氮肥底追比对不同小麦品种生长发育及产量的影响

张晶1，王姣爱1，党建友1，裴雪霞1，王小泰2，张定一1

（1山西省农科院小麦研究所，山西临汾041000；2洪洞县农业委员会，山西临汾041000）摘要：为给小麦高产优质栽培合理施氮提供依据，以小麦品种‘尧麦16’、‘安麦16’和‘泰山4241’为材料，在施纯N 270 kg/hm2，底追比3:7、5:5、7:3 处理下研究了氮肥底追比对不同小麦品种生长发育和产量的影响。结果表明，‘尧麦16’和‘安麦16’产量均在3:7处理下最高，分别为6839.93 kg/hm2和6202.2 kg/hm2，‘泰山4241’产量在5:5 处理下最高，达7629.23 kg/hm2。品种间以‘泰山4241’产量最高，‘安麦16’产量最低。不同氮肥底追比处理下，品种间以‘泰山4241’旗叶SPAD 值均表现为最高，且在底追比3:7 处理下表现最高，‘尧麦16’和‘安麦16’在底追比5:5 处理下表现最高。灌浆时间相对于灌浆速率更易受氮肥底追比的影响，氮肥底追比对‘尧麦16’和‘泰山4241’的灌浆过程影响大于‘安麦16’，‘泰山4241’的灌浆持续时间和灌浆速率均表现较高，灌浆后期功能叶衰退较慢，叶源生产能力强，能为籽粒发育提供较多的营养物质，从而为获得较高产量提供物质保证。

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关键词 ：氮肥底追比；小麦；生长发育；产量

中图分类号：S512.1+1 文献标志码：A 论文编号：2014-0749

基金项目：国家现代农业产业技术体系建设专项“山西综合试验站”(CARS-03-2-7)；国家自然科学基金“土壤农田磁化率与重金属微量元素相关性及空间格局的研究”(31272258)。

第一作者简介：张晶，女，1984 年出生，山西襄汾人，助理研究员，硕士，主要从事小麦生理栽培研究。通信地址：041000 山西省临汾市幽并街33 号，Tel：0357-2882370，E-mail：zhangjing3298@163.com。

通讯作者：张定一，男，1963 年生，山西万荣人，研究员，博士，主要从事小麦栽培研究。通信地址：041000 山西省临汾市幽并街33 号，Tel：0357-2882206，E-mail：zdyi888@163.com。

收稿日期：2014-07-30，修回日期：2014-09-12。

0 引言

氮素运筹是调控作物生长发育，改善作物光合特性，提高作物产量的一项重要措施[1]。合理施用氮肥可以促进根系发育，增强作物吸收水分、养分的能力，提高产量，进而实现小麦高产优质和减轻或避免氮素对环境的污染[2]。追施氮肥可以提高植株叶片叶绿素含量，改善光合性能，延长绿叶功能期，增加光合产物的积累，从而实现小麦产量的突破[3]。有研究表明，拔节期追肥较其他时期追肥产量及构成因素较为协调，产量最高。小麦灌浆特征参数和干物质积累量除受品种本身的生物学特性影响外，受氮肥底追比例的影响较大[4-6]。石书兵等[7]研究表明，施氮量相同时，施氮模式显著影响小麦产量。石玉等[8]认为，在相同施氮量条件下，改变氮肥底追比例可有效调节植株和籽粒对氮素的吸收转运。因此，合理的氮素运筹可以保证小麦生长发育期间良好的氮素营养供应，协调营养生长与生殖生长之间的关系，从而使小麦生产达到高产优质的目的[9]。前人关于氮肥运筹对小麦生理特性、产量和品质等方面进行了大量研究[10-13]。本研究通过在大田条件下对相近生态区（山西，河南，山东）的不同小麦高产品种在同一地点进行氮肥底追比试验，旨在探明品种的高产特性与氮肥合理施用方式，为小麦高产高效栽培提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验设计

试验于2012—2013 年度安排在临汾市尧都区吴村镇洪堡村农场，玉米秸秆还田后旋耕2 遍播种，土壤理化性质：有机质14 g/kg，碱解氮57 mg/kg，速效磷22.3 mg/kg，速效钾135.0 mg/kg。采取裂区设计：主区为相同施氮量下，3个氮肥底追比(A)。即施纯N 270 kg/hm2下，底追比3:7(A1)、底追比5:5(A2)和底追比7:3(A3)；副区为3 个品种(B)，即‘尧麦16’(B1)、‘安麦16’(B2)和‘泰山4241’(B3)；共计9 个处理，3 次重复，小区面积8 m×4 m=32 m2。按试验设计量施入底氮，磷钾肥全部底施，磷钾亩施用量为P2O5 8 kg，K2O 6 kg；剩余氮肥于拔节期（旗叶露尖）结合浇水追施。玉米秸秆还田后先旋耕一遍，第二遍旋耕、播种、镇压一次性完成；生育期浇越冬水和拔节水。

