不同供氮水平對機(jī)條播小麥氮素利用及產(chǎn)量的影響

張春明，邱韓英*，張 炬，趙鐵錚，王一丹，吳 剛

（1上海市寶山區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，上海201901；2上海市寶山區(qū)羅涇鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)綜合服務(wù)中心，上海200949）

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不同供氮水平對機(jī)條播小麥氮素利用及產(chǎn)量的影響

張春明1，邱韓英1*，張 炬1，趙鐵錚1，王一丹1，吳 剛2

（1上海市寶山區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，上海201901；2上海市寶山區(qū)羅涇鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)綜合服務(wù)中心，上海200949）

摘 要：通過對機(jī)條播小麥‘羅麥10號’不同施氮量試驗(yàn)，分析了氮素吸收利用和對產(chǎn)量的影響。結(jié)果表明：機(jī)械條播小麥?zhǔn)┯玫誓茱@著促進(jìn)有效穗數(shù)、粒數(shù)的增加，產(chǎn)量呈現(xiàn)隨氮素施用量的增加先增后減的趨勢。機(jī)械條播小麥氮肥利用率在氮肥0—315 kg/hm2隨氮肥施用量的增加而提高，但當(dāng)?shù)厥┯昧窟^高時利用率反而降低。當(dāng)?shù)适┯昧繛?15 kg/hm2時，氮肥利用率最高為31.56%，氮肥的農(nóng)學(xué)效率、偏生產(chǎn)力、生理利用率分別為9.26、20.52和29.25。效益分析表明，氮肥的最佳施肥量為317.55 kg/hm2，此時效益最高。綜合考慮產(chǎn)量、氮肥利用率和經(jīng)濟(jì)效益，機(jī)械條播小麥生產(chǎn)中氮肥施用量315 kg/hm2為宜，可供滬郊小麥生產(chǎn)參考。

關(guān)鍵詞：小麥；機(jī)條播；氮肥利用率；產(chǎn)量

氮素是小麥生產(chǎn)的主要養(yǎng)分限制因子之一。施用氮肥是提高小麥產(chǎn)量的主要措施，但過量或不合理的施氮不僅不會達(dá)到高產(chǎn)的目的，還會降低當(dāng)季氮肥利用率，帶來一系列的環(huán)境問題［1］。目前，有關(guān)氮肥施用量對小麥產(chǎn)量和氮肥利用率的影響已有較多報(bào)道［2-5］。趙俊曄等［3］指出，施氮量增加，氮素吸收效率和氮素利用效率下降，氮肥生產(chǎn)效率降低，氮素收獲指數(shù)亦降低。郭天財(cái)?shù)龋?］研究表明，適量增施氮肥有利于提高籽粒產(chǎn)量。隨著高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)小麥產(chǎn)量的不斷提高，播種方式的改變，針對機(jī)械條播小麥氮肥的吸收利用研究較少?！_麥10號’是上海市寶山區(qū)主要的栽培品種，因其高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗逆性強(qiáng)，熟期適中，適合滬郊及鄰近地區(qū)種植。本研究選用優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)品種‘羅麥10號’進(jìn)行了氮肥用量對機(jī)條播產(chǎn)量的影響及氮素利用特征研究，明確該品種獲得高產(chǎn)最佳施肥量，以期為機(jī)條播小麥氮肥合理利用以及提高氮肥利用率提供理論依據(jù)和技術(shù)參考。

1　材料與方法

1.1試驗(yàn)點(diǎn)概況

試驗(yàn)于2012—2014年在上海市寶山區(qū)雙草墩農(nóng)場、寶山區(qū)民順糧食專業(yè)合作社中進(jìn)行，前茬均為稻茬，試驗(yàn)點(diǎn)的土壤肥力概況見表1，供試小麥品種為寶山區(qū)小麥品種‘羅麥10號’。

表1　試驗(yàn)點(diǎn)的土壤肥力概況Table 1 General situation of soil fertility in experiment site

