宋海亮
(易縣職業(yè)技術(shù)教育中心 河北 易縣 074200)
我國小麥常年播種面積和總產(chǎn)量占糧食播種面積和總產(chǎn)量的1/4 左右[1]。一般把單產(chǎn)高于6 000 kg/hm2的品種稱為高產(chǎn)小麥,單產(chǎn)大于9 000 kg/hm2的品種稱為超高產(chǎn)小麥[2]。近年來,隨著高產(chǎn)品種的選育和栽培技術(shù)的改進,小麥單產(chǎn)不斷提高,高產(chǎn)和超高產(chǎn)小麥栽培面積也迅速擴大。
不同肥料配比試驗結(jié)果表明,合理施肥可以明顯提高旱地小麥肥料利用率,提高小麥單產(chǎn)水平。研究表明,增施氮肥能夠顯著提高小麥單位面積穗數(shù)和穗粒數(shù),而以高產(chǎn)為目的適宜施氮量為180~240 kg/hm2[7]。王婷等[8~11]研究表明,提高氮素營養(yǎng)水平可以增加營養(yǎng)器官貯存干物質(zhì)的量和氮素向籽粒中的運轉(zhuǎn)量,從而提高對籽粒的貢獻率,但是,隨著施氮水平的提高,氮素累積量顯著增加,而氮素收獲指數(shù)及氮素利用效率卻呈下降趨勢,使其對籽粒的貢獻率減少。王長年等[12]認為,隨著施氮量的增加,小麥生育進程加快,分蘗力增強,總莖蘗增加,葉面積指數(shù)也隨之提高,且施氮量與高峰苗、孕穗期葉指均呈極顯著線性正相關(guān),干物質(zhì)積累花前隨著施氮量的增加而提高。隨著施氮量的增加,小麥蛋白質(zhì)含量、濕面筋含量、面團穩(wěn)定時間顯著增加。
1.1 試驗地概況。本試驗于2018~2019年在河北省易縣職業(yè)技術(shù)教育中心實習(xí)基地進行。土壤質(zhì)地為中壤,中等肥力水平,播種前造墑并按過磷酸鈣1 157.64 kg/hm2、硫酸鉀694.44 kg/hm2施用基肥。
1.2 試驗品種。試驗選用冬小麥品種京冬8 號(JD8)和寶麥38 號(BM38)。
1.3 試驗設(shè)計。試驗中氮肥施用方式為1/2 基肥+1/2拔節(jié)追肥。處理分4 個水平,分別為處理1:施N 量0 kg/hm2(CK);處理2:施N 量120 kg/hm2(N120);處理3:施N 量240 kg/hm2(N240);處理4:施N 量360 kg/hm2(N360)。試驗采用隨機區(qū)組設(shè)計,小區(qū)面積為3 m×3 m,設(shè)4 次重復(fù)。于2018年10 月2 日播種,基本苗為390 株/m2,行距20 cm。其他管理同一般高產(chǎn)田。于2019年6 月18 日收獲。
1.4 調(diào)查項目與方法
1.4.1 小麥全生育期單株干物質(zhì)積累。選取生長良好并具代表性的小麥,在小區(qū)中定點,于三葉期(播后32 d)、越冬期(播后64 d)、返青期(播后163 d)、起身期(播后177 d)、拔節(jié)期(播后198 d)、挑旗期(播后209 d)、開花期(播后222 d)、灌漿前期(播后231 d)、灌漿中期(播后239 d)、灌漿后期(播后246 d)、灌漿末期(播后252 d)、完熟期(播后259 d),分別取有代表性的小麥植株10 株,在80 ℃條件下烘干至恒重后稱重。
1.4.2 小麥花后單莖各部分干物質(zhì)積累。于小麥開花期取有代表性的小麥單莖20 根,以后每5 d 取1 次小麥單莖樣品,小麥單莖分為葉部、莖部、鞘部、穗部4 部分,分別在80 ℃下烘干至恒重后稱重。
1.4.3 小麥群體大小。選取生長良好并具代表性的小麥,在小區(qū)中定點,于三葉期、越冬期、返青期、起身期、拔節(jié)期、挑旗期計數(shù)小麥每平米分蘗數(shù),并在開花期計數(shù)穗數(shù),計算成穗率。
1.4.4 小麥完熟期測產(chǎn)及產(chǎn)量性狀。于小麥完熟期取3 個生長良好具有代表性的1m2的區(qū)域,脫粒、考種、計數(shù)穗數(shù)、測量穗粒數(shù)、千粒重。晾干后稱重,取平均值得出每個處理的產(chǎn)量。
