不同施磷方式對干播濕出小麥光合生理特性及產量的影響

摘 要：【目的】研究不同磷肥施用方式對干播濕出小麥光合特性、葉綠素熒光及產量的影響，篩選干播濕出模式下滴灌小麥磷肥施用方式。

【方法】在大田試驗條件下，以新冬22號為材料，采用雙因素裂區試驗設計，主區設置造墑播種（F）和干播濕出（D）2種出苗水方式；副區在總施磷量一致條件下設置3種磷肥施用方式，100%基施（P1）、70%基施+30%滴施（P2）、50%基施+50%滴施（P3），分析不同施磷方式對干播濕出小麥光合特性、葉綠素熒光及產量的影響。

【結果】磷肥后移顯著增加了小麥的葉片SPAD值和LAI，分別提高0.88%～7.63%和7.25%～49.38%。在小麥光合特性中，各指標均隨生育時期的推進呈下降趨勢，其中DP3處理表現最佳，Pn、Tr和Gs在開花期分別為25.59μmol/（m2·s）、18.21mmol/（m2·s）和0.73mmol/（m2·s），Ci最低為324.88μmol/mol，且處理間差異顯著。磷肥后移有效提高了穗數、穗粒數和千粒重，分別較FP1處理提高了1.36%～18.43%、0.59%～4.06%和0.77%～7.21%。籽粒產量表現為DP3gt;DP2gt;FP3gt;FP2gt;DP1gt;FP1，與FP1相比，各處理增產幅度均在4.5%以上。

【結論】DP3處理（50%基施+50%追施）冬小麥光合有促進作用，產量及產量構成因素表現最佳，有利于磷肥高效利用。

關鍵詞：干播濕出；滴灌小麥；施磷方式；光合生理；產量

中圖分類號：S512.1 ""文獻標志碼：A ""文章編號：1001-4330（2025）01-0029-08

收稿日期（Received）：

2024-08-14

基金項目：

新疆維吾爾自治區重點研發計劃項目（2021B02002-1，2022B02001-3，2022B02015-1，2022B02015-2）；新疆維吾爾自治區“天山英才”培養計劃（2023TSYCCX0013，2023TSYCLJ0009）；國家小麥產業技術體系烏魯木齊綜合試驗站（CARS-03-88）；新疆維吾爾自治區小麥產業技術體系項目（XJARS-01-06，XJARS-01-19）；新疆維吾爾自治區自然科學基金重點項目（2023D01D10）；新疆農業科學院農業科技創新穩定支持專項（xjnkywdzc-2024002-08，xjnkywdzc-2023005-pt1）

