施氮對小麥產(chǎn)量的影響

施氮對小麥產(chǎn)量的影響

小麥在生長期間合理規(guī)劃氮肥，這與高產(chǎn)和優(yōu)質(zhì)有關(guān)。生育中后期施氮對小麥花后衰老期間的代謝變化產(chǎn)生調(diào)節(jié)作用,能提高小麥葉片硝酸還原酶活性,使蛋白酶活性后移,降低生育后期旗葉葉片中可溶性蛋白含量,不同生育時期施氮對小麥籽粒產(chǎn)量和蛋白質(zhì)含量均具影響作用。由于生態(tài)區(qū)域和試驗?zāi)攴輻l件的不同,不同生育時期施氮對小麥穗花發(fā)育的影響尚無定論。本文旨在研究高產(chǎn)條件下不同生育時期施氮對小麥穗花發(fā)育和籽粒產(chǎn)量形成的影響,為小麥實施氮肥合理調(diào)控、達(dá)到高產(chǎn)再高產(chǎn)提供理論依據(jù)。1供試品種及分組本試驗于1996～1998年在河南省偃師市高產(chǎn)田進(jìn)行,土壤質(zhì)地為壤土,0～20cm土層有機質(zhì)含量為1.45%,全氮為0.11%,堿解氮71.4mg·kg-1,速效磷為16.7mg·kg-1,速效鉀81.7mg·kg-1。播前每公頃施優(yōu)質(zhì)農(nóng)家肥60000kg,P2O5156kg,K2O153kg,基施純氮120kg,以上肥料隨土壤耕耙,分層施入。春季在小麥生長發(fā)育的返青期(N1)、起身期(N2)、拔節(jié)期(N3)、孕穗期(N4)、抽穗期(N5)分別每公頃施純氮120kg(各處理施氮時植株生育狀況見表1)。供試品種為豫麥49,于當(dāng)年10月8日用2BJM精密播種機播種,基本苗為每平方米150株。試驗小區(qū)隨機排列,重復(fù)3次。從小麥穗花退化高峰前開始,每3d取樣1次,每小區(qū)觀察3個主莖穗,在解剖顯微鏡下分部位觀察頂小穗、中部第10個小穗、下部第2、3小穗各小花發(fā)育動態(tài)。小花發(fā)育按雌蕊的形態(tài)特征劃分10個時期即:Ⅰ小花原基分化期、Ⅱ雌雄蕊分化期、Ⅲ小凹期、Ⅳ凹形期、V大凹期、Ⅵ柱頭開始伸長期、Ⅶ柱頭伸長期、Ⅷ柱頭羽毛突起期、Ⅸ柱頭羽毛伸長期、Ⅹ柱頭羽毛形成期。光合作用速率(Pn)、蒸騰速率(C)用美國產(chǎn)CI301便攜式光合測定系統(tǒng)測定,于晴天上午9:30～11:30進(jìn)行,各處理測10個葉片,均取同時展開的旗葉。開花后定期取穗測籽粒干重,成熟期每小區(qū)實收計產(chǎn),同時取樣進(jìn)行單株穗部性狀分析。2結(jié)果與分析2.1施氮對中部小穗的影響根據(jù)雌蕊發(fā)育過程中的形態(tài)變化,隨著發(fā)育時間持續(xù),部分小花可能發(fā)育遲緩或停止發(fā)育,只有發(fā)育到后期的小花才能成為可能結(jié)實的小花。從表2可以看出,適期追肥可延長小麥小花發(fā)育的時間。如4月10日觀察,N1和N2處理下部第3小穗平均分別有2.5和2.0朵小花進(jìn)入第7個發(fā)育時期,而尚未施氮的處理同部位小穗的小花已停止發(fā)育。4月16日觀察,N2、N3處理下部第3小穗平均有0.5朵小花進(jìn)入第8個發(fā)育時期,但其余2個處理第3小穗小花已停止發(fā)育。施氮對中部小穗的影響表現(xiàn)為,施氮早的處理,促進(jìn)作用也早,如4月10日觀察,N1處理達(dá)到第8個發(fā)育時期的小花為3朵,高于其它處理,但4月16日觀察,達(dá)到第9個發(fā)育時期的小花數(shù)低于其它處理,以N3處理小花發(fā)育最快,達(dá)到第9發(fā)育時期即發(fā)育較完善的小花為3朵。統(tǒng)計結(jié)果表明,不同時期施氮對頂部小穗小花的發(fā)育影響不大,而對中部小穗的小花發(fā)育影響較大,其中4月16日觀察達(dá)到柱頭羽毛伸長期的小花數(shù)目N3、N4處理與其余處理差異達(dá)顯著水平。由此可見,小麥幼穗分化從二棱后期至柱頭突起期,施氮時期不同,對小花發(fā)育的影響不同,在雌雄蕊分化末期到雌蕊柱頭突起期施氮,可延長小花發(fā)育時間,增加發(fā)育成熟的小花數(shù)目,為減少小花退化奠定了基礎(chǔ)。2.2小麥生育期及施氮對旗葉蒸騰速率的影響抽穗后隨小麥發(fā)育時期推移,旗葉光合速率逐漸下降,處理間的差異也日趨明顯(表3)。