氮肥運籌對不同種植方式冬小麥群體結構及產量的影響＊

馮變娥，張鳳潔，喬俊芳，范晉波，荀 潔，董 琦，王愛萍

(山西農業大學農學院，山西 太谷030801)

氮素是小麥整個生育期生長所需的元素，土壤中缺乏氮素，根系供給地上部的氮素量會明顯降低，從而影響小麥氮素生理代謝過程及根、莖、葉、穗、粒等器官的建成［1］。氮肥合理運籌是實現小麥高產優質的重要措施之一［2，3］。關于氮肥施用不同時期、不同追施比例及施用量對小麥產量的影響，前人進行了大量的研究。陸成彬等［4-6］的研究表明拔節期追施氮肥有利于小麥群體生長和產量的提高。適當的氮肥施用比例可使莖蘗數和成穗率增加，有利于協調群體與個體矛盾，形成合理的群體結構，從而提高產量［5，7-9］。基追比例過大時，不能滿足高產小麥品種中后期植株對氮素的吸收、運轉和分配，無效分蘗增多，導致后期脫肥［10］。姜麗娜［6］等報道施氮總量為270 kg/hm2，拔節期基追比為3∶7時小麥獲得高產。陸成彬［4］等研究結果顯示總施氮量165 kg/hm2情況下，以基追比4∶6且拔節期追施有利于提高小麥產量、改善籽粒品質，獲得最高產量。總之，適當提高氮素水平能增加小麥籽粒產量，過高的氮素水平可能導致籽粒產量下降［11］。

有關氮肥運籌和群體質量方面的研究大多集中在常規種植上。種植行距會影響小麥植株干物質積累量及其在各器官中的分配比例［12］，董琦［13］等人采用窄行稀條播的新型栽培技術進行試驗，結果表明通過縮小行距擴大株距能夠使小麥個體生長空間擴大，促使單株充分的生長，使個體生長與群體發展達成協調統一。本課題在此實驗結果的基礎上，進一步研究晉中地區不同氮肥追施比例對窄行稀條播冬小麥群體性狀和產量的影響，旨在為新型栽培技術下晉中冬小麥氮肥合理利用提供一定的理論依據。

1 材料與方法

1．1 試驗時間、地點與土壤條件

試驗于2012-2013年在山西農業大學生態樓試驗田進行(東經:112°32'，北緯:37°12')。該區屬暖溫帶大陸性氣候，海拔782．6米，年降水量480 mm，主要分布在6-9月份，年平均氣溫8．02℃，無霜期180 d。2012-2013年小麥季生育期降水量為173．3 mm，試驗地為壤土，播前0-20 cm土壤有機質含量11．2 g/kg，全氮含量0．76 g/kg，水解氮95．32 mg/kg，速效磷43．23 mg/kg，速效鉀79．02 mg/kg，pH為8．2。

1．2 試驗設計及試驗方法

試驗供試品種為多穗型山農9801，此品種為山西農業大學農學院培育。設置窄行稀條播(B2:行距為10 cm)和常規條播(B1:行距為20 cm)兩個栽培模式，采取隨機區組設計，小區面積4 m×5 m，重復3次。10月中旬播種，田間基本苗450萬株/hm2。總的施氮量為N 300 kg/hm2，基追比例設為10:0(CK);7∶3(C1);5∶5(C2);3∶7(C3)四個水平。氮肥為尿素(含N46%)，磷肥為過磷酸鈣(含P2O517%)，鉀肥為速效鉀。播前底施P2O5170．0 kg/hm2，K2O 178．0 kg/hm2，基施氮肥與底施磷肥、鉀肥均勻撒入小區后翻于地下，拔節期追施肥按試驗設計于次年4月17日開溝施入并覆土。其他田間管理與當地常規管理相同，6月15日收割。試驗數據采用Excel統計，并用DPS7．05等軟件進行處理分析。

1．3 田間取樣和測定項目、方法

于齊苗后，每小區固定樣點定期調查田間莖蘗數。拔節期每小區隨機取小麥20株，采用常規方法測定株高、黃葉數、綠葉數、旗葉長寬、次生根數、節間長度及穗數、穗長等形態指標。分別在越冬、返青、拔節期、孕穗期、灌漿期選取行長1 m且長勢一致的兩行區定點調查總莖數。