1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)

單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)，處理設(shè)肥料折純N用量5個水平，分別為0 kg/hm2、105 kg/hm2、210 kg/hm2、315 kg/hm2和420 kg/hm2，肥料配比施用如表2所示。小區(qū)面積33.3 m2（長33.3 m×寬1 m），重復(fù)3次，隨機(jī)區(qū)組排列。試驗(yàn)四周設(shè)保護(hù)行，小區(qū)間筑小田埂以防不同試驗(yàn)區(qū)之間水肥滲漏。

表2　試驗(yàn)各處理純養(yǎng)分用量Table 2 Use of pure nutrient in experimental treatments

1.3試驗(yàn)管理

試點(diǎn)采用GTN-200-Z型埋茬（草）耕整條播機(jī)播種，小麥播種時間在2012—2014年的11月15日左右，播量為225 kg/hm2。肥料運(yùn)籌：氮肥按基蘗肥60%—70%、平衡肥10%、穗肥20%—30%的比例施用，磷鉀肥作基蘗肥施用。基肥均于播前撒施，分蘗肥分二次追施，2月25日左右施平衡肥，拔節(jié)期施拔節(jié)孕穗肥。其他農(nóng)事措施按當(dāng)?shù)馗弋a(chǎn)方案管理。

1.4測定內(nèi)容和方法

1.4.1葉齡與生育期記載

定點(diǎn)定時跟蹤觀察小麥葉齡進(jìn)程和莖蘗動態(tài)，并觀測記載主要生育期。每個小區(qū)隨機(jī)選定1個觀察點(diǎn)，每個觀察點(diǎn)定點(diǎn)10株，麥苗出苗后至拔節(jié)前每5 d觀測1次，拔節(jié)后每7 d觀測1次。

1.4.2植株全氮的測定

分別于苗期、返青期、拔節(jié)、揚(yáng)花初期和收獲期，按每小區(qū)莖蘗（穗）數(shù)的平均值取代表性植株5株，105℃下殺青30 min，80℃下烘干至恒重，測定干物質(zhì)重。之后粉碎，采用硫酸-過氧化氫消煮蒸餾滴定法測定植株全氮含量［6］。

1.4.3室內(nèi)考種

方歌，又稱方劑歌訣、湯頭歌訣，是中醫(yī)初學(xué)者必須熟悉的基礎(chǔ)方、代表方或常用方的誦記歌訣。方歌包含有該方名稱、藥物組成、劑量配比、功用主治、配伍特點(diǎn)等相關(guān)信息。掌握一定數(shù)量的方劑，有助于臨床運(yùn)用方劑能力的提高，是臨床獲效的前提。對于碩士生（非中醫(yī)）這樣的方劑初學(xué)者來說，背誦方歌是學(xué)好方劑學(xué)的捷徑，只有背誦和熟記一定數(shù)量的方劑歌訣，才能更好地理解組方原理、方劑的功用、主治及配伍特點(diǎn)。有研究表明，熟記方歌是理解和運(yùn)用方劑不可或缺的前提，明顯有助于方劑學(xué)教學(xué)質(zhì)量的提高[1，2]。

成熟后各處理每重復(fù)取有代表性單株2株，進(jìn)行穗粒結(jié)構(gòu)考察。測產(chǎn)小區(qū)單打單收，去雜折收購水分后（13%）記錄每區(qū)麥子產(chǎn)量。

1.5數(shù)據(jù)計(jì)算與統(tǒng)計(jì)

1.5.1數(shù)據(jù)計(jì)算

氮素吸收利用率=（施氮區(qū)地上部吸氮量-不施氮區(qū)地上部吸氮量）/施氮量×100%；

氮素農(nóng)學(xué)利用率（kg/kg）=（施氮區(qū)籽粒產(chǎn)量-不施氮區(qū)籽粒產(chǎn)量）/施氮量；

氮肥生理利用率（kg/kg）=（施氮區(qū)籽粒產(chǎn)量-不施氮區(qū)籽粒產(chǎn)量）/（施氮區(qū)地上部吸氮量-不施氮區(qū)地上部吸氮量）；

