不同氮磷增效肥對(duì)小麥旗葉衰老及產(chǎn)量的影響

朱麗敬

摘要：【目的】探究不同氮磷增效施肥模式對(duì)小麥旗葉衰老和小麥產(chǎn)量的影響，為科學(xué)施肥奠定堅(jiān)實(shí)的數(shù)據(jù)支撐?！痉椒ā恳詽?jì)麥22作為處理品種，在大田栽培條件下，通過(guò)設(shè)置不同的氮磷增效施肥組別，進(jìn)一步測(cè)定不同施肥模式下小麥旗葉衰老指標(biāo)超氧化物歧化酶、過(guò)氧化酶、丙二醛的具體變化情況，并對(duì)小麥的產(chǎn)量進(jìn)一步分析。【結(jié)果】研究表明與常規(guī)對(duì)照組相比，在整個(gè)開(kāi)花階段尤其是在小麥開(kāi)花后期通過(guò)使用增效氮磷肥處理，小麥旗葉的衰老指標(biāo)都得到了很好的改善，小麥旗葉的超氧化物歧化酶和過(guò)氧化物酶的活性明顯增加，而丙二醛的含量呈現(xiàn)逐漸下降的態(tài)勢(shì)，這對(duì)緩解小麥旗葉衰老能夠有很好的促進(jìn)作用?！窘Y(jié)論】在冬小麥生產(chǎn)中，合理施用N、P協(xié)同肥料，既能延遲冬小麥旗葉衰老，又能提升冬小麥單產(chǎn)，為冬小麥的高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)打下良好的基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：氮磷增效肥；小麥旗葉；衰老；產(chǎn)量；影響

小麥?zhǔn)鞘澜绶秶鷥?nèi)種植最為廣泛的糧食型作物之一，能夠滿足人體所需要的多種營(yíng)養(yǎng)成分，全球有1/3以上的人口以小麥為主食，根據(jù)相關(guān)預(yù)測(cè)到2050年世界人口將達(dá)到98億，人口數(shù)量的激增對(duì)小麥的需求量也會(huì)呈現(xiàn)逐漸增多的態(tài)勢(shì)，為更好地滿足這一需求，提高單產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)是解決該問(wèn)題的關(guān)鍵[1]。氮、磷元素在小麥生長(zhǎng)發(fā)育和品質(zhì)產(chǎn)量形成方面發(fā)揮著重要的作用。氮元素是多種植物體內(nèi)蛋白質(zhì)、核酸、葉綠素和部分激素等生物分子的重要組成成分，作物通過(guò)從土壤當(dāng)中吸收氮元素，經(jīng)過(guò)還原、轉(zhuǎn)化和代謝等各種生理過(guò)程，與蛋白質(zhì)代謝和碳的代謝有效協(xié)調(diào)，最終完成了植物的整個(gè)生命過(guò)程。有研究結(jié)果表明，在小麥種植過(guò)程中，適當(dāng)提高氮元素的水平，可以顯著提高碳素同化能力和氮素的同化能力，促進(jìn)同化物質(zhì)能夠向籽粒當(dāng)中進(jìn)一步轉(zhuǎn)運(yùn)，提高籽粒中的淀粉及有關(guān)酶活，可提高其產(chǎn)量及蛋白水平。