水肥耦合對小麥產量的影響研究

顧國俊，季仁達，吳傳萬

（江蘇省淮安市洪澤縣農業技術推廣站，江蘇洪澤 223100）

施用氮肥可以顯著提高小麥產量和改善其品質[1-3]，水、肥互作對作物產量、土壤肥力以及生態環境的影響一直備受農學家和環境學家的重視[4-6]。不同的肥料管理措施能夠影響作物對水分的吸收利用,而土壤水分狀況不僅影響肥料效應的發揮,還對養分在土壤中的轉化、遷移、積累起著至關重要的作用[7]。

目前，關于作物水肥耦合效應的研究已有很多[8-13]，但大多集中在作物的水肥耦合對最終產量及品質或單一種植模式的水肥耦合效應在生理生態指標上的研究[14-17]，而針對不同生育時期水肥耦合效應的研究則較少。因此，筆者結合小麥產量構成因素形成的不同時期，選取了拔節期和灌漿期灌水處理，并在高、中、低3個不同氮素水平下對小麥群體動態和個體生長進行研究，以揭示不同肥水條件對小麥產量構成因素的影響，從而優化肥水管理方案，為作物科學生產提供一定的理論依據。

1 材料和方法

1.1 試驗材料和內容

供試品種為鄭麥9023 ，為當地主導品種，種植比例占80%以上。研究內容包括群體動態，拔節期、孕穗期植株性狀及產量構成因素。

1.2 試驗地概況

試驗地位于洪澤縣農業科技綜合展示基地（儲備試驗區），試驗階段光照時數較常年偏多，溫度接近常年，降水偏少，尤其是播后出苗階段，降水較常年偏少近90%。試驗地土壤肥沃，有機質含量34.92 g/kg，全氮 0.131 8 g/kg，銨態氮 24.17 mg/kg，速效磷29.25 mg/kg，速效鉀57.18 mg/kg。前茬作物為機插水稻，于2011年10月26日收獲。

1.3 試驗設計

試驗以灌水時期為主區，設W1（拔節水）、W2（灌漿水）和W3（拔節水+灌漿水）3個水平；設施氮量為副區，分別為施用純氮20 kg/667m2（N1）、16 kg/667m2（N2）和12 kg/667m2（N3）高、中、低3個氮肥運籌方式，氮肥按基肥和拔節孕穗肥分2次施用，基追比為 1∶1。P2O5施用量為 8 kg/667m2、K2O 施用量為 10 kg/667m2，磷鉀肥作為底肥一次施入。共9個處理，重復3次，小區面積30 m2。播量10 kg/667m2，于2011年11月2日播種，處于當地適宜播種范圍，基本苗為15萬～18萬/667m2。播種方式為淺旋機條播（秸稈不還田）。

2 結果與分析

2.1 小麥產量

試驗結果表明，各處理小麥產量以拔節水高氮處理（N1W1）最高，其次為灌漿水高氮處理（N1W2）和拔節水中氮處理（N1W2），而拔節水高氮處理（N1W1）與灌漿水高氮處理（N1W2）間無顯著差異，其他各處理組合均顯著低于高氮處理。

表1 水分施氮量處理組合產量及三要素情況

2.2 因素主效應分析

施氮量因素主效應分析結果表明（表2），小麥產量依次為 N1＞N2＞N3，N1、N2極顯著高于 N3，而 N1、N2間產量差異并不顯著。灌水處理以W1產量最高，W2次之，最低為 W3。

表2 施氮量與水分處理（N×W）互作效應分析 kg/667m2

W1處理的小麥產量（Y）隨施氮量（X）變化的回歸方程為：Y=-2.874X2+110.89X-524.93（R2=0.995 9），當X=19.3 kg/667m2時產量最高；W2條件下Y=-2.719 8X2+105.17X-482.5（R2=0.992 3），當 X=19.3 kg/667m2可獲得最高產；W3條件下Y=-4.105 2X2+150.37X-866.87（R2=0.991 4），當 X=18.3 kg/667m2時可獲得最高產。這說明W3處理下施氮量較其他2種灌水處理可減少1 kg/667m2。3種灌溉方式下獲得最高產所施氮肥量不同，3種水分處理方式和氮肥施用量間存在不同的耦合效應。

2.3 不同處理組合對產量構成因素的影響

施氮量對穗數（F=111.462**）、粒數（F=211.226**）及千粒重（F=94.492**）的影響均達極顯著水平。其中N1條件下穗數最多，N1處理的穗粒數顯著高于N2，N2顯著高于N3；N2處理的千粒重最高，N1顯著高于N3，N1、N2差異不顯著。這說明穗數與拔節前施氮量有關，拔節期水肥耦合效應影響個體生長量從而決定穗粒數及千粒重的大小；灌漿水主要對千粒重構成一定影響。

