宋勤璟,賈永紅,張金汕,劉孝成,吳薇,李玉龍,溫浩然,石書兵
(1. 新疆農業大學農學院,烏魯木齊 830052;2. 新疆農業科學院土地所/奇臺麥類試驗站,新疆奇臺 831800)
?
施磷量對春小麥干物質積累、分配及產量的影響
宋勤璟1,賈永紅2,張金汕1,劉孝成1,吳薇1,李玉龍1,溫浩然1,石書兵1
(1. 新疆農業大學農學院,烏魯木齊 830052;2. 新疆農業科學院土地所/奇臺麥類試驗站,新疆奇臺 831800)
【目的】研究施磷量對春小麥干物質積累、分配及產量的影響,為生產中磷肥合理施用提供依據。【方法】采用裂區試驗設計,以春小麥新春26號(A1)、新春34號(A2)為主區,施磷量為副區,共五個水平,分別為0(P0)、45(P1)、90(P2)、135(P3)、180(P4)kg/hm2。【結果】施磷量對春小麥各器官干物質積累量、干物質積累總量、成熟期干物質在各器官中的分配率、花后干物質對籽粒貢獻率及花前干物質轉移率、籽粒產量及產量構成因素影響極顯著(P<0.01);品種間花期、成熟期干重、花后干物質對籽粒貢獻率、莖和穎殼干物質分配率、總干物質、籽粒產量、主穗長有極顯著性差異(P<0.01)。隨施磷量的增加,小麥總干物質積累表現為先快后慢的遞增趨勢;而穗粒數、千粒重和籽粒產量均表現為一定范圍內隨施磷量的增加而增加,超過一定范圍則反之;且施磷量與籽粒產量及干物質積累總量間表現為正相關關系,相關系數分別為0.920、0.969,籽粒產量與干物質積累總量間也表現為正相關關系,相關系數為0.941;各器官花后干物質分配比例表現為:籽粒>莖>穎殼>葉片>葉鞘。【結論】在一定范圍(0~135 kg/hm2)內增施磷肥可提高春小麥籽粒分配率及后期的光合能力,實現增產,且磷肥最佳施用量為135 kg/hm2。
春小麥;施磷量;干物質;產量
【研究意義】小麥是我國主要的糧食作物之一[1],小麥生產在糧食作物生產中占有舉足輕重的地位。農作物獲得高產是建立在土壤肥力適宜,不同生長階段氮、磷、鉀等各種元素供給平衡基礎之上的,而磷素不僅是植物養份供給“三要素”中的第二大元素,還是酶及核酸的重要組成部分[2],且對作物的產量有很大的影響;因此研究磷素與小麥產量間的關系有重要的現實意義。【前人研究進展】研究表明,磷肥對春小麥產量與植株性狀有顯著影響[3],小麥產量與拔節后干物質積累關系密切,尤其是與花后干物質積累呈顯著相關[4],。孟新偉[5]研究發現,春小麥吸收磷主要在拔節孕穗期,但早期的磷營養對于植株根系的生長極為重要。Black[6]研究表明,磷肥可以顯著增加分孽與次生根數,增強小麥根系的吸收能力,增加小麥的產量及抗寒性。沈強云等[7]研究表明,在低磷土壤上,磷肥施量對春小麥增產效果極顯著,磷肥施量在0~240 kg/hm2有顯著的投入產出效益。【本研究切入點】關于小麥干物質積累、轉運及產量方面的研究,前人主要在常規施肥條件下開展[8-10],而將施用磷肥與品種結合起來進行的研究鮮見報道。研究以兩個春小麥品種為供試材料,比較分析不同施磷水平下滴灌春小麥植株干物質積累、轉運和產量形成的規律。【擬解決的關鍵問題】研究不同施磷水平對春小麥光合產物的積累與分配、春小麥產量及產量構成因素的影響,探討磷肥施量與小麥產量間的變化關系,研究最佳的磷肥施用量,為滴灌春小麥合理施肥提供依據。
1.1 材 料
試驗在新疆農業科學院奇臺麥類試驗站進行,播期為2015年4月10日,人工條播,小區面積2 m×5 m=10 m2,播深4~5 cm,基本苗525×104株/hm2。試驗區0~30 cm土層有機質含量為21.34 g/kg,全氮2.36 g/kg,堿解氮8.32×102g/kg,速效磷 1.04×102g/kg,速效鉀21.84×102g/kg。供試土壤地力均勻一致,前茬作物為蕎麥。
1.2 方 法
1.2.1 試驗設計
試驗采用二因素裂區試驗設計,品種為主區,分別為新春26號(A1)、新春34號(A2),磷肥(P2O5)施用量為副區,分別為P0(0 kg/hm2),P1(45 kg/hm2),P2(90 kg/hm2),P3(135 kg/hm2),P4(180 kg/hm2),三次重復。磷肥施用磷酸一銨,施肥方式為基肥(70 %)+拔節肥(30 %),氮肥(尿素)施用量固定為142.5 kg/hm2。試驗地四周設置保護行。灌溉方式為滴灌,灌水及其他管理措施與大田一致。
1.2.2 測定項目
選取同一天開花的植株掛牌標記,分別于開花后0、5、10、15、20、25、30和35 d取樣,每次每小區選取15株,按莖稈、葉片、葉鞘、籽粒、穎殼等不同器官進行分樣處理,105℃殺青,80℃烘干至衡重,稱重法測定干物質。在春小麥成熟時期,在各小區實收4 m2測產。
1.2.3 干物質積累與轉移計算
計算方法參照文獻內容[11,12]:
花前干物質轉移量(kg/hm2) = 籽粒產量 - 花后積累量;
花后積累(kg/hm2) = 成熟期干重 - 開花期干重;
花后轉移干物質對籽粒的貢獻率(%) = 花后積累/籽粒產量×100%;
花前干物質轉移效率(%) = 花前干物質轉移量/開花期干重×100%。
1.3 數據統計
試驗數據采用Excel 2010進行整理,SPSS 19.0進行分析。
2.1 不同磷肥施用量對春小麥干物質積累動態的影響