同時(shí)，磷也是小麥植株生長(zhǎng)發(fā)育所必需的一種主要的營(yíng)養(yǎng)成分，在小麥植株核酸、脂肪等物質(zhì)的形成方面發(fā)揮著重要的作用。磷元素參與到植物的細(xì)胞生長(zhǎng)和代謝全過(guò)程，同時(shí)在酶調(diào)節(jié)和信號(hào)傳遞方面也發(fā)揮著重要的作用。小麥產(chǎn)量和品質(zhì)會(huì)隨著磷肥的增加而呈現(xiàn)逐漸增加的態(tài)勢(shì)，在一定條件和一定的施肥量的水平下，產(chǎn)量和磷肥的使用量呈現(xiàn)正相關(guān)。但從當(dāng)前小麥的生產(chǎn)現(xiàn)狀來(lái)看，由于不規(guī)范的使用化學(xué)肥料，使得小麥植株出現(xiàn)了徒長(zhǎng)，土壤的理化性質(zhì)發(fā)生了顯著變化?，F(xiàn)階段提高小麥單位面積內(nèi)的產(chǎn)量，減少生態(tài)環(huán)境污染，提高化肥的利用效率是全世界面臨的重要難題，而依靠肥料來(lái)提高單產(chǎn)，只是實(shí)現(xiàn)糧食增產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的重要方法之一。所以在今后小麥種植過(guò)程中，需要對(duì)傳統(tǒng)的肥料進(jìn)行進(jìn)一步的改良和加工，使其性質(zhì)能夠得到進(jìn)一步的提升，更好地被作物所利用，減少化學(xué)肥料的過(guò)量使用，另一方面應(yīng)該研發(fā)出新型的肥料。氮肥磷肥增效劑可以顯著提高小麥的有效穗，提升成穗率，同時(shí)還能夠大大提高氮肥的利用效率，提升小麥的生產(chǎn)質(zhì)量，節(jié)約肥料的應(yīng)用成本，促進(jìn)小麥增產(chǎn)增收。肥料增效劑的有效應(yīng)用，可以減少土壤當(dāng)中養(yǎng)分的過(guò)量流失，激活土壤的理化性質(zhì)，促進(jìn)微生物的繁殖，加速農(nóng)作物根系對(duì)養(yǎng)分的吸收和利用，并且具有長(zhǎng)期協(xié)同穩(wěn)定的作用，將肥料增效劑應(yīng)用到小麥生產(chǎn)當(dāng)中，是當(dāng)前解決傳統(tǒng)施肥模式下土壤理化性質(zhì)發(fā)生變化，小麥產(chǎn)量品質(zhì)難以得到提升的重要手段之一。本次研究在前人研究的理論成果上，選擇使用了氮磷增效肥開(kāi)展大田處理，在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步探索了不同氮、磷元素的施用對(duì)小麥旗葉衰老及產(chǎn)量形成的調(diào)控作用，現(xiàn)將具體研究?jī)?nèi)容介紹如下。

