第24卷第5期 2006年9月 干旱地区农业研究 ultural Research in the Arid Areas Vo1.24 NO.5 Sept.2006 旱作条件下氮肥处理对春小麦产量及生理特性的影响 王 术 ,王伯伦 ,黄元财 ,贾宝燕 ,程小飞 ,刘德忠 (1.沈阳农业大学农学院,辽宁沈阳 110161;2.桓仁县农业技术推广中心.辽宁本溪117200) 摘 要:以辽宁省春小麦主栽品种辽春1O号为试材,研究了氮肥不同生育时期施用比例对产量的影响。研究 结果表明,旱地春小麦适当施用种肥具有重要的增产作用,种肥氮素施用过少、不施或施用过多,都不能发挥品种 的增产潜力。在合理施用种肥的基础上,于拔节期和开花期追施氮肥,有利于维持生育后期较大叶面积指数和旗 叶较高叶绿素含量,进而提高光合性能,促进干物质积累以及光合产物更多向籽粒运转。 关键词:春小麦;氮肥;生理特性;产量 中圈分类号:S143.1;S512.1 文献标识码:A 文章编号:1000—7601(2006)05—0046—04 氮素是影响小麦产量形成和蛋白质合成的主 要营养元素之一,其对作物的供应方式主要取决于 土壤中植物可被利用的氮素,生长季土壤中氮素的 释放程度,以及人工所施用的有机氮和无机氮…。 肥施人。试验设6个处理,即: 处理1(对照):不施任何肥料;处理2:种肥 112.5 kg/hm2磷酸二铵、150 kg/hm2尿素;处理3: 种肥112.5 kg/hm 磷酸二铵+三叶期150 kg/hm2 前人对氮素施用量对小麦产量的影响研究较多,一 般认为氮肥施用过多,会发生淋溶、挥发,对造成环 境污染,前期过多施用氮素容易导致群体发育过快 尿素;处理4:种肥112.5 kg/hm 磷酸二铵+开花 期150 kg/hm 尿素;处理5:种肥112.5 kg/hm 磷 酸二铵,75 kg/hm 尿素+三叶期75 kg/hm2尿素; 处理6:种肥112.5 kg/hm2磷酸二铵,75 kg/hm2尿 而发生倒伏-2 ;在干旱条件下,由于残留在土壤中 的氮素很大程度上可以满足小麦植株对氮素的需 素+开花期75 kg/hm 尿素。 试验采用随机区组设计,4次重复。每小区5 ITI ,10行区,行长2.5 m,行距20 cm,播种量为300 求,过量施用氮肥会降低氮素利用率,从而降低麦农 收人-3 J等等。然而,人们对小麦氮肥施用方法的研 究较少,特别在东北春麦区,春播早、春季温度低和 土壤干旱影响有机质分解,土壤在苗期提供的养分, 很难满足春小麦前期发育快,穗分化“早、快、短”特 点的要求。因此如何合理施用氮肥,成为本麦区小 麦增产的关键【4l。 辽春10号自1990年育成以来,因其早熟,品质 好,抗倒伏,抗高温,是目前全省种植面积最大的春 小麦品种-5 J。本研究以辽春10号为试材,研究了不 kg/hm 。3月18日播种,7月5日收获。 1.2项目测定与分析方法 1.2.1项ll测定f于小麦整个生长季调查物候期。 3月18日播种,4月5日出苗。分别于三叶期(4月 25日)、拔节期(5月10日)、抽穗期(5月25日)、灌 浆期(6月10日)和成熟期(6月30日)每小区选择 代表性行(边行出外),取10 cm行长植株,带回实验 室测定茎数、株高、叶面积以及干物重。叶面积测定 采用比叶重法。抽穗后即测定籽粒灌浆速率。选择 同施氮时期对其生理特性和产量的影响,以期为高 产栽培提供参考。 抽穗期相同的穗进行挂牌标记,抽穗期到成熟期每 隔5 d每小区取5穗测定籽粒重,同时每隔5 d用 1材料与方法 1.1 试验设计 SPAD一502叶绿素仪测定旗叶CM值。于成熟期 考察产量构成因素,小区单收单脱粒,以实际小区产 量折合成每公顷产量。 1.2.2统计分析数法(LSD)L6 J。 产量方差分析应用Excel 2000 本试验于2002 2003年在沈阳农业大学进行。 供试品种为春小麦辽春10号。土壤为棕壤,pH值 为6.7,碱解氮含量为110.2 mg/kg,速效磷为35.7 mg/kg.速效钾为129.8 mg/kg。氮肥分种肥和追 软件完成。各处理产量间多重比较采用最小显著差 收稿日期:2006.05—03 基金项目:国家教委留学回国启动基金(010144);辽宁省博士启动基金(2001102060) 作者简介:王术(1968一),男,内蒙赤峰人,副教授,博士、从事稻麦高产优质栽培生理与改良的教学和科研工作。 维普资讯 http://www.cqvip.com
