春季氮肥和多效唑調控對小麥生育和產量的影響

張 曉，李浩然，卜冬寧，李瑞奇，李雁鳴

(河北農業大學農學院/河北省作物生長調控重點試驗室，河北保定 071000)

春季氮肥和多效唑調控對小麥生育和產量的影響

張 曉，李浩然，卜冬寧，李瑞奇，李雁鳴

(河北農業大學農學院/河北省作物生長調控重點試驗室，河北保定 071000)

為明確春季調控措施對冬小麥生長發育和籽粒產量的影響，以冬小麥品種石新828為材料進行田間試驗，4個處理分別為：起身期追全部氮肥(除基肥外，下同)并葉面噴多效唑(N1)；起身期追2/3氮肥并噴多效唑+拔節期追1/3氮肥(N2)；起身期追1/3氮肥+拔節期追2/3氮肥(N3)；拔節期追全部氮肥(N4)。生育期間測定群體和個體生育特性，成熟期調查產量性狀。結果表明，N1和N2處理小麥拔節期的總莖數、葉面積指數(LAI)和干物質積累量均顯著高于N4和N3處理。孕穗期N4和N3處理小麥的總莖數、LAI和干物質積累量顯著高于N1和N2處理。開花到成熟期各處理的總莖數、LAI和干物質積累量差異均不顯著。孕穗期前，不同處理的株高差異不顯著，孕穗期后，N4處理的株高最高，且顯著高于N1處理。各處理基部節間直徑和中上部節間長的差異不顯著，N4處理基部第一節間長度顯著大于其他處理。隨追氮時期前移或前期施氮量增多，不孕小穗數減少，結實小穗和穗粒數增加，N1比N4處理不孕小穗數顯著減少，結實小穗和穗粒數顯著增多。N1處理小麥成熟期的千粒重最高，且顯著高于N4處理。N1處理的籽粒產量最高，且顯著高于N3和N4處理。起身期追氮配合多效唑調控，可以獲得比拔節期追氮更高的穗粒數和千粒重，從而獲得更高的產量。

冬小麥; 追氮時期; 多效唑; 春季調控;產量

冬小麥在培育冬前壯苗的基礎上，春季調控措施對其生長發育和產量形成至關重要，追氮時期和數量更是春季調控技術水平的重要體現。中低產小麥春季追氮一般以起身期為主，這樣可以通過提高成穗率，減少不孕小穗數，提高穗粒數而實現增產；高產小麥一般群體穗數充足，起身期追肥易造成群體郁蔽和下部節間增長，增加倒伏危險[1]。因此，春季追肥一般后移至拔節期進行。在由高產向超高產發展的過程中，群體穗數已經飽和，進一步提高有效穗數難度極大，必須走提高個體生產力即提高穗粒數和粒重的途徑。在植株較矮、田間操作更容易的起身期或更早期追肥[2]，既可提高小麥的穗粒數，又能控制其壯稈不倒，對實現高產并減小施肥操作難度具有重要意義。

關于春季不同時期追肥對小麥植株性狀、光合物質生產和產量的影響研究很多。有研究表明，隨著追氮時期后移，小麥基部節間長度有縮短趨勢，拔節期追氮的小麥抗倒性最好，有利于穩產高產[3]。施氮時期后移并且2次追肥，有利于開花后的干物質積累并提高其對籽粒產量的貢獻率[4]。晚追氮肥有利于維持小麥生育后期較高的葉綠素含量[5]和光合速率[6-7]。其中，增加追氮比例、拔節期追氮可使小麥葉片在生育后期仍保持較高的葉綠素含量[5,8]，開花期追氮能夠延緩小麥旗葉葉綠素的降解[9]。

許多學者認為，小麥后期追氮增產的原因在于其既協調了個體與群體的關系[10]，又滿足了后期的養分供給[11]，在增加單位面積有效穗數的基礎上提高了穗粒數[12-13]。因此，在相同底肥條件下追施相同的氮肥，追肥時期推遲可以提高小麥產量和品質，其中，拔節期追施產量最高[13]。也有研究表明，在某些條件下，“前施氮肥”比“后施氮肥”可以獲得更高的穗粒數及粒重，如李雁鳴等[14]研究表明，春1.5葉期(相當于起身期)追氮的穗粒數為29.5，千粒重為45.6 g；春3.5葉期(相當于拔節期)追氮的穗粒數為25.4，千粒重為44.4 g，前期追氮的穗粒數和粒重均高于后期追氮。如能通過化控技術避免起身期追氮因促進節間伸長而增加倒伏的風險，則有望將小麥追氮時間前移。多效唑已被證明能夠拮抗生長素和赤霉素作用[15]，抑制植物伸長生長，利于作物形成壯苗[15-16]。因此，本研究將小麥起身期追施氮肥配合多效唑化控措施與拔節期追氮的效果進行比較，以進一步探索小麥春季田間管理措施的高產途徑。