作者簡介：

張妍婷（2000-），女，甘肅靜寧人，碩士研究生，研究方向為小麥高產栽培，（E-mail）1069655172@qq.com

通信作者：

徐文修（1962-），女，河北蠡縣人，教授，博士，碩士生/博士生導師，研究方向為農作制度與農業生態，（E-mail）xjxwx@sina.com

張永強（1988-），男，河南平輿人，副研究員，碩士，碩士生導師，研究方向為小麥高產栽培，（E-mail）zyq988@yeah.net

0 引 言

【研究意義】我國小麥占糧食總產21.6%。磷是小麥生長發育過程中不可或缺的重要營養元素［1］，同時也是光合作用中多種酶的組成成分，對小麥產量形成起著至關重要的作用。但由于土壤中礦物質對磷的強吸附作用和土壤磷的低流動性，導致磷素易被固定，降低了磷肥利用率。此外，新疆小麥生產中磷肥施用方法非常關鍵［2］，且滴灌條件下水磷耦合的正效應并未完全發揮［3］。因此，通過研究不同磷肥施用方式對新疆北疆滴灌冬小麥光合生理特性及產量的影響，對指導新疆北疆滴灌冬小麥合理施磷、提高磷肥利用率及產量具有重要意義。【前人研究進展】適量增施磷肥可明顯延長作物的營養生長周期，影響小麥光合同化力，促進了光合物質積累，以此達到增產的目的［4］。磷肥分次施用可提升土壤速效磷和活性磷含量，降低磷素的固定率［5］。許麗等［6］指出，滴灌追施磷肥可顯著提高耕層土壤有效磷含量。張國橋等［7］研究表明，在水肥一體化條件下，液體磷肥以追肥的方式隨水施用可顯著提高玉米中后期磷素營養，對提高玉米產量和磷肥的吸收利用效率有促進作用。【本研究切入點】目前關于在提高磷肥利用率方面，添加有機酸和活性炭、施入不同形態、不同品種的磷源、施磷深度以及水磷耦合等方面研究較多，而采用磷肥后移的研究較少。尤其是近年來隨著“干播濕出”滴灌節水技術在小麥上的應用，以及新型磷肥滴灌一銨、滴灌二銨在生產上的推廣，在“干播濕出”麥田將傳統的磷肥“全部基施”改為磷肥“基施+滴施”，尤其是在干播濕出條件下，不同施磷方式對小麥生長發育等方面的研究尚未見文獻報道。【擬解決的關鍵問題】在造墑播種和干播濕出2種條件下，設置磷肥不同施用方式，探究磷肥不同施用方式對小麥光合生理特性和產量形成的影響，為新疆北疆小麥干播濕出模式下磷肥施用方式提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材 料

試驗于2023～2024年在新疆農業科學院奇臺麥類試驗站站進行（89°13′～91°22′E，42°25′～45°29′N，海拔895 m）。該地為溫帶大陸性干旱半干旱氣候區，年平均氣溫5.5℃，7月平均氣溫22.6℃，極端最高氣溫39℃，1月平均氣溫-18.9℃，年平均相對濕度60%，無霜期年平均153 d（4月下旬～10月上旬），年平均降水量269.4 mm，土壤質地為沙壤土，pH值為8.83，有機質含量13.9 g/kg，全鹽含量0.58 g/kg，全氮含量1.18 g/kg，全磷含量1.3 g/kg，全鉀含量23.43 g/kg，堿解氮含量40.56 mg/kg，有效磷含量38.65 mg/kg，速效鉀含量193.58 mg/kg。

供試品種為新冬22號，播量600×104粒/hm2，行距20 cm，小區面積12 m2（2 m×6 m），每個處理重復3次。2023年10月15日冬灌，各處理均滴施900 m3/hm2。小麥返青后所有處理水肥管理及病蟲草害防治與當地高標準田保持一致。

1.2 方 法

1.2.1 試驗設計

采用雙因素裂區試驗設計，以出苗水供給方式為主區，設置造墑播種（F）和干播濕出（D）2種出苗水方式，造墑水在整地前10～15 d灌溉，灌水量1 200 m3/hm2，干播濕出滴水在小麥播種后立即鋪設滴灌帶滴水，第1次滴水600 m3/hm2，第1次滴水后3～5 d進行第2次滴水，滴灌量300 m3/hm2；副區施磷酸二銨172.5 kg/hm2。以施磷方式為副區，在總施磷量一致的條件下設置3種磷肥施用方式100%基施（P1）、70%基施+30%滴施（P2）、50%基施+50%滴施（P3），各處理磷肥基施部分在整地前結合翻地深施，滴施部分隨冬灌水隨水滴施。各處理均于2023年9月20日采用人工方式播種。

1.2.2 測定指標

1.2.2.1 葉綠素相對含量（SPAD值）

葉綠素相對含量（SPAD值）采用SPAD-502葉綠素測定儀（日本）在冬小麥起身期、拔節期、孕穗期、開花期、灌漿期測定，每葉從基部到尖端測3點取平均值，每處理每重復測10片葉，拔節期前測倒2葉，拔節期及拔節期后測旗葉。

