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摘要 [目的]筛选适宜中筋小麦光明麦1号高产高效栽培的氮肥运筹方式。[方法]研究不同施氮量和基追比例对光明麦1号群体指标及籽粒产量的影响。[结果]随施氮量增加,光明麦1号群体茎蘖数、籽粒产量呈先上升后下降的趋势。同一施氮水平下,基追比例为5∶5的处理成熟期茎蘖数和茎蘖成穗率最高;籽粒产量也显著高于基追比例为6∶4、7∶3、8∶2的处理。[结论]在该试验条件下,施氮量为300 kg/hm2、基追比例为5∶5时,穗下节间长占总长比例最高,籽粒产量也最高。
关键词 光明麦1号;氮肥运筹;茎蘖动态;节间配置;籽粒产量
中图分类号 S512.1 文献标识码 A 文章编号 0517-6611(2016)32-0032-02
Effects of Nitrogen Management on Population Traits and Grain Yield of Wheat Cultivar Guangmingmai 1
ZHANG Qiang1, CHEN Shi-long1,CHEN Xu2 et al (1.Shanghai Bright Changjiang Modern Agriculture CO.,LTD,Shanghai 202178;2.Agricultural Technology Extension Service Center in Shanghai,Shanghai 201103)
Abstract [Objective]To screen nitrogen management for high yield and superior quality cultivation of wheat Guangmingmai 1.[Method]Effects of nitrogen amounts and ratio of nitrogen on population traits and grain yield were studied.[Result]With the increase of nitrogen content,stem tiller number and grain yield showed a changing trend of up at first and then down. Under the same nitrogen application level,the stem tiller number and stem tillers earing rate under the ratio of 5∶5 treatment were the highest,grain yield was also significantly higher than the treatment of 6∶4、7∶3 and 8∶2. [Conclusion]Under the conditions of this experiment,when the nitrogen amounts was 300 kg/hm2 and the ratio of base N to dressing N was 5∶5,the percentage of internode length below spike was the highest,and the grain yield was also the highest.
Key words Guangmingmai 1;Nitrogen management;Stem tillers dynamics;Internode collocation;Grain yield
氮是小麥生長中需求量最大的矿质营养元素,生产上氮肥施用过量造成了严重的环境问题[1],合理运筹氮肥是增加籽粒产量和减少污染的重要措施。研究表明,氮素能够扩大植物光合作用面积,加强光合产物的积累,进而增加籽粒产量。在一定的氮肥水平内,小麦籽粒产量随氮肥施用量的增加而增加[2],且栽培上前氮后移亦可以有效提高小麦籽粒产量[3]。氮肥施用量和氮肥运筹比例对小麦产量有很大的影响,拔节期施肥比氮肥基施和返青追施更能有效提高产量[4]。拔节期追肥还可以增强小麦植株的通风透光能力,提高植株成穗率,穗数、每穗粒数和千粒重均有所上升,进而大幅度提高产量[5-6]。张健[7]研究表明,总施氮量较高时采用基追肥比例为5∶5可以获得较高产量。封超年等研究表明,小麦群体的茎蘖成穗率为40%~50%、穗下节间长度占总长度45%左右时,可以获得高产[8-9]。目前,有关不同施氮量和基追肥比例对小麦籽粒产量影响的报道较多,而关于中筋小麦光明麦1号的高产栽培氮肥运筹研究不多。笔者设置不同的施氮量和基追比例,研究其对光明麦1号群体茎蘖动态、节间配置及籽粒产量的影响,探讨光明麦1号高产群体适宜的氮肥运筹,以期为优质、高产、高效、生态、安全的小麦生产提供理论依据和技术支撑。
1 材料与方法
1.1 材料与试验地概况
供试品种为春性品种光明麦1号。试验于2014—2015 年在上海市崇明县长江农场生产基地进行,试验地前茬作物是水稻,土壤为沙壤土,耕层含全氮1.26 g/kg、速效氮88.56 mg/kg、速效磷30.88 mg/kg、速效钾85.33 mg/kg。
