張建芳 比拉力·艾力 王冀川 石元強(qiáng) 孫婷 張迪

（塔里木大學(xué)植物科學(xué)學(xué)院，新疆阿拉爾 843300）

作物的生長受到多方面因素的影響，其中施肥（尤其是氮肥）是重要的影響因素之一［1]，生產(chǎn)中，通過不同的施肥措施，調(diào)控作物生長發(fā)育，以促進(jìn)作物實(shí)現(xiàn)高效、高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的生產(chǎn)。在作物的氮素調(diào)控效應(yīng)中，光合特征是重要的反應(yīng)指標(biāo)，也是受氮素調(diào)控進(jìn)而影響作物生產(chǎn)性能的關(guān)鍵指標(biāo)之一，因此開展氮素運(yùn)籌對作物生長及光合特征影響的研究，能揭示氮肥應(yīng)用的效能，對揭示作物氮素高效利用的機(jī)制有較好的理論意義。

小麥?zhǔn)切陆诙笞魑?，種植面積常年保持在118×104hm2左右，總產(chǎn) 629.7×104t，其中春小麥在46×104hm2左右，總產(chǎn)247.2×104t［2]，是新疆（尤其是南疆）重要的糧食作物，在保障糧食安全、社會穩(wěn)定方面具有重要的戰(zhàn)略地位。目前，隨著滴灌技術(shù)的發(fā)展，大力推廣麥田滴灌水肥一體化技術(shù)成為當(dāng)前新疆提升小麥生產(chǎn)水平、促進(jìn)糧食產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要任務(wù)［3]。在常規(guī)漫灌（畦灌）條件下，生育期追肥較困難，一般以基肥為主、追肥為輔的方式，肥效不高且大量施氮還污染環(huán)境，而滴灌條件下可以實(shí)現(xiàn)水肥一體并可根據(jù)作物養(yǎng)分需求及時追施，肥效大大提升［4]，節(jié)約成本，但在實(shí)際生產(chǎn)中由于缺乏滴灌施氮的相關(guān)理論研究，人們在氮素運(yùn)籌方面采取經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｊ?，影響了施氮效果。本研究通過設(shè)置不同施氮配比和施氮量的小區(qū)試驗(yàn)，研究滴灌春小麥生長及光合特征，為開展進(jìn)一步研究小麥氮素高效利用與產(chǎn)量形成的關(guān)系提供基礎(chǔ)。

1 試驗(yàn)材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2018年在塔里木大學(xué)農(nóng)學(xué)試驗(yàn)站網(wǎng)室中進(jìn)行，該試驗(yàn)點(diǎn)位于塔里木盆地西北邊緣，40°33′N，81°16′E，海拔1 012.2 m，年平均氣溫11.2 ℃，年均降水量45.7 mm，年均蒸發(fā)量1 988.4 mm，年均相對濕度在55%以下，屬典型暖溫帶內(nèi)陸型氣候。

采用土柱栽培的方法，土柱為硬質(zhì)PVC管材，直徑110 mm，長80 cm。每根土柱裝土12 kg，土壤取自農(nóng)田，土壤質(zhì)量含水率為19.5%，土質(zhì)為沙壤土，干土體積質(zhì)量為1.32 g/cm3，田間持水量為23.4%（質(zhì)量含水量），NO3--N含量49.27 mg/kg，NH4

+-N含量6.70 mg/kg，有機(jī)質(zhì)的含量1.025%，土壤pH值7.7。為模擬田間滴灌模式，每根管采用醫(yī)用輸液管連接掛瓶進(jìn)行滴灌施肥，氮素?fù)Q算成尿素（N-46%）溶水后滴施，按照土柱面積換算得到具體水、尿素施用量。3月2日播種。每管播8粒，播深3 cm，當(dāng)麥苗2葉時定苗至6株/管。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計