產量構成:收獲前，每小區選2個有代表性的1．0 m2調查成穗數，另取10株進行室內考種，調查穗粒數、有效穗數、穗長。

千粒重:晾干后數500粒稱重，換算成千粒重，5次重復(重復問相差≤0．5g)［7］。

產量測定:取測產行單打單收計算單位面積產量。

2 結果與分析

2．1 氮肥運籌對拔節期小麥群體形態指標的影響

由表1可看出，窄行稀條播(B2)小麥的株高、次生根數、旗葉面積、綠葉數、第3和第5節間均比常規種植(B1)大，第1、2、4節間比B1小;不同氮肥處理下B1、B2各指標的變化差異不同。整體看來常規播種受氮肥追施比例的影響變化不是很顯著，小麥株高、次生根數在C1處理達最大，旗葉面積、綠葉數在C2處理時最大，黃葉數C1時最小。

窄行稀條播小麥拔節期株高、次生根數、綠葉數、旗葉面積在不同的氮肥基追比例下呈現一定的變化規律，隨基追比例的減小(CK＞C1＞C2＞C3)整體趨勢表現為先增加后減小的趨勢，其中均以C1處理時最高;前4個節間長度分別和株高指標的變化規律一致，第5節間在CK最大，依次減少。兩種播種方式下，黃葉數和綠葉數的變化規律基本呈負相關，B2處理黃葉數隨基追比例的減小呈先減小后增加的趨勢，C1處理時最低，為3．33，綠葉數則在C1處理時達最大值7．67。B2次生根數及綠葉數C1較其余處理差異達極顯著，C1旗葉面積較CK、C3差異達極顯著，株高、黃葉數、第1、2、3節間長在各處理之間均未表現出極顯著差異。適當的基追肥比例可以增加小麥株高、旗葉面積，減少黃葉數，提高植物光合總面積，其中對窄行稀條播種植模式影響較明顯。

表1 不同施氮處理對小麥拔節期群體形態指標的影響Tab．1 Effects of nitrogen operation on group morphological parameter of winter wheat duri ng shooting phase

注:同一處理欄中不同大、小字母分別表示差異達1%、5%顯著水平;下同。Note:Different capital，lowercase letters in the same treatment items mean significant at 1%，5%level，the same below．

2．2 氮肥運籌對群體葉面積指數(LAI)的影響

葉面積指數是葉片總面積與所占土地面積的比值。對群體葉面積指數LAI分析表明(圖1)，各生育期(除抽穗期)B2 CK的LAI值均大于B1 CK的LAI值，說明窄行稀條播種植能夠提高小麥群體葉面積指數。B1種植LAI隨生育期的推進呈單峰曲線變化，越冬期最低、孕穗期達最高;越冬、返青期LAI的變化規律為:CK＞C1＞C2＞C3，拔節期追施后，CK增長緩慢，C1、C2、C3的LAI快速增長至孕穗期，孕穗期C1達最大值，各處理在抽穗期均快速降低，C1為最高值。

B2種植4個處理LAI曲線隨生育期變化呈單峰形狀，孕穗期達到最大;追施前LAI變化規律和常規播種一致，即隨底肥施量的增多LAI不斷升高。拔節追施后，C3 LAI快速升高，增長幅度最大為149．4%，C2、C1增長幅度分別為92．9%、74．5%，CK增幅最緩為24．5%。拔節期后C1、C2、C3的LAI均大于全部基施。孕穗期C1、C2 LAI較高，CK最低;抽穗期C1葉面積指數最高為3．82，CK最低僅為2．14。孕穗期到抽穗期群體葉面積系數均降低，CK降幅最大，其余降幅為C2＞C1＞C3，說明追施氮肥可以使B2小麥后期保持較高的LAI，從而制造充足的營養物質以保證后期的生殖生長。總之，B1、B2返青到拔節期C1、C2、C3增幅明顯，說明一定量追施對拔節期葉面積指數的增加有很大影響;最終抽穗期C1維持較高水平LAI值，C2、C3 LAI值較低，說明過量的追施反而影響了群體葉面積指數。