2.1.1 不同磷肥施用量下春小麥葉片干物質積累動態
研究表明,在不同磷肥用量處理下,新春26號、新春34號春小麥花后葉片干物質積累動態變化基本一致,均呈現出先增高再降低的趨勢,在開花后0~5 d呈現上升趨勢,并在第5 d達到最大值,之后開始下降,且施磷量和開花天數相同時,施磷量對春小麥葉片干物質積累的影響達極顯著水平(P<0.01),不同品種間葉片干物質積累量差異顯著(P<0.05)。
在花后第5 d,兩品種的葉片干物質積累量均表現為P3、P4處理顯著高于其他處理,但兩處理間差異不顯著;在花后35 d,新春26號在P1、P2、P3、P4處理下葉片干物質積累量分別比對照顯著增高30.79%,52.53%,83.05%,82.46%;新春34號在施磷處理(P1~P4處理,下同)下葉片干物質積累量分別比對照顯著增高13.59%,24.19%,50.30%,49.45%;且兩品種P3、P4處理間差異均不顯著。這表明在一定范圍內(P1~P3)增施磷肥能夠提高小麥葉片干物質的積累,而過量的磷肥施用(P4)卻不能使葉片干物質繼續增加,且當磷肥施用量為P3時(135 kg/hm2)為最佳處理。圖1

圖1 不同磷肥施用量下春小麥花后葉片干物質積累動態
Fig.1 Dry matter amount in spring wheat leaf under different phosphate fertilizer
2.1.2 不同磷肥施用量下春小麥葉鞘干物質積累動態
研究表明,在相同施磷量和開花天數下,施磷量對春小麥葉鞘干物質積累影響顯著(P<0.01),但品種間無顯著性差異(P>0.05)。兩個春小麥品種葉鞘干物質積累變化均表現出先增大再減小的趨勢,在開花后第5 d達到最大值,此時兩品種干物質積累量均表現為P3、P4處理之間差異不顯著,但顯著高于其他各處理,且各施磷處理均顯著高于對照處理P0,這表明在一定范圍內增施磷肥能夠增加葉鞘中光合產物積累,過量施用則反之。花后35 d,P0~P4處理下新春26號葉鞘干物質積累量與花后0 d相比分別降低了35.76%、34.97%、37.17%、47.05%和46.38%,新春34號葉鞘干物質積累量與花后0 d相比分別降低了27.38%、28.17%、30.85%、40.97%和39.36%,這表明增施磷肥能夠促進葉鞘干物質向籽粒方向轉移。圖2

圖2 不同磷肥施用量下春小麥花后葉鞘干物質積累動態
Fig.2 Dry matter amount in spring wheat leaf sheath under different phosphate fertilizer
2.1.3 不同磷肥施用量下春小麥莖節干物質積累動態
研究表明,不同處理下兩品種莖節干物質的積累趨勢大致相同,均表現為先增高再降低的趨勢,在同一施磷量和開花天數下,施磷量對莖節干物質積累影響極顯著(P<0.01),且品種間差異顯著(P<0.05)。其中,新春26號呈現出雙峰變化曲線,分別于花后第10和20 d兩次達到高峰,而新春34號則呈現單峰變化曲線,只在花后第10 d達到高峰,這表明新春26號較新春34號有更強的中轉功能。比較兩個品種在各磷肥處理下的莖節干物質積累變化規律發現,P3、P4處理間差異不顯著,但均顯著高于其余各處理,且P1~P4處理均顯著高于對照,表明在一定范圍內增施磷肥有利于莖節干物質積累,過量則不會使積累繼續增加。圖3

圖3 不同磷肥施用量下春小麥花后莖節干物質積累動態
Fig.3 Dry matter amount in spring wheat stem under different phosphate fertilizer
2.1.4 不同磷肥施用量下春小麥籽粒干物質積累動態
在同一施磷量和開花天數下,施磷量對春小麥籽粒干物質積累有顯著影響(P<0.01),品種間在各處理下均有顯著性差異(P<0.01)。兩品種籽粒干物質積累變化趨勢大體相同,可大致劃分為四個階段,快增階段(5~10 d)、漸增階段(10~20 d)、快增階段(20~25 d)、緩增階段(25~35 d);其中在花后25 d,新春26號P1~P4處理下籽粒干物質積累量與對照相比,分別提升了16.11%、28.94%、36.43%和38.34%,新春34號則表現為分別顯著高于對照5.33%、27.19%、36.05%和33.54%;花后35 d,新春26號在P1~P4處理下籽粒干物質積累量分別顯著高于對照處理14.40%、29.11%、42.41%和40.58%;新春34號分別顯著高于對照處理15.72%、31.07%、49.92%和49.17%,且兩品種在花后25、35 d籽粒干物質積累量均表現為除P3、P4處理間差異不顯著外,其余各處理間均有顯著性差異,這說明在一定范圍內增施磷肥能夠提高春小麥籽粒灌漿率,增加籽粒干物質的積累;過量施用磷肥,籽粒干物質積累不再增加。圖4

圖4 不同磷肥施用量下春小麥花后籽粒干物質積累動態
Fig.4 Dry matter amount in spring wheat grain under different phosphate fertilizer
2.1.5 不同磷肥施用量下春小麥穎殼+穗軸干物質積累動態
