曹燕燕++廖平安++葛昌斌++郭春強++黃杰++喬冀良

摘要：針對砂姜黑土土體結構較差、缺磷少氮、有效養(yǎng)分含量低的特性，設計4種不同施肥處理，探討施肥對小麥各生育期群體數(shù)量、個體生育特性、灌漿特性及產量的影響。結果表明，增施肥料是提高砂姜黑土小麥產量的技術措施之一；科學施肥或在施用化肥基礎上增施有機肥可改善土壤條件，提高土壤養(yǎng)分含量，促進小麥對養(yǎng)分的吸收，可改善個體經濟性狀，增加灌漿速率，提高穗粒數(shù)和千粒重，形成高產。

關鍵詞：砂姜黑土；有機肥；小麥；個體發(fā)育；灌漿特性；產量

中圖分類號： S512.106文獻標志碼： A文章編號：1002-1302（2016）06-0158-03

收稿日期：2015-08-12

基金項目：國家現(xiàn)代農業(yè)產業(yè)技術體系建設專項（編號：CARS-3-2-26）。

作者簡介：曹燕燕（1982—），女，河南三門峽人，碩士，助理研究員，主要從事小麥新品種選育和高產栽培技術研究。E-mail：caoyan314@126.com。砂姜黑土是發(fā)育于河湖相沉積物上經脫沼澤作用而形成的半水成土[1]，是我國重要的中低產田土壤之一。目前，全國砂姜黑土耕地總面積約為400萬hm2，而河南省作為全國重要的商品糧生產基地，砂姜黑土耕地面積高達 120萬hm2，占河南省耕地總面積的14%[2-3]，是河南省面積最大的中低產類型土壤。在砂姜黑土區(qū)，小麥是最重要的糧食作物之一，對河南省糧食生產有著至關重要的作用。砂姜黑土缺磷少氮，有效養(yǎng)分含量低[4-5]，其“旱、澇、瘦、僵”的不良屬性阻礙小麥前期根系發(fā)育及后期地上部分生長，產量低而不穩(wěn)，不利于小麥播種，土地生產率低[6]。當前，農民仍以傳統(tǒng)的“一炮轟”方式施肥為主，肥料結構不合理，重化肥而輕有機肥[7]，既影響小麥產量的進一步提高，同時又造成肥料資源的巨大浪費，污染環(huán)境。因此，尋找合適的施肥處理和肥料結構來改善小麥生長性狀，進而提高砂姜黑土區(qū)小麥產量，已成為河南省急需解決的現(xiàn)實問題。

目前，施用不同氮、磷、鉀等對小麥產量影響的研究較多[8-13]，但關于化肥和有機肥配施對砂姜黑土地小麥生育特性、灌漿特性及產量影響的研究較少。本試驗在砂姜黑土區(qū)，設計4種不同的施肥處理，探討其對小麥各生育期群體數(shù)量、個體生育特性、灌漿特性及產量的影響，旨在為河南省漯河市及生態(tài)條件類似地區(qū)砂姜黑土區(qū)的土壤改良以及冬小麥豐產高效施肥技術的應用提供理論依據(jù)和支撐。

1材料與方法

1.1試驗地概況

試驗于2014—2015年在河南省漯河市農業(yè)科學院試驗基地進行，地處暖溫帶南部邊緣，屬于暖濕性季風氣候。供試土壤為砂姜黑土亞類砂姜黑土屬，0～20 cm耕層土壤有機質、全氮含量分別為18.64、1.01 g/kg，有效磷、速效鉀含量分別為13.71、94.38 mg/kg，pH值為7.2。

1.2供試材料

供試小麥品種為新麥26，是當前黃淮流域大面積推廣的強筋小麥品種，由河南省農業(yè)科學院植物營養(yǎng)與資源環(huán)境研究所提供。供試肥料為45%復合肥，N、P2O5、K2O含量分別為15%、22%、8%；57%磷酸二銨，N、P質量比為15 ∶ 42；氯化鉀，以含K2O 57%計；尿素，含N 46%；精制有機肥。

1.3試驗設計

2014年10月11日整地，采用大型機械深翻細耙，耕深25 cm；10月14日撒施化肥，10月15日播種小麥，播量為 195 kg/hm2，行距23 cm，播深3 cm。試驗設4個處理：處理1，對照，不施任何肥料；處理2，常規(guī)施用化肥，45%復合肥750 kg/hm2加尿素225 kg/hm2，一次性施入底肥，使N ∶ P ∶ K為14.4 ∶ 11 ∶ 4；處理3，在處理2施肥的基礎上，作為底肥增施商品有機肥1 500 kg/hm2；處理4，施入尿素145.335 kg、57%磷酸二銨285.750 kg/hm2、氯化鉀131.550 kg/hm2作為底肥，使N ∶ P2O5 ∶ K2O為14 ∶ 8 ∶ 5，在拔節(jié)期施 217.950 kg/hm2 尿素作為追肥。試驗小區(qū)長10 m，寬4.2 m，隨機區(qū)組排列，重復3次。試驗地前茬作物為大豆。

