羅靜靜，李懷勝，王賀亞，艾海峰，王 斌，張 磊

(1.新疆生產建設兵團第九師農業(yè)科學研究所，新疆塔城 834600；2.新疆農墾科學院，新疆石河子 832000)

0 引 言

【研究意義】小麥是重要的糧食作物之一[1-2]。在小麥生產中，合理化肥用量既能促成高產，又可以促進小麥對干物質和養(yǎng)分積累，也是影響小麥干物質的積累及轉運的關鍵因素[3]。肥料用量與產量之間呈二次函數(shù)關系，當施肥量達到一定量時，再增加肥料用量，作物產量不增甚至降低。水肥一體化是利用管道灌溉系統(tǒng)，將肥料溶解在水中灌溉與施肥，適時、適量滿足農作物對水分和養(yǎng)分的需求，以更加均勻、精確地為作物提供水分和養(yǎng)分，還可以改善土壤結構，促進作物對土壤養(yǎng)分的吸收，對作物的產量有著顯著地影響。水肥一體化可以有效控制施肥量[4-5]。【前人研究進展】合理施氮量是影響小麥高產的關鍵因素。王小燕等[6-8]研究結果表明，過低或過高均不利于產量的形成，適量滴施氮肥明顯增加了冬小麥地上部干物質積累，有助于增加產量。劉其等[9-10]研究結果表明，合理的施氮量和施氮時期是小麥實現(xiàn)優(yōu)質高產高效的重要舉措。研究化肥減施模式下，春小麥干物質積累、轉運及產量形成的動態(tài)及規(guī)律[9-10]?！颈狙芯壳腥朦c】目前，對新疆塔額墾區(qū)春小麥研究較少，尤其是化肥中氮、磷減量與產量的相關關系研究相對較少。需研究新疆塔額區(qū)域水肥一體化條件下化肥減量對春小麥的影響?！緮M解決的關鍵問題】以春小麥品種寧春16號為材料，設置5個處理，研究不同化肥減量條件下，春小麥干物質積累、轉運及產量形成的動態(tài)及規(guī)律等，為新疆塔額墾區(qū)春小麥高產節(jié)肥栽培提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材 料

2020年3～8月，試驗及在在新疆生產建設兵團第九師農(畜)科所團結農場4連試驗地(46"31'N,83"29'E)，屬典型的中溫帶大陸性干旱氣候，春季冷暖波動大，夏季熱而短促。供試土壤基本形狀為0～40 cm土層中含有有機質29.34 g/kg，堿解氮101.5 mg，有效磷46.66 mg/kg，速效鉀371.97 mg/kg。供試品種為春小麥寧春16號。

1.2 方 法

1.2.1 試驗設計

采用隨機區(qū)組設計，共計設置5個處理，其中1個空白對照A(N0P0K0)1個農戶處理E(N240P105K37.5)和3個對氮肥、磷肥的減量處理B(N120P52.5K37.5)、C(N120P105K37.5)、D(N240P52.5K37.5)的田間試驗，以空白(A)和農戶(E)為對照，隨機排列，重復3次，小區(qū)面積0.54 hm2，3月25播種，播量為360 kg/hm2，供試肥料為尿素(N 46.4%)、磷酸二銨(N 18%、P2O546 %)、硫酸鉀(K2O 52%)。所有肥料采用滴灌水肥一體化技術按照生育時期追施。表1

表1 滴灌春小麥水肥一體化技術灌水施肥模式

1.2.2 指標測定1.2.2.1 農藝性狀

每塊試驗地在成熟期取20株考種，測量株高，穗長，小穗數(shù)，單穗重量。

1.2.2.2 葉面積指數(shù)

各點分別在分蘗期、拔節(jié)期、開花期、灌漿期、成熟取10株具有代表性的植株連根挖出，帶回實驗室用測量葉片長、寬、10片葉重、葉片總重。并計算出葉面積及葉面積指數(shù)。

1.2.2.3 干物質積累及轉運特性

各點分別在各生育期取植株10株帶回實驗室將小麥分成葉片、莖、莖鞘、穗4部分，分別裝入信封紙袋里，105℃殺青，75℃下烘干至恒重，冷卻稱重計算。

花前干物質轉運量=花期地上部干物質重量-成熟期地上部營養(yǎng)器官干物質重量；

花前營養(yǎng)器官貯藏干物質貢獻率(%)=(營養(yǎng)器官花前干物質重量-營養(yǎng)器官成熟期干物質重量)/成熟期粒重×100%；

花后干物質積累量=植株成熟期干物質重量-植株開花期干物質重量；

花后干物質的貢獻率=(植株成熟期干物質重量-植株開花期干物質重量)/產量×100%。

1.2.2.4 產量及產量構成

成熟期取1 m2人工收割，曬干稱重計算出自理產量，測定1 m2的穗數(shù)，再取20個單莖，測定穗粒數(shù)和千粒重。

1.2.2.5 農學效率

氮肥農學效率%(kg/kg)=(施肥區(qū)產量-不施肥產量)/氮肥施用量；

磷肥農學效率%(kg/kg)=(施肥區(qū)產量-不施肥產量)/磷肥施用量。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2017和SPSS19.0軟件對試驗數(shù)據(jù)進行計算、統(tǒng)計分析及繪圖。

2 結果與分析

2.1 化肥減量對滴灌春小麥農藝性狀的影響

研究表明，不同處理下的春小麥各農藝性狀指標表現(xiàn)不同。成熟期的穗長、小穗數(shù)和單穗重3個方面C處理(N120P105K37.5)表現(xiàn)最佳，為7.68 cm、14.91個、1.85 g。與對照A(N0P0K0)、E(N240P105K37.5)處理相比，C處理的穗長、小穗數(shù)、單穗重均呈現(xiàn)差異性顯著，3種減肥處理之間相比，C處理在穗長、小穗數(shù)、單穗重均顯著高于其他減肥處理，C處理在株高與D處理(N240P52.5K37.5)差異性不顯著。合理的化肥減施在穗長、小穗數(shù)、單穗重有增加趨勢。表2