研究表明,新春26號、新春34號春小麥穎殼+穗軸干物質積累量均呈現出先增大再降低的趨勢,分別在花后15、20 d干物質積累達到最大值,之后開始下降,這表明不同品種間干物質積累量達到峰值的時期不同,在同一施磷量和開花天數下,施磷量對穎殼+穗軸干物質積累影響顯著(P<0.01),但品種間除P3、P4處理下差異顯著(P<0.05)外,其余各處理間均無顯著性差異。花后15 d,新春26號在P1~P4處理下穎殼+穗軸的干物質積累量分別高于對照10.71%、12.25%、22.44%和21.08%;花后20 d,新春34號在P1~P4處理下穎殼+穗軸的干物質積累量與對照相比分別提高了3.43%、7.36%、19.04%和14.84%;這表明增施磷肥能夠促進穎殼+穗軸干物質的積累。圖5

圖5 不同磷肥施用量下春小麥花后穎殼+穗軸干物質積累動態
Fig.5 Dry matter amount in spring wheat glumes and spike stalks under different phosphate fertilizer
2.1.6 不同磷肥施用量下春小麥干物質總量積累動態
研究表明,在各磷肥處理下,新春26號、新春34號總干物質積累量均表現為先迅速增大再緩慢減小的趨勢,分別在花后25、20 d達到最大值,表現為:P3>P4>P2>P1>P0,之后開始下降,在同一施磷量和開花天數下,施磷量對春小麥干物質積累總量有顯著影響(P<0.01),但品種間差異不顯著(P>0.05);花后25 d,新春26號在P1~P4處理下干物質總量分別顯著高于對照12.93%、24.38%、32.61%和33.97%;新春34號在花后20 d,P1~P4處理下干物質總量與對照相比分別提高了7.93%、18.76%、33.53%和30.59%;這表明在一定范圍內增施磷肥能夠促進春小麥總干物質的積累,過量的增施磷肥不能使干物質繼續增加。圖6

圖6 不同磷肥施用量下春小麥花后干物質總量積累動態
Fig.6 Total amount of dry matter in spring wheat under different phosphate fertilizer
2.2 不同磷肥施用量下春小麥花后干物質的轉運及分配
2.2.1 不同磷肥施用量下春小麥花后干物質的轉運
研究表明,施磷量對春小麥花期干重、成熟期干重、籽粒產量、花后干物質對籽粒貢獻率及花前干物質轉移率影響極顯著(P<0.01),且品種間除成熟期干重和花前干物質轉移量外其余各指標間均有極顯著性差異(P<0.01);品種與施磷量間的互作效應除了對花前干物質轉移量、花前干物質轉移率影響不顯著外(P>0.05),對其他各指標均有極顯著性影響(P<0.01)。兩品種間花后干物質積累量、籽粒產量、花后干物質對籽粒的貢獻率差異顯著,且均表現為P3>P4>P2>P1>P0;其中,新春26號在P1~P4處理下花后干物質對籽粒的貢獻率分別達到54.79%、58.79%、61.48%和61.38%,顯著高于對照23.85%、32.89%、38.97%和38.74%,而新春34號在P1~P4處理下花后干物質對籽粒的貢獻率分別為48.76%、51.94%、57.31%和56.99%,分別顯著高于對照34.88%、43.68%、58.53%和57.65%,且除P3、P4處理間差異不顯著外,其余各施磷處理間均差異顯著;說明在一定范圍內增施磷肥能夠提升春小麥開花后干物質的積累量,促進花后干物質向籽粒的轉運,進而提升籽粒產量,但施用過量磷肥不會促進花后干物質和籽粒產量的持續增高。表1
表1 不同磷肥施用量下春小麥的干物質積累與運轉狀況
Table 1 Translocation characteristics and accumulation of dry matter in spring wheat under different phosphate fertilizer

品種Variety處理Treatment開花期干重Biomassbeforeanthesis(kg/hm2)成熟期干重Biomassatmaturity(kg/hm2)花后積累Accumulatedamountafteranthesis(kg/hm2)籽粒產量Grainyield(kg/hm2)花后干物質對籽粒貢獻率Contributerateafteranthesis(%)花前干物質轉移量Translocationamount(kg/hm2)花前干物質轉移率Translocationrate(%)A1P0709943dD911289dD201346dD455195dD4424dC253849aA3576aAP1733418cC1018698cC285280cC520753cC5479cB235473aA3210bBP2772538bB1117972bB345434bB587725bB5879bA242291aA3135bBP3795999aA1191486aA398487aA648249aA6148aA249762aA3149bBP4790775aAB1183436aA392662aA639900aA6138aA247238aA3125bBA2P0768616dD913466dD144850dD400736dD3615dD255886aA3329aAP1782232cC1008345cC226113cC463739cC4876cC237626aA3038bBCP2825977bB1098799bB272822bB525253bB5194bB252431aA3056bBP3863025aA1207326aA344301aA600786aA5731aA256485bB2972cCP4862835aA1203487aA340652aA597781aA5699aA257129aA2980cBC
