分層施肥對冬小麥產量及氮素效應的影響研究

夏光利　畢軍　史桂芳　朱國梁　牟小翎　董浩　譚德水

摘要：以高產中筋冬小麥品種濟麥22為材料，應用普通尿素和腐植酸尿素，采用單獨或混合按一定比例分層施用方式，探討其對小麥生長發育和產量的影響效果。結果表明，與常規施肥處理（OPT）相比，氮肥分層施用處理OPT1、OPT2的小麥產量分別增加5.3%和4.4%，產量差異主要來自有效穗數和穗粒數；同時，小麥各生育時期干物質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個百分點。

關鍵詞：分層施肥；冬小麥；產量；氮素效應

中圖分類號：S512.1⁺10.62 文獻標識號：A 文章編號：1001-4942（2016）04-0072-04

氮素是小麥生長發育必需的大量營養元素，在提高小麥產質效益方面起著十分重要的作用。有關氮素調控對小麥生長發育及產量品質的影響研究較多，但是，鑒于氮素在小麥生長發育中的重要地位，近幾年關于氮素合理應用問題一直是作物營養領域的研究熱點。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道較少。本研究以小麥為供試作物，應用普通尿素和腐植酸尿素，采用單獨或混合按一定比例分層施用方式，探討其對小麥生長發育和產量的影響效果，以期為小麥生產施用氮肥新方法提供依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗于2013～2015年在山東省泰安市肥城良種試驗場進行。小麥品種為濟麥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 試驗設計

試驗設置5個處理，具體處理內容見表1。隨機區組排列，重復3次，小區面積42.0m²。重復間留1.0m隔離區，試驗區四周設置保護行。

1.3 調查分析項目

在小麥三葉期，各處理小區確定代表性觀測點0.5m²，分別調查冬前分蘗、最大分蘗、有效穗數。分別在冬前、返青期、拔節期、開花期、成熟期，各處理小區取1.0m長樣段，測定干物質量及氮素含量。各處理小區選擇長勢均勻地段，收取6.3m²樣方，測定籽粒產量及千粒重。采集的樣品烘干粉碎后，用H₂SO₄-H₂O₂消解，然后用K9860全自動定氮儀測定氮含量。氮素利用率（%）=植株中肥料氮積累量/施氮量×100。

1.4 數據處理

應用Microsoft Excel 2007軟件進行數據處理和作圖。應用DPS數據處理系統LSD法對試驗結果進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 不同處理對小麥產量及其構成因素的影響

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

2.2 不同處理對小麥不同生育時期干物質積累的影響

干物質生產是形成經濟產量的基礎。從圖1可以看出，各處理小麥干物質積累均隨生育時期的延長呈現不斷增加的趨勢，但處理問增加的幅度有所差異。在小麥返青期以前，由于植株營養體較小，干物質積累量較低，處理問差異相對較小。自拔節期開始，施氮處理與不施氮處理問差異逐漸加大，至開花期差異達到最大，OPT、OPT1、OPT2處理分別比CK干物質積累量增加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干物質積累量增加8.3%、8.2%、9.2%。

2.3 不同處理對小麥不同生育期氮素含量的影響

由圖2可見，小麥植株中的氮素含量在返青期和拔節期較高，之后伴隨植株的不斷生長發育，由于稀釋效應植株氮素含量逐漸降低，至成熟期因植株氮素向籽粒運轉而降至最低。小麥整個生育期內，不同的施肥方式使植株的氮素含量不斷發生變化。3個施氮處理在小麥返青期以前，處理問差異相對較小。在拔節期，OPT1、OPT2處理植株氮素含量比OPT處理分別增加3.12、4.29g/kg；開花期OPT處理氮素含量升高，這可能與OPT處理在返青一拔節期施用氮肥有關。在小麥生育后期，秸稈中的氮素開始向籽粒大量轉移，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。說明分層施用氮肥能夠提高小麥氮素運轉率。

2.4 不同處理對氮素利用率的影響

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處理增加量差異達到顯著水平。本試驗CK總吸氮量達到231.3kg/hm²，可能與試驗區土壤為砂姜黑土，保肥、供肥、保水能力較強有關。氮素利用率變化與總吸氮量變化趨勢一致，與OPT處理相比，OPT1、OPT2處理氮素利用率分別提高6.4和4.2個百分點。

3 小結與討論

閆素紅等通過根鉆取土、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。本試驗將氮肥分為10、25cm兩層施用，相對于單層施用，氮素養分更加合理地分布于0～30cm土層內，無疑會提高根系吸收利用氮素的能力，最終達到增加作物經濟產量的目的。喬玉輝等研究認為，在一定范圍內，干物質積累量與籽粒產量呈顯著正相關，因此提高干物質生產能力是提高小麥籽粒產量的重要途徑。本研究結果表明，與常規施肥處理相比，氮肥分層施用處理OPT1、OPT2的小麥干物質積累量較高，產量分別增加5.3%和4.4%，產量差異主要來自有效穗數和穗粒數。小麥拔節期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個百分點。前人研究證明，應用腐植酸包膜尿素能夠提高氮素利用率，在本試驗中，腐植酸尿素處理氮素利用率略低于普通尿素處理，可能與試驗誤差有關，今后有待于進一步研究論證。本試驗土壤類型為砂姜黑土，具有較強的保肥、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%，有關在這些主要土壤類型上的試驗正在進行中。