1 材料與方法

1.1 試驗田概況

田間試驗于2010-2011年度在河北省藁城市宜安村(37°67′N，114°28′E)進行。試驗田已連續6年用作國家“糧食豐產科技工程”超高產試驗田，地力均勻。小麥品種為石新828。試驗田土壤為壤質褐土。玉米收獲后，在田間采用5點法采集0～20 cm的土壤，土壤養分含量為：有機質19.9 g·kg-1，全氮1.4 g·kg-1，堿解氮104.2 mg·kg-1，速效磷10.1 mg·kg-1，速效鉀(醋酸銨浸提法)93.6 mg·kg-1。玉米秸稈全部還田，每公頃施用底肥尿素(含N 46%)127.5 kg、磷酸二銨(含N 18%、P2O546%)300 kg、氯化鉀(含K2O 60%)225 kg，折合每公頃施用純N 112.5 kg，P2O5138 kg、K2O 135 kg。旋耕2遍后耙耱整地，2010年10月8日15 cm等行距機械播種，播種量150 kg·hm-2。生育期間按小麥高產栽培技術實施田間管理。

1.2 試驗設計

在冬前管理相同基礎上，春季總追氮量為純N 112.5 kg·hm-2，結合葉面噴施多效唑設4個不同的調控處理，3次重復，小區面積45 m2(15 m×3 m)。處理分別在起身期(3月28日)和拔節期(4月14日)進行。具體如下：

前期追肥(N1)：起身期施全部追氮，葉面噴200 mg·L-1的多效唑水溶液667 kg·hm-2。

前多后少(N2)：起身期施總追氮量的2/3，葉面噴200 mg·L-1的多效唑水溶液444 kg·hm-2；拔節期施總追氮量的1/3。

前少后多(N3)：起身期施總追氮量的1/3，拔節期施總追氮量的2/3。

后期追肥(N4)：拔節期施全部追氮。

1.3 測定項目和方法

1.3.1 總莖(穗)數的測定

于分蘗初期在每個小區選取有代表性的1 m長的2行，折合面積0.3 m2，定點標記，計算基本苗，并于各個生育時期在定點標記處計數總莖(穗)數。

1.3.2 單株性狀的測定

各生育時期在每個小區隨機選取植株30株，分別考察株高、次生根數、單株莖(穗)數。成熟期測定主莖各節間長度、基部節間直徑、每穗總小穗數、不孕小穗數、穗粒數等性狀。

1.3.3 干物質積累量的測定

把考察單株性狀后的植株地下部剪掉，各個器官分別置于105℃烘箱中殺青30 min，降溫至80℃烘干到恒重，冷卻后稱重。

1.3.4 葉面積指數(LAI)的測定

在考察后的植株中選3株樣株，測量全部葉片的長度和寬度，乘以面積校正系數0.83計算單葉葉面積，并將3株植株的綠葉(樣葉)單獨烘干稱重，按下式計算葉面積指數。

LAI=葉面積÷葉重×綠葉總重÷株數×基本苗

1.3.5 產量和產量構成因素的測定

成熟前分小區測有效穗數，各小區隨機選取20穗，測穗粒數。成熟后各小區收獲3 m2，脫粒、曬干，按標準含水量12.5%計算實際產量并測定千粒重。

1.4 數據處理

用Excel和SPSS軟件進行數據處理和統計分析。

2 結果與分析

2.1 不同調控措施對小麥群體生長的影響

2.1.1 對小麥群體莖蘗消長動態的影響

由表1可見，不同處理的群體總莖數均呈先升后降趨勢，且均在拔節期達到峰值。拔節期N1、N2處理的總莖數顯著高于N3、N4，但N1與N2、N3與N4處理間的差異不顯著。孕穗期N4處理總莖數顯著高于其他3個處理，此3個處理之間差異不顯著。開花期N4處理的有效穗數顯著高于N1，其他處理之間差異不顯著。成熟期的有效穗數在各處理間差異均不顯著。