1 處理材料與方法

1.1 處理材料選取

于2018年10月到2020年6月在大田進(jìn)行處理。處理地主要選擇在山東省聊城市東昌府區(qū)的小麥?zhǔn)痉斗N植基地。處理地區(qū)屬于溫帶季風(fēng)性氣候，年降雨量在700mm左右，降雨較為集中，每年集中在夏季的6-8月份，處理地的土壤為壤土。處理之前對(duì)土壤的理化性質(zhì)進(jìn)行進(jìn)一步的檢測(cè)，土壤pH值為6.38，堿解氮、速效磷、速效鉀和土壤有機(jī)質(zhì)含量分別為76.78mg/kg、51.33mg/kg、213.42mg/kg、2.0%。處理小麥品種為濟(jì)麥22，處理過(guò)程中選擇使用復(fù)合肥（N-P2O5-K2O：15-15-15）。在處理之前將配置好的增效劑均勻地噴灑在復(fù)合肥的表面，經(jīng)過(guò)烘干處理之后形成氮磷增效肥，同時(shí)選擇使用商品化的增效復(fù)合肥，本品用于對(duì)照組的小麥栽培。

1.2 處理方法

在進(jìn)行大田試驗(yàn)時(shí)，選擇采用了隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)方法，一共設(shè)置了5個(gè)處理組別，即處理T1，處理T2，處理T3，處理T4和對(duì)照組。每個(gè)處理組別可以被反復(fù)3次，每個(gè)處理小區(qū)的區(qū)域?yàn)?0m2，每個(gè)小區(qū)之間應(yīng)該保持1m的隔離帶。大田處理之前應(yīng)該對(duì)土地進(jìn)行有效的翻耕處理，翻耕深度控制在20-25cm，以打破犁地層，處理組和對(duì)照組的種植區(qū)域分別使用經(jīng)過(guò)增效劑處理的復(fù)合肥和未經(jīng)增效劑處理過(guò)的復(fù)合肥。土壤翻耕整理之后，結(jié)合當(dāng)前的氣候條件確定最佳的播種日期，2018年10月下旬進(jìn)行小麥播種，播種量控制在10kg/667m2，并在第2019年6月中旬收獲小麥，在2019年10月上旬進(jìn)行小麥播種，播種量控制在12kg/667m2，2020年6月中旬收獲小麥。在小麥整個(gè)生長(zhǎng)發(fā)育階段，除了各個(gè)組別的施肥模式不同之外，其他栽培管理保持一致，在小麥不同生長(zhǎng)時(shí)期應(yīng)該進(jìn)行科學(xué)有效的灌溉，在生育的中期和晚期要做好農(nóng)田的排水和灌溉工作，防止農(nóng)田出現(xiàn)水漬和病害。在T1到T3組中，我們都會(huì)選擇使用經(jīng)過(guò)增效劑（如6%的EDDHA-Fe6 螯合鐵，使用濃度5000ppm）處理的化肥進(jìn)行施肥，使用量分別控制在50.0kg/667m2、37.7kg/667m2、25kg/667m2，T4組選擇使用商品化的增效復(fù)合肥追施量控制在50kg/667m2，對(duì)照組選擇沒(méi)有經(jīng)過(guò)增效劑增效處理的復(fù)合肥進(jìn)行施肥處理，施肥量控制在50kg/667m2，除了施肥處理不同之外，其他大田栽培按照常規(guī)方法進(jìn)行。

1.3 指標(biāo)測(cè)定

小麥旗葉的衰老指數(shù)是以葉片中超氧化物歧化酶（SOD）過(guò)氧化物酶（POD）和丙二醛活性（MAD）體現(xiàn)[2]。在小麥生長(zhǎng)過(guò)程中按照隨機(jī)原則選取各個(gè)處理組別具有代表性的小麥植株新鮮旗葉。小麥葉片中超氧化物歧化酶活性的檢測(cè)采用了鄰苯三酚氧化法；按照比色法進(jìn)一步測(cè)定小麥葉片當(dāng)中過(guò)氧化物酶的活性；選擇使用巴比妥酸法進(jìn)一步測(cè)定小麥葉片當(dāng)中丙二醛的具體含量[3]。在小麥產(chǎn)量指標(biāo)測(cè)定過(guò)程中，每一個(gè)處理小區(qū)當(dāng)中按照隨機(jī)原則選擇1m2完整的小麥植株，分別重復(fù)3次調(diào)查1m2當(dāng)中的小麥成穗數(shù)量，然后再進(jìn)一步計(jì)算667m2的小麥數(shù)量。小麥?zhǔn)斋@之后自然風(fēng)干進(jìn)行脫粒，在對(duì)籽粒進(jìn)行處理后，對(duì)每穗的粒數(shù)、千粒重進(jìn)行測(cè)量，再對(duì)畝產(chǎn)（667m2）進(jìn)行計(jì)算。本次處理過(guò)程中，每一個(gè)組別的處理數(shù)據(jù)進(jìn)行3次重復(fù)處理，過(guò)程中所涉及的各種數(shù)據(jù)選擇使用Excel2003進(jìn)行收集整理，制作成表格，然后選擇使用DPS9.5進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析和差異顯著性檢驗(yàn)。