注:小寫字母表示在5%水平上存在差異;大寫字母表示在1%水平上存在極顯著差異,下同
Note:The small and capital letters mean difference significant to 0.05 and 0.01 levels,respectively. The same as below
2.2.2 不同磷肥施用量下春小麥各器官花后干物質的分配
研究表明,施磷量對春小麥莖、葉鞘、葉片、籽粒、穎殼花后干物質的分配率有顯著影響(P<0.01),品種間除莖和穎殼干物質分配率有顯著性差異外(P<0.01),其余器官差異均不顯著(P>0.05),且品種與施磷量的互作效應除了對籽粒分配率、穎殼分配率有顯著性影響外(P<0.05),對莖節、葉鞘、葉片分配率影響不顯著(P>0.05)。不同磷肥施用量下,兩小麥品種各器官花后干物質向各器官分配總體趨勢表現為:籽粒>莖>穎殼>葉片>葉鞘,說明籽粒和莖節干物質量占干物質總量的比例大于其他器官;其中,新春26號在P1~P4處理下,莖節干物質分配率與對照相比分別提高了8.58%、12.81%、16.80%和16.43%,籽粒干物質分配率則分別顯著高于對照2.34%、5.25%、8.93%和8.25%,新春34號莖節干物質分配率則分別顯著高于對照5.65%、5.99%、16.52%和11.47%,籽粒干物質分配率則表現為分別高于對照4.83%、8.96%、13.43%和13.22%,且在兩品種籽粒和莖節干物質分配率在P3、P4處理下差異不顯著,但均顯著高于其他各處理;葉鞘與穎殼的分配率均隨著磷肥施用量的增加而表現為減少趨勢。這說明增施磷肥能夠影響光合產物在各個器官中的分配比例,降低葉鞘、穎殼分配率,提高莖節、籽粒分配率,從而提高產量。表2
表2 春小麥成熟期干物質在不同器官中的分配(%)
Table 2 Dry matter partitioning in various organs in spring wheat at maturity stage

品種Variety處理Treat-ment莖節Stem葉鞘Sheath葉片Leaf籽粒Grain穎殼Spike干物質量Biomass(kg/hm2)分配率PR(%)干物質量Biomass(kg/hm2)分配率PR(%)干物質量Biomass(kg/hm2)分配率PR(%)干物質量Biomass(kg/hm2)分配率PR(%)干物質量Biomass(kg/hm2)分配率PR(%)A1P01486311631cC70260771aA54677600cC4551954995dC1797971973aAP11804111771bB78847774aA71513702bB5207535112cC1681871651bBP2205707184bAB83289745aAB83401746bAB5877255257bB1612121442cCP32269781905aA75183631bB100085840aA6482495441aA1432171202dDP42247351899aAB75267636bB99764843aA63995407aA1437881215dDA2P01647891804cB78649861aA81755895cB4007364387dD1866212043aAP11921911906bB84903842aA92869921bAB4637394599cC1746451732bBP22100901912bB89552815aAB101529924bAB5252534780bB1704241551cCP32537802102aA84996704bB1221811012aA6007864976aA1456041206dDP42420212011aA85087707bB1228761021aA59778149671aA1461031214dD
2.3 不同磷肥施用量對春小麥產量及產量構成因素的影響
研究表明,施磷量對干物質總量、籽粒產量、主穗長、結實小穗數、千粒重有顯著影響(P<0.01),但對收獲指數和穗粒數影響不顯著(P>0.05)。品種間總干物質、籽粒產量、主穗長差異顯著(P<0.01),且品種與施磷量的互作效應除了對干物質總量、籽粒產量與千粒重有極顯著影響外(P<0.01),對其他各因素影響不明顯。在各處理下,籽粒產量、收獲指數、結實小穗數、穗粒數、千粒重均表現為P3>P4>P2>P1>P0;在P1~P4處理下,新春26號籽粒產量分別顯著高于對照14.40%、29.11%、42.41%和40.58%,而新春34號籽粒產量分別顯著高于對照15.72%、31.07%、49.92%和49.17%,且新春26號與新春34號的穗粒數分別高于對照2.25%、7.42%、9.49%、9.18%和6.29%、7.60%、111.64%、0.48%,千粒重則表現為分別高于對照8.61%、18.94%、33.91%、32.21%和11.24%、18.65%、33.88%、33.46%;兩品種的籽粒產量、穗粒數、千粒重在P3、P4處理間差異不顯著,但均顯著高于其他各處理,且各施磷處理均顯著高于對照處理;說明在一定范圍內增施磷肥能夠增加小麥的穗粒數、千粒重和籽粒產量,從而提高產量,但過量施用磷肥不能使產量繼續提高。所以從經濟角度來看,磷肥最適施用量為P3(135 kg/hm2)。表3