1.2 测定项目与方法

1.2.1 SPAD 值测定采用日本SPAD-502 型叶绿素计测定叶片的SPAD值。花后7 天每隔一周9:00 随机选取长势和大小相似的叶片，测定倒1、倒2、倒3叶，每个处理重复5 次。

1.2.2 籽粒灌浆特性分析用Logistic 方程Y=K/(1+eA+Bt)拟合籽粒千粒重(Y)随开花后天数(t)的变化规律。式中，K 为千粒重潜力值，A 和B 为参数。根据Logistic方程和该方程的一级和二级导数，推导出籽粒灌浆渐增期(T1)、快增期(T2)、缓增期(T3)、灌浆持续天数(T)、籽粒平均灌浆速率(R)和最大灌浆速率(Rmax)。

1.2.3 植株干重各小区在定点调查样方外，随机取20株装入密封塑料袋，带回室内将植株按叶片、茎杆、穗部、颖壳、籽粒分开，在105℃烘箱内杀青30 min 后，再在80℃烘24 h 至恒重。

1.2.4 产量构成、产量和穗部性状收获期在小区2个调查样方中的1 个内随机拔取行长20 cm 全部植株，随机取5 株，去除穗粒数小于5 粒穗数后，准确计数有效成穗数，并调查每穗粒数，求平均值为穗粒数；各处理收获2 个未取样调查样方外，再随机取3个1.0 m2，脱粒，风干后称重；数取500 粒称重，换算成千粒重，2 次重复（重复间相差≤0.5 g），在80℃下烘至恒重，计算籽粒风干含水率，按13%含水率计算千粒重和产量。

1.3 数据分析

试验数据用Excel和DPS软件进行分析。

2 结果与分析

2.1 氮肥底追比对品种产量及其构成的影响

由表1 知，B1成穗数随氮肥底施比例增加先降低后升高，A1最高；氮肥底追比对B2和B3成穗数影响相对较小。氮肥底追比对3 个品种穗粒数影响较小。B1千粒重受氮肥底追比影响较小，B2随氮肥底施比例增加而降低，B3则相反。随氮肥底施比例增加B1产量降低，B2先降低后升高，B3先升高后降低，B1和B2均在A1处理下产量最高，B3在A2处理下产量最高，且3 个品种中B3的产量最高。

2.2 氮肥底追比对品种旗叶SPAD 值的影响

由图1 知，开花后，B1 SPAD 值随氮肥底追比例增加先升高后降低，花后14~21 天，3 种氮肥底追比对SPAD 值差异较小，花后28 天，A3 SPAD 值下降至18.46；花后21 天内3 种氮肥底追比对B2SPAD 值影响较小，花后28 天，A1 SPAD 值下降至32.86，A3 SPAD 值下降至28.64；氮肥底追比对B3 SPAD 值影响较小，花后28 天，各处理下SPAD 值均较高。由此可以说明，B1和B2以A2处理、B3则以A1处理有利于保持叶片较持久功能期，促进光合作用、干物质的生产和积累，有利于产量的形成和提高。

2.3 氮肥底追比对品种灌浆特性的影响

由表2 知，用Logistic 方程对籽粒灌浆进程进行拟合，千粒重(Y)与花后天数(t)的拟合方程见表2，经R2检验达极显著水平，说明方程可以客观反映氮肥底追比对3 个小麦品种籽粒灌浆进程的影响。B1和B3的灌浆参数变异系数大于B2，说明氮肥底追比对B1和B3的灌浆过程影响变大于B2。B1灌浆阶段持续时间(T2、T3)和阶段灌浆速率(R2、R2、R3)随底施比例增加而增加，籽粒平均灌浆速率(R)和最大灌浆速率(Rmax)随底施比例增加先升高后降低；B2籽粒灌浆特性参数均随底施比例增加而增加；B3灌浆阶段持续时间(T2、T3)、灌浆持续天数(T)和阶段灌浆速率(R2、R2、R3)随底施比例增加先升高后降低，籽粒平均灌浆速率(R)和最大灌浆速率(Rmax)随底施比例增加而增加。说明氮肥底追比对小麦籽粒灌浆的影响因品种而异。灌浆时间的变异系数基本都大于灌浆速率，说明灌浆时间更易受氮肥底追比的影响。