1.2 试验设计 采用两因素试验设计,设3个氮肥水平,分别为240、300和360 kg/hm2,设基追比例为5∶5、6∶4、7∶3、8∶2 共4个水平,以不施氮处理为对照(CK)。10月29日播种,小区随机排列,面积为12 m2,行距25 cm,3次重复,其他管理措施按高产田进行。
1.3 测定项目
1.3.1 茎蘖动态。于越冬期、拔节期、孕穗期、开花期、成熟期田间定点考苗,记录茎蘖数。 1.3.2 株高和节间长度。于成熟期调查不同处理的株高和节间长度。
1.3.3 产量与产量结构。于成熟期在每小区取2个点收获计产,每点1 m2,调查穗数、每穗粒数、千粒重。
1.4 数据分析方法 数据采用Microsoft Office Excel 2003和DPS 6.55软件进行计算、统计分析。
2 结果与分析
2.1 氮肥运筹对光明麦1号茎蘖动态的影响
由表1可知,不同氮肥运筹处理光明麦1号茎蘖数均随着生育进程的推移先增加后减少,在拔节期达到最大,拔节期到孕穗期迅速降低,开花期以后茎蘖数趋于稳定。3个施氮水平(240、300、360 kg/hm2)下,光明麦1号茎蘖成穗率均以基追比例为5∶5的处理最高,分别为43.4%、46.8%、44.8%;施氮量为300 kg/hm2时,基追比例为5∶5的处理的茎蘖成穗率分别比基追比例为6∶4、7∶3、8∶2的处理高3.5百分点、7.9百分点、10.3百分点。该试验条件下,基追比例为5∶5的处理光明麦1号各生育期群体茎蘖发展合理,拔节期茎蘖数约为越冬期的2倍,茎蘖成穗率为45%左右,符合高产群体质量特征。
2.2 氮肥运筹对光明麦1号株高及节间长度的影响
由表2可知,随着施氮量的增加,光明麦1号株高和穗下节间占总长比例呈先上升后下降的趋势。同一施氮水平下,株高和穗下节间占总长比例随基肥施用量增加而下降,施氮量為300 kg/hm2、基追比例为5∶5时,株高达105.3 cm,比CK高22.7%;穗下节间占总长比例最高(43.9%),较基追比例为8∶2处理高出2.6百分点。较高的穗下节间占总长比例有利于群体产量增加。
2.3 氮肥运筹对光明麦1号籽粒产量及其构成因素的影响
由表3可知,同一施氮水平下,基追比例为5∶5的处理穗数、千粒重、产量均比其他3个基追比例的处理高,施氮量为300 kg/hm2时,基追比例为5∶5的处理籽粒产量分别比基追比例为6∶4、7∶3、8∶2的处理高2.1%、7.5%、10.1%。随施氮量增加,籽粒产量呈先上升后下降的趋势。该试验条件下,施氮量为300 kg/hm2、基追比例为5∶5时籽粒产量达8 742.5 kg/hm2。
3 讨论与结论
(1)小麦高产群体的适宜茎蘖成穗率为40%~50%,在适宜穗数范围内,茎蘖成穗率越高,千粒重也越高,花后干物质积累量越高,最终产量也越高[9]。该试验结果表明,随施氮量增加,光明麦1号群体茎蘖数呈先上升后下降的趋势;同一施氮水平下,基追比例为5∶5的处理成熟期茎蘖数和茎蘖成穗率最高;3个施氮水平下,基追比例为5∶5的处理茎蘖成穗率均为45%左右,符合高产群体质量特征,这与前人研究结果[9]一致。封超年等[8]分析不同群体节间长度配置结果表明,单产7 500 kg/hm2的高产群体穗下节间长占总长比例45%左右,较长的穗下节间能拉开顶上2叶与下部3叶的距离,有利于光能利用。统计分析表明,穗下节间占总长度的百分比与产量呈显著正相关。该试验结果表明,施氮量为300 kg/hm2、基追比例为5∶5的处理穗下节间长占总长度比例高达43.9%,较高的穗下节间长占总长比例有利于群体产量增加。
(2)合理的氮肥运筹有利于小麦籽粒产量的增加。王晨阳等[10]研究认为,超高产小麦以施氮量240 kg/hm2、底追肥比例5∶5的氮肥运筹为宜。另有研究认为,氮肥施用时期后移提高了植株中土壤氮和肥料氮的积累量,促进了肥料氮向籽粒的转运,提高了籽粒产量[11-12]。也有研究表明在一定范围内随施氮量的增加,籽粒产量提高, 超过一定范围籽粒产量增加不显著,甚至降低[13-15]。张洪程等[16]在超高产小麦试验中认为底追肥比例各占50%的处理与底肥占60%~70%、追肥占30%~40%的处理相比,能使小麦前期吸氮量与无效分蘖同时得到控制,从而有效地增加群体生产力。该试验结果表明,与不施氮处理相比,施氮均可显著增加小麦籽粒产量,随施氮量增加,籽粒产量呈先上升后下降的趋势;同一施氮水平下,基追比例为5∶5的处理籽粒产量均显著高于基追比例为6∶4、7∶3、8∶2的处理。根据该试验可以得出:施氮量为300 kg/hm2、基追比例为5∶5的处理是光明麦1号最佳氮肥运筹方式。
参考文献
[1] SHUKLA A K,LADHA J K,SINGH V K,et al.Calibrating the leaf color chart for nitrogen management in different genotypes of rice and wheat in a system perspective [J].Agronomy,2004,96(6):1606-1621.