氮肥偏生產(chǎn)力（kg/kg）=施氮區(qū)籽粒產(chǎn)量/施氮量。

運(yùn)用Excel 2007軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，多重比較采用LSR法。

2　結(jié)果與分析

2.1氮肥處理對小麥產(chǎn)量結(jié)構(gòu)及產(chǎn)量的影響

2.1.1施氮量對產(chǎn)量構(gòu)成因子的影響

表3為二年施氮處理各試驗(yàn)區(qū)穗粒結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)。與N0相比，機(jī)條播小麥有效穗數(shù)呈現(xiàn)出隨施氮量的增加而增加。差異顯著性比較表明，處理N0與其他處理間有極顯著差異，N7、N14與N21、N28間有極顯著差異，N7與N14間無顯著差異，N21與N28穗數(shù)差異不明顯。實(shí)粒數(shù)隨著施氮量增加先增加后減少，經(jīng)新復(fù)極差分析，N0、N7與其他處理間有顯著差異，N14、N21、N28間無顯著差異。千粒重則隨氮用量增加呈逐漸下降的趨勢。氮肥施用量的高低對小麥有效穗、實(shí)粒數(shù)的形成有顯著影響。

表3　不同用氮量下機(jī)械條播小麥產(chǎn)量構(gòu)成因子（2013—2014年平均值）Table 3 Yield components of mechanical seeding wheat in different nitrogen levels（mean of 2013—2014）

2.1.2施氮處理對產(chǎn)量的影響

氮用量在0—420 kg/hm2，小麥產(chǎn)量隨氮肥增加先增加后減少，施氮處理比N0的產(chǎn)量均有極顯著增加，在施氮量315 kg/hm2時產(chǎn)量最高，兩年均產(chǎn)達(dá)到6 047.83 kg/hm2。方差分析表明（表3），氮肥施用量對小麥產(chǎn)量有顯著的影響，不同處理間產(chǎn)量達(dá)極顯著差異（F =125.68**＞F0.01=7.01）。顯著性比較表明，N21與N28處理間無顯著差異，N21與其他處理間有極顯著差異，N14與N7處理間和N7與N0處理間均有極顯著差異；通過建立小麥氮肥與產(chǎn)量的曲線回歸模型：y=-0.333x2+16.126x+235.04（R2= 0.9988**），機(jī)條播小麥氮肥理論最高產(chǎn)量施肥量每667 m2為24.21 kg，經(jīng)濟(jì)施肥量為21.17 kg。由此表明，機(jī)條播小麥?zhǔn)┑吭?—315 kg/hm2范圍內(nèi)，產(chǎn)量隨氮素施用量的增加顯著增加。施氮420 kg/hm2時，產(chǎn)量比施氮315 kg/hm2略有減少，但并不顯著，施氮肥增產(chǎn)效應(yīng)降低。

2.2施氮量處理對小麥氮素吸收利用影響和效益分析

2.2.1不同施氮處理的小麥氮素吸收利用

2014年各處理的氮素利用率在22.44%—31.56%（表4）。在用氮量105—315 kg/hm2時，氮素利用率隨著氮素用量增加而增加。用氮量為315 kg/hm2時，其氮素利用率達(dá)到最高31.56%，當(dāng)用氮量達(dá)到420 kg/hm2時，利用率反而降低了3.78%。氮肥的農(nóng)學(xué)效率、偏生產(chǎn)率、生理利用率則均表現(xiàn)為隨氮肥用量的增加而降低。氮肥的農(nóng)學(xué)效率N7與N14間差異不顯著，與N21之間有顯著差異，與N28之間有極顯著差異。隨著氮肥施用量的增加氮肥的農(nóng)學(xué)效率顯著降低。氮肥的偏生產(chǎn)力各處理間均有極顯著差異，并隨著氮肥用量的增加，偏生產(chǎn)力顯著降低。氮肥的生理利用率表現(xiàn)與氮肥偏生產(chǎn)力變化趨勢一致。