第5期 王 术等:旱作条件下氮肥处理对春小麦产量及生理特性的影响47 2结果与分析 2.1不同施肥时期对产量及其构成因素的影响 2.1.1产量方差分析结果表明,两年处理间产量 差异达显著或极显著水平(F2002:6.72,F2003= 4.20;F005=2.90,F001=4.56)。除处理3外,其 ..它处理与对照相比产量差异达显著水平;处理5和 处理6与处理3相比,产量差异显著。说明种肥施 用尿素的处理,增产作用明显。处理5和处理6产 量最高,说明在施用种肥的基础上,适当中后期追施 氮肥,更有利于产量的形成(表1)。 表1 不同氮肥施处理对产量及产量构成因素的影响 Table 1 The effects of different nitrogen treatments on grain yields and yield components 注:LSD0 05=0.341;LSD0 0l=0.475。处理间无相同字母表示差异显著;处理间有相同字母表示差异不显著。 Note:LSD0 05=0.341;LSD0 0t=0.475.The different letters indicate signifiantc difference among treatments,and the s ̄'rte letters indicate in. significant difference among treatments. 2.1.2 产量构成因素 相关分析结果表明,每穗小 穗数和每穗粒数呈极显著正相关(r=0.728;r0 05 =0.553,r0川=0.684,af=11),产量与每穗小穗 尊言《 数和每穗粒数之间分别呈显著正相关(r:0.610, r=0.573)。产量与单位面积穗数和千粒重均呈正 相关,但未达到显著水平(r:0.366,r=0.347)。 量 说明通过提高小穗数,进而提高每穗粒数,是产量提 高的主要途径。 2.2不同氮肥施用时期对小麦生理特性的影响 2.2.1叶面积指数的动态变化小麦叶片是光合、 -播种期三叶期拔节期抽穗期灌浆期 Sowing Three—leaf Jointing Heading Filling 生育时期Growth stages 处理l Treatment l 廿处理2 Treatmcnt 2 呼吸和蒸腾作用的重要器官,叶面积指数的大小也 是衡量群体结构是否合理的重要指标之一。比较结 果表明,各处理三叶期叶面积指数差异不大,但从拔 节期开始到抽穗期,处理2和处理3叶面积指数较 处理3 Treatment 3 一×一处理4Treatment 4 X一处理5 Treatment 5_0-处理6 Treatment 6 图1 同氮肥处理下春小麦叶面积指数变化 Fig.1 Then trend of LAI of spring wheat under diferent nitrogen treatments 高,但灌浆阶段下降较快(图1);处理4虽然灌浆阶 段由于开花期追施氮肥,叶面积指数最高,但由于前 期叶面积指数较低,群体过小,穗数不足;处理5和 2.2.2旗叶叶色值(CM)的动态变化CM值与叶 绿素含量呈极显著正相关£引,说明CM值的动态变 化,基本与叶绿素含量的变化一致。抽穗后第10 d 处理6前期和中期保持较高的叶面积指数,灌浆期 仍然较高,既保证前期有足够大的群体,后期叶片功 能期也长,产量也最高;处理1整个生育期叶面积指 数均较低,产量最低。 时,除了处理1叶绿素含量较低外,各处理差异不 大。抽穗后10 d后,处理2叶绿素含量急剧下降。 与处理1相近。处理3于抽穗后20 d开始急剧下 降。处理4、5和6在抽穗后25 d内,叶绿素含量下 维普资讯 http://www.cqvip.com
48 萼=u o口 =U 干旱地区农业研究 第24卷 降缓慢。抽穗后30 d以后,随着麦株成熟以及叶片 ∞ 如 们 如 加 O 衰老,各处理旗叶叶绿素含量基本趋于一致(图2)。 2.2.4籽粒灌浆的动态变化 比较结果表明,处理 2在抽穗后10 d籽粒干物质积累较快,但在抽穗后 第15 d,处理1、2和3籽粒干物重最低,至成熟期 籽粒增重缓慢。处理4、5和6抽穗至抽穗后20 d 籽粒增重很快,处理5和处理6至成熟期一直保持 较高的增长速率,而处理4于抽穗后25 d开始,灌 浆速率明显减缓(图4)。 目 棚I O 5 10 15 2O 25 30 35 篓墨 日 0 5 10 15 2O 25 3O 抽穗后日数(天) Days after heading(d) _◇_处理l Treatment l-o_处理2 Treatment 2 士一处理3 Treatment 3 一×一处理4 Treatment 4 x一处理5 Treatment 5 _o_处理6 Treatment 6 抽穗后日数(天) Days after heading(d) 图2不同氮肥处理下旗叶叶绿景含量变化 柏 如 加 Fig.2 The trend of chlorocyU contel"ts otf flag leaves under different nitrogen trestT/lel"tts O 士一处理I Treatment I廿处理3 Treatment 3 一处理2 Treatment 2 ×一处理4Treatment4 x一处理5 Trcatment 5 _o_处理6 Treatment 6 2.2.3 干物质积累的动态变化 各处理干物质积 图4不同氮肥处理籽粒灌浆进程 Fig.4 Devlopment of grain filling under diff ̄t nitrogen treatments 累最快时期均在拔节至成熟期,但不同生育时期各 处理之间的干物质积累差异较大。