尹志剛 李剛 李宇峰 杜元中 陳振 朱保磊 藍(lán)黎明 周國勤 石守設(shè)

摘要 為豫南稻麥輪作區(qū)品種選用和小麥高產(chǎn)栽培的施氮水平提供理論依據(jù)，在大田試驗條件下，以小麥品種信麥9號（多穗型弱春性品種）和揚麥15（大穗型春性品種）為材料，設(shè)置120 kg/hm2（N1）、225 kg/hm2（N2）和330 kg/hm2（N3）3個施氮水平，分析施氮量對2種基因型小麥群體動態(tài)、灌漿特性和產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響。結(jié)果表明，施氮量增加，小麥越冬期至成熟期的群體總莖數(shù)隨之增加，具體表現(xiàn)為N3>N2>N1，但品種間差異明顯，信麥9號越冬期后的群體總莖數(shù)均顯著高于揚麥15，顯示了信麥9號良好的分蘗成穗能力。不同施氮處理下，2種基因型小麥灌漿過程中穗粒干質(zhì)量變化均呈慢—快—慢的變化趨勢，隨著施氮量增加，成熟期的穗粒質(zhì)量呈降低趨勢，具體表現(xiàn)為N1>N2>N3，其中，揚麥15穗粒質(zhì)量較信麥9號下降更為明顯。各施氮處理中以N3 處理的產(chǎn)量最高，具體表現(xiàn)為N3>N2>N1 ，且N3處理與N2、N1處理差異顯著，品種間差異表現(xiàn)為信麥9號各施氮處理穗數(shù)均高于揚麥15，但穗粒數(shù)和千粒重均顯著低于揚麥15。

關(guān)鍵詞 稻麥輪作;施氮量;穗粒質(zhì)量;產(chǎn)量

中圖分類號 S 512.1? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A

文章編號 0517-6611（2021）16-0168-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2021.16.045?? 開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）：

Effects of Nitrogen Application Rate on Grain Filling Characteristics and Yield of Wheat in Rice-wheat Rotation Area Southern Henan

YIN Zhi-gang，LI Gang，LI Yu-feng? et al （Xinyang Academy of Agricultural Sciences，Xinyang，Henan? 464000）

Abstract Effects of nitrogen rate on population dynamics，grain filling characteristics，yield and components of two wheat genotypes were studied in order to provide theoretical basis for variety adoption and high-yield cultivation of wheat in rice-wheat rotation area southern Henan. Wheat varieties Xinmai 9 （multi spike weak spring variety） and Yangmai 15 （large spike spring variety） were selected as the research object in three nitrogen levels of 120 kg/hm2 （N1），225 kg/hm2 （N2） and 330 kg/hm2 （N3）under field condition. The results showed that with the increase of nitrogen application rate，the total stem number of wheat increased from setting stage to mature stage，which was N3 > N2 > N1. However，there were significant differences among varieties. The total stem number of Xinmai 9 was significantly higher than that of Yangmai 15，indicating that Xinmai 9 had good tillering and panicle forming ability. Different nitrogen application treatments，two wheat genotypes showed slow to fast to solw change during the filling process and the ear and grain quality showed a downward trend，which was N1 > N2 > N3.The panicle and grain quality of wheat variety Yangmai 15 decreased more obviously than that of Xinmai 9 at mature stage. The yield of N3 treatment was the highest，and the difference was significant between N3 treatment and N2，N1 treatment.It displays as N3 > N2 > N1. The spike number of Xinmai 9 was higher than Yangmai 15，but the grain number per spike and 1 000-grain weight were significantly lower than Yangmai 15.

