水肥一体化和施氮量对冬小麦产量的影响

来源:用户上传      作者:胡斌　吴红燕　张玉芳　卢桂菊　杨中锋　王国华　薛丽娜　李全起

　　 摘要：为探究华北平原冬小麦水肥一体化节水高产种植模式，以泰科麦33和山农29小麦品种为试验材料，于2017—2018年冬小麦生育期进行大田试验。试验以常规施肥沟灌处理为对照（F1），设置F2、F3、F4水肥一体化3个处理，对冬小麦群体动态变化、株高和产量进行测定。结果表明，水肥一体化条件下施氮量225 kg/hm2有利于增加春季冬小麦最大分蘖数及株高。同时，水肥一体化条件下施氮量225 kg/hm2提高了泰科麦33的穗数和穗粒数和山农29的穗数和千粒重，从而显著提高冬小麦产量。
　　关键词：冬小麦;水肥一体化;施氮量;产量
　　中图分类号：S512.1+10.62 文献标识号：A 文章编号：1001-4942（2020）04-0117-04
　　Abstract The field test conducted in wheat growth period during 2017-2018 was aimed to explore the water-fertilizer integrated water-saving and high-yielding planting mode for winter wheat in the North China Plain. The wheat varieties of Taikemai 33 and Shannong 29 were used as materials. With the furrow application of conventional fertilizers （F1） as control， three water-fertilizer integrated treatments （F2， F3 and F4） were set to determine the population dynamics， plant height and yield of winter wheat. The results showed that the application of 225 kg/hm2 nitrogen under the condition of water and fertilizer integration was benefit to increasing the maximum spring tillers and plant height of winter wheat， and increased the spike number and kernel number per spike of Taikemai 33 and the spike number and 1 000-grain weight of Shannong 29. Thus the winter wheat grain yield increased significantly.
　　Keywords Winter wheat; Integration of water and fertilizer; Nitrogen application rate; Grain yield
　　
　　华北平原是中国最重要的农业区之一，肥沃的土壤和适宜的气候使得华北平原成为冬小麦的主产区，为中国提供了73%的小麦产量[1]。冬小麦的蒸散量大约为400～500 mm，但年降水量一般不超过200 mm，水资源不足限制冬小麦的生产[2]。因此，施用氮肥是提高冬小麦产量的一项重要农业措施[3]。
　　适量施用氮肥可以显著增加冬小麦穗数和穗粒数，从而提高产量 [4]。施氮过多或过少都会引起冬小麦产量构成因素失调，造成减产[5]。研究表明，适宜的施氮量有利于协调个体和群体的发育和构建合理的形态结构，从而影响植株对土壤养分及光能吸收利用，进而影响干物质向籽粒的转运[6，7]。适量灌水可以提高冬小麦产量和水分利用效率，灌水和施肥具有明显的交互作用[8]。
　　前人研究的施肥方式多为人工撒施，然后再进行畦灌，水氮利用效率低[9]。因此，本试验将水肥一体化与常规沟灌施肥作对照，研究水肥一体化对冬小麦生长发育特征和产量的影响，以期为冬小麦水肥一体化技术的实施提供理论依据和技术支持。
　　1 材料与方法
　　1.1 试验地概况
　　试验地点位于山东省泰安市岱岳区马庄镇老宫村北，泰安市岳洋农作物专业合作社农技推广示范基地内。试验地土质为粘土，土壤肥沃，灌溉便利，使用微喷带灌溉，小麦追肥使用混肥机注入。供试小麦品种为泰科麦33 （C1） 和山农29 （C2）。
　　1.2 试验设计及方法
　　试验每个品种设置4个处理，共8个处理，每处理面积为666.7 m2，上茬玉米机收后，灭茬还田，旋耕两遍，耙地3遍，播后镇压。2017年10月17日，播前用酷拉斯（27%苯醚·咯·噻虫嗪懸浮种衣剂）进行包衣拌种， 10月18日，采用宽幅播种机播种，播量135 kg/hm2，底肥采用氮磷钾复合肥（15%-15%-15%），追肥使用尿素，按照试验方案不同处理安排实施。