2.4 磷肥施用量、籽粒產量、干物質積累總量之間相關性
研究表明,在不同施磷量下,小麥總干物質積累量表現為先迅速增大再緩慢增加的趨勢;施磷量與籽粒產量及干物質積累總量間、籽粒產量與干物質積累總量間均表現為正相關關系,相關系數分別為0.920、0.969和0.941。表4
表3 不同磷肥施用量下春小麥的產量及相關性狀
Table 3 Grain yield and relative characteristics of spring wheat under different use of Phosphate fertilizer

品種Variety處理Treatment總干物質Biomass(kg/hm2)籽粒產量Grainyield(kg/hm2)收獲指數Harvestindex(%)主穗長Spikesize(cm)結實小穗數Spikelet穗粒數Grainsperspike千粒重1000-grainweight(g)A1P0911289dD455195dD4995dD882139bA4140cC3949dDP11018698cC520753cC5112cC9121427bA4233cC4289cCP21117972bB587725bB5257bB9411582aA4447bB4697bBP31191486aA648249aA5441aA9531753aA4533aA5288aAP41183436aA639900aA5407aA991773aA4520aA5221aAA2P0913466dD400736dD4387dD9211573aA38133dD3861dDP11008345cC463739cC4599cC9881607aA4053cC4295cCP21098799bB525253bB4780bB10561647aA4103bB4581bBP31207326aA600786aA4976aA10751667aA4213aA5169aAP41203487aA597781aA4967aA11071680aA4257aA5153aA
表4 施磷量、籽粒產量、干物質積累總量間相關性
Table 4 The correlation analysis of Phosphate fertilizer use、Grain yield and Biomass at maturity

施磷量Phosphatefertilizeruse籽粒產量Grainyield(kg/hm2)干物質積累總量Biomassatmaturity(kg/hm2)施磷量 Phosphatefertilizeruse10920??0969??籽粒產量 Grainyield(kg/hm2)10941??干物質總量 Biomassatmaturity(kg/hm2)1
注:**表示在0.01水平上有顯著性差異(雙側)
Note:**Correlation is significant at the 0.01 level (2-tailed)
3.1 Dreccer等[4]研究發現,小麥產量與拔節后干物質積累關系密切,尤其是與花后干物質積累呈顯著相關;徐瑩等[13]研究表明,小麥籽粒形成于開花期至成熟階段,籽粒灌漿所需的物質主要來自于花后光合作用及花前臨時貯積于營養器官中的同化物在花后的再分配;王月福等[14]研究表明,小麥花后是其產量形成的關鍵時期;葉優良等[15]認為,較高的干物質積累是小麥高產的前提。研究表明,在一定范圍內增施磷肥能夠提升春小麥開花后干物質的積累量,促進花后干物質向籽粒的轉運,進而提升籽粒產量,但過量施用磷肥不會導致花后干物質和籽粒產量的持續增高,這與前人的研究結果基本一致。
3.2 小麥高產必須有一定的生物學產量基礎,提高花后葉、鞘、莖、穗部干物質積累量向籽粒運輸,有利于小麥高產。對于小麥成熟期干物質在不同器官分配比例大小的順序,胡延吉等[16]和陳樂梅等[17]研究認為:籽粒>莖>穗>葉鞘>葉片;劉旭歡等[18]研究認為:籽粒>莖>穎殼>葉片>葉鞘,試驗研究發現不同磷肥施用量下,兩小麥品種各器官花后干物質向各器官分配總體趨勢表現為:籽粒>莖>穎殼>葉片>葉鞘,且葉鞘與穎殼的分配率均隨著磷肥施用量的增加而表現為減少趨勢,說明增施磷肥能夠影響光合產物在各個器官中的分配比例,降低葉鞘、穎殼分配率,提高莖節、籽粒分配率,從而提高產量,這與前人研究結果基本一致。
3.3 劉洪峰等[19]發現,磷是組成植物細胞核酸的主要成分,能加速細胞分裂。李玉琴等[20]研究發現,磷肥使用過多易造成微量元素鐵、鋅、銅缺乏,導致產量降低。鄭洪艷等[21]研究發現,磷肥過量施用時千粒重和結實率的減低也可能是磷素對一些微量元素的活性有抑制作用的原因。李云祥等[22]研究發現,施用磷肥的增產效果及經濟效益顯著。張愛萍等[23]研究表明,合理施用磷肥(60~120 kg/hm2)能提高春小麥籽粒產量和生物量,當施磷量為120 kg/hm2,小麥籽粒產量最高,為6 215 kg/hm2。試驗發現在一定范圍內增施磷肥能夠增加小麥的穗粒數、千粒重和籽粒產量,從而提高產量,但過量施用磷肥不能使產量繼續提高,從經濟角度來看,磷肥最適施用量為P3(135 kg/hm2)。