Key words Rice-wheat rotation;Nitrogen rate;Grain mass per spike;Yield

豫南稻麥輪作區(qū)是河南稻茬小麥主要分布區(qū)域，占全省稻茬麥面積的75%以上[1]。該區(qū)相對于河南中北部旱作麥區(qū)，小麥籽粒灌漿時間短，其間氣候變化較大，易遭受高溫逼熟等氣象條件，同一品種的千粒質(zhì)量年際間變化較大，不同品種年際間產(chǎn)量差距較大，適合種植耐濕、抗病及穩(wěn)產(chǎn)的弱春性品，主導(dǎo)品種有揚麥15、揚麥13、揚麥20、鄭麥113等，信陽市農(nóng)業(yè)科學(xué)院自育品種有信麥9號、豫信11、信麥69等品種[2-3]。由于該區(qū)水稻土對氮素的吸附、保持能力較差，氮素利用率低，小麥氮肥施用量一般在225～300? kg/hm2[4-5]，大量施用增加成本，造成環(huán)境污染等一系列問題。因此，選用適宜該區(qū)域的小麥品種，研究其合理的施氮量，對充分發(fā)揮品種的產(chǎn)量潛力、保護(hù)生態(tài)環(huán)境具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 試驗材料 供試小麥品種揚麥15、信麥9號，10 月29 日播種，播量150 kg/hm2。

1.2 試驗地概況 試驗在信陽市羅山縣示范園區(qū)進(jìn)行，上茬作物為秈稻，品種為Y兩優(yōu)77，土質(zhì)為水稻土，0～20 cm耕層土壤有機質(zhì)含量14.7 g/kg，全氮0.25 g/kg，有效磷15.6 mg/kg，速效鉀71.4 mg/kg。

1.3 試驗設(shè)計 按裂區(qū)試驗進(jìn)行，以小麥品種為主區(qū)，施氮處理（純氮）為副區(qū)，設(shè)120 kg/hm2（N1）、225 kg/hm2（N2）和330 kg/hm2（N3）3個供氮水平，基追比為5∶5，拔節(jié)末期進(jìn)行追肥。小區(qū)面積2 m×10 m，3次重復(fù)，隨機排列。播種前底施磷肥P 2O 5 100 kg/hm2， K 2O 100 kg/hm2，生育期間做好開溝排水，正?；瘜W(xué)除草，不防治病蟲害，適時收獲。

1.4 測定項目與方法

1.4.1 莖蘗動態(tài)。

在小麥主要生育時期三葉期、越冬期、起身期、成熟期，根據(jù)小麥出苗后各處理選取的1 m 雙行定苗樣點調(diào)查小麥群體莖蘗動態(tài)變化情況。根據(jù)測定結(jié)果計算成穗率，成穗率=成熟期總莖數(shù)/最高總莖數(shù)（起身期總莖數(shù)） ×100%。

1.4.2 灌漿特性。初花期每個小區(qū)標(biāo)記長勢一致且同一天開花的80個穗，在開花5 d 后每隔5 d 取10 穗，將每穗粒剝出，統(tǒng)計數(shù)目后烘干至恒質(zhì)量測定穗粒質(zhì)量。

1.4.3 籽粒產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素。

成熟期調(diào)查各小區(qū)穗數(shù)、穗粒數(shù)及千粒質(zhì)量，小區(qū)實收實打并折算出單位面積籽粒產(chǎn)量。

1.5 數(shù)據(jù)分析 采用Office 2007和SPSS 19.0軟件對試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行整理統(tǒng)計分析和作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 施氮量對稻茬田小麥群體動態(tài)的影響

由表1可知，隨著施氮量的增加，小麥越冬期以后的群體莖蘗數(shù)隨之增加，具體表現(xiàn)為N3>N2>N1，分蘗成穗率則隨著施氮量的增加呈逐漸降低的趨勢，具體表現(xiàn)為N1>N2>N3。各施氮處理的群體莖蘗數(shù)在起身期達(dá)到最高，隨后兩極分化，成熟期群體莖蘗數(shù)基本穩(wěn)定。不同品種各氮肥處理間莖蘗數(shù)存在明顯差異，從越冬期到成熟期信麥9號的莖蘗數(shù)顯著高于揚麥15，顯示信麥9號良好的分蘗成穗能力。揚麥15越冬期、起身期和成熟期的莖蘗數(shù)N1、N2處理差異不顯著，N1、N2處理與N3處理存在顯著差異。信麥9號越冬期莖蘗數(shù)N1、N2、N3 3個處理間差異不顯著，而起身期和成熟期莖蘗數(shù)N1、N2處理間差異不顯著，與N3處理間存在顯著差異。說明施氮能顯著提高稻茬小麥越冬期—成熟期的群體總莖數(shù)，增加了單位面積有效穗數(shù)，而且施氮量對小麥群體動態(tài)的影響品種間存在顯著差異。