[2] 程顺和,郭文善,王龙俊,等.中国南方小麦[M].南京:江苏科学技术出版社,2012.
[3] 李金才,屈会娟,魏凤珍.氮素运筹技术对冬小麦籽粒产量和品质的影响[J].河南农业科学,2005(2):8-11.
[4] 孔令聪,汪建来,曹承富,等.主要栽培措施对中筋小麦皖麦44产量和品质的影响[J].麦类作物学报,2004,24(4):84-87.
[5] 王银福,刘宗院,王录科,等.氮肥后移施肥技术对小麦产量品质的影响[J].陕西农业科学,2007(1):24-25,55.
[6] 武际,郭熙盛,王允青.氮肥运筹方法对强筋小麦产量和品质的调控效应[J].土壤通报,2008,39(1):192-194.
[7] 张健.氮肥运筹对不同穗型小麦产量和品质性状影响的研究[D].合肥:安徽农业大学,2012.
[8] 封超年,郭文善.高产小麦株型的指标体系[J].扬州大学学报(自然科学版),1998,1(4):24-30.
[9] 凌启鸿.作物群体质量[M].上海:上海科学技术出版社,2000.
[10] 王晨阳,朱云集,夏国军,等.氮肥后移对超高产小麦产量及生理特性的影响[J].作物学报,1998,24(6):978-983.
[11] 李春喜,姜丽娜,李秀明,等.不同氮肥运筹对超高产小麦NR活性和产量影响的研究[J].作物学报,1998,24(6):847-853.
[12] 于振文,田奇卓,潘庆民,等.黄淮麦区冬小麦超高产栽培的理论与实践[J].作物学报,2002,28(5):577-585.
[13] 徐阳春,蒋廷惠,张春兰,等.不同面包小麦品种的产量及蛋白质含量对氮肥用量的反应[J].作物学报,1998,24(6):731-737.
[14] 潘庆民,于振文,王月福,等.公顷产9000kg小麦氮素吸收分配的研究[J].作物学报,1999,25(5) :541-547.
[15] 林琪,侯立白,韩伟.不同肥力土壤下施氮量对小麦子粒产量和品质的影响[J].植物营养与肥料学报,2004,10(6):561-567.
[16] 张洪程,许轲,戴其根,等.超高产小麦吸氮特性与氮肥运筹的初步研究[J].作物学报,1998,24(6):935-940.
关键词 光明麦1号;氮肥运筹;茎蘖动态;节间配置;籽粒产量
中图分类号 S512.1 文献标识码 A 文章编号 0517-6611(2016)32-0032-02
Effects of Nitrogen Management on Population Traits and Grain Yield of Wheat Cultivar Guangmingmai 1
ZHANG Qiang1, CHEN Shi-long1,CHEN Xu2 et al (1.Shanghai Bright Changjiang Modern Agriculture CO.,LTD,Shanghai 202178;2.Agricultural Technology Extension Service Center in Shanghai,Shanghai 201103)
Abstract [Objective]To screen nitrogen management for high yield and superior quality cultivation of wheat Guangmingmai 1.[Method]Effects of nitrogen amounts and ratio of nitrogen on population traits and grain yield were studied.[Result]With the increase of nitrogen content,stem tiller number and grain yield showed a changing trend of up at first and then down. Under the same nitrogen application level,the stem tiller number and stem tillers earing rate under the ratio of 5∶5 treatment were the highest,grain yield was also significantly higher than the treatment of 6∶4、7∶3 and 8∶2. [Conclusion]Under the conditions of this experiment,when the nitrogen amounts was 300 kg/hm2 and the ratio of base N to dressing N was 5∶5,the percentage of internode length below spike was the highest,and the grain yield was also the highest.