2.1 氮肥用量對冬小麥植株干物質(zhì)積累的影響。由圖1 可看出,隨著小麥生長天數(shù)的增長,小麥干物質(zhì)先增長,在越冬期至小麥返青期時有所下降,到達起身期后干物質(zhì)積累急劇增加。從圖1中可以看出小麥JD8 和BM38 干物質(zhì)積累變化趨勢基本一致。所不同的是,JD8 的CK 水平植株干物質(zhì)積累量明顯低于其他3 個水平,干物質(zhì)積累量在灌漿中期時達到最高,以后有所下 降;N120、N240、N360這3 個氮肥水平的干物質(zhì)積累量差異不顯著,N120在灌漿末期達到最高峰之后有所下降,N240干物質(zhì)穩(wěn)步上升,在完熟期達到最高,N360在灌漿中期達到最高之后開始下降。BM38 的CK 水平在灌漿前期之后干物質(zhì)積累量明顯低于其他3 個水平,在完熟期達到最大;N120、N240、N360氮肥水平的干物質(zhì)積累量差異不明顯,N120在灌漿末期達到最高,N240在灌漿末期后7 d 達到最大,N360在灌漿后期達到最大。
圖1 灌溉地冬小麥品種JD8 BM38 植株全生育期干物質(zhì)積累變化
2.2 氮肥用量對冬小麥單莖各部分花后干物質(zhì)積累動態(tài)變化的影響
2.2.1 冬小麥JD8 和BM38 單莖(葉部)干物質(zhì)動態(tài)變化。由圖2 可以看出,小麥葉部干物質(zhì)在開花期后開始下降,JD8 和BM38 葉部干物質(zhì)動態(tài)變化趨勢基本一致,但是JD8 冬小麥CK 水平的葉部干物質(zhì)在花后先上升,在花后5 d 達到最大值之后開始下降,并且CK 水平葉部干物質(zhì)積累量明顯低于其他3 個水平;而BM38 冬小麥CK 水平的小麥葉部干物質(zhì)積累量與其他3 個水平差距不大。
圖2 灌溉地冬小麥品種JD8 BM38 單莖(葉部)花后干物質(zhì)積累變化
2.2.2 冬小麥JD8 和BM38 單莖(莖部)干物質(zhì)動態(tài)變化。由圖3 可以看出,冬小麥莖部的干物質(zhì)積累與葉部不同,開花期后還在繼續(xù)增長,JD8 各N 素水平都在花后10 d 時達到最大;BM38 的CK、N120在花后15 d 達到最高,N240在花后20 d 達到最高,N360在花后10 d 達到最高。
圖3 灌溉地冬小麥品種JD8 BM38 單莖(莖部)花后干物質(zhì)積累變化
2.2.3 冬小麥JD8 和BM38 單莖(鞘部)干物質(zhì)動態(tài)變化。由圖4 可以看出,冬小麥鞘部的干物質(zhì)積累相對于其他部分變化不明顯,折線較平滑,但總體趨勢是在開花后干物質(zhì)開始下降的。對于JD8 小麥品種來說,其CK 水平低于其他3 個水平,而且有一個上升的過程,即在花后5 d 達到最高。而BM38 的4 個N素水平相差不明顯,只是N360在開花期時的干物質(zhì)量較大,但相對于其他3 個水平干物質(zhì)衰減較快,CK和N120單莖(鞘部)干物質(zhì)都有增長過程,分別在花后10 d 和15 d 達到最大。
圖4 灌溉地冬小麥品種JD8 BM38 單莖(鞘部)花后干物質(zhì)積累變化
2.2.4 冬小麥JD8 和BM38 單莖(穗部)干物質(zhì)動態(tài)變化。由圖5 可以看出,冬小麥穗部的干物質(zhì)積累總體呈上升趨勢,冬小麥JD8 的CK 穗部干物質(zhì)在花后35 d時達到最大,之后緩慢下降;而N120、N240、N360均在花后37 d 時達到最大。BM38 在完熟期時穗部干物質(zhì)積累差異明顯,CK、N240在花后30 d 達到最大,而N120、N360在花后37 d 時達到最大。
圖5 灌溉地冬小麥品種JD8 BM38 單莖(穗部) 花后干物質(zhì)積累變化
