播期、播量和施氮水平對‘西農109’小麥生長及產量的影響

王志成,李肇塵，孫風麗，3，李春艷，張立強，張 超,3，劉曙東,3，奚亞軍,3

(1.隴縣種子工作站，陜西 隴縣 721200；2.西北農林科技大學 農學院，陜西 楊凌 712100；3.農業農村部西北地區小麥生物學與遺傳育種重點實驗室，陜西 楊凌 712100)

小麥是世界上重要的糧食作物，提高其產量和品質對糧食安全具有重要意義。 提高小麥產量和品質主要從遺傳與栽培兩方面改良優化，小麥產量是遺傳潛力和環境因素互相作用的結果[1～3]，播期、播量和施肥量等相關栽培措施是重要的環境因素[4～5]。播期和播量對小麥群體及其生長發育有顯著影響[6～8]。而播期和播量因地區和品種而異[9～11]。播期和播量對籽粒品質也有顯著影響[12～14]。西農109冬小麥為西北農林科技大學農學院選育的半冬性中熟品種，分別于2018年和2021年通過陜西省和安徽省審定。探索研究西農109小麥適宜的栽培技術才能夠更好的發揮其品種優勢與生產能力，為其大面積推廣應用提供基礎。

1 材料與方法

1.1 試驗區概況

試驗地點為陜西省寶雞市隴縣的西北農林科技大學旱地農作物試驗示范基地，地處渭北黃土高原西部的隴山東麓(34°6'45"N,106°26'32"E，海拔891m左右，常年平均氣溫10.7 ℃)。年平均降雨量600.1 mm，無霜期為200 d， 年平均日照時數2 033.3 h，臺塬旱地，前茬為小麥，土質為粘壤土，土層深厚，耕層土壤pH值7.8，有機質20.2 g/kg，堿解氮60.2 mg/kg，速效磷42 mg/kg，速效鉀274 mg/kg，交通便利，水利設施齊全，排灌方便。

1.2 試驗材料

冬小麥品種西農109。

1.3 試驗方法

1.3.1 試驗設計 試驗于2018年冬小麥播種期開始實施，結束于2020年夏，歷經兩個生長季。試驗采用裂區設計，播期、播量和氮肥3個因素，播期為主區，播量為副區，氮肥量為副副區，隨機區組排列，重復3次。

設2個播期，分別為正常播期(標記為T1，當地正常播期為10月1日左右)、正常播期10 d后的晚播期(T2)；播量以播種量標準確定，設3個水平，分別為112.5 kg/hm2(標記為D1)、135 kg/hm2(D2)和157.5 kg/hm2(D3)；氮肥用量設3個水平，分別是純氮120 kg/hm2(標記為F1)、144 kg/hm2(F2)和168 kg/hm2(F3)，以底肥形式施肥(保證P施用量90 kg/hm2、K施用量45 kg/hm2)。小區面積12 m2(4 m×3 m)。其他田間管理均統一按照當地高產栽培的要求。田間調查指標包括出苗期、出苗率、冬前分蘗數、冬季凍害情況、開春分蘗數、抽穗期、開花期、成熟期、株高、旗葉葉面積、有效畝穗數、成穗率、穗粒數、千粒重、產量、收獲指數和籽粒品質。具體試驗設計方式如表1。

表1 試驗設計

1.3.2 試驗田間管理 播前機耕深翻1次，機械旋地2次，按照試驗設計施肥，同時施牛糞7t/667 m2。播種采用人工定量點播。并用3%辛硫磷顆粒劑5 kg進行土壤處理。在11月下旬灌溉1次。11月下旬用75%苯磺隆、40%唑草酮、50 g/L雙氟磺草胺各一袋，兌水30 kg 噴霧， 防除田間雜草；5月中旬用戊唑醇、0.01% 蕓苔素內脂、25% 吡唑醚菌酯、氨基酸水溶肥、阿維·高氯乳油、10%吡蟲啉，對水30 kg噴霧，進行“一噴三防”。