　　处理1 （F1）：当地常规沟灌施肥，施氮量225 kg/hm2（基肥、拔节期追肥各50%）;大水漫灌3次（蒙头水15 m3、越冬水25 m3、拔节水30 m3）。
　　处理2 （F2）：水肥一体化，施氮量225 kg/hm2（基肥、拔节期追肥各50%）;灌溉3次（蒙头水15 m3、越冬水25 m3、拔节水30 m3）。
　　处理3 （F3）：水肥一体化，施氮量180 kg/hm2（基肥、拔节期追肥各50%）;灌溉3次（蒙头水15 m3、越冬水25 m3、拔节水30 m3）。 　　处理4 （F4）：水肥一体化，施氮量180 kg/hm2（基肥、拔节期追肥各50%）;灌溉3次（蒙头水15 m3、越冬水25 m3、灌浆水30 m3）。
　　试验生育期灌溉时间分别为2017年10月28日灌溉蒙头水、12月4日灌溉越冬水、2018年4月11日灌溉拔节水、5月15日灌溉灌浆水。
　　小麦生育期病虫害防治共4次，11月25日冬前除草（双氟磺草胺+氯氟吡氧乙酸），2018年3月14日春季除草、防治纹枯病（苯甲丙环唑+氯氟吡氧乙酸），4月25日防治纹枯病、蚜虫、赤霉病等（高氯·吡虫啉+苯甲丙环唑+戊唑醇），5月15日防治锈病、白粉病、麦叶蜂等（高氯+戊唑醇+苯甲丙环唑+磷酸二氢钾）。
　　1.3 测定项目与方法
　　1.3.1 群体动态变化每处理取 4 个重复，每小区在冬前用竹竿标记1 m双行，记录1 m双行内冬小麦基本苗及在关键生育时期的分蘖数。
　　1.3.2 株高测定[HTSS] 收获时，用卷尺测量从土壤表面到冬小麦穗顶的高度。每处理测定10次，取其平均值。
　　1.3.3 产量及其构成因素测定小麦成熟时收获，每小区随机选择20穗小麦室内考种获得穗粒数，每小区取1 m2 植株贴地面收获，测定单位面积穗数，风干后称重，脱粒后测定产量，同时测定千粒重。
　　1.4 统计分析
　　采用Microsoft Excel 2010和SPSS 19.0软件进行数据处理和统计分析，采用LSD法进行显著性检验，采用Origin 2017软件作图。
　　2 结果与分析
　　2.1 不同处理对小麦群体动态的影响
　　由表1看出，不同处理对冬小麦生长发育状况影响不同。在冬小麦生育期，泰科麦33（C1）和山农29（C2）的F1处理基本苗最多，C1F1处理为每公顷246.0万茎，C2F1处理每公顷为241.5万茎。在春季分蘖期，C1F2和C2F2处理的春季最大分蘖数显著高于其他处理，C1F2处理比C1F1、C1F3、C1F4处理分别高3.54%、8.13%和10.46%;C2F2处理比C2F1、C2F3、C2F4处理分别高4.07%、5.36%和8.71%。而且，山农29的春季最大分蘖数显著高于泰科麦33。在两个品种中，F1和F2处理的主茎叶数都分别高于F3和F4处理，单株分蘖数和三叶以上大蘖数在各处理中均无显著差异。C1F1和C2F1处理的单株次生根条数显著高于其他处理。
　　2.2 不同处理对小麦株高的影响
　　如图1所示，不同处理对冬小麦株高影响不同。泰科麦33（C1）株高明显高于山农29（C2）。泰科麦33的F3处理株高明显高于其他处理;山农29各处理的株高差异不明显。
　　2.3 不同处理对小麦产量及其构成因素的影响
　　由表2看出，不同处理对冬小麦产量及其构成因素的影响不同。C1F2处理的公顷穗数显著高于其他处理，比C1F1、C1F3、C1F4处理分别增加5.34%、7.31%、10.23%;C2F2处理的公顷穗数显著高于其他处理，比C2F1、C2F3、C2F4处理分别增加1.70%、1.12%、6.75%。C1F2处理的穗粒数显著高于其他处理，但C1F1和C1F4处理的穗粒数无著差异;C2F3和C2F4处理间穗粒数差异不显著，但显著高于C2F1和C2F2处理。在泰科麦33中，C1F4处理的千粒重最大，为43.05 g;在山农29中，C2F2处理的千粒重最大，为45.11 g。在泰科麦33中，由于C1F2处理公顷穗数和穗粒数显著高于其他处理，C1F2处理获得最大产量，比C1F1、C1F3、C1F4处理分别提高2.04%、6.23%、7.78%;在山农29中，C2F2处理的公顷穗数和千粒重显著高于其他处理，因而C2F2处理产量最大，比C2F1、C2F3、C2F4处理分别提高2.11%、2.45%、4.03%。
　　3 讨论
　　有研究发现，施氮240 kg/hm2处理冬前至拔节的群体总茎数和开花后叶面积指数显著高于120 kg/hm2 处理[10]。郭培武等[11]研究表明，施氮210 kg/hm2处理的穗数显著高于其他处理，穗数多，叶片功能期长。在本试验中，不管是泰科麦33还是山农29，水肥一体化条件下施氮量225 kg/hm2处理的春季最大分蘖都显著高于其他处理，与前人研究结果一致，春季最大分蘖和主茎叶数的增加为冬小麦籽粒产量形成奠定了基础。株高随施氮量的增加而增加，可以提高花后营养器官干物质积累及转运贡献[12]。