2 結(jié)果

2.1 不同氮磷增效肥對(duì)小麥旗葉超氧化物歧化酶活性的影響

結(jié)合圖1數(shù)據(jù)能夠看出兩年間小麥旗葉超氧化物歧化酶活性的變化趨勢(shì)基本保持一致，本次研究主要以2018年到2019年的小麥種植數(shù)據(jù)為主，詳細(xì)情況如圖1所示（圖1中橫坐標(biāo)為大田開(kāi)花后天數(shù)，縱坐標(biāo)為小麥旗葉SOD活性（U/g）。結(jié)合圖1數(shù)據(jù)能夠看出在不同的氮磷增效施肥處理模式之下，結(jié)果表明，大田小麥旗葉 SOD活力呈遞減趨勢(shì)，并且在進(jìn)入開(kāi)花后的7-14天下降幅度最大。大田小麥進(jìn)入開(kāi)花階段之后，與對(duì)照組相比T1、T2和T4組小麥旗葉超氧化物氰化酶的活性量分別能夠提高12.0、6.0和8.0U/g以上，而T3組與對(duì)照組相比呈現(xiàn)下降的態(tài)勢(shì)，但與對(duì)照組比較，兩組間的差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，其他三組間的差異性顯著。在小麥開(kāi)花后的21-28天內(nèi)對(duì)照組和其他處理組別的小麥旗葉超氧化物歧化酶活性的下降差異性不顯著。詳細(xì)情況如圖1所示。

2.2 不同氮磷增效肥對(duì)小麥旗葉過(guò)氧化物酶的影響

結(jié)合圖2數(shù)據(jù)能夠得知在氮肥磷肥增效施肥處理模式下，大田小麥旗葉過(guò)氧化物酶的活性會(huì)呈現(xiàn)出先升高后下降的趨勢(shì)，并且過(guò)氧化物酶活性在開(kāi)花后的14天會(huì)達(dá)到高峰期，之后會(huì)呈現(xiàn)逐漸下降的態(tài)勢(shì)。其中大田小麥在開(kāi)花14天之后，旗葉當(dāng)中的過(guò)氧化物酶的含量下降速度最快。小麥生長(zhǎng)的各個(gè)生育期內(nèi)，大田小麥旗葉過(guò)氧化酶的活性按從大到小依次為T(mén)1，T4，T2，對(duì)照組和T3組，對(duì)照組和處理組別差異比較明顯。由此能夠得知在小麥種植過(guò)程中通過(guò)增施氮磷增效肥有利于小麥旗葉當(dāng)中過(guò)氧化物酶活性的提升，在小麥旗葉過(guò)氧化物酶的變化指標(biāo)上，以T1組和T4組處理指標(biāo)最優(yōu)。詳細(xì)情況如圖2所示，圖2中橫坐標(biāo)為大田開(kāi)花后天數(shù)（d），縱坐標(biāo)為小麥旗葉POD活性（U/mm·g）。

2.3 不同氮磷增效肥對(duì)小麥旗葉丙二醛活性的影響

結(jié)合圖3所示，不同施肥方式下，大田小麥旗葉當(dāng)中的丙二醛含量會(huì)呈現(xiàn)逐漸上升的態(tài)勢(shì)，并且在小麥開(kāi)花后的21-28天上升速度最快，其中以T3組的增幅最大，由大到小分別是T3組、對(duì)照組、T2、T4組和T1。開(kāi)花14天之后，大田小麥旗葉當(dāng)中的丙二醛的含量在T2和T3組以及對(duì)照組之間的差異性不顯著。由此可以得知，通過(guò)選擇使用氮磷增效肥對(duì)小麥進(jìn)行處置，能夠有效改善旗葉當(dāng)中丙二醛的活性，其中以T1的改善效果最好，其次是T4組，詳細(xì)情況如圖3所示。

2.4 不同氮磷增效肥對(duì)小麥產(chǎn)量的影響

根據(jù)表1數(shù)據(jù)能夠得知，使用的不同的氮、磷協(xié)同肥會(huì)對(duì)大田中的穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重以及產(chǎn)量的表現(xiàn)有很大的影響，由大到小分別是T1、T4、T2、對(duì)照組和T3組。從每m2的小麥穗數(shù)上看，2020年的大田對(duì)照組與其他處理組別的差別不是很明顯，而穗粒數(shù)、千粒重和小麥產(chǎn)量對(duì)照組與T1的差別非常明顯。2020年的小麥總產(chǎn)指數(shù)與2019年相比變化不大。不同的氮磷增效肥施肥處理模式之下，小麥的667m2產(chǎn)量與對(duì)照組相比會(huì)存在較大差異性，其中2019年T1、T2、T4組的小麥產(chǎn)量相較于對(duì)照組分別高出了42.05kg、18.12kg、21.30kg，而T3組與對(duì)照組相比降低了14.18kg。2020年T1、T2和T4組，相較于對(duì)照組分別增產(chǎn)43.05kg、14.12kg、35.30kg，而T3組下降了25.18kg。由此能夠得知，不同的氮磷協(xié)同肥料對(duì)小麥的產(chǎn)量產(chǎn)生了不同的效應(yīng)，在這些效應(yīng)中，T1、T2和T4組的增產(chǎn)效應(yīng)最好，其中T1的增產(chǎn)效應(yīng)是最大的，在今后小麥種植過(guò)程中，可以按照T1的施肥配方進(jìn)行針對(duì)性的施肥處理，滿足小麥的生長(zhǎng)發(fā)育所需，詳細(xì)情況如表1所示。