表4　不同氮肥處理下機(jī)械條播小麥氮素利用情況（2014年）Table 4 Nitrogen utilization of mechanical seeding wheat in different nitrogen levels（2014）

2.2.2機(jī)械條播小麥不同氮肥處理的經(jīng)濟(jì)效益

經(jīng)施肥效益測算表明（表5），施肥區(qū)產(chǎn)值處理N0最低，為8 321.6元（人民幣，下同）/hm2，處理N21產(chǎn)值最高為15 256.1元/hm2。肥本計(jì)算結(jié)果表明，處理N28肥本最高，扣除肥本后收益以處理N21為最高（13 750.4元/hm2），比無氮區(qū)凈增收益達(dá)到了5 428.7元/hm2。當(dāng)?shù)视昧窟_(dá)到420 kg/hm2時，經(jīng)濟(jì)效益僅為12 988.1元/hm2，與無氮區(qū)比凈增收益4 666.5元。由此表明，處理N21凈增收益最高。機(jī)械條播小麥生產(chǎn)中氮肥施用量并非越高越好，過高的氮用量不僅會降低肥料利用率，會造成肥料的流失，提高氮肥面源污染風(fēng)險(xiǎn)，同時也降低了經(jīng)濟(jì)效益。

表5　不同氮肥處理施肥效益分析（2014年）Fig.5 Benefit analysis of mechanical seeding wheat fertilizer utilization under different nitrogen treatments

2.3機(jī)條播小麥不同施氮處理秸稈含氮率和吸氮的特征

表6可見，機(jī)條播小麥從幼苗期開始，各處理秸稈的含氮率：低氮區(qū)（N0—N7）表現(xiàn)為隨著麥子生育進(jìn)程推進(jìn)，麥秸稈中含氮水平逐漸減少，中高氮區(qū)（N14—N28）秸稈現(xiàn)為植株含氮水平先增加后減少。同一施肥日期內(nèi)，不同施氮水平處理下麥秸稈中的含氮率均表現(xiàn)為N28＞N21＞N14＞N7＞N0，在收獲期，同樣以N28處理的含氮率最高。

表6　機(jī)械條播小麥秸稈含氮率和吸氮量（2014年）Table 6 Nitrogen content and nitrogen uptake of the mechanical seeding whea straw（2014）

3　討論與結(jié)論

3.1合理的氮肥施用量、運(yùn)籌比例和施肥時期是小麥優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)高效的一項(xiàng)重要栽培措施。關(guān)于施氮量對小麥產(chǎn)量的影響，前人已做了大量的研究報(bào)道，一致認(rèn)為施氮量與籽粒產(chǎn)量呈二次曲線關(guān)系，即隨施氮量的增加，小麥籽粒產(chǎn)量表現(xiàn)為先增加后降低的趨勢［7-8］。本研究中，機(jī)械條播小麥產(chǎn)量亦呈現(xiàn)相同規(guī)律，其適宜施氮量是315 kg/hm2，理論籽粒產(chǎn)量最大，繼續(xù)增施氮肥，產(chǎn)量有所下降。綜合考慮產(chǎn)量、氮肥利用率和經(jīng)濟(jì)效益，生產(chǎn)中推薦氮肥用量為315 kg/hm2。