2.3.1 不同處理組合對群體動態影響。N1、N2、N3間基本苗差異不大（表3），N1處理下越冬期群體數最高，為35.1萬/667m2，其次是N2和 N3，群體數分別為32.2萬和27.7萬/667m2。拔節期以N2水平下最高，且顯著高于N1、N3處理，而到成熟期以N1水平最高。冬前達穗率以N2處理最高，達99.2%，其次是N1和 N3，分別是 85.7%、67.8%。

表3 不同處理的群體效應

2.3.2 不同處理組合對植株個體性狀的影響。植株個體干重的差異經歷了拔節期、孕穗期和成熟期3個時期的增加。由表4可知，拔節期植株干重在不同氮素水平下差異達極顯著水平（F=33.152**），其中N1處理的干重最高，顯著高于N2、N3處理；孕穗期以N1處理單株干重最高，且顯著高于N2與N3處理，N2與N3間差異顯著，這表明,成熟期3種氮素水平下的單穗重量也表現出極顯著差異。總之，不論是在拔節期孕穗期和成熟期，單株干重均以N1水平下最高，均顯著高于N2與N3水平。

綜上所述，3種氮素水平間的產量差異主要來源于抽穗前的干物質積累量，即穗數和穗粒數的差異，千粒重的大小決定于灌漿期的水肥條件及植株自身的營養生長量的積累。

表4 不同生育時期植株干重情況 g

3 結論

試驗結果表明，產量以N1水平下最高，且在一般情況下，達到高產的最大施氮量為18.93 kg/667m2。施氮量應視灌水時期不同而異,拔節期灌水處理(W2)、拔節期和灌漿期2次灌水（W1）均以施純氮19.3 kg/667m2的產量最高，而單灌漿期灌水，施氮量可酌情減至18.3 kg/667m2。高、中、低3種氮素水平的水肥耦合效應均顯著，其中尤以拔節期灌水處理中高氮素水平耦合效應最顯著。

各處理組合產量以N1W1及N1W2最高,在20 kg/667m2施氮量條件下，拔節期灌水或灌漿期再灌水2個組合產量均超過530 kg/667m2，其他各處理組合均顯著低于N1W1和N1W2。各處理組合對群體的影響時期主要是在拔節期之前，施氮量對群體最終成穗數影響較大，其中以高氮處理N1最終成穗數最高；拔節期的水肥耦合效應以高氮水平下拔節期灌水（W2）或拔節期與灌漿期2次灌水處理（W1）對穗粒數的影響最大；對千粒重的影響以高氮水平下灌漿期（W3）與2次灌水處理（W1）最大。對個體的影響分析結果顯示，高氮水平在拔節期或2個時期同時灌水，植株積累的干物質量最高，最終產量亦為最高。

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鄭麥9032

鄭麥9032為河南省農業科學院小麥所研究員許為鋼博士主持選育的強筋優質小麥新品種，2001年通過河南省、湖北省品種審定，2002年通過安徽省、江蘇省品種審定。該品種參加過黃淮麥區南片國家區域試驗、長江中下游麥區國家區域試驗，并于2002年秋播升入這2個國家區域試驗的生產試驗，其種植面積位居我國當前優質小麥品種種植面積第1位。

鄭麥9023弱春性，幼苗偏直立，葉色深綠，葉片寬大，苗壯，分蘗力中等，成穗率較高，一般成穗525萬株/hm2左右。株型緊湊，通風透光性好，株高80～85 cm，莖稈粗壯彈性好，抗倒伏能力強，穗紡形，結實性較好，每穗結實30～35粒。長芒，白殼，籽粒白色、角質，千粒重45～47 g，飽滿度好，商品性佳。灌漿快，晚播早熟，成熟期較豫麥18早3 d左右，穗層整齊，后期熟相好。

經農業部質量監督檢驗測試機構品質測試，角質率超過90%，粗蛋白質含量15.2%，濕面筋含量35.7%，沉降值55.2 mL，面團形成時間10.5 min，面團穩定時間19.9 min，品質指標超過國標強筋優質小麥品種1級標準，特別是面筋強度較高，具有較高的制粉附加值。綜合抗性較好，耐漬性強，耐肥抗倒。經河南省農業科學院植保所和陜西農業科學院植保所鑒定，高抗赤霉病，屬抗擴展類型，高抗梭條花葉病毒病，中抗葉枯病、葉銹病，條銹病，紋枯病輕。