3 討論

小麥在整個(gè)生長(zhǎng)發(fā)育階段，對(duì)氮、磷元素的需求量最大，氮肥對(duì)小麥產(chǎn)量的效應(yīng)影響最大，其次是磷肥[4]。但在小麥?zhǔn)┓蔬^(guò)程中，傳統(tǒng)的化學(xué)肥料有一定的限制，一旦過(guò)量使用或者不科學(xué)使用，不但不能夠增加小麥的產(chǎn)量和品質(zhì)，反而會(huì)降低小麥的品質(zhì)和產(chǎn)量，反映出肥料過(guò)度施用的報(bào)酬遞減規(guī)律。當(dāng)前在傳統(tǒng)小麥種植過(guò)程中，很多種植戶仍然采用大量化學(xué)肥料追施的方式，不規(guī)范的使用化學(xué)肥料使得農(nóng)田的理化性質(zhì)發(fā)生了翻天覆地的變化。由于微生物的數(shù)量逐漸下降，各種病原微生物顯著增加，田間小麥病蟲(chóng)害的積累量也呈現(xiàn)逐漸增多的態(tài)勢(shì)，對(duì)小麥的產(chǎn)量和品質(zhì)構(gòu)成了嚴(yán)重威脅。有研究結(jié)果表明，在氮肥供給充足的條件下，追施量適宜的磷肥對(duì)小麥籽粒中的蛋白含量和產(chǎn)量都有一定的影響，一定范圍當(dāng)中旱地冬小麥籽粒新含量和地上部分的吸收量與氮肥的施入量呈現(xiàn)正相關(guān)[5]。氮肥磷肥的科學(xué)追施能夠有效促進(jìn)小麥對(duì)鋅元素的有效吸收，提高籽粒鋅元素的含量。也有研究結(jié)果表明，在土壤地力水平呈現(xiàn)中等以上的種植地磷肥的過(guò)量追施或者過(guò)低使用都不利于小麥的生長(zhǎng)發(fā)育[6]。從當(dāng)前小麥化肥的應(yīng)用現(xiàn)狀來(lái)看，過(guò)量的追施化學(xué)肥料的行為仍然沒(méi)有得到有效的改觀，對(duì)此就需要我們不斷加強(qiáng)新型化肥的有效研究，對(duì)傳統(tǒng)的肥料進(jìn)行有效的改良加工，使其能夠得以有效的利用，切實(shí)提高養(yǎng)分的供給效率，同時(shí)還應(yīng)該研發(fā)出新品類的肥料。