4.1 在相同施磷量和開花天數下,施磷量對春小麥各器官干物質積累量、干物質積累總量、成熟期干物質在各器官中的分配率、花后干物質對籽粒貢獻率及花前干物質轉移率、籽粒產量及產量構成因素影響極顯著(P<0.01),品種間花期、成熟期干重、花后干物質對籽粒貢獻率、莖和穎殼干物質分配率、總干物質、籽粒產量、主穗長有極顯著性差異(P<0.01);葉片、莖節、籽粒干物質積累、穎殼+穗軸P3、P4處理下干物質積累,有顯著性差異(P<0.05),但葉鞘干物質積累、干物質積累總量、成熟期干重、花前干物質轉移量、葉、鞘、籽粒無顯著性差異(P>0.05)。
4.2 在一定范圍內(0~135 kg/hm2)增施磷肥能夠促進小麥各營養器官干物質的積累,提高春小麥籽粒灌漿率,促進花后干物質向籽粒的轉運,降低葉鞘、穎殼分配率,提高莖節、籽粒分配率,影響光合產物在各個器官中的分配比例,增加小麥的穗粒數、千粒重和籽粒產量,從而提高產量,但過量施用磷肥不再增加。因此,磷肥施用量為P3時(135 kg/hm2)為最佳施磷處理。
References)
[1] 王小明,王振峰,張新剛,等. 不同施氮量對高產小麥莖蘗消長、花后干物質積累和產量的影響[J]. 西北農業學報,2013,(5):1-8.
WANG Xiao-ming, WANG Zhen-feng, ZHANG Xin-gang, et al. (2013). Effects of nitrogen application rate on tillering, post-anthesis dry matter accumulation and yield in high-yielding wheat [J].ActaAgricultureBoreali-OccidentalisSinica, 22(6):1-8. (in Chinese)
[2]Taiz L, Zeiger E.(2006).PlantPhysiology. 4 th ed. Massachusetts:Sinauer Associates Inc Pu blishers: 125-220.
[3] 寧夏農業研究所土壤組. 春小麥磷肥肥效試驗[J]. 寧夏農業科技, 1978,(1):22-25.
Soil Groups of Ningxia Agricultural Institute. (1978). Spring wheat phosphate fertilizer effect test [J].NingxiaJournalofAgricultureScienceandtechnology, (1):22-25. (in Chinese)
[4] Dreccer, M. F., Herwaarden, A. F. V., & Chapman, S. C. (2009). Grain number and grain weight in wheat lines contrasting for stem water soluble carbohydrate concentration.FieldCropsResearch, 112(1):43-54.
[5] 孟新偉. 氮、磷肥料對小麥生長和產量的影響[J]. 吉林農業,2010,(12):144-145.
MENG Xin-wei.(2010). The effect of Nitrogen and phosphorus fertilizer on wheat growth and production [J].AgricultureofJilin, (12):144-145. (in Chinese)
[6] Black, A. L. (1982). Long-term np fertilizer and climate influences on morphology and yield components of spring wheat1.AgronomyJournal, 74(4):651-657.
[7] 沈強云,黨根友,王兆川,等. 寧夏灌區春小麥高產磷肥施用增產效果研究[J]. 中國農學通報,2010,(6):162-167.
SHEN Qiang-yun, DANG Gen-you, WANG Zhao-chuan, et al. (2010). Studies on Phosphorus Yield-Increasing Effect of Spring Wheat for High Yield in Ningxia Irrigation Area [J].ChineseAgriculturalScienceBulletin, (6):162-167. (in Chinese)
[8] 程裕偉,任輝,馬富裕,等. 北疆地區滴灌春小麥干物質積累、分配與轉運特征研究[J]. 石河子大學學報(自然科學版),2011,(2):133-139.