处理2与处理3 抽穗期干物质积累最多,但在灌浆乳熟期处理5升 3讨论 至最高,至成熟期。处理6于抽穗期后干物质积累 迅速增加,此快速增长趋势一直延续到成熟期。处 理2和处理3于抽穗期至乳熟期增重较快,但灌浆 沈阳地区属于东北春麦区,旱作面积较大。合 理施用氮肥,以满足各个生育阶段个体对氮索的需 求,塑造合理小麦群体,是小麦高产的关键。在研究 如何提高冬小麦的氮肥利用率时,许多学者将氮素 施用分为前、中、后三个阶段,并提出了“前氮后移” 后期干物质积累减缓。处理4抽穗至灌浆期增重较 快,但由于前期干物质积累较少,成熟期总干物重较 低。处理1从拔节期至成熟期一直保持较低的干物 质积累(图3)。 的高产施氮技术 ’9 J。“前氮后移”氮肥运筹模式 的核心是小麦生育前期(包括种肥)施氮不过量,增 加中后期施氮比例,认为生育前期施氮与中期追氮 2.5 2.0 曲 的比例应掌握在总氮量的7:3或6:4为宜。本试验 结果表明,将氮肥全部用于前期(种肥)、中期(三叶 期)或后期(开花期)都不利于春小麦高产潜力的发 挥。氮肥于种肥或三叶期集中施用,虽然前期叶面 'l《 1.5 霉童 H-董1目 ・0 0.5 Q 积指数较大,但后期下降也较快,严重影响后期干物 质积累和籽粒灌浆进程。如果只重视后期施肥,虽 三叶期拔节期抽穗期灌浆期成熟期 O.O Thl'ee-leaf¥ointing H ̄ding Filling Ripening 然后期叶片叶绿素含量较高,维持时间较长,但由于 前期干物质积累较少,最终籽粒产量也较低。相反, 种肥与三叶期施肥结合以及种肥与花期施肥相结 生育时期Growth stages 处理I Treatment I—o_处理2 Treatment 2 处理3 Treatment 3 一×一处理4 Treatment 4 一合,有利于前期塑造合理群体,后期保持较强的光合 能力,从而保证较多光合产物向籽粒运输。 综上所述,虽然东北春麦区存在着特殊的气候 ×一处理5 Treatment 5—0一处理6 Treatment 6 图3不同氮肥处理下干物质积累 Fig.3 Dry matter accurnalationment undPA"different nitrogen 11"atelalel-tt8 特点和春小麦特殊的生长规律,但春小麦的需氮特 维普资讯 http://www.cqvip.com
第5期 王 术等:旱作条件下氮肥处理对春小麦产量及生理特性的影响 49 点及高产氮肥施用模式与冬小麦有相似之处,即“前 氮后移”也适合于春小麦高产栽培。有关“前氮后 【3]Gauer L E,Grant C A,Gehl D T,et a1.Effects of nitrogen for. tilizer on grain protein,nitrogen uptake,and nitrogen use effi— 移”氮肥施用技术也存在一些分歧,其中较多的结论 认为中后期施氮易造成贪青晚熟 1。也有一些 结论认为,贪青晚熟主要是由于前期过量施用氮肥 所造成的,只要后期适当施氮,就不会发生贪青晚 熟【13-¨J。本研究处理5和处理6种肥氮素和追肥 ciency of six spring wheat( ticum aestivum L.)cultivars in relation to estimated moisture supply[J].Can J Plant Sci,1992, 72:235—241 [4] 金善宝.中国小麦学[M].北京:中国农业出版社718. [5]He zH,Rajaram S,Xin z Y,et a1.AHistory ofWheat Breed. ing in China【M].Mexico,D.F.:C1MMYT.2001.68. 氮素的比例为6:4,两年结果都未发生贪青晚熟,但 最佳氮肥施用比例有待于深入研究。此外,诸多研 究结果表明,后期施氮有利于提高籽粒蛋白质含 量L1’3 J。因此,前期施氮与后期施氮相结合在提高 籽粒产量的同时,能否提高籽粒蛋白质含量,也有待 于深入研究。 参考文献: [1]Campbe ̄CA,DavionHR,Warder FG.Effsects offertilizerN and soil moisture on yield,yield components,protein content and [6]莫惠栋.农业试验统计[M].上海:上海科学技术出版社,1992 [7]康国章,郭天财,朱云集,等.不同生育时期追氮对超高产小麦 生育后期光合特性及产量的影响[J].