圖1 不同氮肥運籌對群體葉面積指數的影響Fig．1 Leaf area index dynamics under different nitrogen management

2．3 氮肥運籌對群體總莖數的影響

由圖2可見，窄行稀條播下各生育期群體總莖數多于常規種植的總莖數，單株平均成穗數由1．32個增加至1．51個。兩種種植方式在越冬、返青期的總莖數均表現為:CK＞C1＞C2＞C3，CK和C3之間差異達極顯著，C1、C2在返青期差異不顯著。拔節期追肥后B1群體總莖數及單株成穗均隨基追比例的減小先增加后減小，各生育期均在C1處理最大，且較CK差異達極顯著。B2播種追肥后群體總莖數、單株成穗數和B1變化規律一致，各生育期在C1處理最大，C3處理最小;拔節、孕穗、灌漿期C1處理群體總莖數與其余處理比較，差異達極顯著。B2除返青期外的各生育期，C1、C2、C3處理間群體總莖數呈顯著性差異。說明拔節期適當追施氮肥能夠顯著增加小麥群體總莖數，對窄行稀條播的影響較大，且不同基追比例導致總莖數差異明顯，整體分析得出C1(基追比7∶3)處理最好。

圖2 不同氮肥運籌對小麥群體總莖數的影響Fig．2 Tillering dynamics under different nitrogen management

2．4 氮肥運籌對產量構成因素的影響

成穗數，穗粒數及千粒重構成小麥產量的三要素。表2說明，窄行稀條播能夠提高小麥的穗長、成穗數、穗粒數及實際產量。B1播種各要素整體表現出C1、C2較高，CK、C3較低;實際產量在C1達到最大值，為6835．7 kg·hm-2。B2處理各要素均隨基追比例減小呈先增加后減小的趨勢，除穗粒數C2處理最高外，其余均在C1處理最高:穗長為7．50 cm，成穗數為每公頃767．1萬，千粒重為45．37 g，實際產量為每公頃7801．3 kg。B2播種C1處理的穗粒數、千粒重及產量較其余3個處理差異達極顯著，C1處理的成穗數及穗長較CK處理存在顯著差異。說明拔節期適當追施氮肥可以通過增加穗長、穗粒數及有效穗數來增產，窄行稀條播產量構成因素提高的較為顯著。總之，C1處理能夠顯著提高B1、B2兩種播種方式的實際產量，且B2產量的提高幅度大于B1種植產量。

表2 在拔節期不同處理對小麥產量構成因素的影響Tab．2 The yield and yield components factor under different nitrogen management

3 結論與討論

作物群體是農業研究的重要對象，根據明確的群體生長動態指標，農業生產可以及時制定合理的管理措施。針對晉中晚熟冬麥區小麥生長發育的特點，有些研究者提出采用窄行稀條播方式，通過大幅度縮小行距(減半處理)同時播量不變，建立群體大、個體壯、穗數多、千粒重高的適合本地區小麥生產的新型栽培體系［13，14］。本研究表明窄行稀條播明顯促進了小麥生長發育，顯著提高了實際產量。這與董琦［13］、田森林［15］等人研究結果一致。

氮素是影響小麥群體結構和產量的重要因素，合理施氮是改善小麥群體質量的主要途徑［8］。不同的生態環境、土壤肥力和品種的適宜施氮量、施氮比例不同。本研究結果表明，在施氮總量為300 kg/hm2，基追比例7∶3時，各生育期的小麥群體總莖蘗數均達到最大值，拔節期旗葉面積、株高、次生根數等群體形態指標顯著提高，尤其對窄行稀條播種植方式影響更為顯著。由此可見，在施氮量充分的情況下，采取"氮肥后移"，且在拔節期施用對小麥生長影響較為明顯，這與陸成彬等［4］、劉強［16］等的研究結果相符。氮肥底施能夠維持小麥正常生長至拔節期，拔節期以后隨著生育進程的推進，植株對氮肥的需求量逐漸增加，及時追施適量氮肥不僅適用于常規播種，而且適用于窄行稀條播這樣的新型栽培體系。