3.2在施氮量對氮肥利用率的影響上，劉敏超等［9］研究結(jié)果，在施氮量在0—375 kg/hm2范圍內(nèi)，冬小麥隨施氮量增加氮肥利用率降低。而本研究機(jī)械條播小麥氮肥利用率，在氮肥0—315 kg/hm2范圍內(nèi)，氮肥利用率隨氮肥用量的增加而提高，但當(dāng)?shù)赜昧窟^高時利用率反而降低。這與土壤的供肥強(qiáng)度和小麥的品種特性差異有一定關(guān)系；氮肥的農(nóng)學(xué)效率、偏生產(chǎn)力、生理利用率均表現(xiàn)為隨著氮肥用量的增加而降低。機(jī)條播小麥高氮施肥，氮肥浪費(fèi)較多，利用率降低，增加了成本，降低了經(jīng)濟(jì)效益。

3.3本研究結(jié)果顯示，在同一生育階段中，麥秸稈中的含氮率均隨著氮用量增加而增加；郭天財(cái)?shù)龋?］研究發(fā)現(xiàn)，隨施氮量的增加，植株地上部氮積累量提高；本研究與該結(jié)果基本一致。低氮區(qū)機(jī)條播小麥隨著生育進(jìn)程推進(jìn)，麥秸稈中含氮水平逐漸減少，中高氮區(qū)表現(xiàn)為先增加后減少。機(jī)條播小麥吸氮高峰期在開春前的分蘗期和抽穗期，因此，生產(chǎn)中宜注重麥子前期肥料和拔節(jié)孕穗肥的施用，以期滿足機(jī)條播小麥生育中氮素吸收；施用氮肥能顯著促進(jìn)小麥有效穗數(shù)、粒數(shù)的增加。施氮過高雖然增加了小麥有效穗數(shù)，但也造成每穗的小花數(shù)退化和千粒重降低，還容易引起小麥倒伏，將不利于進(jìn)一步提高小麥產(chǎn)量。

參 考 文 獻(xiàn)

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（責(zé)任編輯：張睿）

Effects of nitrogen utilization and yield of mechanical seeding wheat in different nitrogen levels

ZHANG Chun-ming1，QIU Han-ying1*，ZHANG Ju1，ZHAO Tie-zheng1，WANG Yi-dan1，WU Gang2
（1Baoshan District Agro-Technology Extension Center，Shanghai 201901，China；2Baoshan District Luojing Town Comprehensive Agricultural Service Center，Shanghai 200949，China）

Abstract：Mechanical seeding wheat‘Luomai No.10’was used as test material to analyzed the effects of nitrogen utilization and yield in different nitrogen levels.The results showed that application of nitrogen fertilizer significantly increased the effective ears and grain number per panicle of mechanical seeding wheat，the yield firstly increased and then decreased with the raise of nitrogen application.The nitrogen utilization efficiency of mechanical seeding wheat increased with the raise of nitrogen application when nitrogen fertilizer was 0—315 kg/hm2，but it decreased when nitrogen fertilizer was overused.When the use of nitrogen fertilizer was 315 kg/hm2，the highest nitrogen utilization efficiency was 31.56%，the nitrogen agronomy efficiency，the partial factor productivity，and the physiological efficiency of nitrogen fertilizer were 9.26，20.52，and 29.25 respectively.The benefit analysis showed that the optimum fertilizer rate was nitrogen fertilizer 317.55 kg/hm2，under which the benefit was the highest.Considering yield，nitrogen utilization efficiency and economic benefit，the best use of nitrogen fertilizer of echanical seeding wheat was 315 kg/hm2，this conclusion was available for reference to wheat production in Shanghai suburbs.

Key words：Wheat；Mechanical seeding；Nitrogen utilization efficiency；Yield

中圖分類號：S512.1

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1000-3924（2016）03-040-05

DOI：10.15955/j.issn1000-3924.2016.03.08

收稿日期：2015-01-29

基金項(xiàng)目：農(nóng)業(yè)部測土配方施肥補(bǔ)貼項(xiàng)目

作者簡介：張春明（1965—），男，本科，高級農(nóng)藝師，主要從事糧食作物土壤肥料的研究推廣。E-mail：bsnj@163.com

*通信作者，E-mail：qiuhy@yeah.net