少，開(kāi)花期和成熟期的莖蘗數(shù)差異不顯著，單株分蘗數(shù)以R3最少，極顯著低于R1和R2，成穗率以R3最大，R2次之，R1最少。

施氮量和追肥方式間有互作效應(yīng)，N1條件下，R2的最高苗和單株分蘗數(shù)最大，與R1和R3差異極顯著，成穗率以R3的最高，顯著高于R1和R2。N2條件下，R1的最高苗和單株分蘗數(shù)最大，極顯著高于R3，成穗率以R3最高，顯著高于R1。

2.3" 施氮對(duì)紫色小麥株高及小穗結(jié)實(shí)的影響

由表3可以看出，施氮對(duì)株高的影響較小，對(duì)穗長(zhǎng)有較大影響，對(duì)小穗發(fā)育退化也有較大影響。隨著施氮量的增加穗長(zhǎng)極顯著增加，表現(xiàn)為N2＞N1＞CK2＞CK1，總小穗數(shù)隨施氮量增加而增加；基部退化小穗數(shù)隨著施氮量的增加而減少，差異極顯著；小穗退化率也隨著施氮量的增加而減少，N2比CK1少4.09%，N1比CK1少3.28%。

追肥方式對(duì)株高和基部退化小穗數(shù)影響較小，對(duì)穗長(zhǎng)、總小穗數(shù)和小穗結(jié)實(shí)率的影響顯著。追肥方式對(duì)穗長(zhǎng)的影響表現(xiàn)為R2＞R3＞R1，不同追肥方式下總小穗數(shù)以R2最大，R1最小，同時(shí)推遲追肥可以降低小穗退化率，R3比R1的小穗退化率少1.24%。

施氮量和追肥方式存在互作效應(yīng)，N1條件下，總小穗數(shù)和小穗退化率在不同追肥方式間差異顯著，總小穗數(shù)表現(xiàn)為R3＞R2＞R1，小穗退化率表現(xiàn)為R1＞R2＞R3，N2條件下，穗長(zhǎng)和總小穗數(shù)在不同追肥方式間差異顯著，均表現(xiàn)為R2最大。

2.4" 施氮對(duì)紫色小麥產(chǎn)量及其構(gòu)成因子的影響

由表4可知，施氮肥對(duì)紫色小麥產(chǎn)量及其構(gòu)成因子有顯著影響。通過(guò)方差分析可以看出，產(chǎn)量構(gòu)成因子中受減施氮肥影響最顯著的是千粒質(zhì)量，其次是有效穗，最次是穗粒數(shù)。有效穗和穗粒數(shù)隨施氮量的減少而減少，過(guò)度減少氮肥施用（CK2）或者不施氮肥（CK1）都會(huì)使得有效穗和穗粒數(shù)顯著減少；千粒質(zhì)量隨施氮量的減少有增加的趨勢(shì)。氮肥施用量對(duì)紫色小麥產(chǎn)量有顯著影響，產(chǎn)量隨施氮量的減少而減少，在N2處最大，為5 382.73 kg·hm-2，比CK1增產(chǎn)56.01%，比CK2增產(chǎn)29.48%，N1和N2間差異不顯著，說(shuō)明適量減少氮肥施用不會(huì)導(dǎo)致紫色小麥顯著減產(chǎn)。

分析不同追肥方式對(duì)產(chǎn)量的影響，表現(xiàn)為R3最高，R2次之，R1最低，不同追肥方式對(duì)產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響差異不顯著。

施氮量和追肥方式對(duì)產(chǎn)量及其構(gòu)成因子有互作效應(yīng)，總的看來(lái)，不論在N1還是N2條件下，都是在拔節(jié)期（R3）進(jìn)行追肥，產(chǎn)量最高。