葉面積是小麥光合產物的主要供給源，適宜的葉面積指數是小麥群體光能利用狀況的基礎指標［17］，因此LAI的合理動態變化是小麥高產栽培的重要因素之一。關于小麥LAI的研究較多，安強等［18］研究表明不同生育時期的LAI均與群體總莖數、株高呈極顯著正相關。陸增根等［8］、吳中偉等［19］認為拔節后LAI隨施氮量的增加而變高，孕穗期及花后LAI則與產量呈顯著正相關。本研究表明:越冬到返青期群體LAI值隨基肥量的增多而增大，返青到拔節期則隨追肥量的增多而增大，至孕穗期最大，抽穗期LAI不斷減小，以C1最高。生長后期進行一定比例的追氮有利于保持花后較高的光合面積。這與吳中偉等［19］、楊猛等［20］研究部分結果一致。

本研究表明，拔節期追施氮肥C1處理對產量影響極為顯著，C2、C3產量依次降低。氮肥是促控小麥生長發育、協調產量構成因子的重要因素之一。研究表明，氮素營養缺失會顯著降低穗粒數，隨施氮量的增加，產量構成因子均顯著增加，施氮量到達一定水平后，這些指標隨即開始下降［21］。尤其體現在基施方面，較高的氮肥基施量有利于提高小麥的分蘗成穗數，但基施過多容易導致群體無效分蘗增多，后期易倒伏、病蟲害多發，同時延緩植株衰老進程，不利于營養器官的碳水化合物和氮素向小麥籽粒轉移，最終導致籽粒減產和蛋白質含量降低［22］。朱新開等［23］試驗結果表明，氮肥后移不僅能夠滿足小麥第二個吸肥高峰期(拔節至開花期)的需要;而且能有效提高植株后期對氮的吸收及轉運，增加植株干物質合成及向籽粒運轉的效率，從而實現籽粒產量的提高。拔節后4-38 d是植株干物質快速積累的關鍵階段［24］，拔節期初始追施氮肥可以滿足干物質快速積累的養分需求，利于干物質轉運及籽粒增重，但追氮比例過大會導致花后干物質向籽粒的轉運率降低，不利于提高產量。

綜上所述，施氮總量為300 kg/hm2時，基追比7∶3對窄行稀條播小麥生長的促控效應最明顯，顯著提高小麥實際產量，因此可考慮農業生產中在拔節期追施適當氮肥。

［1］ 黃迪，張佳寶，張叢志，等．大氣濕度與氮肥水平對冬小麥形態建成及水分利用效率的影響［J］．中國生態農業學報，2011，19(2):253-257．HUANG Di，ZHANG Jiabao，ZHANG Congzhi，et al．Effect of atmospheric humidity and nitrogen level on the formation and water use efficiency of winter wheat［J］．Chinese Journal of Eco-Agriculture，2011，19(2):253-257．

［2］ USMAN K，KHAN E A，KHAN N，et al．Effect of tillage and nitrogen on wheat production，economics，and soil fertility in rice-wheat cropping system［J］．American Journal of Plant Sciences，2013，4(1):17-25．

［3］ ABAD A，MICHELENA A，LLOVERAS J．Effects of nitrogen supply on wheat and on soil nitrate［J］．Agronomy for Sustainable Development，2005，25(4):439-446．

［4］ 陸成彬，張伯橋，高德榮，等．施氮量與追肥時期對弱筋小麥揚麥9號產量和品質的影響［J］．揚州大學學報(農業與生命科學版)，2006，27(3):62-64．LU Chengbin，ZHANG Boqiao，GAO Derong，et al．Effect of nitrogen application rate and topdressing stage on grain yield and guality of weak-gluten wheat［J］．Journal of Yangzhou University(Agricultural and Life Science Edition)，2006，27(3):62-64．