CHENG Yu-wei, REN Hui, MA Fu-yu, et al. (2011). Characteristics of accumulation, allocation and transaction of dry matter in spring wheat under drip irrigation in Northern Xinjiang [J].JournalofShiheziUniversity, 29(2):133-139. (in Chinese)
[9] 姜東,李永庚,余松烈,等. 高產小麥營養器官臨時貯存物質積運及其對粒重的貢獻[J]. 作物學報,2003,(1):31-36.
JIANG Dong, LI Yong-geng, YU Song- lie, et al. (2003). Accumulation and redistribution of temporal reserves in vegetative organs and its contribution to grain weight in high yield winter wheat [J].ActaAgronomicaSinica, 29(1):31-36. (in Chinese)
[10] 同延安,趙營,趙護兵,等. 施氮量對冬小麥氮素吸收、轉運及產量的影響[J]. 植物營養與肥料學報,2007,(1):64-69.
TONG Yan-an, ZHAO Ying, ZHAO Hu-bing, et al. (2007). Effect of N rates on uptake, transformation and the yield of winter wheat [J].PlantNutritionandFertilizerScience, 13(1):64-69. (in Chinese)
[11] 徐本美. 種子活力[J]. 種子世界,1985,(6):24-26.
XU Ben-mei. (1985). Seed vigor [J].SeedWorld, (6):24-26. (in Chinese)
[12] 周愛清,羅順. 種子活力[M]. 北京:中國農業出版社,1990:85-88.
ZHOU Ai-qing, LUO Shun. (1990).SeedVigor[J]. Beijing: China Agriculture Press: 85-88. (in Chinese)
[13] 徐瑩. 氮肥及花后水分脅迫對冬小麥干物質積累和氮素轉運的影響[D]. 北京:中國科學院研究生院(教育部水土保持與生態環境研究中心)碩士論文,2013.
XU Ying. (2013).Post-anthesisdrymatterandNitrogendynamicsinwinterwheatasaffectedbynitrogensupplyandwaterdeficit[D]. Master Dissertation. Research Center of Soil and Water Conservation and Ecological Environment, Chinese Academy of Sciences and Ministry of Education, Beijing. (in Chinese)
[14] 王月福,于振文,李尚霞,等. 氮素營養水平對小麥花后碳同化、運轉和產量的影響[J]. 麥類作物學報,2002,22(2):55-59.
WANG Yue-fu, YU Zhen-wen, LI Shang-xia, et al. (2002). Effect of nitrogen nutrition on carbon assimilation and transfer and yield after wheat anthesis [J].JournalofTriticeaeCrops, 22(2):55-59. (in Chinese)
[15] 葉優良,王玲敏,黃玉芳,等. 施氮對小麥干物質累積和轉運的影響[J]. 麥類作物學報,2012,(3):488-493.
YE You- liang, WANG Ling-min, HUANG Yu-fang, et al.(2012)..Effect of nitrogen application on dry matter accumulation and translocation in wheat [J].JournalofTriticeaeCrops, 32(3):488-493. (in Chinese)
[16] 胡延吉,蘭進好,趙檀方. 不同時期3個主栽小麥品種干物質積累與分配特性的研究[J]. 山東農業大學學報,1999,30(4):404-408.
HU Yan-ji, LAN Jin-hao, ZHAO Tan-fang. (1999). Dry matter accumulation and partitioning in three major wheat cultivars released in different periods. [J].JournalofShandongAgriculturalUniversity, 30(4):404-408. (in Chinese)
[17] 陳樂梅,馬林,劉建喜,等. 免耕覆蓋對春小麥灌漿期干物質積累特性及最終產量的影響[J]. 干旱地區農業研究,2006,24(6):21-24.
CHEN Yue-mei, MA Lin, LIU Jian-xi, et al. (2006). The effect of no-tillage with stubble on the dynamic change of dry matter accumulation and yield of spring wheat during grain filling [J].AgriculturalResearchinTheAridAreas, 24(6):21-24. (in Chinese)
[18] 劉旭歡,童婷,張崢嶸,等. 不同老化時間和收獲期對春小麥種子活力的影響[J]. 新疆農業科學,2014,(8):1 394-1 399.
LIU Xu-huan, TONG Ting, ZHANG Zheng-rong, et al. (2014). Different aging time and harvest on spring wheat seed vitality [J].XinjiangAgriculturalSciences, (8):1,394-1,399. (in Chinese)
[19] 劉洪峰,鄧家琴,萬江紅. 不同磷肥對水稻產量及肥料利用率的影響[J]. 耕作與栽培,2015,(2):23-24.
LIU Hong-feng, DENG Jia-qin, WAN Jiang-hong.(2015).Effects of different phosphorus fertilizer on yield of rice and fertilizer utilization rate [J].TillageandCultivation, (2):23-24.(in Chinese)
[20] 李玉琴,黃迅,劉蘇,等. 氮磷肥用量對水稻產量及其構成因素的影響[C]//. 中國土壤學會. 面向未來的土壤科學(中冊)-中國土壤學會第十二次全國會員代表大會暨第九屆海峽兩岸土壤肥料學術交流研討會論文集. 中國土壤學會,2012.