1.2.2.2 葉面積指數

在小麥拔節期、孕穗期、開花期、灌漿期，每小區選擇10株小麥，用直尺測量小麥植株葉片的長（cm）和寬（cm），用“長×寬×0.83（折算系數）÷10 000”計算出葉面積（m2），根據公式計算葉面積指數LAI。LAI=平均單株總葉面積×每公頃總莖數÷10 000。

1.2.2.3 光合參數

于冬小麥開花期、灌漿期，用LI-6800（LI-COR，USA）便攜式光合儀，于晴天11：00～13：00測定各處理冬小麥旗葉的凈光合速率（Pn）、蒸騰速率（Tr）、氣孔導度（Gs）和胞間CO2濃度（Ci）等指標，每處理測定10片旗葉。

1.2.2.4 熒光參數

使用Handy-PEA便攜式植物效率分析儀（連續激發式熒光儀，Hansatech，UK）測定。激發光（飽和脈沖光）強度為3 500 μmol/（m2·s），暗適應時間為20 min，記錄時間2 s，各處理均3次重復，所用熒光參數由Handy PEA軟件直接導出。

1.2.2.5 產量和產量構成因素

在小麥成熟期，每處理每重復選取1 m雙行測定有效穗數，并從中選取10株具有代表性植株的進行考種，測得穗粒數。每處理每重復實收2 m2（1 m×2 m），用便攜式谷物水分測定儀測定籽粒水分含量，折算標準水分下產量與千粒重。

1.3 數據處理

采用Micsoft Execl 2016錄入數據并進行整理，采用SPSS 26軟件分析數據，運用Origin 2024繪圖。

2 結果與分析

2.1 施磷方式對干播濕出小麥葉綠素含量的影響

研究表明，處理間不同時期冬小麥旗葉SPAD值存在差異。隨著生育進程的推進，小麥葉片SPAD值呈先升后降的變化規律，處理間均表現為DP3gt;DP2gt;FP3gt;FP2gt;DP1gt;FP1，各處理均在開花期達到最大值，其中DP3處理開花期SPAD值最大為59.41，較同期DP2、DP1、FP3、FP2和FP1處理分別提高了2.31%、5.30%、2.70%、3.94%和6.17%。干播濕出與磷肥后移均可增加小麥葉片SPAD值，延緩花后葉綠素的降解程度。圖1

2.2 施磷方式對干播濕出小麥葉面積指數（LAI）的影響

研究表明，不同處理冬小麥LAI均隨生育進程推移呈先增后降的變化趨勢，各處理LAI均在1.69～6.05變動，且DP3處理與FP1、FP2、FP3處理在拔節期、開花期和灌漿期存在顯著差異。不同生育時期處理間LAI變化不同，但各處理均于孕穗期達到峰值，處理間以DP3處理孕穗期LAI最大為6.05，較同時期DP2、DP1、FP3、FP2、FP1處理分別提高了18.16%、49.38%、25%、29.27%和53.16%。各處理LAI均自孕穗期開始下降，其中DP3處理下降較為緩慢，FP1處理下降較為迅速。在干播濕出條件下磷肥后移，在整個生長期間可使小麥維持較高的葉面積指數，延長最大光合葉面積持續時間，更有利于光合產物的形成與積累。圖2