選用新春6號（早熟大穗型春小麥，新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院提供）和寧2038（中晚熟多穗型春小麥，寧夏農(nóng)林科學(xué)院提供）為試驗(yàn)材料，開展施氮量與施氮配比的雙因素控制性土柱栽培試驗(yàn)，滴施純氮量處理設(shè)4個水平，分別為每千克干土滴施純氮0 g、0.013 0 g、0.026 1 g和0.039 1 g（按土柱面積折算，相當(dāng)于每公頃滴施純氮0 kg、138 kg、276 kg和414 kg），以N0、N1、N2和N3表示；施氮配比按基肥、拔節(jié)肥、孕穗肥、灌漿肥分配，設(shè)四個比例為：100∶0∶0∶0、60∶40∶0∶0、20∶60∶20∶0 和 0∶40∶40∶20，以 R1、R2、R3和 R4表示；施氮量和施氮配比兩因素組合得到16個處理，每處理重復(fù)九次（每處理9根土柱），兩個品種共計288根管。全生育期滴灌8次，氮肥運(yùn)籌嚴(yán)格按照試驗(yàn)設(shè)計進(jìn)行，以氮肥混合土柱裝土土壤為基施，以滴施氮素為追施。

表1 試驗(yàn)滴灌氮肥(尿素)分配（g/管）

1.3 測定項(xiàng)目與方法

每個處理選擇3管，每管選取長勢均勻，有代表性的5株定點(diǎn)定期測量以下指標(biāo)：

1.3.1 生長性狀

a.株高：選用米尺對株高進(jìn)行測定；

b.葉面積：采用葉片長寬系數(shù)法進(jìn)行測定［5]。

1.3.2 光合指標(biāo)

a.單葉光合指標(biāo)：在小麥拔節(jié)、孕穗、揚(yáng)花、灌漿、乳熟等時期采用便攜式光合作用測定系統(tǒng)LI-6400XT（Li-Cor，USA），每個處理選取長勢一致的3株，在晴天12：00時測定小麥頂部展開葉的凈光合速率（Pn）、蒸騰速率（Tr）等光合生理生態(tài)指標(biāo)；葉片水分利用效率按照文獻(xiàn)計算［6]：WUE=Pn/Tr。

b.旗葉SPAD：采用美國產(chǎn)502型SPAD儀在小麥各生育時期測定旗葉SPAD數(shù)值（葉片最寬處），每次測定10片葉，取平均值。

1.3.3 產(chǎn)量指標(biāo)

于蠟熟期對每個處理進(jìn)行考種，調(diào)查穗粒數(shù)和千粒質(zhì)量，并折算成公頃產(chǎn)量。

然而，在湘西題材小說中或多或少都暗藏著城市文明的“入侵”，但作者并未明確表明對這種“文明”的態(tài)度，例如在《媚金、豹子與那羊》的結(jié)尾，對于媚金和豹子殉情的事，“白臉苗的女人，如今是再無這種熱情的種子了。他們也仍然是能原諒男子，也仍然常常為男子犧牲，也仍然能用口唱出動人靈魂的歌，但都不能作媚金的行為了！”究竟都市文化帶給了鄉(xiāng)村怎樣的變化？這就牽涉到了沈從文對鄉(xiāng)村與城市的選擇和態(tài)度。

使用Microsoft Excel 2003進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和作圖，采用DPS7.05統(tǒng)計軟件Duncan新復(fù)極差法進(jìn)行多重比較的顯著性檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 氮肥運(yùn)籌對滴灌春小麥株高的影響

不同施氮量及施氮配比下滴灌春小麥株高結(jié)果見圖1，可以看出，滴灌春小麥株高在4月10日（拔節(jié)中期）到5月5日（抽穗期）增長速率最快，揚(yáng)花期以后增長緩慢。寧2038的平均株高為70.56 cm，新春6號為67.94 cm。在相同施氮量的條件下，最終株高表現(xiàn)為：R4＞R3＞R2＞R1，適當(dāng)增加追肥次數(shù)能促進(jìn)株高增加，但差異并不顯著。在氮肥施用時期及施用比例相同的條件下，增施氮肥能顯著增加株高。從施氮量的最終株高變異系數(shù)（CV）上看，寧2038為8.49%，新春6號為6.94%，施氮配比對最終株高CV大小分別為1.72%和1.23%，可見多穗型品種對施氮量及配比的響應(yīng)程度大于大穗型品種，調(diào)整氮素運(yùn)籌更能影響多穗型品種的株高，且主要以施氮量的調(diào)節(jié)效應(yīng)為主，施氮配比影響不大。

