分層施肥對(duì)冬小麥產(chǎn)量及氮素效應(yīng)的影響研究

夏光利　畢軍　史桂芳　朱國(guó)梁　牟小翎　董浩　譚德水

摘要：以高產(chǎn)中筋冬小麥品種濟(jì)麥22為材料，應(yīng)用普通尿素和腐植酸尿素，采用單獨(dú)或混合按一定比例分層施用方式，探討其對(duì)小麥生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量的影響效果。結(jié)果表明，與常規(guī)施肥處理（OPT）相比，氮肥分層施用處理OPT1、OPT2的小麥產(chǎn)量分別增加5.3%和4.4%，產(chǎn)量差異主要來(lái)自有效穗數(shù)和穗粒數(shù)；同時(shí)，小麥各生育時(shí)期干物質(zhì)積累量和氮素含量也有所增加，氮素利用率分別提高6.4和4.2個(gè)百分點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：分層施肥；冬小麥；產(chǎn)量；氮素效應(yīng)

中圖分類號(hào)：S512.1⁺10.62 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)號(hào)：A 文章編號(hào)：1001-4942（2016）04-0072-04

氮素是小麥生長(zhǎng)發(fā)育必需的大量營(yíng)養(yǎng)元素，在提高小麥產(chǎn)質(zhì)效益方面起著十分重要的作用。有關(guān)氮素調(diào)控對(duì)小麥生長(zhǎng)發(fā)育及產(chǎn)量品質(zhì)的影響研究較多，但是，鑒于氮素在小麥生長(zhǎng)發(fā)育中的重要地位，近幾年關(guān)于氮素合理應(yīng)用問(wèn)題一直是作物營(yíng)養(yǎng)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。有研究表明，氮肥深施能夠明顯提高小麥氮素利用效率，但是這些研究大都集中于單層深施氮肥，分層施用氮肥的研究報(bào)道較少。本研究以小麥為供試作物，應(yīng)用普通尿素和腐植酸尿素，采用單獨(dú)或混合按一定比例分層施用方式，探討其對(duì)小麥生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量的影響效果，以期為小麥生產(chǎn)施用氮肥新方法提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)于2013～2015年在山東省泰安市肥城良種試驗(yàn)場(chǎng)進(jìn)行。小麥品種為濟(jì)麥22。供試肥料包括尿素（含N46.4%）、腐植酸尿素（含N28.0%、K₂O7.0%）、重過(guò)磷酸鈣（含P₂O₅44.0%）、氯化鉀（含K₂O60.0%）。供試土壤為砂姜黑土，土壤基礎(chǔ)肥力為堿解氮76.6mg/kg，速效磷37.3mg/kg，速效鉀106.0mg/kg。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)置5個(gè)處理，具體處理內(nèi)容見(jiàn)表1。隨機(jī)區(qū)組排列，重復(fù)3次，小區(qū)面積42.0m²。重復(fù)間留1.0m隔離區(qū)，試驗(yàn)區(qū)四周設(shè)置保護(hù)行。

1.3 調(diào)查分析項(xiàng)目

在小麥三葉期，各處理小區(qū)確定代表性觀測(cè)點(diǎn)0.5m²，分別調(diào)查冬前分蘗、最大分蘗、有效穗數(shù)。分別在冬前、返青期、拔節(jié)期、開(kāi)花期、成熟期，各處理小區(qū)取1.0m長(zhǎng)樣段，測(cè)定干物質(zhì)量及氮素含量。各處理小區(qū)選擇長(zhǎng)勢(shì)均勻地段，收取6.3m²樣方，測(cè)定籽粒產(chǎn)量及千粒重。采集的樣品烘干粉碎后，用H₂SO₄-H₂O₂消解，然后用K9860全自動(dòng)定氮儀測(cè)定氮含量。氮素利用率（%）=植株中肥料氮積累量/施氮量×100。

1.4 數(shù)據(jù)處理

應(yīng)用Microsoft Excel 2007軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和作圖。應(yīng)用DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)LSD法對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對(duì)小麥產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

由表2可以看出，與CK相比，各施肥處理小麥增產(chǎn)5.5%～21.6%，其中，除PK處理外，其他處理增產(chǎn)均達(dá)顯著水平。與PK處理相比，OPT、OPT1、OPT2處理分別增產(chǎn)9.4%、15.2%、14.2%，產(chǎn)量差異均達(dá)到顯著水平。各施氮處理問(wèn)相比，OPT1、OPT2處理分別比OPT處理增產(chǎn)5.3%、4.4%，盡管產(chǎn)量差異未達(dá)到顯著水平，但是也表現(xiàn)出一定的增產(chǎn)效果?？梢?jiàn)，氮肥施用位置對(duì)小麥籽粒產(chǎn)量能夠產(chǎn)生不同程度的影響。與PK處理相比，OPT1處理有效分蘗和穗粒數(shù)分別增加22.8萬(wàn)/hm²和4.6粒，OVF2處理分別增加55.8萬(wàn)/hm²和3.2粒，穗粒數(shù)差異均達(dá)到顯著水平，OPT2處理有效分蘗數(shù)差異達(dá)到顯著水平。可見(jiàn)，施用氮肥能夠增加小麥有效分蘗數(shù)和穗粒數(shù)，特別是氮肥深施影響作用更為明顯，有效穗數(shù)和穗粒數(shù)是導(dǎo)致各處理籽粒產(chǎn)量產(chǎn)生差異的主要因素。