本次研究結(jié)果表明，大田栽培模式之下，處理組和對(duì)照組相比小麥的產(chǎn)量得到了一定程度的提高，其中，T1、T2和T4組在2019年的產(chǎn)量與對(duì)照組比較，分別增加了42.05kg、18.12kg、21.30kg，在2020年其產(chǎn)量與對(duì)照組相比，產(chǎn)量分別增加了43.05kg、14.12kg、35.30kg。但T3組的產(chǎn)量較對(duì)照組降低14.18kg，平均體重較對(duì)照組降低25.18kg。通過(guò)本次研究能夠表明在施肥處理過(guò)程中，通過(guò)選擇使用增效的氮磷肥，能夠大大降低化學(xué)肥料使用。在滿足小麥植株生長(zhǎng)發(fā)育所需的情況下，有效減少化學(xué)肥料的使用量，提高肥料的利用效率，但值得注意的是，在進(jìn)行減量增效施肥過(guò)程中，化肥的施肥量一定要控制在一定范圍當(dāng)中，當(dāng)肥料的供給以及肥料當(dāng)中的養(yǎng)分低于小麥生長(zhǎng)發(fā)育的最少養(yǎng)分需求時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致小麥減產(chǎn)，例如T3組。此外，還有一些研究發(fā)現(xiàn)小麥的畝產(chǎn)穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒重是對(duì)小麥產(chǎn)量和品質(zhì)產(chǎn)生影響的三個(gè)主要因素[7]，作物的產(chǎn)量受到這三個(gè)因素的相互協(xié)調(diào)。在影響小麥產(chǎn)量和品質(zhì)的制約因素當(dāng)中，小麥品種、當(dāng)?shù)氐姆N植環(huán)境、種植措施、生態(tài)條件、土壤環(huán)境是最重要的5個(gè)因素。而小麥品種和栽培措施是人為可控的因素，通過(guò)優(yōu)選小麥品種，實(shí)現(xiàn)小麥品種結(jié)構(gòu)的有效調(diào)控，能夠滿足當(dāng)前的栽培要求，確保所選擇的小麥適應(yīng)能力較強(qiáng)，具有增產(chǎn)高產(chǎn)的效果[8]?？刂苹瘜W(xué)肥料的使用，確保肥料使用的合理化專業(yè)化，也能夠顯著提高小麥的產(chǎn)量。通過(guò)科學(xué)施肥，一方面能夠提高植株的凈光合速率和光合特征，顯著提高植株的水分利用效率。有研究文獻(xiàn)指出隨著氮肥使用量的增加，小麥的產(chǎn)量和千粒重也會(huì)呈現(xiàn)逐漸增多的態(tài)勢(shì)，產(chǎn)量和施肥會(huì)表現(xiàn)出一定的正相關(guān)[9]，但并不是說(shuō)氮肥的使用量越多越好，當(dāng)超過(guò)一定標(biāo)準(zhǔn)之后繼續(xù)增加氮肥的使用量，小麥的產(chǎn)量反而會(huì)呈現(xiàn)逐漸下降的態(tài)勢(shì)。在進(jìn)行小麥可控因素調(diào)控期間，要做到科學(xué)使用肥料，要確保土壤當(dāng)中的養(yǎng)分能夠維持小麥植株的生長(zhǎng)發(fā)育所需，但又不會(huì)過(guò)多地破壞土壤的理化性質(zhì)，促進(jìn)作物增產(chǎn)增收，改善土壤理化性質(zhì)。正因?yàn)槿绱颂岣邌挝幻娣e內(nèi)的肥料利用效率，能夠幫助種植戶獲得更高的產(chǎn)量，這樣才能夠更好的實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。增效肥的推廣和應(yīng)用能夠有效改善當(dāng)前小麥在種植過(guò)程中符合使用量過(guò)高，肥料利用效率較低的現(xiàn)狀，同時(shí)也是未來(lái)小麥栽培和肥料工業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在小麥栽培管理過(guò)程中確定合理的施肥模式，明確最佳的施肥量，這對(duì)改善小麥的生產(chǎn)、質(zhì)量具有重要意義。但是，在長(zhǎng)期的麥田耕作中，化肥的不當(dāng)使用，使得農(nóng)田土壤的理化性質(zhì)發(fā)生了顯著變化，耕作層逐漸變淺，不利于小麥植株的生長(zhǎng)，對(duì)提高小麥的產(chǎn)量和品質(zhì)產(chǎn)生了不良影響。針對(duì)這一現(xiàn)狀，需要轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的施肥模式和施肥理念，加強(qiáng)對(duì)肥料形態(tài)、施肥模式的有效改進(jìn)，為進(jìn)一步提高我國(guó)小麥的產(chǎn)量打下良好的基礎(chǔ)。

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