2.2 施氮量對稻茬田小麥灌漿特性的影響 由圖1可知，不同施氮量下小麥在灌漿過程中穗粒質(zhì)量變化均呈慢—快—慢的變化趨勢，2個小麥品種成熟期的穗粒質(zhì)量均表現(xiàn)為N1>N2>N3，但不同小麥品種間存在差異。小麥品種揚麥15，N1、N2、N3處理的穗粒質(zhì)量均高于信麥9號， N1處理和N2處理的穗粒質(zhì)量在整個灌漿過程中均高于N3處理。小麥品種信麥9號則表現(xiàn)為N1處理的穗粒質(zhì)量高于N2處理和N3處理。從整穗來看，隨著施氮量的增加，小麥品種在灌漿過程中的穗粒質(zhì)量呈下降趨勢，施氮對灌漿持續(xù)時間的影響相對較小，但有降低穗粒質(zhì)量的趨勢。說明隨著施氮量的增加，2個小麥品種的穗粒質(zhì)量均呈降低趨勢，特別是揚麥15穗粒質(zhì)量下降較為明顯。

2.3 施氮量對稻茬田小麥產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響 由表2可知，施氮量增加，小麥品種揚麥15 和信麥9號籽粒產(chǎn)量均提升，具體表現(xiàn)為N3>N2>N1，各氮肥處理均表現(xiàn)為揚麥15籽量產(chǎn)量顯著高于信麥9號。通過對產(chǎn)量結(jié)果的方差分析表明，氮素水平和品種間都存在顯著差異。各施氮處理中以N3 處理的產(chǎn)量最高，與N2、N1處理差異顯著。通過對產(chǎn)量構(gòu)成因素分析發(fā)現(xiàn)，2個品種都表現(xiàn)為施氮量增加，單位面積穗數(shù)提高，對千粒重和穗粒數(shù)的影響相對較小，說明增施氮肥對小麥產(chǎn)量的提升主要是通過增加單位面積穗數(shù)來實現(xiàn)。另外，不同品種間也存在差異，信麥9號各施氮處理穗數(shù)均顯著高于揚麥15，但穗粒數(shù)和千粒重均顯著低于揚麥15，導(dǎo)致籽粒產(chǎn)量明顯低于揚麥15。

3 結(jié)論與討論

關(guān)于施氮對小麥群體莖蘗動態(tài)的影響，前人做了諸多研究。一般認(rèn)為，在一定施氮量范圍內(nèi)增施氮肥有利于促進(jìn)分蘗發(fā)生，增加穗數(shù)，促進(jìn)產(chǎn)量形成，增加產(chǎn)量，但在相同的施氮量下，不同小麥品種存在顯著的基因型差異。在小麥高產(chǎn)栽培中，為滿足小麥生長對氮素的需求，主要通過增加氮肥用量提升籽粒產(chǎn)量水平。適量增加氮肥施用量能夠有效提高籽粒產(chǎn)量，但超過一定范圍后繼續(xù)增施氮肥，產(chǎn)量增加率會逐漸下降，甚至減產(chǎn)[6]。丁錦峰等[7]研究表明長江中下游稻茬麥區(qū)實現(xiàn)高產(chǎn)關(guān)鍵是在保證較高????????? 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)???????????????????????? 2021年