2.3 氮肥用量對冬小麥群體大小的影響。由圖6 可以看出,隨著小麥的生長天數(shù)增加,小麥分蘗先增加后下降,JD8 的CK、N240、N360在起身期群體密度達到最大,之后開始下降,其中N360在越冬期到返青期時群體密度有所下降,N120在返青期最大。BM38 的CK、N120群體密度在返青期最大,N240、N360群體密度在起身期最大,其中N360在越冬期到返青期時群體密度有所下降。相同N 水平中JD8 的群體數(shù)大于BM38,但是最終穗數(shù)卻恰恰相反。通過計算,JD8的成穗率分別為31%(CK)、29%(N120)、31%(N240)、37%(N360);BM38 的成穗率為37%(CK)、41%(N120)、38%(N240)、39%(N360)??梢钥闯觯嗤琋 水平下BM38 的成穗率大于JD8。
圖6 灌溉地冬小麥品種JD8 BM38 群體變化
2.4 氮肥用量對冬小麥產(chǎn)量和產(chǎn)量性狀的影響。從表1 可以看出,同一品種中,N240水平時JD8 小麥的千粒重、穗數(shù)、穗粒數(shù)最大;而對于BM38 來說,CK 千粒重最大,N120穗數(shù)最大,N360穗粒數(shù)最大。相同N 素水平下,BM38 的CK、N120、N240穗數(shù)和穗粒數(shù)均高于JD8;4 個水平中JD8 千粒重均明顯大于BM38。從表1 中可以看出,BM38 的CK、N120產(chǎn)量高于相同水平下的JD8,JD8 的N240、N360的產(chǎn)量高于相同水平下的BM38。JD8 最高產(chǎn)量在N240水平出現(xiàn),其后依次為N120、N360、CK;BM38 的最高產(chǎn)量出現(xiàn)在N120水平,其后依次為N240、N360、CK。通過比較可以看出,2 個小麥品種中的最高產(chǎn)量出現(xiàn)在BM38 品種N120水平。
表1 氮肥用量對2 個小麥品種產(chǎn)量及產(chǎn)量性狀的影響
3.1 氮肥用量對冬小麥花后干物質(zhì)積累的影響。①在灌溉條件適宜并施足有機肥和磷鉀肥的前提下,不施用N 肥會造成冬小麥開花后葉部干物質(zhì)積累明顯低于施N 的小麥,導(dǎo)致開花后小麥生長較弱,生育期縮短,穗數(shù)明顯降低,最終導(dǎo)致小麥籽粒產(chǎn)量下降。②施氮量為360 kg/hm2時,拔節(jié)期以前麥苗生長緩慢,麥苗的越冬性和群體大小下降,雖然開花后地上部各部分干物質(zhì)積累都處于較高水平,但因為小麥每平米穗數(shù)的下降,導(dǎo)致最終小麥籽粒產(chǎn)量降低。③冬小麥施氮120 kg/hm2、240 kg/hm2,可明顯增加小麥群體數(shù)量,提高小麥每平米穗數(shù),增加開花后葉部干物質(zhì)積累量,有利于開花后小麥地上部的干物質(zhì)積累,從而延長了小麥的生育期,使籽粒干物質(zhì)積累時間延長,進而增加了最終籽粒產(chǎn)量。
3.2 氮肥用量對冬小麥產(chǎn)量和產(chǎn)量性狀的影響。本試驗表明,JD8 品種合理施用氮肥(N120、N240)可有效增加小麥穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒重,而氮肥過多(N360)和過少(CK)都會對小麥生長和籽粒產(chǎn)量帶來不利影響,最明顯的影響是使小麥群體減小,從而減少小麥穗數(shù)。雖然在BM38 中穗粒數(shù)和千粒重并未因此減小,但卻不能彌補因小麥穗數(shù)的減少而造成的產(chǎn)量降低。
綜合干物質(zhì)積累特性和產(chǎn)量構(gòu)成因素看來,BM38 主要通過穗數(shù)的增加而提高產(chǎn)量,BM38 比JD8 更耐瘠薄土地。灌溉地中,JD8 的最適N 肥用量為240 kg/hm2;BM38 的最適N 肥用量為120 kg/hm2。通過比較2 個冬小麥品種生長及產(chǎn)量特性,BM38 在施N 較少(120 kg/hm2)的情況下得到了最高產(chǎn)量(7282.9 kg/hm2)。所以,在本地區(qū)建議推廣BM38 冬小麥品種。