3" 討論與結(jié)論

3.1" 結(jié)論

本研究在目前種植密度條件下，研究了氮肥對(duì)紫色小麥群體質(zhì)量和產(chǎn)量的影響，試驗(yàn)結(jié)果表明適宜的施氮量為75～120 kg·hm-2，追肥方式為底肥、拔節(jié)肥用量之比為6∶4。在該條件下，紫色小麥群體質(zhì)量較好，產(chǎn)量構(gòu)成因素間協(xié)調(diào)，產(chǎn)量最高。

3.2" 討論

自20世紀(jì)50年代開(kāi)展作物群體問(wèn)題學(xué)術(shù)爭(zhēng)鳴以來(lái)，作物群體概念已被普遍接受[14]。國(guó)內(nèi)外對(duì)作物群體結(jié)構(gòu)、群體光合特征等作了大量研究。凌啟鴻認(rèn)為不斷提高作物群體質(zhì)量的關(guān)鍵是不斷地改善、優(yōu)化群體質(zhì)量，并提出“群體質(zhì)量”的概念[15]。群體質(zhì)量的優(yōu)劣是小麥產(chǎn)量構(gòu)成因素形成是否協(xié)調(diào)和產(chǎn)量水平高低的決定因素，小麥產(chǎn)量水平的不斷提高是群體質(zhì)量不斷優(yōu)化的結(jié)果[14]。

氮是影響作物生長(zhǎng)和產(chǎn)量形成的首要因素，合理地使用氮肥有利于優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)小麥群體的建成[16]。有研究認(rèn)為，拔節(jié)期追施氮肥的小麥植株、產(chǎn)量性狀和籽粒品質(zhì)均優(yōu)于底施處理[2]。孟自力等的研究發(fā)現(xiàn)，在施氮量0～250 kg·hm-2，干物質(zhì)積累量與氮肥施用量呈正相關(guān)，施氮為200 kg·hm-2時(shí)最高。本研究表明，施氮量在0～120 kg·hm-2時(shí)，增加施氮量有利于促進(jìn)分蘗發(fā)生，增加穗數(shù)；能促進(jìn)穗發(fā)育，提高穗長(zhǎng)，增加小穗數(shù)，減少小穗退化，提高結(jié)實(shí)率；各時(shí)期干物質(zhì)積累量與施氮量呈正相關(guān)，在120 kg·hm-2時(shí)最大，同時(shí)在拔節(jié)期追肥紫色小麥花后物質(zhì)積累最多。總的看來(lái)，適當(dāng)增加施氮量并在拔節(jié)期追肥可以有效地改善群體質(zhì)量，從而獲取較高產(chǎn)量。

不同生態(tài)環(huán)境、不同品種間適宜的氮肥用量有所不同。前人研究認(rèn)為，豫南稻茬麥籽粒產(chǎn)量隨氮肥用量增加而增加，實(shí)現(xiàn)6 000 kg·hm-2產(chǎn)量水平，全生育期氮肥用量應(yīng)在225 kg·hm-2左右[17]。孟自力等研究發(fā)現(xiàn)，施氮量為200 kg·hm-2時(shí)，弱筋小麥商麥188灌漿中后期有較高的籽粒灌漿速率，粒重增加效果最優(yōu)，是獲得優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的最佳處理[10]，吳忠偉等研究發(fā)現(xiàn)，在施氮量為180 kg·hm-2和底肥、拔節(jié)肥用量之比為7∶3時(shí)，套作小麥產(chǎn)量構(gòu)成因素協(xié)調(diào)好，產(chǎn)量最高[18]。李筠等研究發(fā)現(xiàn)，在適宜播期密度下，連麥2號(hào)產(chǎn)量與施氮量呈二次曲線關(guān)系，以施氮量為300 kg·hm-2和氮肥基肥、追肥用量之比為6∶4處理的產(chǎn)量、莖蘗成穗率、最大葉面積指數(shù)較高[19]。本試驗(yàn)條件下，最高產(chǎn)量為120 kg·hm-2和底肥、拔節(jié)肥用量之比為6∶4的處理，適當(dāng)減少施氮量，在75 kg·hm-2時(shí)產(chǎn)量減少不顯著，而過(guò)度減少施氮量時(shí)產(chǎn)量減少顯著。不同施氮量下，均是底肥、拔節(jié)肥用量之比為6∶4時(shí)產(chǎn)量最高，說(shuō)明拔節(jié)期追肥有利于紫色小麥產(chǎn)量的提高。