2.3 施磷方式對干播濕出小麥光合特性的影響

研究表明，不同處理下旗葉凈光合速率（Pn）、蒸騰速率（Tr）、氣孔導度（Gs）和胞間CO2濃度（Ci）均隨生育進程的推進呈降低趨勢。在開花期、灌漿期旗葉Pn均以DP3處理最大，其中，開花期DP3處理Pn最大為25.59 μmol/（m2·s），較同時期DP2、DP1、FP3、FP2和FP1處理分別提高了3.65%、20.94%、12.73%、15.58%和17.87%。旗葉Tr在開花期和灌漿期均表現為DP3gt;DP2gt;FP3gt;FP2gt;DP1gt;FP1，其中開花期DP3處理旗葉Tr最大為18.21 mmol/（m2·s），較同時期DP2、DP1、FP3、FP2和FP1處理分別提高了2.71%、6.43%、3.00%、4.54%和13.67%。旗葉Gs在開花期處理間表現為DP3gt;FP3gt;FP2gt;DP2gt;DP1gt;FP1，其中DP3處理最高為0.73 mmol/（m2·s），較同時期DP2、DP1、FP3、FP2和FP1處理分別提高了25.86%、28.07%、12.31%、19.67%和32.73%。處理間旗葉Ci變化趨勢與Pn、Tr、Gs基本相反，且僅開花期DP1處理與DP2、DP3處理存在顯著差異，其余各時期處理間差異均不顯著。干播濕出與磷肥后移均可對冬小麥葉片的水氣交換均具有促進作用，同時促進光合產物的積累。圖3

2.4 施磷方式對干播濕出小麥熒光特性的影響

研究表明，不同處理冬小麥旗葉光能傳遞效率Fv/Fm在開花期至灌漿期隨生育進程推進呈降低趨勢，熱耗散的量子比率Fo/Fm變化趨勢則反之。開花期和灌漿期DP3處理旗葉Fv/Fm與DP1、FP1處理存在顯著差異，其中，DP3處理在開花期最大為0.85，較同時期DP2、DP1、FP3、FP2和FP1處理分別提高了1.07%、2.17%、1.80%、2.05%和3.29%。旗葉Fo/Fm在灌漿期表現為DP3gt;FP3gt;DP2gt;DP2gt;FP2gt;FP1，其中DP3處理Fo/Fm最大為0.201，較同時期DP2、DP1、FP3、FP2和FP1處理分別提高了5.79%、8.65%、3.08%、16.18%和18.93%。干播濕出和磷肥后移能夠使小麥旗葉提高捕獲光能的同時減少消耗，從而增加旗葉光合能力。表1

2.5 施磷方式對干播濕出小麥產量及構成因素的影響

研究表明，處理間冬小麥產量及其構成因素均存在明顯差異。其中收獲穗數處理間表現為DP3gt;DP2gt;FP2gt;FP3gt;DP1gt;FP1，DP3處理最高為668.33×104穗/hm2，較DP2、DP1、FP3、FP2和FP1處理分別提高了3.19%、16.84%、10.96%、9.26%和18.43%。穗粒數以DP3處理最大為35.11粒/穗，較DP2、DP1、FP3、FP2、FP1處理分別提高了0.49%、6.94%、2.27%、3.45%和4.06%。千粒重以DP3處理最大為41.66g，較DP2、DP1、FP3、FP2和FP1處理分別提高了3.47%、6.38%、5.92%、5.46%和7.21%。產量表現為DP3gt;DP2gt;FP3gt;FP2gt;DP1gt;FP1，其中DP3處理產量最高為8 032.39 kg/hm2，較DP2、DP1、FP3、FP2和FP1處理分別提高了4.70%、26.40%、7.47%、23.30%和27.95%，處理間存在顯著差異。表2

3 討 論

3.1

磷肥是繼氮肥之后的又一作物高產限制因子［8］。磷對作物生長發育與新陳代謝起著十分重要的作用，其主要通過作物的葉綠素含量和葉面積指數來影響葉片的光合作用及光合產物的積累，進而影響產量的形成［9］。小麥對磷的獲取主要來源于土壤有效磷和磷肥的施用，根據小麥需肥特性，采取磷肥后移措施可顯著提高磷的移動性和有效性，有效促進了小麥生長與產量的形成［10］。