1.4測定項目及方法

1.4.1基本苗和總莖數(shù)待播種出苗整齊，各小區(qū)定1 m雙行樣段，調查基本苗；越冬始期、返青、起身、拔節(jié)、抽穗、揚花及成熟期在定點樣段內調查總莖數(shù)或穗數(shù)。

1.4.2個體生長性狀不同生育時期，各試驗小區(qū)隨機取樣10株作為考察樣本，調查小麥的主莖葉齡、次生根和分蘗數(shù)。

1.4.3籽粒灌漿速率小麥揚花期，各試驗小區(qū)內選取生長一致且花期相同的主莖穗100個，掛牌標記；花后4 d開始取樣，每隔4 d取樣1次，直至成熟，每次取10穗，105 ℃殺青 30 min，80 ℃烘干至恒質量；揉出每穗全部籽粒，用1/10 000天平稱質量，折算出千粒質量。

1.4.4收獲指數(shù)各試驗小區(qū)收獲長2 m的雙行樣段，與地面齊平人工收割捆扎；整捆植株風干、脫粒，分別測定該樣段的籽粒干質量和秸稈干質量，計算收獲指數(shù)，公式為：收獲指數(shù)=成熟期籽粒質量/成熟期地上部生物質量×100%。

1.4.5產量及產量構成因素各小區(qū)隨機選取麥穗20個，計算穗粒數(shù)。同一小區(qū)多點取樣20株帶回室內，逐株考察單株穗數(shù)、穗長、每穗總小穗數(shù)、不孕小穗數(shù)。整個小區(qū)用奧地利生產的收割機收獲計產。各樣點曬干的籽粒準確計數(shù) 1 000 粒，測定千粒質量，重復3次。

1.5數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2003軟件進行統(tǒng)計分析；采用DPS 9.5軟件進行差異顯著性檢驗。

2結果與分析

2.1不同施肥處理對砂姜黑土小麥群體莖蘗數(shù)生長動態(tài)的影響

由圖1可知，各處理小麥群體莖蘗數(shù)均隨生育進程的推進呈先增加后減少的變化趨勢，且均在起身期達到高峰；拔節(jié)期后，由于兩極分化，群體莖蘗數(shù)呈急劇下降趨勢，至揚花期基本趨于穩(wěn)定；越冬期后，施肥處理的群體莖蘗數(shù)明顯高于不施肥處理，與對照相比，處理4、處理3、處理2群體最高莖蘗數(shù)分別增加12.8%、10.5%、2.4%；成熟期，有效穗以處理4最大，處理3次之，處理2和對照的群體莖蘗數(shù)相對最小，且兩處理無明顯差異。因此，不同施肥處理對小麥群體莖蘗變化及成穗數(shù)的高低影響作用較大。

2.2不同施肥處理下砂姜黑土小麥各生育期個體的發(fā)育動態(tài)

2.2.1主莖葉齡由表1可知，小麥起身期，處理3、處理4的主莖葉齡相對較大，分別為10.61、10.49葉，與對照處理1差異顯著（P<0.05）；抽穗期，處理3、處理4與處理2、處理1的主莖葉齡差異顯著，這說明施用化肥的基礎上增施有機肥或優(yōu)化施肥，可以明顯提高砂姜黑土地小麥的主莖葉齡。

2.2.2單株莖蘗由表2可知，越冬期、起身期各處理的單株莖蘗差別不大，相互間差異不顯著；返青期各處理的莖蘗數(shù)有一定差異；拔節(jié)期，處理4、處理3的單株莖蘗顯著高于處理2與對照；抽穗期，處理4的單株莖蘗數(shù)相對最高，為3.76個/株，顯著高于處理2、處理1，與處理3差異不顯著；單施化肥（處理2）與不施肥相比，小麥莖蘗數(shù)顯著增加。這說明砂姜黑土施用化肥的基礎上增施有機肥或優(yōu)化施肥，可有利于小麥植株的生長，提高小麥的單株莖蘗數(shù)，增加小麥的分蘗成穗。

2.2.3單株次生根由表3可知，春季返青后，不同處理小麥的單株次生根數(shù)迅速增加，以滿足小麥從土壤中吸收養(yǎng)分的需要；各生育期，處理3、處理4與對照的單株次生根差異均達顯著水平；起身期，處理3、處理4的次生根數(shù)分別比處理1多6.22、6.84 條/株，這說明砂姜黑土地增施有機肥或優(yōu)化施肥可起到促進側生根生長的作用，與葛昌斌等的研究結果[14-15]一致。