氮肥是調(diào)節(jié)小麥生長(zhǎng)和產(chǎn)量因素形成的要素之一。前人研究發(fā)現(xiàn)，增施氮肥有利于小花分化形成可孕花及促進(jìn)可孕花結(jié)實(shí)[20]。魏鵬等研究認(rèn)為，氮肥主要是通過(guò)影響小麥穗數(shù)和千粒質(zhì)量，進(jìn)而影響小麥產(chǎn)量[21]。任開(kāi)明等認(rèn)為，增加施氮量等提高小麥穗粒數(shù)和有效穗數(shù)，而小麥千粒質(zhì)量和籽粒產(chǎn)量均呈先升后降趨勢(shì)[22]。本試驗(yàn)條件下，施氮量適當(dāng)減少對(duì)有效穗和穗粒數(shù)的影響較小，過(guò)度減少施氮量或者不施氮時(shí)有效穗（最高與最低相差100萬(wàn)穗·hm-2）和穗粒數(shù)（最高與最低相差10粒·穗-1）差異較大，而千粒質(zhì)量差異較小（千粒質(zhì)量均在40 g以上）。這說(shuō)明過(guò)度減少氮肥的施用會(huì)顯著影響分蘗成穗及結(jié)實(shí)率，不利于品種高產(chǎn)潛力的發(fā)揮。氮肥分次施用對(duì)產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響不顯著，但在拔節(jié)期追肥，有效穗、穗粒數(shù)和千粒質(zhì)量更協(xié)調(diào)，產(chǎn)量更高。

就目前的產(chǎn)量水平而言，想要進(jìn)一步提高重慶小麥產(chǎn)量，必須要增加群體的大小，而這可通過(guò)增加播種密度、提高分蘗成穗率，進(jìn)而增加有效穗、提高結(jié)實(shí)率等來(lái)實(shí)現(xiàn)。不同播種密度及其適宜的施肥量對(duì)重慶小麥產(chǎn)量的影響有待進(jìn)一步研究，以實(shí)現(xiàn)重慶小麥單產(chǎn)的突破。

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[19] 李筠，任立凱，劉耀鴻，等.氮肥運(yùn)籌對(duì)連麥2號(hào)小麥群體質(zhì)量及產(chǎn)量性狀的影響[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009（6）：127-129.

[20] 謝琰.氮肥和密度對(duì)不同穗型小麥穗粒數(shù)形成的影響[D].南京：南京農(nóng)業(yè)大學(xué)，2012.

[21] 魏鵬，張培文，李文陽(yáng)，等.氮肥對(duì)不同類(lèi)型小麥產(chǎn)量與品質(zhì)的影響及調(diào)控差異[J].江漢大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2023，51（5）：24-31.

[22] 任開(kāi)明，王犇，楊文俊，等.施氮對(duì)稻茬弱筋小麥生長(zhǎng)特性、品質(zhì)與產(chǎn)量的影響[J].浙江農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2023，35（4）：769-779.

（責(zé)任編輯：敬廷桃）

基金項(xiàng)目：2023年永川區(qū)技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用發(fā)展專(zhuān)項(xiàng)（2023yc-cxfz30005）；2023年市級(jí)財(cái)政科研項(xiàng)目（cqaas2023sjczsf010）；2023年重慶市技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用發(fā)展專(zhuān)項(xiàng)面上項(xiàng)目（CSTB2023TIAD-LDX031）；2023年市財(cái)政專(zhuān)項(xiàng)（cqaas2023sjczsy004）。

作者簡(jiǎn)介：榮曉椒（1991—），碩士，助理研究員，從事小麥遺傳育種與高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)栽培技術(shù)研究。E-mail：huangladingxj@163.com。

*為通信作者，E-mail：Boqunli49848223@126.com。