葉綠素含量的高低決定了作物對光能吸收和轉化的能力［11］，是衡量光合特性的重要指標。張玉斌［12］等研究表明，改變磷肥施用量及方式，有利于提高植株葉片葉綠素含量。葉綠素含量緩降期隨著磷肥施用量的增加而增加［13］。試驗中，磷肥后移處理下的小麥葉片SPAD值明顯高于全部基施處理，最多提高6.38%；且生育后期SPAD值下降較為緩慢，各時期均以DP3處理表現最好，DP2處理次之，干播濕出條件下磷肥后移可以有效緩解葉綠素的降解速度，延緩葉片衰老。

3.2

曾廣偉［14］等研究發現，小麥葉面積指數隨著磷肥施用量的增加而增加。試驗中干播濕出處理下的LAI明顯高于造墑播種，DP3處理下的LAI各時期均最高，顯著高于其他處理，開花期至灌漿期DP1和FP1處理的小麥葉片LAI均陡然下降，說明干播濕出條件下磷肥后移能使植株充分利用磷肥，有效延長了綠色器官功能期，與李鵬［15］等的研究結果一致。

3.3

光合作用是作物光合產物積累和產量形成的物質基礎［16］。在植物生長期間，細胞中磷的濃度與光合速率密切相關［17］，適宜的施加磷肥不僅有助于提高小麥的凈光合速率［18］。還可以提高作物的氣孔導度，削弱氣孔對光合的限制［19］，進而改善作物光合性能［20］。唐敬芹［21］研究表明，隨著磷肥施用量的增加，作物葉片的Pn、Gs和Tr均呈先上升后下降的趨勢，與葉片胞間CO2濃度變化趨勢相反。研究中，相較于全部基施，磷肥后移增加葉片的Pn、Gs和Tr，且干播濕出處理表現明顯優于造墑播種，其中DP3處理表現最佳，這說明追施磷肥有利于小麥光合能力的提升，促進光合產物的積累。小麥旗葉的光合能力隨施磷量的增加而增加，但在一定范圍內對碳同化能力影響不大，即Ci的變化并不規律［22］。試驗研究結果與前人研究結果基本相似，試驗中旗葉Ci在開花期差異不大，在灌漿期各處理無顯著性差異，2時期內呈不規律下降趨勢。謝甫綈［23］等研究發現，施磷能夠明顯提高大豆葉片中的Fm、Fv和Fv/Fm值，提高了PSII的原初光能轉換效率；而缺磷會導致葉綠素熒光參數下降，葉片光能利用率和光化學效率降低［24］。試驗中葉片Fo/Fm和Fv/Fm均為DP3、DP2、FP3、FP2處理表現較好，磷肥后移保證了各生育時期小麥對磷素的需求，促進了葉片光能利用率的提高。

3.4

劉童等［25］和鮑藝丹等［26］均研究表明，磷肥分次后移較一次性基施磷肥能夠促進小麥花后光合同化物向籽粒轉運，是提高穗粒數和粒重的關鍵，進而提高產量。吳兆晨［2］等認為，相較于常規的磷肥全部基施，磷肥后移使小麥穗數和穗粒數均有上升趨勢，產量得到提升。試驗中DP3、DP2和FP3處理下的穗數、穗粒數和千粒重表現較好，與一次性基施磷肥相比，磷肥后移有發揮小麥生育后期穗部生長的潛力，提高了小麥有效穗數、穗粒數和千粒重，進而促進產量增加。

4 結 論

干播濕出條件下磷肥后移有利于冬小麥植株的生長發育，可顯著增加小麥產量。等量磷素養分條件下，磷肥后移均能在不同程度上提高小麥葉片SPAD值和葉面積指數，促進光合物質積累。同常規造墑磷肥全部基施（FP1）處理相比，DP3處理（50%基施+50%追施）小麥群體生長發育較好，產量構成因素最優，對產量的提升效果最為顯著。