　　适宜的施氮量可促进花前干物质向籽粒的转运，随施氮量增加呈先增加后降低的趋势[13]。开花期至成熟期是冬小麦产量形成的关键时期[14]， 70%以上籽粒干物质来自花后营养器官的运转。水肥一体化技术使灌水和施肥更均匀，以往的研究表明，微喷灌水肥一体化技术可有效促进植株对氮素的吸收、干物质积累，提升水分利用效率和氮肥生产效率[15]。在本试验中，泰科麦33品种施氮量225 kg/hm2處理的冬小麦穗数和穗粒数显著高于施氮量180 kg/hm2处理，而且水肥一体化处理的冬小麦穗数和穗粒数显著高于常规沟灌施肥，从而导致C1F2处理的冬小麦产量显著高于其他处理;山农29品种，施氮量225 kg/hm2处理的冬小麦穗数和千粒重显著高于施氮量180 kg/hm2处理，而且水肥一体化处理的冬小麦穗数和千粒重显著高于常规沟灌施肥，从而导致C2F2处理的冬小麦产量显著高于其他处理。综上，水肥一体化条件下施氮225 kg/hm2可促进冬小麦生长发育，促使氮肥利用效率提高，产量增加。
　　4 结论
　　水肥一体化条件下，施氮量225 kg/hm2对冬小麦生长发育有一定的促进作用，有利于增加春季冬小麦最大分蘖数及株高，有效增产。本试验结果可为高产节水栽培提供理论依据和技术支持。 　　参 考 文 献：
　　[1] Huang G R， Liu X Y， Zhong X L. Strategies for jointly enhancing water use efficiency and yield of crops in the North China Plain[J]. Agricultural Science & Technology， 2014， 15（12）： 2064-2068.
　　[2] Li Q Q， Chen Y H， Liu M Y， et al. Effects of irrigation and planting patterns on radiation use efciency and yield of winter wheat in North China[J]. Agricultural Water Management， 2008， 95：469-476.
　　[3] 王小燕， 褚鹏飞， 于振文. 水氮互作对小麦硝态氮运移及水、氮利用效率的影响[J].植物营养与肥料学报，2009，15（5）： 992-1002.
　　[4] 孟维伟， 王东， 于振文. 施氮量对小麦氮代谢相关酶活性和子粒蛋白质品质的影响[J]. 植物营养与肥料学报， 2012， 18（1）：10-17.
　　[5] 陆增根， 戴廷波， 姜东， 等. 氮肥运筹对弱筋小麦群体指标与产量和品质形成的影响[J].作物学报， 2007，33（4）： 590-597.
　　[6] 张继林， 孙元敏， 郭绍铮， 等. 高产小麦营养生理特性与高效施肥技术的研究[J]. 中国农业科学， 1988， 21（4）：39-45.
　　[7] 牛巧龙， 曹高燚， 万鹏， 等. 氮肥施用量对强筋和弱筋小麦干物质积累及灌浆速率的影响[J]. 天津农学院学报， 2017，24（3）：1-5.
　　[8] 蔡瑞国， 张迪， 张敏， 等. 雨养和灌溉条件下施氮量对小麦干物质积累和产量的影响[J].麦类作物学报， 2014， 34（2）： 194-202.
　　[9] 郭培武， 石玉， 赵俊晔， 等. 水肥一体化条件下施氮量对小麦旗叶叶绿素荧光特性及产量的影响[J].麦类作物学报， 2018， 38（8）： 988-994.
　　[10]崔帅， 王红光，李东晓，等. 限水减氮对高产麦田群体动态和產量形成的影响[J]. 麦类作物学报， 2016，36（8）：1060-1068.
　　[11]郭培武， 赵俊晔， 石玉， 等.水肥一体化条件下施氮量对小麦冠层光截获特性和产量的影响[J]. 山东农业科学， 2018， 50（8）： 81-85.
　　[12]张礼军， 鲁清林， 张文涛，等. 耕作方式和施氮量对旱地冬小麦开花后干物质转运特征、糖含量及产量的影响[J]. 麦类作物学报， 2018， 38（12）： 1453-1464.
　　[13]赵城， 张敏， 宋霄君， 等. 氮肥用量对糯小麦营养器官物质转运和籽粒灌浆特性的影响[J]. 天津农业科学， 2016， 22（3）： 17-22.
　　[14]李升东， 张卫峰， 王法宏， 等. 施氮量对小麦氮素利用的影响[J]. 麦类作物学报， 2016， 36（2）： 223-230.
　　[15]周加森， 马阳， 吴敏，等. 不同水肥措施下的冬小麦水氮利用和生物效应研究[J].灌溉排水学报， 2019， 38（9）：36-41.
转载注明来源:https://www.xzbu.com/8/view-15264672.htm