2.2 氮肥運(yùn)籌對滴灌春小麥葉面積的影響

春小麥單株葉面積在4月29日（孕穗期）達(dá)最大值，其具體變化大小受氮肥配比及施氮量的影響。由圖2可知，在相同施氮量條件下，孕穗前各處理單株葉面積差異不大，但此后隨施氮次數(shù)增加，單株葉面積差異逐漸增大，表現(xiàn)為施氮次數(shù)越多葉面積越大。在同一施氮配比條件下，隨施氮量增加單株葉面積逐漸增加，其中N0處理顯著小于施氮處理?？梢姡鍪┑什⑦M(jìn)行氮素后移能有效增加單株葉面積。從氮素運(yùn)籌對葉面積的影響程度上看，新春6號在不同施氮量處理的CV為20.36%，寧2038為29.24%，不同施氮配比新春6號為9.56%，寧2038為9.41%，說明多穗型品種葉面積對施氮量的反應(yīng)更敏感，而兩品種對施氮時期的反應(yīng)差異不大。從組合處理看，在灌漿期單株葉面積排名前三位的處理，新春6號為N3R4、N2R4和N3R3處理，達(dá)到62.38、58.14和56.55 cm2，寧2038為N3R4、N2R4和N1R4處理，分別為66.53、62.28和61.15 cm2，可見多穗型品種的單株葉面積高于大穗型品種，且其對氮肥后移的敏感度也高于大穗型品種，即增施灌漿肥能有效減緩葉片衰老。

圖1 不同施氮量及施氮配比對株高的影響

圖2 不同施氮量及施氮配比對單株葉面積的影響

2.3 氮肥運(yùn)籌對滴灌春小麥葉片SPAD值的影響

不同施氮量及施氮配比下滴灌春小麥葉片SPAD值見圖3。

圖3 不同施氮量及施氮配比對葉片SPAD的影響

由圖可知，兩品種葉片SPAD值均隨生育進(jìn)程呈現(xiàn)“減小—增大—減小”的趨勢，在4月28日～5月5日（抽穗期）最低，在5月19日（灌漿初期）最高。新春6號的平均SPAD為45.65，寧2038為49.64。不施氮處理的SPAD顯著小于其他處理，在施氮處理中，施氮量越大，SPAD值越高，新春6號不同施氮處理各期SPAD的平均CV為8.04%，寧2038為7.80%，表明大穗型品種葉片SPAD對施氮量的敏感程度高于多穗型品種。不同施氮配比對葉片SPAD的影響，隨施氮次數(shù)增加，SPAD有所增加，但處理間差異并不大。從組合處理看，新春6號的N3R3和N3R5處理的葉片SPAD最高，寧2038的N3R2和N3R3處理的葉片SPAD最高，說明在高氮條件下，大穗型品種注重孕穗肥、灌漿肥，多穗型品種注重拔節(jié)肥、孕穗肥，能促進(jìn)葉片功能，延緩旗葉葉綠素的降解，促進(jìn)植物葉片的光合作用。低-高-低的曲折變化趨勢，籽粒形成期（5月12日）最高，其次是孕穗期（4月16日），灌漿后期（6月1日）最低（見圖4）。從平均Pn上看，新春6號為13.91 μmolCO2/(m2·s)，低于寧 2038 的 15.10 μmol-CO2/(m2·s)，表明多穗型品種的葉片光和生產(chǎn)能力高于大穗型品種。

隨施氮量增加，單葉凈光合速率增加，但施氮量過高，其促進(jìn)效應(yīng)下降；隨施氮次數(shù)的增加單葉凈光合速率隨生育進(jìn)程逐漸變大，且在乳熟期表現(xiàn)得更明顯，同時在高氮條件下乳熟期R3和R4處理的單葉凈光合速率明顯高于R1和R2處理，說明增加施氮次數(shù)及中后期比例，有利于維持葉片后期的光合性能，施氮量越高，增加施肥次數(shù)所表現(xiàn)出的后期葉片功能增強(qiáng)的正效應(yīng)越大。另外，氮素和施氮次數(shù)對新春6號葉片Pn的平均效應(yīng)CV為14.57%和

2.4 氮肥運(yùn)籌對滴灌春小麥光合特性的影響

2.4.1 凈光合速率（Pn）

春小麥葉片凈光合速率（Pn）隨生育進(jìn)程呈高-4.38%，大于寧2038的11.74%和4.10%，表明氮素運(yùn)籌對大穗型品種的效應(yīng)高于多穗型品種，且以施氮量效應(yīng)為主，更應(yīng)該注重高氮條件下的氮肥后移技術(shù)。