1.4 數據處理與分析

利用Excel進行數據整理，使用SPSS 23.0進行數據的顯著性分析。

2 結果與分析

2.1 不同播期、播量、氮肥對西農109小麥農藝性狀的調控

2.1.1 不同播期、播量、氮肥對西農109小麥基本苗的調控 在兩個試驗年度中，播量對西農109小麥基本苗數產生極顯著影響(P<0.01)。隨著播量的提升，基本苗呈現出線性提升的趨勢。在正常播期10月1日(簡寫為T1，下同)的120 kg/hm2氮肥水平(簡寫為F1，下同)條件下，112.5 kg/hm2(簡寫為D1，下同)播量水平的基本苗顯著低于135 kg/hm2(簡寫為D2，下同)播量水平和157.5 kg/hm2(簡寫為D3，下同)播量水平，即T1F1D1< T1F1D2< T1F1D3；在144 kg/hm2(簡寫為F2，下同)肥料氮肥水平條件下，D1播量水平的基本苗顯著低于D2播量水平和D3播量水平即T1F2D1< T1F21D2< T1F2D3。同樣在168 kg/hm2(簡寫為F3，下同)肥料氮肥水平條件下，D1播量水平的基本苗顯著低于D2播量水平和D3播量水平(T1F3D1< T1F31D2

表2 不同播期、播量、氮肥對西農109小麥基本面莖蘗變化的調控

2.1.2 不同播期、播量、氮肥對西農109小麥分蘗成穗的調控 兩年試驗結果均發現播期對冬前分蘗有極顯著的影響(P<0.01)。在正常播期的不同播量與肥料條件下，冬前分蘗均呈現出高于晚播期不同播量與肥料條件時的情況。播量在兩年度的試驗中對冬前分蘗都有顯著的影響(P<0.01和P<0.05)。在同一播期與肥料條件下，冬前分蘗隨播量的提高呈增長趨勢(表2)。

肥料的氮肥水平對開春分蘗的調控作用較明顯(P<0.05)，開春分蘗數與肥料水平整體呈現出負相關，在T1F1D3組合下出現最大值，在晚播期的T2 F1D1組合下出現最小值(表2)。總體上開春分蘗數與冬前分蘗相比差異不明顯，合理的組合配比與良好的田間管理均能獲得良好的開春分蘗。

不同組合處理的成穗率結果不同，高播量(D3)的成穗率較低。不同栽培技術處理對西農109小麥莖蘗變化規律有著重要影響，正常播期的T1D3F1與T1D3F2 處理有利于莖蘗發育和成穗率提高(表2)。

通過兩年試驗發現，不同處理對西農109小麥莖蘗變化結果各不相同，T1 F1D3與T1 F2D3處理較有利于莖蘗發育和成穗率提高。

2.1.3 不同播期、播量、氮肥對西農109小麥株高及旗葉葉面積的調控 播量對西農109株高的影響差異性不顯著，氮肥對西農109小麥株高有極顯著影響(P<0.01)。播期與肥料的氮肥水平對西農109小麥的株高有交互影響(P<0.01)，二者共同影響西農109株高。F1 肥料的氮肥水平下的株高值最大；正常播期也較晚播期的株高值大。播量增加對旗葉葉面積的影響呈現減少的趨勢，在D2和D3播量水平差異不大(表3)。合理施氮肥以及控制較正常播期較晚的播期將有助于控制西農109小麥株高在合理范圍，可以有助于防止倒伏。達到一定播量水平之后再增加播量不利于旗葉葉面積的增加。

表3 不同播期、播量、氮肥對西農109小麥株高及旗葉葉面積變化的調控

2.2 不同播期、播量、氮肥對西農109小麥產量及產量構成因素的調控

2.2.1 不同播期、播量、氮肥對西農109小麥穗粒數的調控 兩年的試驗結果表明播量與播期交互對小麥穗粒數有顯著性調控作用(P<0.05)。2018-2019年度不同播期對西農109小麥穗粒數有顯著調控作用(P<0.05)，隨著播期的推遲，西農109小麥的穗粒數有下降的趨勢(表4)。播量和氮肥對穗粒數影響不明顯。但在2019-2020年度不同播期對穗粒數影響不明顯，而播量對西農109穗粒數有顯著影響，兩年度中播量與播期存在交互影響對西農109小麥穗粒數都具有顯著調控作用(P<0.05)(表4)。綜合兩年數據，正常播期T1F2D2、T1F1D3組合均能表現出較高的穗粒數水平。

2.2.2 不同播期、播量、氮肥對西農109小麥單位面積穗數的調控 兩年試驗中播期對西農109小麥畝穗數呈顯著影響(P<0.01)，播量在2018-2019年度中對西農109小麥單位面積穗數呈極顯著影響(P<0.01)，但在2019-2020年度并未表現出顯著影響。在同一肥料的條件下，單位面積穗數隨著播量的增加呈現逐漸增長的趨勢。綜合兩年的研究結果顯示，播期對西農109小麥單位面積穗數呈顯著影響，T1F2D2與T2F1D3等組合處理時西農109畝穗數較高。