由此可見，不同的春季調控措施對小麥石新828的有效穗數沒有明顯影響。起身期較多追氮配合多效唑的處理使拔節期總莖數顯著提高；拔節期較多追氮處理使后期總莖數消退率降低。

2.1.2 對葉面積指數(LAI)的影響

由表2可見，不同處理的LAI隨生育進程推移均呈先增后降趨勢，在孕穗期達到峰值。拔節期LAI從高到低依次為N1、N2、N3、N4處理，且N1、N2處理的LAI顯著高于N3、N4。孕穗期N3、N4處理的LAI高于N1、N2，可能是拔節期N3、N4處理追氮量較多所致。開花后各處理的LAI差異均不顯著，由于N4處理拔節期追氮最多，開花后其LAI一直最高。由此可見，起身期較多追氮并噴多效唑使得拔節期具有較高的LAI，拔節期較多追氮使孕穗期LAI較高，但各處理對開花后的LAI影響不顯著。

表1 不同調控處理的小麥群體總莖(穗)數Table 1 Culms or spikes of wheat under different spring treatments 104·hm-2

同列數字后不同小寫字母表示處理之間的差異達0.05顯著水平。下同。

Data in same column followed by different small letters are significantly different at 0.05 level. The same below.

表2 不同調控處理小麥各生育時期的葉面積指數Table 2 LAI at various growing stages of wheat under different spring treatments

表3 不同調控處理小麥各生育時期的干物質積累量Table 3 Dry matter accumulation at various growth stages of wheat under different spring treatments kg·hm-2

2.1.3 對小麥干物質積累的影響

由表3可見，各處理小麥的干物質積累量均隨生育進程推移不斷增加，起身期前增加緩慢，起身期后增速加快，成熟期達最高值。拔節期各處理的干物質積累量從高到低依次為N1、N2、N3、N4，且N1、N2處理顯著高于N4。孕穗期N3、N4處理的干物質積累量超過N1、N2，且顯著高于N1。開花后各處理干物質積累量差異不顯著，但成熟期時以2次追氮的N2和N3處理更高。由此可見，起身期追氮配合多效唑處理使起身到拔節期的干物質積累增加，拔節期追氮處理使拔節到孕穗期的干物質積累增加，但開花以后各處理間干物質積累量差異不顯著。

表4 不同調控處理小麥各生育時期的株高Table 4 Plant height at different growth stages of wheat under different spring treatments cm

2.2 不同調控措施對小麥株高和莖稈性狀的影響

2.2.1 對株高的影響

由表4可見，不同處理的小麥株高隨生育進程推移而增高，在成熟期達到最高。拔節期和孕穗期N1處理的株高最低，但拔節期各處理的差異不顯著，孕穗期N1處理的株高顯著低于N4，但與N2、N3的差異不顯著。開花期和成熟期N4處理的株高最高，且在成熟期顯著高于其他處理，而其他處理之間差異不顯著。由此可見，起身期追氮配合多效唑處理(N1)以后，在拔節期與尚未追肥的N4處理株高并無顯著差異；拔節期追氮較多可使株高明顯增高，且在成熟期顯著高于其他處理。所以起身期追氮配合噴施多效唑不會引起小麥的徒長。

2.2.2 對成熟期節間性狀的影響

由表5可見，各處理小麥成熟期莖稈的節間長度隨節位升高而增長。各處理基部節間的直徑及自上而下第1～4節間長度的差異均不顯著；N4處理基部的(倒5)節間長顯著大于其他處理，N1、N2、N3處理間差異不顯著。由此可見，起身期追氮配合噴施多效唑，比拔節期追氮的基部節間更短，可以防止因早追肥造成的基部節間徒長，避免倒伏風險，有利于建立良好的株型。

2.3 不同調控措施對小麥產量形成的影響

2.3.1 對穗部性狀的影響

由表6可見，不同處理的穗長和總小穗數差異均不顯著，但以N4的穗長最長，總小穗數最多。N1處理的不孕小穗數顯著少于其他3個處理；N4處理的不孕小穗最多，但與N2、N3的差異不顯著。N1處理的結實小穗和穗粒數最多，與N2的差異不顯著，與N3、N4的差異顯著。由此可見，雖然N4的穗長和總小穗數略高于其他處理，但由于其不孕小穗最多，結實小穗最少，導致其穗粒數最少。綜合看來，追氮時期前移，可使不孕小穗減少，結實小穗和穗粒數增加。起身期追氮配合多效唑比拔節期追氮可獲得更高穗粒數。

