施氮量對小麥魯原502干物質積累、轉運及產量的影響

安霞 張海軍 蔣方山 呂連杰 陳軍 鞏素霞 韓明明

摘要：在大田條件下以小麥品種魯原502為材料，通過設置0、75、150、225、300 kg/hm2五個施氮水平，研究氮素對其干物質積累、轉運及產量的影響。結果表明，在一定范圍內增施氮肥，魯原502各生育時期的干物質積累量增加，花前貯存物質轉運量及對籽粒產量的貢獻率提高，單位面積穗數和穗粒數增加，進而提高產量，過量施氮則產量下降；小麥千粒重受氮素影響變化不大。綜上所述，本試驗大田條件下魯原502的最佳施氮量為225 kg/hm2。

關鍵詞：小麥；魯原502；施氮量；干物質積累；轉運；產量

中圖分類號：S512.1+10.62文獻標識號：A文章編號：1001-4942（2018）07-0112-04

Abstract Using wheat variety Luyuan 502 as the material， five nitrogen levels including 0， 75， 150， 225 and 300 kg/hm2 were setted to investigate the effect of nitrogen rate on dry matter accumulation， translocation and yield. The results showed that adding nitrogen fertilizer in the right amount was contribute to the accumulation of dry matter， increased the translocation amount of storage substance before flowering and contribution rate to grain yield， improved the number of panicles per unit area and grain number per panicle and eventually increased production. Excessive nitrogen fertilization resulted in decreased production. The effect of nitrogen rate on wheat 1 000-grain weight was not significant. Under the field conditions in this experiment， the optimal nitrogen application amount of Luyuan 502 was 225 kg/hm2.

Keywords Luyuan 502； Nitrogen application amount； Dry matter accumulation； Translocation； Yield

小麥是我國主要的糧食作物，施用氮肥是生產上獲得小麥高產優質的重要栽培措施。有研究表明，氮素能夠提高光合速率、延長葉片功能期，進而增加光合產物[1，2]。增加氮肥用量能促進小麥對氮素的吸收，提高花前營養器官和地上部干物質對籽粒產量的貢獻率和轉運率[3]。張強等研究發現，隨施氮量增加，群體莖蘗和籽粒產量呈先上升后下降趨勢[4]，過量施氮則會導致氮肥利用率降低、生產成本增加、環境污染等問題。魯原502是由山東省農業科學院原子能應用研究所以航天突變系材料為親本，采用系譜法選育而成的高產穩產、耐熱及抗倒伏的小麥新品種，2011年通過國家農作物品種審定委員會審定，具有超高產特性[5]。為充分發揮魯原502的高產潛力，以往的研究多集中在播期、播量等方面[6，7]，對氮肥需求量涉及較少。本研究通過設定不同的氮肥用量，研究其對魯原502干物質積累、轉運及產量形成的影響規律，以期為該品種的配套栽培技術提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料與設計

試驗于2016—2017年小麥生長季在山東省淄博市農業科學研究院試驗基地進行。該地土壤為砂姜黑土，耕層土壤含有機質 13.03 g/kg、全氮1.25 g/kg、堿解氮90.65 mg/kg、速效磷52.33 mg/kg、速效鉀172.44 mg/kg，平均容重1.35 g/cm3。供試材料為半冬性小麥品種魯原502。

分別設0、75、150、225、300 kg/hm2 五個施氮水平，以N1、N2、N3、N4和N5表示。隨機區組排列，重復 3 次。小區面積30 m2。每公頃施磷酸二氫鉀375 kg（P2O5 195 kg，K2O 127.5 kg）用于基肥，氮肥按5∶5比例分別用于基肥和拔節期追肥。2016年10月10日播種，播種量150 kg/hm2。其他管理措施同大田。

1.2 測定項目與方法

1.2.1 干物質積累量 分別于越冬、返青、拔節、抽穗、開花、灌漿期和成熟期取20 cm生長均勻的單行植株地上部分，置于105℃下殺青30 min，80℃烘干至恒重，用于測定干物質積累量。

1.2.2 干物質轉運 分別于開花期和成熟期選取生長一致的單莖10個，開花期將其分為莖+鞘、葉、穗三部分，成熟期將其分為莖+鞘、葉、穗軸+穎殼、籽粒四部分，置于105℃下殺青30 min，80℃烘干至恒重。小麥干物質轉運參數參照程建峰等[8]的方法計算。

1.2.3 籽粒產量及構成 成熟期每小區收獲3 m2小麥，計算出單位面積籽粒產量。各處理選取有代表性的1 m雙行2個定樣點，調查2點平均穗數并計算出單位面積穗數。每處理隨機抽取10株，進行室內考種，測其穗粒數和千粒重。