LI Yu-qin, HUANG Xun, LIU Su, et al. (2012).EffectofdifferentratesofNandPfertilizeronyieldcomponentsofrice. [C]//. Soil society of China. For the future of soil science - the Chinese society of soil of the 12th national members of congress and the ninth cross-strait academic exchange conference on soil fertilizer. (in Chinese)
[21] 鄭洪艷,付麗,苑戰利,等.不同施磷量對水稻產量和效益的影響[J]. 北方水稻,2009,(3):65-66.
ZHENG Hong-yan, FU Li, YUAN Zhan-li, et al. (2009).Effect of phosphorus mount on yield and benefit of rice [J].TheNorthernRice, (3):65-66.(in Chinese)
[22] 李云祥,王愛喜,梁勇. 甘南州高寒陰濕區春小麥磷肥增產效果及適宜用量試驗初報[J]. 甘肅農業科技, 1996,(4):30-32.
LI Yun-xiang, WANG Ai-xi, LIANG Yong. (1996). The Sui
Table dosage of Phosphate fertilizer increase yield to Spring wheat in Cold damp areas of gannan [J].GansuAgriculturalScienceandTechnology, (4):30-32. (in Chinese)
[23] 張愛平,劉汝亮,李友宏,等. 施用磷肥對春小麥產量與吸氮特性及土體中硝態氮累積的影響[J]. 干旱地區農業研究,2009,(5):30-34.
ZHANG Ai-ping, LIU Ru-liang, LI You-hong, et al. (2009). Effects of P fertilizer application on yield of spring wheat and characteristics of N absorption and N03--N accumulation in soil profile [J].AgriculturalResearchintheAridAreas, (5):30-34. (in Chinese)
Fund project:Supported by the special action plan of enriching people and strengthening counties by science and technology of Ministry of Science and Technology of China " technology integration of one million acres of sound quality wheat and industrialization"
Effect of Different Phosphate Application on Accumulation and Partitioning of Dry Matter and Yield of Spring Wheat
SONG Qin-jing1,JIA Yong-hong2,ZHANG Jin-shan1,LIU Xiao-cheng1,WU Wei1,LI Yu-long1,WEN Hao-ran1,SHI Shu-bing1
(1.College of Agronomy,Xinjiang Agricultural University,Urumqi 830052,China;2. Qitai CountyWheatExperimentStation,XinjiangAcademyofAgriculturalSciences,QitaiXinjiang831800,China)
【Objective】 The experiment was carried out to study effects of different phosphate application on accumulation and partitioning of dry matter and the yield of spring wheat and identify the optimum phosphate application.【Method】The experiment was designed as a split plot arrangement, the cultivars in the main plot were Xinchun 26 and Xinchun 34, and in the sub plot was phosphate application with 5 phosphate (P0:0 kg/hm2、P1:45 kg/hm2, P2:90 kg/hm2, P3:135 kg/hm2, P4:180 kg/hm2).【Result】The phosphate application had a significant influence on the accumulation and partitioning of dry matter and dry matter contribution rate to grain after anthesis and transfer rate to grain before anthesis and yield components of spring wheat, there was a significant influence with dry matter in anthesis and maturity and dry matter contribution rate to grain after anthesis and transfer rate to grain from stem and glumes and amount of dry matter and yield and spike size for the spring wheat cultivars. With the increase of phosphate application,the total amount of dry matter in spring wheat firstly increased quickly and then decreased slowly. Increasing phosphate fertilizer rates increased the grains per spike and 1,000-grain weight and grain yield up to a point. Over a certain rang, there was no additional response. The rate of phosphate had a positive correlation with the total amount of dry matte and grain yield,the correlation coefficient was 0.920 and 0.969. The grain yield had a positive correlation with the total amount of dry matter, the correlation coefficient was 0.941. The sequence of dry matter partitioning in various organs in spring wheat at maturity stage was: grain yield > stem > spike > leaf > sheath.【Conclusion】In a certain range (0 - 135 kg/hm2), the application of P fertilizer could increase the yield of spring wheat and the photosynthetic capacity at later stage, so as to increase the yield of spring wheat, and the optimum amount was 135 kg/hm2.
spring wheat; phosphate application; dry matter; yield
10.6048/j.issn.1001-4330.2016.11.004
2016-03-09
科技富民強縣專項行動計劃“百萬畝優質小麥技術集成及產業化”項目
宋勤璟(1989-),男,河南人,碩士研究生,研究方向為小麥抗逆機理,(E-mail)836491433@qq.com
石書兵(1966-),男,山東人,教授,博士生導師,研究方向為小麥高產栽培,(E-mail)ssb@xjau.edu.cn
S512.1+2
A
1001-4330(2016)11-1988-11