Key words Guangmingmai 1;Nitrogen management;Stem tillers dynamics;Internode collocation;Grain yield
氮是小麥生長中需求量最大的矿质营养元素,生产上氮肥施用过量造成了严重的环境问题[1],合理运筹氮肥是增加籽粒产量和减少污染的重要措施。研究表明,氮素能够扩大植物光合作用面积,加强光合产物的积累,进而增加籽粒产量。在一定的氮肥水平内,小麦籽粒产量随氮肥施用量的增加而增加[2],且栽培上前氮后移亦可以有效提高小麦籽粒产量[3]。氮肥施用量和氮肥运筹比例对小麦产量有很大的影响,拔节期施肥比氮肥基施和返青追施更能有效提高产量[4]。拔节期追肥还可以增强小麦植株的通风透光能力,提高植株成穗率,穗数、每穗粒数和千粒重均有所上升,进而大幅度提高产量[5-6]。张健[7]研究表明,总施氮量较高时采用基追肥比例为5∶5可以获得较高产量。封超年等研究表明,小麦群体的茎蘖成穗率为40%~50%、穗下节间长度占总长度45%左右时,可以获得高产[8-9]。目前,有关不同施氮量和基追肥比例对小麦籽粒产量影响的报道较多,而关于中筋小麦光明麦1号的高产栽培氮肥运筹研究不多。笔者设置不同的施氮量和基追比例,研究其对光明麦1号群体茎蘖动态、节间配置及籽粒产量的影响,探讨光明麦1号高产群体适宜的氮肥运筹,以期为优质、高产、高效、生态、安全的小麦生产提供理论依据和技术支撑。
1 材料与方法
1.1 材料与试验地概况
供试品种为春性品种光明麦1号。试验于2014—2015 年在上海市崇明县长江农场生产基地进行,试验地前茬作物是水稻,土壤为沙壤土,耕层含全氮1.26 g/kg、速效氮88.56 mg/kg、速效磷30.88 mg/kg、速效钾85.33 mg/kg。
1.2 试验设计 采用两因素试验设计,设3个氮肥水平,分别为240、300和360 kg/hm2,设基追比例为5∶5、6∶4、7∶3、8∶2 共4个水平,以不施氮处理为对照(CK)。10月29日播种,小区随机排列,面积为12 m2,行距25 cm,3次重复,其他管理措施按高产田进行。
1.3 测定项目
1.3.1 茎蘖动态。于越冬期、拔节期、孕穗期、开花期、成熟期田间定点考苗,记录茎蘖数。 1.3.2 株高和节间长度。于成熟期调查不同处理的株高和节间长度。
1.3.3 产量与产量结构。于成熟期在每小区取2个点收获计产,每点1 m2,调查穗数、每穗粒数、千粒重。
1.4 数据分析方法 数据采用Microsoft Office Excel 2003和DPS 6.55软件进行计算、统计分析。
2 结果与分析
2.1 氮肥运筹对光明麦1号茎蘖动态的影响
由表1可知,不同氮肥运筹处理光明麦1号茎蘖数均随着生育进程的推移先增加后减少,在拔节期达到最大,拔节期到孕穗期迅速降低,开花期以后茎蘖数趋于稳定。3个施氮水平(240、300、360 kg/hm2)下,光明麦1号茎蘖成穗率均以基追比例为5∶5的处理最高,分别为43.4%、46.8%、44.8%;施氮量为300 kg/hm2时,基追比例为5∶5的处理的茎蘖成穗率分别比基追比例为6∶4、7∶3、8∶2的处理高3.5百分点、7.9百分点、10.3百分点。该试验条件下,基追比例为5∶5的处理光明麦1号各生育期群体茎蘖发展合理,拔节期茎蘖数约为越冬期的2倍,茎蘖成穗率为45%左右,符合高产群体质量特征。
2.2 氮肥运筹对光明麦1号株高及节间长度的影响
由表2可知,随着施氮量的增加,光明麦1号株高和穗下节间占总长比例呈先上升后下降的趋势。同一施氮水平下,株高和穗下节间占总长比例随基肥施用量增加而下降,施氮量為300 kg/hm2、基追比例为5∶5时,株高达105.3 cm,比CK高22.7%;穗下节间占总长比例最高(43.9%),较基追比例为8∶2处理高出2.6百分点。较高的穗下节间占总长比例有利于群体产量增加。
2.3 氮肥运筹对光明麦1号籽粒产量及其构成因素的影响
由表3可知,同一施氮水平下,基追比例为5∶5的处理穗数、千粒重、产量均比其他3个基追比例的处理高,施氮量为300 kg/hm2时,基追比例为5∶5的处理籽粒产量分别比基追比例为6∶4、7∶3、8∶2的处理高2.1%、7.5%、10.1%。随施氮量增加,籽粒产量呈先上升后下降的趋势。该试验条件下,施氮量为300 kg/hm2、基追比例为5∶5时籽粒产量达8 742.5 kg/hm2。