1.3 數據分析與作圖

試驗數據采用Microsoft Excel 2010和DPS軟件進行作圖與統計分析。

2 結果與分析

2.1 氮肥用量對魯原502干物質積累量的影響

由圖1可以看出，小麥干物質積累量隨生育進程的推進不斷增加，拔節期之前增長緩慢，從抽穗期開始增長迅速，至成熟期達到最高值。從越冬期到抽穗期，所有施氮處理的干物質積累量都高于不施氮處理；從開花期開始，除N5處理外，其余施氮處理的干物質積累量均高于不施氮處理，且大致隨施氮水平的提高而增加。這說明，合理增施氮肥有利于魯原502干物質積累，如若過量，將抑制積累。多重比較后發現，除拔節期和抽穗期N3處理的干物質積累量最大外，其余各時期均以N4處理的數值最高，且顯著高于其余處理。

由此可知，施氮量為225 kg/hm2時最有利于魯原502干物質積累。

2.2 氮肥用量對魯原502干物質轉運的影響

由表1可知，魯原502各營養器官花前貯存物質向籽粒的轉運量受氮素影響較大。其中，莖+鞘的干物質轉運量最大，葉片的轉運效率最高。隨氮肥用量增加，花前貯藏物質對籽粒的貢獻率提高，當氮肥用量為225 kg/hm2時，各營養器官對籽粒的貢獻率最高，除與N3處理差異不顯著外，與其余各處理差異顯著。繼續增加氮肥用量，各器官干物質的轉運量、轉運效率和對籽粒的貢獻率均降低。這說明適當增加氮肥用量有利于花前貯藏物質向籽粒進行轉運。

2.3 氮肥用量對魯原502產量及構成要素的影響

從表2可以看出，魯原502的千粒重受施氮量影響差異不大。穗粒數與施氮量表現為正相關，但N4和N5處理間差異不顯著。穗數受施氮量影響呈拋物線型變化，當施氮量為225 kg/hm2時， 公頃穗數達最高值，繼續增加氮肥用量，則顯著降低，該處理條件下產量達最高值。這說明在一定范圍內合理增施氮肥有利于獲得大的群體，同時能保持較高的穗粒數和千粒重，最終獲得高產。過量施肥帶來的穗粒數增加不能彌補公頃穗數減少造成的產量降低。

3 討論與結論

小麥植株干物質積累是產量形成的基礎，而養分的吸收是干物質形成和積累的基礎[9]。孫運紅等[10]研究發現，施氮量在0～240 kg/hm2 時，干物質積累量隨施氮量增加而增加。本研究中，增施氮肥提高了魯原502干物質積累量，施氮過量時，干物質積累量下降，開花后其干物質積累量甚至低于不施氮水平。因此，適量增施氮肥有利于促進魯原502干物質積累。

葉優良等[11]認為，施氮對小麥葉片、莖鞘花前貯存干物質在花后向籽粒的轉運量、轉運率和對籽粒的貢獻率具有正效應。王月福等[12]研究發現，開花后貯存干物質的輸出量、轉運率和輸出量占穗粒重的百分率都表現為隨施氮量的增加而增大，至施純氮180 kg/hm2 時達最大，之后增施氮肥反而降低，這與本研究結果一致。王月福等[13]對魯麥21研究發現，小麥開花后營養器官貯存物質向籽粒轉運的量對籽粒的貢獻率在25.6%～29.1%之間；屈會娟等[14]研究表明，開花前貯藏干物質轉運對籽粒的貢獻率占21%～37%，這都高于本研究中魯原502花前貯存干物質對成熟期籽粒干重的貢獻率。因此，今后還需要加大研究力度，通過提高開花前營養器官貯存干物質的轉運量及對籽粒干重的貢獻率來增加粒重。

魯原502分蘗力強，成穗率高，產量構成三要素具備極強的調節能力[6]。劉克禮等[15]對旱作地區春小麥研究發現，隨施氮量增加，籽粒干重和灌漿速率有增大趨勢，而過量施氮則呈下降趨勢。孟維偉等[16]認為，適量施氮不僅提高了籽粒灌漿所需氮源的供給能力，而且顯著增加公頃穗數和穗粒數，擴大單位面積庫容，增加單位面積上氮素和光合產物在籽粒中的貯存。本試驗結果表明，適量增施氮肥可以顯著提高公頃穗數和穗粒數，施肥過量雖然可以提高穗粒數，但公頃穗數下降，從而使籽粒產量下降。

綜上所述，在本試驗條件下魯原502的適宜施氮量為 225 kg/hm2。此時，其干物質積累量最大，開花前貯存物質對籽粒貢獻率最高，產量三要素協調，產量最高。

參 考 文 獻：

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