［5］ 朱統泉，袁永剛，曹建成，等．不同施氮方式對強筋小麥群體及產量和品質的影響［J］．麥類作物學報，2006，26(1):150-152．ZHU Tongquan，YUAN Yonggang，CAO Jiancheng，et al．Effect of the different nitrogen application methods on population，yeild and quality of strong gluten wheat［J］．Journal of Triticeae Crops，2006，26(1):150-152．

［6］ 姜麗娜，鄭冬云，王言景，等．氮肥施用時期及基追比對豫中地區小麥葉片生理及產量的影響［J］．麥類作物學報，2010，30(1):149-153．JIANG Lina，ZHENG Dongyun，WANG Yanjing，et al．Effects of application time and basal/topdressing ratio of nitrogen fertilizer on leaf physiology and grain yield of wheat in central henan［J］．Journal of Triticeae Crops，2010，30(1):149-153．

［7］ 張定一，黨建友，王姣愛，等．施氮量對不同品質類型小麥產量、品質和旗葉光合作用的調節效應［J］．植物營養與肥料學報，2007，13(4):535-542．ZHANG Dingyi，DANG Jianyou，WANG Jiaoai，et al．Regulative effect of nitrogen fertilization on grain yield，quality and photosynthesis of flag leaves in different wheat varieties［J］．Plant Nutrition and Fertilizer science，2007，13(4):535-542．

［8］ 陸增根，戴廷波，姜東，等．氮肥運籌對弱筋小麥群體指標與產量和品質形成的影響［J］．作物學報，2007，33(4):590-597．LU Zenggen，DAI Tingbo，JIANG Dong，et al．Effects of nitrogen strategies on population quality index and grain yield and quality in weak-gluten wheat［J］．Acta Agronomica Sinica，2007，33(4):590-597．

［9］ 尹建義，董全才，易杰忠，等．氮肥運籌對小麥產量及品質的效應研究［J］．作物雜志，2006，(3):64-66．YIN Jianyi，DONGQuancai，YIJiezhong，et al．Effects of nitrogen operation on production and quality of wheat［J］．Crops，2006，(3):64-66．

［10］ 劉學軍，趙紫娟，巨曉棠，等．基施氮肥對冬小麥產量、氮肥利用率及氮平衡的影響［J］．生態學報，2002，22(7):1122-1128．LIU Xuejun，ZHAO Zijuan，JU Xiaotang，et al．Effect of N application as basal fertilizer on grain yield of winter wheat，fertilizer N recovery and N Balance［J］．Acta Ecologica Sinica，2002，22(7):1122-1128．

［11］ 王月福，姜東，于振文，等．氮素水平對小麥籽粒產量和蛋白質含量的影響及其生理基礎［J］．中國農業科學，2003，36(5):513-520．WANG Yuefu，JIANG Dong，YU Zhenwen，et al．Effects of nitrogen rates on grain yield and protein content of wheat and its physiological basis［J］．Scientia Agricultura Sinica，2003，36(5):513-520．

［12］ 張鳳潔，郭歡，馮變娥，等．窄行稀條播對小麥干物質積累及運轉的影響［J］．山西農業科學，2014，42(2):123-125．ZHANG Fengjie，GUO Huan，FENG Bian’e，et al．Study on accumulation and translation of dry matter in winter wheat under narrow row sparse drilling［J］．Journal of Shanxi Agricultural Sciences，2014，42(2):123-125．

［13］ 董琦，閻曉光，梁素明，等．窄行稀條播對小麥生長發育的影響［J］．山西農業科學，2008，36(12):25-26．DONG Qi，YAN Xiaoguang，LIANG Suming，et al．Study on growth and development of winter wheat under narrow line sparse distribution［J］．Journal of Shanxi Agricultural Sciences，2008，36(12):25-26．

［14］ 張東旭，董琦，高志強，等．不同行距配置對小麥產量及產量構成因素的影響［J］．安徽農業科學，2007，35(18):5379-5381．ZHANG Dongxu，DONG Qi，GAO Zhiqiang，et al．Effect of the different row spacing on wheat yield and its constructed component［J］．Journal of Anhui Agricultural Sciences，2007，35(18):5379-5381．