3 讨论与结论
(1)小麦高产群体的适宜茎蘖成穗率为40%~50%,在适宜穗数范围内,茎蘖成穗率越高,千粒重也越高,花后干物质积累量越高,最终产量也越高[9]。该试验结果表明,随施氮量增加,光明麦1号群体茎蘖数呈先上升后下降的趋势;同一施氮水平下,基追比例为5∶5的处理成熟期茎蘖数和茎蘖成穗率最高;3个施氮水平下,基追比例为5∶5的处理茎蘖成穗率均为45%左右,符合高产群体质量特征,这与前人研究结果[9]一致。封超年等[8]分析不同群体节间长度配置结果表明,单产7 500 kg/hm2的高产群体穗下节间长占总长比例45%左右,较长的穗下节间能拉开顶上2叶与下部3叶的距离,有利于光能利用。统计分析表明,穗下节间占总长度的百分比与产量呈显著正相关。该试验结果表明,施氮量为300 kg/hm2、基追比例为5∶5的处理穗下节间长占总长度比例高达43.9%,较高的穗下节间长占总长比例有利于群体产量增加。
(2)合理的氮肥运筹有利于小麦籽粒产量的增加。王晨阳等[10]研究认为,超高产小麦以施氮量240 kg/hm2、底追肥比例5∶5的氮肥运筹为宜。另有研究认为,氮肥施用时期后移提高了植株中土壤氮和肥料氮的积累量,促进了肥料氮向籽粒的转运,提高了籽粒产量[11-12]。也有研究表明在一定范围内随施氮量的增加,籽粒产量提高, 超过一定范围籽粒产量增加不显著,甚至降低[13-15]。张洪程等[16]在超高产小麦试验中认为底追肥比例各占50%的处理与底肥占60%~70%、追肥占30%~40%的处理相比,能使小麦前期吸氮量与无效分蘖同时得到控制,从而有效地增加群体生产力。该试验结果表明,与不施氮处理相比,施氮均可显著增加小麦籽粒产量,随施氮量增加,籽粒产量呈先上升后下降的趋势;同一施氮水平下,基追比例为5∶5的处理籽粒产量均显著高于基追比例为6∶4、7∶3、8∶2的处理。根据该试验可以得出:施氮量为300 kg/hm2、基追比例为5∶5的处理是光明麦1号最佳氮肥运筹方式。
参考文献
[1] SHUKLA A K,LADHA J K,SINGH V K,et al.Calibrating the leaf color chart for nitrogen management in different genotypes of rice and wheat in a system perspective [J].Agronomy,2004,96(6):1606-1621.
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[7] 张健.氮肥运筹对不同穗型小麦产量和品质性状影响的研究[D].合肥:安徽农业大学,2012.
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[9] 凌启鸿.作物群体质量[M].上海:上海科学技术出版社,2000.
[10] 王晨阳,朱云集,夏国军,等.氮肥后移对超高产小麦产量及生理特性的影响[J].作物学报,1998,24(6):978-983.
[11] 李春喜,姜丽娜,李秀明,等.不同氮肥运筹对超高产小麦NR活性和产量影响的研究[J].作物学报,1998,24(6):847-853.
[12] 于振文,田奇卓,潘庆民,等.黄淮麦区冬小麦超高产栽培的理论与实践[J].作物学报,2002,28(5):577-585.
[13] 徐阳春,蒋廷惠,张春兰,等.不同面包小麦品种的产量及蛋白质含量对氮肥用量的反应[J].作物学报,1998,24(6):731-737.
[14] 潘庆民,于振文,王月福,等.公顷产9000kg小麦氮素吸收分配的研究[J].作物学报,1999,25(5) :541-547.
[15] 林琪,侯立白,韩伟.不同肥力土壤下施氮量对小麦子粒产量和品质的影响[J].植物营养与肥料学报,2004,10(6):561-567.
[16] 张洪程,许轲,戴其根,等.超高产小麦吸氮特性与氮肥运筹的初步研究[J].作物学报,1998,24(6):935-940.