的穗數(shù)基礎(chǔ)上，協(xié)調(diào)增加每穗粒數(shù)與千粒重。孫傳范等[8]研究認(rèn)為，在相同氮肥水平下，不同小麥品種的氮吸收效率受環(huán)境影響相對較小，不同品種間差異較大。選用氮高效小麥品種，采取適宜的氮肥管理措施是提高小麥氮素利用率的有效措施。李淑文等[9]研究證明氮肥利用效率高的品種各生育時期均具有較高的莖蘗數(shù)。該研究結(jié)果表明適量增施氮肥可增加小麥各生育期的群體總莖數(shù)，使最終成穗數(shù)增加，有利于小麥產(chǎn)量的提升。在相同氮肥水平下，不同小麥品種群體莖蘗動態(tài)差異較大，具體表現(xiàn)為在基本苗一致的情況下，多穗型品種起身期到成熟期群體總莖數(shù)均高于大穗型品種。

灌漿是小麥生育進(jìn)程中的重要生理過程，灌漿速率和持續(xù)時間決定小麥籽粒大小或質(zhì)量，同一品種的灌漿速率相對比較穩(wěn)定，灌漿持續(xù)時間則受溫度、水分等因素的影響[10-11]。關(guān)于施氮量對小麥灌漿特性的影響，普遍認(rèn)為籽粒灌漿經(jīng)歷了漸增期—快增期—緩增期，在一定范圍內(nèi)，穗粒數(shù)隨施氮量增加呈不斷上升趨勢，其變化趨勢因品種不同而異，千粒重隨著施氮量的增加下降趨勢明顯，而且施氮量的增加還使得倒伏風(fēng)險增大。李科江等[12]認(rèn)為，隨著氮肥用量的增加，小麥的千粒質(zhì)量降低，與施氮增加穗粒數(shù)有關(guān)，劉克禮等[13]對旱作春小麥的研究結(jié)果表明，隨著施氮量的增加，籽粒干質(zhì)量和灌漿速率有增大的趨勢，而過量施氮呈下降趨勢。該研究是以穗粒干質(zhì)量的積累量來展示小麥灌漿進(jìn)程，因包含穗粒數(shù)的因素，區(qū)別于單子粒的灌漿過程。從整穗穗粒干質(zhì)量的增加進(jìn)程可以看出，在120～330 kg/hm2，隨著施氮量的增加，不同小麥在灌漿過程中的穗粒質(zhì)量均呈下降趨勢。

小麥產(chǎn)量受基因型和栽培條件的雙重影響，而且環(huán)境對小麥產(chǎn)量的影響往往大于基因型[14-15]。李巧云等[16]對河南省不同生態(tài)條件下多個小麥品種的籽粒產(chǎn)量進(jìn)行分析，結(jié)果表明半冬性品種的籽粒產(chǎn)量普遍高于弱春性品種。該試驗信麥9號屬于多穗型弱春性品種，分蘗力強，耐濕性好;揚麥15屬大穗型春性品種，分蘗力一般，赤霉病抗性較好。研究結(jié)果表明，信麥9號各施氮處理穗數(shù)顯著高于揚麥15，但穗粒數(shù)和千粒重均低于揚麥15，可能是由于當(dāng)年小麥赤霉病發(fā)生較重，對信麥9號穗粒數(shù)和千粒重造成損失。不同區(qū)域的施氮水平也存在顯著差異，黃淮地區(qū)高產(chǎn)麥田施氮量一般240～270 kg/hm2[17-18]，長江中下游地區(qū)高產(chǎn)麥田施氮量也達(dá)260～315 kg/hm2[19-20]，四川盆地高產(chǎn)麥田施氮量一般為135～180 kg/hm2[21]。該研究表明豫南稻茬麥區(qū)隨著施氮量的增加，2個小麥品種的籽粒產(chǎn)量隨之提升，在330 kg/hm2時產(chǎn)量最高，且與225? kg/hm2處理和120? kg/hm2處理存在顯著差異，均未達(dá)到最高產(chǎn)量水平，可能與試驗田土壤肥力較低、開溝排水造成較多氮素流失有關(guān)。

綜合考慮品種因素和施氮量，在豫南稻麥輪作的栽培條件條件下實現(xiàn)小麥高產(chǎn)，應(yīng)選用分蘗成穗能力強的品種，同時應(yīng)保證充足的氮素供應(yīng)以增加小麥起身—成熟期群體總莖數(shù)，協(xié)調(diào)增加灌漿過程中的穗粒質(zhì)量。

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