圖4 不同施氮量及施氮配比對葉片凈光合速率（Pn）的影響

2.4.2 蒸騰速率（Tr）

滴灌春小麥葉片的蒸騰速率（Tr）與Pn的變化趨勢一致，籽粒形成期最高，灌漿末期最低（見圖5）。新春6號的葉片平均Tr為5.38 mmolH2O/(m2·s)，低于寧 2038的 5.78 mmolH2O/(m2·s)，表明多穗型品種葉片的水分生理活性高于大穗型品種。在各施氮水平下，兩品種葉片的Tr隨施氮量的增加而增加，并隨生育進(jìn)程差異逐漸增大，以灌漿期差異最明顯。在各氮肥配比處理下，在拔節(jié)中期全部基施氮肥的Tr最高，分3次追肥的Tr最低，在孕穗揚(yáng)花期追施1～2次氮肥處理的Tr最高，揚(yáng)花以后，隨追氮次數(shù)增加，Tr增加，可見氮肥后移能增加中后期小麥葉片Tr，對葉片生理功能提高、防治衰老有利。另外兩品種葉片Tr對氮素運(yùn)籌反應(yīng)不同，新春6號在不同氮素量及不同氮素配比處理間的CV均高于寧2038，說明大穗型品種對氮素運(yùn)籌較多穗型品種更敏感。

圖5 不同施氮量及施氮配比對葉片蒸騰速率（Tr）的影響

2.5 氮肥運(yùn)籌對滴灌春小麥葉片水分利用效率的影響

滴灌春小麥葉片水分利用效率（WUE）在2.13～3.24 mmol/(m2·s)之間，隨生育進(jìn)程變化較平穩(wěn)，拔節(jié)中期最高，揚(yáng)花-籽粒形成期次之，灌漿后期最?。ㄒ妶D6）。

圖6 不同施氮量及施氮配比對葉片水分利用效率（WUE）的影響

隨施氮量增加葉片WUE降低，其中在N3、N2條件下的WUE較N0、N1下降較明顯，說明增施氮肥不利于葉片WUE的提高；不同施氮配比對WUE的影響品種間存在差異，新春6號葉片WUE對施氮配比反應(yīng)不敏感，但寧2038在R4條件下的WUE在籽粒形成期之前顯著高于其他處理，但之后下降較快，說明增施灌漿肥能提升多穗型品種生育前中期WUE，改進(jìn)葉片生產(chǎn)性能。

2.6 氮肥運(yùn)籌對滴灌春小麥產(chǎn)量的影響

隨施氮量增加，穗粒數(shù)、千粒質(zhì)量、收獲穗數(shù)及單穗質(zhì)量和產(chǎn)量增加，且除新春6號的穗粒數(shù)外，兩品種N3處理的各產(chǎn)量因素均顯著高于其他處理（見表2）。另外，隨施氮次數(shù)增加除新春6號的千粒質(zhì)量在R4處理下最大外，兩品種R3處理的各產(chǎn)量因子均最大，說明增施氮肥并注意追施孕穗肥、灌漿肥是提高滴灌春小麥產(chǎn)量的有效措施；施氮量與施氮配比對兩品種產(chǎn)量因子的影響有一定差異，從施氮量的CV大小上看，除穗數(shù)較寧2038小外，新春6號其他各因子的CV均高于寧2038，且產(chǎn)量的CV最高。從施氮配比的CV大小上看，新春6號各產(chǎn)量因子均高于寧2038，且兩品種的CV普遍比不同施氮量處理的CV小。由此說明大穗型品種產(chǎn)量構(gòu)成對氮素運(yùn)籌更敏感，并以施氮量影響為主，施氮配比影響為輔；

從組合處理的比較上看，產(chǎn)量排名前3位的處理新春 6號分別是N3R3＞N3R4＞N2R3，N3R3與N3R4差異不顯著，N3R4與N2R3差異不顯著；寧2038為N3R3＞N3R4＞N3R2，3處理間差異不顯著。說明施氮量為207.0～310.5 kg/hm2、施氮時期及比例為基肥∶拔節(jié)肥∶孕穗肥∶灌漿肥=40∶40∶20∶0或20∶40∶20∶20可獲得較高的產(chǎn)量，且大穗型品種更應(yīng)注重氮肥供應(yīng)和追氮后移的管理策略。