2.2.3 不同播期、播量、氮肥對西農109小麥千粒重的調控 2018-2019年度氮肥水平對西農109小麥千粒重的呈現出顯著性調控作用(P<0.05)。隨著氮肥水平的提高，西農109的千粒重呈下降的趨勢。2019-2020年度與218-2019年度的規律相似，但沒表現出顯著性(表4)。兩年的結果顯示：氮肥水平與千粒重呈負相關，T1F1D1組合千粒重值較高。

表4 不同播期、播量、氮肥對西農109小麥產量、產量構成因素的調控

2.2.4 不同播期、播量、氮肥對西農109小麥產量的調控 兩個年度試驗中播量對西農109小麥的產量均有極顯著影響(P<0.01)，2018-2019年度氮肥水平對產量有顯著影響(P<0.05)。但2019-2020年度無顯著影響。播期對產量的影響不顯著。兩年度的結果均顯示氮肥和播量交互影響西農109的產量(P<0.05)。在氮肥水平不變的情況下，小麥籽粒產量隨播量的增加而呈現出一定規律的趨勢。在正常播期(T1)的F1和F2氮肥水平下，隨著播量水平增加產量增加。但在F3氮肥水平下，西農109小麥籽粒產量隨播量的增加呈現下降的趨勢。小麥籽粒產量在一定的肥料氮肥水平范圍內隨播量的增加而提升，但氮肥水平過高趨勢則相反。播量達到D3水平時對籽粒產量影響顯著， T2D3組合能達到較好的產量。

2.3 不同播期、播量、氮肥對西農109小麥品質的調控

播期對西農109小麥蛋白質及其組分調控不顯著，播量對西農109籽粒中蛋白總含量有極顯著調控特征(P<0.01)。籽粒蛋白總含量隨著播量的增加而增加。施氮量對籽粒蛋白總含量具有正調控作用(P<0.01)。兩年的結果均表明肥料的氮肥水平與播量交互作用于蛋白總含量(P<0.05)(表5)。在肥料中氮肥水平和播量的交互作用下，D3F3 和 D3F2處理最有利于蛋白質及其組分的合成。

表5 不同播期、播量、氮肥對西農109小麥品質的調控

2018-2019年度播量對籽粒面粉的穩定時間具有極顯著的調控作用(P<0.01)，2019-2020年度的數據分析未發現各因素對西農109籽粒的面團穩定時間的顯著調控作用。

兩年度的研究結果表明，播量水平對西農109小麥籽粒的濕面筋含量具有極顯著影響(P<0.01)，濕面筋含量隨著小麥的播量提升而增加。

兩年度的結果均表明播量對西農109小麥直鏈淀粉和直/支比顯著性影響(P<0.05)，2019-2020年度為極顯著影響(P<0.01)。直鏈淀粉在同一肥料的氮肥水平下表現為隨播量提升而增加。適宜地增加播量有利于淀粉及其組分的合成(表5)。結果表明，晚播T2F3D3、T2 F2D3 處理更有利于淀粉及其組分的合成。

整體來看播量對品質因素表現為：大播量有助于西農109小麥籽粒品質的提升。施氮量對品質的影響并不顯著。在不同的播期處理下，各個品質因素呈現出晚播期(T2)優于正常播期(T1)。

3 結論與討論

研究從小麥的播期、播量和施氮量三個方面出發進行裂區實驗，統計不同條件下西農109的生長發育特性、產量和品質等指標，并采用多因素方差分析法，為西農109在關中地區乃至黃淮及北部冬麥區推廣提供技術指導，探索其最佳的栽培條件。綜合分析得出：在T2F2D3與T2F3D3，即10月10日左右播種，播量為157.5 kg/hm2,施氮水平在144-168 kg/hm2組合的栽培措施更適宜在當地開展種植生產活動。

試驗為兩年基礎數據，還需要通過進一步試驗完善結論。試驗還受到自然條件、遺傳物質差異與病蟲害等影響[15]，尤其是2018-2019年度受氣候條件影響嚴重，異常天氣導致兩年的某些指標在數值上有所偏差。另外，試驗僅在陜西省寶雞市隴縣進行，試驗結果的普遍性還需進一步補充和完善。