2.2 不同處理對(duì)小麥不同生育時(shí)期干物質(zhì)積累的影響

干物質(zhì)生產(chǎn)是形成經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量的基礎(chǔ)。從圖1可以看出，各處理小麥干物質(zhì)積累均隨生育時(shí)期的延長(zhǎng)呈現(xiàn)不斷增加的趨勢(shì)，但處理問(wèn)增加的幅度有所差異。在小麥返青期以前，由于植株?duì)I養(yǎng)體較小，干物質(zhì)積累量較低，處理問(wèn)差異相對(duì)較小。自拔節(jié)期開(kāi)始，施氮處理與不施氮處理問(wèn)差異逐漸加大，至開(kāi)花期差異達(dá)到最大，OPT、OPT1、OPT2處理分別比CK干物質(zhì)積累量增加25.2%、32.6%、39.9%；OPT1、OPT2處理分別比OPT處理增加6.0%、11.8%。成熟期OPT、OPT1、OPT2處理分別比CK干物質(zhì)積累量增加8.3%、8.2%、9.2%。

2.3 不同處理對(duì)小麥不同生育期氮素含量的影響

由圖2可見(jiàn)，小麥植株中的氮素含量在返青期和拔節(jié)期較高，之后伴隨植株的不斷生長(zhǎng)發(fā)育，由于稀釋效應(yīng)植株氮素含量逐漸降低，至成熟期因植株氮素向籽粒運(yùn)轉(zhuǎn)而降至最低。小麥整個(gè)生育期內(nèi)，不同的施肥方式使植株的氮素含量不斷發(fā)生變化。3個(gè)施氮處理在小麥返青期以前，處理問(wèn)差異相對(duì)較小。在拔節(jié)期，OPT1、OPT2處理植株氮素含量比OPT處理分別增加3.12、4.29g/kg；開(kāi)花期OPT處理氮素含量升高，這可能與OPT處理在返青一拔節(jié)期施用氮肥有關(guān)。在小麥生育后期，秸稈中的氮素開(kāi)始向籽粒大量轉(zhuǎn)移，秸稈含氮量顯著下降，籽粒含氮量急劇增加，尤其是OPT1、OPT2處理籽粒含氮量比OPT處理分別增加2.34、0.97g/kg。說(shuō)明分層施用氮肥能夠提高小麥氮素運(yùn)轉(zhuǎn)率。

2.4 不同處理對(duì)氮素利用率的影響

從表3中可以看出，施氮方式能夠不同程度地影響小麥地上部總吸氮量，氮肥分層施用提高了總吸氮量，OPT1、OPT2處理分別比OPT處理總吸氮量增加14.4、9.4kg/hm²，其中OPT1處理增加量差異達(dá)到顯著水平。本試驗(yàn)CK總吸氮量達(dá)到231.3kg/hm²，可能與試驗(yàn)區(qū)土壤為砂姜黑土，保肥、供肥、保水能力較強(qiáng)有關(guān)。氮素利用率變化與總吸氮量變化趨勢(shì)一致，與OPT處理相比，OPT1、OPT2處理氮素利用率分別提高6.4和4.2個(gè)百分點(diǎn)。

3 小結(jié)與討論

閆素紅等通過(guò)根鉆取土、掃描儀掃描等方法研究指出，0～30cm冬小麥根系占總根量的60%左右。本試驗(yàn)將氮肥分為10、25cm兩層施用，相對(duì)于單層施用，氮素養(yǎng)分更加合理地分布于0～30cm土層內(nèi)，無(wú)疑會(huì)提高根系吸收利用氮素的能力，最終達(dá)到增加作物經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量的目的。喬玉輝等研究認(rèn)為，在一定范圍內(nèi)，干物質(zhì)積累量與籽粒產(chǎn)量呈顯著正相關(guān)，因此提高干物質(zhì)生產(chǎn)能力是提高小麥籽粒產(chǎn)量的重要途徑。本研究結(jié)果表明，與常規(guī)施肥處理相比，氮肥分層施用處理OPT1、OPT2的小麥干物質(zhì)積累量較高，產(chǎn)量分別增加5.3%和4.4%，產(chǎn)量差異主要來(lái)自有效穗數(shù)和穗粒數(shù)。小麥拔節(jié)期OPT1、OPT2處理植株氮素含量比OPT處理分別增加3.12、4.29g/kg；收獲期氮素利用率分別提高6.4、4.2個(gè)百分點(diǎn)。前人研究證明，應(yīng)用腐植酸包膜尿素能夠提高氮素利用率，在本試驗(yàn)中，腐植酸尿素處理氮素利用率略低于普通尿素處理，可能與試驗(yàn)誤差有關(guān)，今后有待于進(jìn)一步研究論證。本試驗(yàn)土壤類型為砂姜黑土，具有較強(qiáng)的保肥、供肥、保水能力，山東省砂姜黑土面積約占耕地面積的4.5%，棕壤、褐土、潮土約占70%，有關(guān)在這些主要土壤類型上的試驗(yàn)正在進(jìn)行中。