2.3.2 對粒重的影響

由表7可見，各處理的千粒重隨開花后時間的推移而增加。開花后15 d和25 d各處理的千粒重差異不顯著，其他時期均以N1處理的最高，且顯著高于N4和N3處理。開花后30 d和成熟期(表8)以N1處理千粒重最高，且顯著高于N4處理，但與N2、N3處理的差異不顯著。由此可見，起身期追氮配合葉面噴施多效唑處理可以提高小麥千粒重。

表6 不同調控處理小麥的穗部性狀Table 6 Spike traits of wheat under different spring treatments

2.3.3 對小麥產量及其構成因素的影響

由表8可見，不同春季調控處理的成穗數差異不顯著，N1處理的千粒重顯著高于N4，但與N2、N3的差異不顯著。由于3個產量構成因素的相互作用，N1處理的產量最高，且顯著高于N3、N4，但與N2差異不顯著。N2、N3、N4處理間的穗粒數、千粒重和產量的差異均不顯著。

由此可見，起身期追施氮肥并配合多效唑調控可以比拔節期追施氮肥獲得較高的穗粒數和千粒重，從而增加小麥產量。

表7 不同調控處理小麥的千粒重Table 7 1 000 grain weight of wheat under different spring treatments g

表8 不同調控處理小麥的產量和產量構成因素Table 8 Yield and yield components of wheat under different spring treatments

3 討 論

3.1 不同調控措施對小麥產量性狀的影響和春季不同時期追肥的可行性

小麥氮肥基本都采用基肥與追肥結合施用的方式。王晨陽等[13]和陸成彬等[17]研究均表明，在底肥相同基礎上追施同量氮肥，追肥時期推遲可以提高小麥的產量和品質性狀，其中，拔節期追氮的產量顯著高于其他時期追氮。吳國梁等[18]研究則表明，在相同底肥基礎上，追氮時期推遲到孕穗期更有利于小麥產量提高。李姍姍等[9]研究表明，相同追肥條件下，在開花期追施氮肥有利于提高籽粒產量和籽粒蛋白產量。

但在生產上，拔節期或以后追氮肥并澆水的模式存在一定局限性。缺水地區(如河北平原的黑龍港麥區)的輪灌周期長，拔節期開始追施氮肥擠壓了灌溉可執行的時間，不一定確保在拔節期間完成澆灌。追氮和澆水時期推遲，有可能增加不孕小穗數，減少穗粒數，且拔節期以后小麥株高增加，相對于起身期追肥更不易操作。本研究結果表明，不同處理對小麥的成穗數影響不顯著，但起身期追施全部春季氮肥并配合多效唑調控的穗粒數、千粒重，顯著高于拔節期追施全部春季氮肥的處理，從而增加了小麥產量。這與李雁鳴等[14]的研究結果一致。因此，除了生產上廣泛應用的拔節期追氮澆水的模式以外，在因輪灌期較長而難以保證在拔節期較短時間內完成施肥澆水作業的地區，可以采用起身期施肥配合多效唑調控的春季肥水調控模式。

3.2 不同調控措施對小麥群體生長的影響及春季不同時期追肥的可行性

小麥春季提前追氮能增加群體穗數，但易造成麥田郁蔽倒伏[19]。本研究結果表明，起身期追氮配合多效唑處理，可以顯著提高拔節期總莖數的峰值；拔節期追氮可以減緩總莖數消退的幅度，而對最終成穗數影響不顯著。因此，就小麥群體總莖數而言，起身期肥水配合多效唑處理和拔節期肥水的春季調控措施都是可行的。

適宜的葉面積及其動態變化是實現小麥超高產的重要保障[20]。田紀春等[21]研究表明，前期追氮的小麥拔節至孕穗期的葉面積指數較高；后期追氮則抽穗以后的葉面積指數較高，有利于生育后期維持較高的葉面積指數。本研究結果與此相似，但各處理的葉面積指數差異不顯著。因此，就小麥葉面積指數而言，起身期肥水配合多效唑處理和拔節期肥水的春季調控措施都是可行的。

干物質積累量是小麥產量的基礎。姜麗娜等[22]研究表明，藥隔期(相當于拔節后期)追氮，可以獲得較高的干物質積累量，提高產量。本研究表明，起身期追氮配合多效唑可以增加拔節期的干物質積累量，拔節期追較多氮可以增加孕穗期的干物質積累量，而開花期后不同處理的干物質積累量差異不顯著。因此，就最終干物質積累量而言，起身期肥水配合多效唑處理和拔節期肥水兩種春季調控措施在小麥生產上都是可行的。