［15］ 田森林，李慧明，白文斌．晉中晚熟冬小麥“窄行稀條播”的群體質量和產量效應［J］．麥類作物學報，2012，32(6):1107-1110．TIAN Shenlin，LI Huiming，BAI Wenbin．Effects of the“narrow spaced sparse drilling”planting technique on the population and yield of winter wheat in mid-Shanxi late-maturing winter wheat region［J］．Journal of Triticeae Crops，2012，32(6):1107-1110．

［16］ 劉強，葛鑫，于松溪，等．氮肥運籌對強筋小麥濟南17群體結構和產量的影響［J］．耕作與栽培，2003，(5):7-9，12．LIU Qiang，Ge Xin，Yu Songxi，et al．The effect of nitrogen application on the population structure and yield of Jinan17 which is strong gluten wheat［J］．Tillage and Cultivation，2003，(5):7-9，12．

［17］ 凌啟鴻．作物群體質量［M］．上海:上海科學技術出版社，2000，223．LING Qihong．Crop population quality［M］．Shanghai:Shanghai Science and Technology Press，2000，223．

［18］ 安強，李宏偉，李春蓮．小麥葉面積指數的遺傳變異及其影響因素與產量的關系［J］．西北農業學報，2011，20(12):46-53．AN Qiang，LI Hongwei，LI Chunlian．The genetic variation of LAI and the relationship between its influence factors and yield in wheat(Triticum aestivum)［J］．Acta Agriculturae Borealioccidentalis Sinica，2011，20(12):46-53．

［19］ 吳中偉，樊高瓊，王秀芳，等．氮肥運籌對四川丘陵區機播套作小麥群體質量及產量的影響［J］．植物營養與肥料學報，2012，8(1):18-26．WU Zhongwei，FAN Gaoqiong，WANG Xiufang，et al．Effects of nitrogen strategies on population quality and grain yield of mechanical sowing wheat under intercropping condition in Sichuan Hilly Areas［J］．Plant Nutrition and Fertilizer Science，2012，8(1):18-26．

［20］ 楊猛，莊文鋒，李晶，等．氮肥運籌對春小麥旗葉衰老特性的影響［J］．中國土壤與肥料，2011，(4):17-21．YANG Meng，ZHUANG Wenfeng，LIJing，et al．Effects of nitrogen application on spring wheat’s flag senescence［J］．Soil and Fertilizer Sciences in China，2011，(4):17-21．

［21］ 王瑞軍，李世清，伍維模，等．半濕潤區農田生態系統氮肥對不同基因型冬小麥產量構成的影響［J］．中國生態農業學報，2006，14(4):89-93．WANG Ruijun，LI Shiqing，WU Weimo，et al．Effects of nitrogen fertilizer on yield components of different geno-typic winter wheat in sub-humid farmland ecologic system［J］．Chinese Journal of Eco-Agriculture，2006，14(4):89-93．

［22］ 王小燕，于振文．不同施氮量條件下灌溉量對小麥氮素吸收轉運和分配的影響［J］．中國農業科學，2008，4l(10):3015-3024．WANG Xiaoyan，YU Zhenwen．Effect of irrigation rate on absorption and translocation of nitrogen under different nitrogen fertilizer rate in wheat［J］．Scientia Agricultura Sinica，2008，4l(10):3015-3024．

［23］ 朱新開，郭凱泉，郭文善，等．氮肥運籌比例對稻田套播強筋小麥子粒品質和產量的影響［J］．植物營養與肥料學報，2010，16(3):515-521．ZHU Xinkai，GUO Kaiquan，GUO Wenshan，et al．Effects of nitrogen fertilization on grain quality and yield of strong-gluten wheat interplanted with rice［J］．Plant Nutrition and Fertilizer Science，2010，16(3):515-521．

［24］ 馬迎輝，王玲敏，黃玉芳，等．氮肥運籌對冬小麥干物質累積、產量及氮素吸收利用的影響［J］．華北農學報，2013，28(1):187-192．MA Yinghui，WANG Lingmin，HUANG Yufang，et al．Effect of nitrogen application on dry matter accumulation，yield and nitrogen utiIization emciency of winter wheat［J］．Acta Agriculturae Boreali-Sinica，2013，28(1):187-192．