河南农业大学学报. 2000,34(2):1O3—1O6. [8] 赵广财,李春喜,赵保明,等.不同施氮比例和时期对冬小麦氮 素利用的影响【j].华北农学报,2000,15(3):99—1O2. [9]姜丽娜,邵云,金毓翠,等.氮肥利用时期与比例对超高产冬 小麦干物质积累及产量的影响[J].麦类作物学报,2002,22 (2):70—73. [1O] 王渭玲,张翼涛.旱地分期施用氮肥对小麦产量和品质的影 响[J].干旱地区农业研究,1996,14(2):41—43 [11]潘庆民,于振文.追氮时期对冬小麦籽粒品质和产量的影响 [J].麦类作物学报,2002,22(2):65—69. [12] 陆建贤,程旺夫,计建科,等不同肥料对小麦产量及氮肥效 应的影响[J].小麦研究,2000,21(3):25—27. N accumulation in the aboveground parts of spring wheat[J].Can J Plant Sci.1977.57:311—327. 【2]Grant C A,F[aten D N.Fertilizing for protein gontent in wheat 【A].Fowler D B,Geddes W E,Johnston A M,at a1.Wheat [13]梁智,曾爱国.春小麦氮肥不同用量分期施肥试验初报[J]. protein:production and marketing【C]. Saskatoon, Saskatchewan,Canada:University Extension Press,University 0f Saskatchewan.1998.151--168. 甘肃农业科技,1994(10):27—28. [14]李世娟.不同小麦品种产量及氮素利用的差异[J].干旱地区 农业研究,2000,18(4):41—44. Influence of nitrogen fertilizer on grain yields and physiological characteristics of dry-land spring wheat WANG Shu ,WANG 13o—Lun ,HUANG Yuan—cai ,J IA Bao.yan ,CHENG Xiao—fei ,LIU De—zhong (1.College ofAgronomy,ShenyangAgricultural University,Shenyang,Liaoning 110161.China: 2.Huanren Agro-technology Extension Center,Berazi,Liaoning 117200,China) Abstract:The influence of N fertilizer application ratio at different growth stages on grain yields of Liaochun No.10,a variety of spring wheat grown widely in Liaoning Province,was studied under dry—land con— ditions.The results showed that N application at seeding stage had important effect on grain yield increase and the yield potential was restricted under no fertilizer,tOO little fertilizer or tOO much fertilizerOn the basis of .proper N fertilizer application at seeding stage,additional applications of N fertilizer at jointing and anthesis stages were able to maintain high LAI and chlorophyll content in leaves at late growing stage.thus enhancing photosynthetic capacity,and promoting dry matter accumulation and transferring of photosynthetic products to kernels. Keywords:spring wheat;nitrogen fertilizer;yield;physiological characteristics
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