從花后25d開始,N3、N4、N5處理旗葉光合速率的測定值平均高于N1、N2處理,且差異達(dá)顯著水平,表明高產(chǎn)田小麥春季施氮時期由二棱后期、小花原基分化期移至雌雄蕊原基形成期到抽穗期之間可有利于維持小麥衰老后期較高的物質(zhì)生產(chǎn)能力,而施氮過早則導(dǎo)致旗葉光合性能明顯減弱。小麥抽穗后旗葉蒸騰速率也隨著生育進(jìn)程的推移呈下降趨勢(圖1),表明小麥生育后期植株代謝能力逐漸減弱?？梢钥闯?不同時期測定不同施氮處理的旗葉蒸騰速率,其表現(xiàn)趨勢不盡一致,但在開花25d后,隨施氮時期后移旗葉蒸騰速率提高,至花后35d,N3、N4、N5處理較N1、N2處理蒸騰速率分別高出19.2%、28.4%、38.6%和14.9%、23.7%、33.6%。表明追施氮肥過早引起小麥灌漿后期生理代謝功能急劇降低。2.3不同處理對千粒日增重的影響從不同處理籽粒灌漿進(jìn)程(圖2)來看,開花至花后20d各處理灌漿速率趨勢相同,開花20d以后,N3、N4、N5處理千粒日增重均高于N1、N2處理,尤其最大千粒日增重高于早期追氮處理,延長了灌漿高峰期。表明生育中、后期施氮可滿足小麥在灌漿期間物質(zhì)積累時的氮素需要,對最終粒重的提高具有重要作用。2.4不同追氮時期對穗數(shù)的影響實收測產(chǎn)結(jié)果表明(表4),以N3處理產(chǎn)量最高,達(dá)9028.5kg·ha-1,N4、N5處理也分別達(dá)到8956.5和8713.5kg·ha-1,而N1和N2處理分別較N3處理下降了8.34%和6.21%,差異顯著性檢驗結(jié)果表明,N3與N4處理間差異不顯著,而與N1、N2處理間差異均達(dá)到了顯著水平。從產(chǎn)量構(gòu)成因素來分析,不同追氮時期影響群體發(fā)展和穗數(shù),N1處理因追氮過早,春季分蘗過多,群體質(zhì)量不高,最終影響到成穗數(shù)較低,N2處理在分蘗兩級分化始期施氮,在一定程度上延緩了兩極分化進(jìn)程并促進(jìn)了分蘗成穗,因此,該處理成穗數(shù)最多,N3、N4處理基本達(dá)到本品種預(yù)期的成穗數(shù);而且由于在雌雄蕊小凹期到柱頭突起期追肥提高了成熟小花數(shù)目,則顯著提高了結(jié)實率,與其余處理相比穗粒數(shù)差異達(dá)顯著水平;各處理千粒重表現(xiàn)出隨施氮時期后移而提高的趨勢,且N4、N5處理與N1、N2處理達(dá)顯著水平,N3處理與N1、N2處理達(dá)顯著水平。退化子房是發(fā)育完善的小花在開花授粉期間遇不適條件而未成粒的小花,從結(jié)實小穗和退化子房分析結(jié)果來看,各處理結(jié)實小穗數(shù)差異不明顯,而處理間退化子房數(shù)相差較大,中、后期施氮與早期施氮相比差異達(dá)顯著水平。由上述可見,N1、N2和N5處理產(chǎn)量構(gòu)成因素的不協(xié)調(diào),導(dǎo)致產(chǎn)量受到嚴(yán)重影響,而N3、N4處理控制了早春對小麥氮肥供應(yīng),限制春季群體發(fā)展,從而提高了群體質(zhì)量,能在保證小麥足夠穗數(shù)基礎(chǔ)上,提高粒數(shù)和粒重,是實現(xiàn)產(chǎn)量突破的重要原因。3施足養(yǎng)分、施物用量對產(chǎn)量的影響關(guān)于氮肥運籌對高產(chǎn)小麥產(chǎn)量的影響至今存在不同看法,有研究認(rèn)為,小麥小穗、小花的分化明顯受到碳氮代謝的調(diào)節(jié),高氮促進(jìn)營養(yǎng)生長和小花分化,低氮有利于提高結(jié)實率;在氮肥追施時期方面,有研究表明,起身期以前追氮易導(dǎo)致小麥早衰,降低產(chǎn)量;另有研究表明,中、后期施氮過多易造成小麥貪青晚熟。根據(jù)本研究結(jié)果,在施足有機肥、磷、鉀肥合理配比的前提下,以每公頃總施純氮240kg,基追比例5∶5,且以拔節(jié)期(雌雄蕊末期)-孕穗期(雌蕊柱頭突起期)追施氮肥增產(chǎn)顯著。產(chǎn)量增加的原因一是提高了穗粒數(shù),二是增加了粒重。穗粒數(shù)的增加在于保證了小花發(fā)育期間的氮素供應(yīng),有利于小花之間的平衡發(fā)育,尤其是中部小穗的小花出現(xiàn)明顯分化優(yōu)勢,使其向結(jié)實方向發(fā)展,增加了發(fā)育完善的小花數(shù)目,從而減少了小花的退化,提高了結(jié)實