3.3 不同調控措施對小麥植株性狀的影響和春季不同時期追肥的可行性

倒伏是小麥生育中后期的常見災害，是影響小麥產量的重要因素。因此，小麥的抗倒伏性能是技術運籌中必須考慮的重要因素。井長勤等[23]研究表明，基肥過量，或拔節前追肥多，易導致群體偏大，基部節間長而充實度差，從而易導致倒伏；而基肥用量適宜且拔節以后追肥，莖稈基部節間短而充實度高，抗倒能力強。

本研究發現，僅在拔節期追氮的小麥株高比在起身期追氮配合多效唑的處理的株高增高。不同春季調控措施的小麥莖稈中上部4個節間的長度和基部節間的直徑差異不顯著，但僅在拔節期追氮的小麥基部節間長度比其他處理顯著增長。說明起身期追氮配合多效唑處理可以有效防止因早追氮肥和澆水造成的基部節間徒長，避免增加小麥的倒伏風險。除了生產上廣泛應用的拔節期追氮澆水的模式以外，也可以采用起身期追氮澆水配合多效唑調控的模式。

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Effect of Spring Application of Nitrogen and Paclobutrazol on Growth and Development and Yield of Winter Wheat

ZHANG Xiao,LI Haoran,BU Dongning,LI Ruiqi,LI Yanming

(College of Agronomy,Hebei Agricultural University/Key Laboratory of Crop Growth Regulation of Hebei Province,Baoding,Hebei 071000,China)

In order to clarify the effects of spring regulation measurements on growth and development,and the grain yield of winter wheat,a field experiment was carried out,with a winter wheat cultivar Shixin 828 as material. The experiment involved four treatments,i.e.,all nitrogen(basal nitrogen excluded,the same as below) topdressing at erecting stage(with irrigation,the same as below) and paclobutrazol spraying(N1),2/3 nitrogen topdressing at erecting stage with paclobutrazol spraying,and 1/3 nitrogen topdressing at jointing stage(N2),topdressing 1/3 nitrogen at erecting stage,and 2/3 at jointing stage(N3),and all nitrogen topdressing at jointing stage(N4). Population and individual plant traits were determined during growing period,and yield-related traits were determined at maturity. The results showed that,the culm(or spike) number,leaf area index(LAI) and dry matter accumulation amounts at jointing stage of wheat under N1 and N2 treatments were all significantly higher than those under N4 and N3. The culm(or spike) number,LAI and dry matter accumulation under N4 and N3 at booting stage were significantly higher than those under N1 and N2,but the above three parameters insignificantly varied among treatments from anthesis to maturity. The difference of plant height of wheat before booting was not significant among the four treatments. The plant height of N4 after booting,however,was always the tallest,which was significantly taller than that of N1. The diameter of basal internode and the lengths of the four top internodes were not significantly different among the four treatments. But the basal first internode of N4 was significantly longer than that of other treatments. With the earlier nitrogen topdressing or topdressing more nitrogen at earlier growth stage,the number of sterile spikelets was decreased,but those of fertile spikelets and spike grains were increased. The number of sterile spikelets of N1 was significantly less than that of N4,but the fertile spikelets and spike grains of N1 were significantly more than that of N4. The grain weight of N1 was higher than that of other treatments,and the 1 000 grain weight of N1 at maturity was the highest among the four treatments,which was significantly higher than that of N4. The grain yield of N1 was the highest,which was significantly higher than those of N3 and N4. These results showed that,topdressing all nitrogen fertilizer with irrigation and regulating by spraying paclobutrazol at erecting stage,could obtain more spike grains and grain weight than those by simply topdressing of nitrogen with irrigation at jointing stage,and obtain higher grain yield.

Winter wheat; Topdressing stage of nitrogen; Paclobutrazol; Spring regulation; Grain yield

10.7606/j.issn.1009-1041.2017.06.07

時間：2017-06-07

2016-10-14

2016-11-16

國家“十二五”科技支撐計劃項目(2011BAD16B08,2013BAD07B05)

E-mail：nongxuezhang@126.com

李雁鳴(E-mail:nxzwst@hebau.edu.cn，liym315@126.com)

S512.1；S311

A

1009-1041(2017)06-0769-08

網絡出版地址：http://kns.cnki.net/kcms/detail/61.1359.S.20170607.1004.014.html