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Effects of different phosphorus application modes on

photosynthetic physiological characteristics and yield of

Dry-Seeded and Wet-Emerged winter wheat

ZHANG Yanting1，2， ZHANG Yongqiang2，3， LEI Junjie2，3， CHEN Hui1，2，

CHEN Chuanxin2，3，XU Qijiang2，3， NIE Shihui2，3， XU Wenxiu1

（1. College of Agronomy， Xinjiang Agricultural University， Urumqi 830052， China;2.Key Laboratory of Desert-Oasis Crop Physiology，Ecology and Cultivation，MARA，Urumqi 830091，China；3.Research Insititute of Grain Crops， Xinjiang Academy of Agricultural Science， Urumqi 830091，China）

Abstract：【Objective】 To study the effects of different phosphorus fertilizer application methods on the photosynthesis characteristics， chlorophyll fluorescence and yield of dry-seeded wet-irrigated winter wheat， and to provide theoretical basis for phosphorus fertilizer application methods in dry-seeded wet-irrigated mode under drip irrigation.

【Methods】" Under field test conditions， Xindong 22 was used as experimental material， and a two-factor split plot experiment design was adopted. Two kinds of seedling emergence water methods were set up in the main plot： sowing （F） and dry sowing （D）. Under the condition of the same total phosphorus application amount， three phosphorus application methods were set up in the secondary district， 100% base application （P1）， 70% base application +30% drop application （P2）， 50% base application +50% drop application （P3）， and the effects of different phosphorus application methods on photosynthetic characteristics， chlorophyll fluorescence and yield of wet wheat were analyzed.

【Results】" Phosphorus fertilizer postpone significantly increased leaf SPAD value and LAI of wheat by 0.88%-7.63% and 7.25%-49.38%， respectively. In the photosynthetic characteristics of wheat， all indexes showed a downward trend with the growth period， among which DP3 treatment showed the best performance， Pn， Tr and Gs were 25.59μmol/ （m2·s）， 18.21 mmol/ （m2·s） and 0.73 mmol/ （m2·s） at flowering stage， respectively. The lowest Ci was 324.88μmol/mol， and the difference between treatments was significant. The number of panes， grains per spike and 1000-grain weight were increased by 1.36%-18.43%、0.59%-4.06% and 0.77%-7.21%， respectively， compared with FP1 treatment. The grain yield was DP3gt;DP2gt;FP3gt;FP2gt;DP1gt;FP1. Compared with FP1， the yield increase of each treatment was more than 4.5%.

【Conclusion】 DP3 treatment （50% base application +50% topdressing） can promote photosynthesis of winter wheat under the experimental conditions， and the yield and yield components have the best performance.

Key words：dry sowing wet out ; drip irrigated wheat ; method of phosphorus applied ; photosynthetic characteristics ; yield

Fund projects：Key Research and Development Project Topics of Xinjiang Uygur Autonomous Region （2021B02002-1， 2022B02001-3， 2022B02015-1， 2022B02015-2）; \"Tianshan Talent\" Cultivation Program of Xinjiang Uygur Autonomous Region （2023TSYCCX0013， 2023TSYCLJ0009）; National Wheat Industrial Technology System （CARS-03-88）; Wheat Industrial Technology System Project of Xinjiang Uygur Autonomous Region （XJARS-01-06， XJARS-01-19）; Key Project of Natural Science Foundation of Xinjiang Uygur Autonomous Region （2023D01D10）; Special Project for Stable Support of Agricultural Science and Technology Innovation of Xinjiang Academy of Agricultural Sciences （xjnkywdzc-2024002-08， xjnkywdzc-2023005-pt1）

Correspondence author： XU Wenxiu（1962-）， female， from Lixian， Hebei， professor， Ph.D.， master and doctorial's supervisor，research direction： farming system and agricultural ecology， （E-mail）xjxwx@sina.com

ZHANG Yongqiang（1988-），male， from Pingyu， Henan， researcher associate， master ，master's supervisor，research direction：crop yield cultivation， （E-mail）zyq988@yeah.net