2.4 氮肥底追比对品种干物质转移和积累的影响

由表3 知，B1灌浆期茎叶干物质转移量和穗部积累量随氮肥底施比例增加而升高，A3最高，总积累量随氮肥底施比例增加先升高后降低，A2最高；B2灌浆期穗茎叶干物质转移量随氮肥底施比例增加而降低，穗部积累量和总积累量随氮肥底施比例增加先升高后降低，A2最高；B3灌浆期穗茎叶干物质转移量随氮肥底施比例增加而降低，穗部积累量和总积累量随氮肥底施比例增加先降低后升高，A3最高。3 个品种灌浆期总积累量为B3>B2>B1，因此，B3光合产物积累量高，这与灌浆后期功能叶衰退慢，光合时间长有关。

3 结论与讨论

连续多年秸秆还田后，土壤肥力提高，适当增加氮肥追肥比例，更有利于高产。试验表明，‘尧麦16’和‘安麦16’产量均在3:7处理下最高，分别为6839.93 kg/hm2和6202.2 kg/hm2，‘泰山4241’产量在5:5 处理下最高，达7629.23 kg/hm2。品种间以‘泰山4241’产量最高，‘安麦16’产量最低。

朱新开等[14]研究认为，叶片SPAD 值因小麦品种和生育时期而异。蔡剑等[15]结果表明，追施氮肥可以改善旗叶光合性能，增加光合产物的积累。本试验结论与二者研究结果一致。本试验结果表明，不同氮肥底追比处理下，品种间以‘泰山4241’叶片SPAD 值均表现为最高，且在底追比3:7 处理下表现最高，‘尧麦16’和‘安麦16’在底追比5:5 处理下表现最高。说明适宜的氮肥底追比例有利于提高叶绿素含量，延缓叶片衰老进程，促进光合作用，提高旗叶后期的物质生产能力，从而有利于产量的形成和提高。

徐莹等[16]研究认为，灌浆后期适当增加氮肥能延长灌浆持续时间，促进开花前营养贮存的干物质在花后向籽粒转运。霍中洋等[17]认为，小麦生育后期适量施用氮肥能够改善小麦后期氮素营养，改观籽粒灌浆特征参数。本试验结果表明，不同品种的灌浆参数对氮肥底追比的响应不尽一致，‘尧麦16’和‘泰山4241’灌浆参数变异系数大于‘安麦16’，说明氮肥底追比对‘尧麦16’和‘泰山4241’的灌浆过程影响大于‘安麦16’，这与杨茹等[18]研究结果一致。氮肥底追比3:7 和5:5 处理3 个品种灌浆参数表现趋势相同，后期追肥比例减少，3 个品种灌浆参数有所变化，说明氮肥底追比对籽粒灌浆速率有一定的影响。不同氮肥底追比处理下，‘泰山4241’的灌浆持续时间和灌浆速率均表现较高，说明灌浆速率也受品种本身生物学特性影响，这与韩金玲等[6]研究结果一致。本试验结果还表明，灌浆时间的变异系数基本都大于灌浆速率，说明灌浆时间更易受氮肥底追比的影响。这与韩金玲研究结果相反，这可能与品种以及地力条件不同有关。

‘尧麦16’和‘安麦16’总积累量以5:5 最高，‘泰山4241’总积累量则3:7 最高，说明后期追氮比例增加能延长绿色器官的功能期，提高光合源生产力。邵云等[19]研究表明，氮肥水平影响小麦灌浆期叶源同化物向籽粒中分配的比例，不同品种的反应程度不同，这与本试验结论一致。本试验结果显示，‘泰山4241’灌浆后期功能叶衰退较慢，叶源生产能力强，能为籽粒发育提供较多的营养物质，从而为获得较高产量提供物质保证。

笔者在试验中选用相近生态区（山西，河南，山东）的3 个小麦高产品种在同一地点进行氮肥底追比试验，通过对各处理下小麦SPAD 值、灌浆特性、干物质转移和产量及其构成进行了研究，得到的结果对当地小麦高产栽培有一定的意义。但如果结合相关品质方面的指标，更有利于小麦产量品质同步提高。因此，下一步工作应对籽粒品质方面应做相应的研究。

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