表2 不同施氮量、施氮配比對產(chǎn)量構(gòu)成的影響

3 討論

本研究發(fā)現(xiàn)拔節(jié)期、孕穗期和灌漿期追施三次氮肥的綠葉面積最大，這與劉強(qiáng)等［7]認(rèn)為的在拔節(jié)期和揚(yáng)花期兩次追施氮肥在花后能保持較高的綠葉面積有所不同，這可能與干旱區(qū)滴灌小麥后期氮素需求比例較高有關(guān)［8]。且施氮處理的葉面積下降速率明顯降低。

一般認(rèn)為［9-10]施氮可顯著提高小麥葉片的光合性能及SPAD值，降低其衰減速率。本研究表明，滴灌春小麥葉片SPAD值在生育期內(nèi)呈“減小—增加—減小”的變化趨勢，且隨施氮量增加，SPAD值呈增加趨勢，施氮促進(jìn)了葉片葉綠素的合成，延緩葉綠素的分解，不施氮肥處理的葉片SPAD值顯著低于施氮處理，這與Hikosaka等［11]人研究結(jié)果一致。揚(yáng)花期追施氮肥能延緩葉綠素的分解［12-13]，可以維持較高的葉面積［14]，而本研究中孕穗期追施氮肥的 R3、R4處理，在孕穗期以后的SPAD值明顯高于其他處理，表明孕穗期追施氮肥能延緩旗葉葉綠素的降解，相對于孕穗期不施肥的處理能增加葉片葉綠素含量，這可能與滴灌春小麥生育高峰前移有關(guān)［15]。馮波等［16]提出，在氮肥用量相同時基追配比為1∶2時，小麥后期光合速率和產(chǎn)量最高；而張娟等［17]人認(rèn)為基追配比為5∶5時的處理利于提高小麥的凈光合速率。本研究發(fā)現(xiàn)，在基肥∶拔節(jié)肥∶孕穗肥∶灌漿肥為2∶4∶2∶2時小麥凈光合速率最高，同宋任祥等［18]人提出的揚(yáng)花期追肥可以促進(jìn)旗葉的光合速率，使葉片的衰老得到延緩相類似，而與馮波［16]、張娟［17]等人的觀點(diǎn)不一致，這也是滴灌小麥后期長勢強(qiáng)［19]、增施氮肥比例有利于產(chǎn)量物質(zhì)形成而易獲得高產(chǎn)的關(guān)鍵所在。

4 結(jié)論

氮素運(yùn)籌對滴灌春小麥生長特性與產(chǎn)量構(gòu)成影響較大，隨施氮量及施氮次數(shù)增加，春小麥的株高、單株葉面積、葉片SPAD、單葉光合速率及蒸騰速率、產(chǎn)量構(gòu)成因子等均得到不同程度增加，葉片WUE呈下降趨勢，其中，施氮量效應(yīng)均高于施氮配比效應(yīng)。

從氮素運(yùn)籌對生長及光合指標(biāo)的影響程度（CV）上看，單株葉面積＞Tr＞Pn＞W(wǎng)UE＞SPAD＞株高，對產(chǎn)量構(gòu)成的影響程度為產(chǎn)量＞單穗質(zhì)量＞穗粒數(shù)＞收獲穗數(shù)＞千粒質(zhì)量。

不同穗型品種對氮素運(yùn)籌的影響有差異，大穗型品種的單株葉面積、Pn、Tr、穗粒數(shù)、千粒質(zhì)量、穗數(shù)、單穗質(zhì)量和產(chǎn)量對施氮配比的敏感度大于多穗型品種，而其株高、單株葉面積、穗數(shù)對施氮量的敏感度低于多穗型品種。

保證較高的施氮量并適當(dāng)增加追施孕穗肥和灌漿肥，是保證干旱地區(qū)滴灌春小麥高產(chǎn)高效的關(guān)鍵，施氮量為207.0～310.5 kg/hm2且施氮時期及比例為基肥∶拔節(jié)肥∶孕穗肥∶灌漿肥=40∶40∶20∶0或20∶40∶20∶20是本地區(qū)較為適合的氮素運(yùn)籌方案。