2.3不同施肥處理下砂姜黑土小麥灌漿速率的變化

由圖2可知，不同施肥處理下，小麥千粒質量遵循慢—快—慢的變化趨勢，各個處理的籽粒灌漿進程呈“S”形曲線；花后8 d，4個處理的千粒質量差異不大；花后12 d，處理4、處理3的千粒質量增加迅速，到花后28 d達最高峰；花后各時期，對照的千粒質量相對最低。由圖3可知，灌漿速率峰值出現(xiàn)在花后20 d，此時籽粒的灌漿速率增加較快；不同的施肥處理灌漿速率有一定的差異，處理4小麥的整個灌漿過程相對較快，并且持續(xù)時間較長，處理3、處理2次之；處理1小麥的灌漿速率相對較小且變化浮動較大，花后32 d灌漿速率開始下降。這說明優(yōu)化施肥可使氮、磷、鉀合理利用，拔節(jié)期追施氮肥能顯著提高小麥對氮、磷、鉀元素的吸收積累和籽粒的灌漿速度，進而提高籽粒產量；有機肥和化肥配施對提高籽粒的千粒質量作用也很明顯；相比不施肥料，單施化肥對砂姜黑土小麥也有提高籽粒千粒質量的作用，但效果不明顯。

2.4不同施肥處理對砂姜黑土小麥產量、產量構成因素和收獲指數(shù)的影響

2.4.1產量由表4可知，處理4的經濟產量相對最高，為

7 411.25 kg/hm2，比對照增產21.61%；處理3的經濟產量為7 222.50 kg/hm2，比對照增產15.52%；處理4、處理3之間的經濟產量差異不顯著，但與處理2和對照差異顯著，處理2與對照之間的經濟產量差異也顯著。這表明砂姜黑土地單施化肥對提高小麥產量有一定作用，但在施用化肥的基礎上增施有機肥或優(yōu)化施肥效果更為明顯。

2.4.2產量構成因素成穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒質量是小麥產量構成的3個重要因素。由表4可知，各處理穗粒數(shù)和千粒質量高低依次為處理4>處理3>處理2>處理1，處理3、處理4、處理2與對照差異顯著；4個處理的小麥成穗數(shù)差異不顯著；處理3、處理4的穗長、單株成穗數(shù)和每穗總小穗數(shù)與對照差異顯著；處理4的不孕小穗數(shù)相對最少，為2.97個，處理1的相對最多，為4.60個。這表明砂姜黑土增施化肥可以提高小麥的穗粒數(shù)和千粒質量，增施有機肥或平衡配方施肥對降低每穗不孕小穗數(shù)、提高每穗結實粒數(shù)，進而對提高產量具有顯著的促進作用。

2.4.3收獲指數(shù)收獲指數(shù)是經濟產量與生物學產量之比，是小麥增產的物質基礎，其值越高，說明干物質分配到籽粒的比例也越高。由表4可知，處理4的收獲指數(shù)相對最高，為42.26%，顯著高于對照，與處理2、處理3差異不顯著，這表明優(yōu)化施肥可顯著提高小麥的收獲指數(shù)。

3小結

砂姜黑土質地黏重，肥力較低，小麥產量一直很低，如須提高砂姜黑土的小麥產量，可以增施肥料對砂姜黑土地進行改良[16]。本試驗結果表明，單施化肥對砂姜黑土有一定的培肥作用，一定程度上也可提高小麥產量，但作用效果不明顯；在施用一定化肥的基礎上增施有機肥，可以增加土壤中有機質的含量，促進土壤團粒結構的形成，增加土壤的透氣性，培肥地力，為小麥高產、穩(wěn)產打下地力基礎，同時還能促進小麥個體的生長發(fā)育，小麥穗長、結實小穗數(shù)和每穗總小穗數(shù)增加，不孕小穗數(shù)下降，穗粒數(shù)、千粒質量增長顯著，經濟性狀改善；優(yōu)化施肥使氮、磷、鉀三元素科學合理使用，提高了小麥各營養(yǎng)器官的干物質積累，拔節(jié)期追施氮素能顯著提高小麥對氮、磷、鉀元素的吸收積累量、分蘗成穗率、穗粒數(shù)，進而提高籽粒產量。

砂姜黑土地土壤理化性質差，有機質含量低。采用基肥、追肥相結合的方法優(yōu)化施肥或者在施用化肥的基礎上增施有機肥，可改良砂姜黑土的不良特性，改善土壤條件，提高土壤養(yǎng)分含量，促進小麥對養(yǎng)分的吸收，提高小麥產量，同時也能改善小麥籽粒品質，這2種施肥措施都能從根本上解決砂姜黑土的地產狀況。

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