表2 不同化肥減量下滴灌春小麥農藝性狀變化

2.2 化肥減量下春小麥葉面積指數(shù)(LAI)變化

研究表明，隨生育進程推進，各處理葉面積指數(shù)總體變化均表現(xiàn)為先增后降趨勢，其中在孕穗達到高峰。與對照施肥相比，C處理(N120P105K37.5)均顯著高于對照A(N0P0K0)、E(N240P105K37.5)處理，不同施肥處理之間相比，孕穗期C處理葉面積指數(shù)數(shù)值最高為7.14，比其他處理提高了7.58%～ 16.82%。合理的化肥減施，對小麥葉面積指數(shù)的提高有促進作用。圖1

圖1 不同化肥減量下滴灌春小麥LAI變化

2.3 化肥減量下春小麥的干物質積累及轉運特性變化

研究表明，不同施肥處理下花后干物質積累連同對產量的貢獻率，化肥用量由低到高呈現(xiàn)先增長后減少趨勢。C處理(N240P105K37.5)干物質積累轉運特性的變化變現(xiàn)最優(yōu)，C處理與對照相比顯著高于對照A(N0P0K0)、E(N240P105K37.5)處理，與其他減量處理之間相比，C處理花后干物質積累量顯著增高(P<0.05)，花后對產量的貢獻率C處理顯著高于對照A處理，且C處理與對照E處理之間無顯著性差異，不同處理直接相比C處理與B、D處理呈顯著性差異?；ㄇ盃I養(yǎng)器官貯藏干物質對產量的貢獻率C處理與其他處理相比提高了7.14%～41.07%?；ê蟾晌镔|積累對產量的貢獻率，C處理與其他處理相比提高了4.2%～ 8.7%。適宜的化肥施用量能夠促進小麥花后干物質累積。表3

表3 不同化肥減量下春小麥的干物質積累及轉運特性變化

2.4 化肥減量下春小麥的產量及其產量構成

研究表明，在不同施肥處理下產量及產量構成因素隨著施肥量的增加均呈現(xiàn)先增長后降低的變化趨勢。以C、D、對照E處理之間差異性不顯著，C處理與對照A處理之間呈顯著性提高，A、B處理顯著低于其他處理；不同處理千粒重表現(xiàn)為處理C與處理對照E之間差異性不顯著，與A、B、D處理之間差異性顯著；不同處理每穗粒數(shù)表現(xiàn)為處理C、D、E之間差異不顯著，處理C與處理A、B之間差異顯著(P<0.05)；產量方面以C處理下產量最高為6 269.20 kg/hm2，比其他處理提高了4.52%～24.09%，C與D處理之間差異不顯著，C(N120P105K37.5)與A(N0P0K0)、B(N120P52.5K37.5)、E(N240P105K37.5)處理之間差異顯著(P<0.05)。表4

表4 不同化肥減量下春小麥的產量及其產量構成

2.5 不同氮肥處理下農學效率變化

研究表明，在不同施肥處理下氮肥、磷肥農學效率隨著施肥量的增加均呈現(xiàn)先增長后降低的趨勢，不同處理氮肥農學效率在1.86～16.00 kg/kg，C>D>E>B,磷肥農學效率在2.13～18.27 kg/kg，C>D>E>B，C、D處理氮、磷肥農學效率顯著高于對照E處理，適宜的化肥減量并不影響滴灌春小麥的增產，在磷鉀肥投入相同的情況下，氮肥農學效率D(N240P52.5K37.5)>B(N120P52.5K37.5)、C(N120P105K37.5)>E(N240P105K37.5)，磷肥農學效率D(N240P52.5K37.5)>B(N120P52.5K37.5)、C(N120P105K37.5)>E(N240P105K37.5)，在磷肥投入處于同水平下適量氮量的農學效率較高，并且在適宜的氮肥投入下增加磷肥對增產有促進作用。表5

表5 不同氮肥處理下農學效率變化

3 討 論

小穗數(shù)和單穗干物質是農藝性狀的重要指標，鄭春風等[11]研究表明，小穗數(shù)和單穗干物質量隨著化肥施用量增加呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢，可為小麥高產奠定良好的物質基礎。研究表明，寧春16號在穗長、單穗干物質重量上C處理(N120P105K37.5)均顯著性高于其他處理，合理的化肥減施在小穗數(shù)、單穗重有增加趨勢，與王志勇等研究一致[12]。

小麥高產的主要標志之一是合適的LAI，其是用于作物源庫是不是協(xié)調的重要指標[13-14]，祁靜玉等[15]研究表明，合理的氮肥減施使小麥成熟期小麥葉長、葉寬葉面積顯著增加。適宜的施肥量，對葉面積指數(shù)的提高具有促進作用，與房琴的研究結果一致[16]。

一般認為籽粒產量70%左右來源于花后干物質積累[17-18]。李友軍等[19]認為，在拔節(jié)期增加施氮量，可以明顯增加籽粒干物質積累。研究表明，寧春16號花后干物質隨著化肥用量的增加，呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢?；ê笾仓旮晌镔|積累量對產量的貢獻率在C處理達到最高，為75.29%，與史力超等[20]研究一致。適宜的化肥施用量能夠促進小麥花后干物質累積。施肥量的大小對于小麥是否高產起著關鍵作用，適宜的施肥量促進產量增加，氮施肥量過低或者過高時產量降低[21，22]。

4 結 論

不同化肥施用量處理春小麥的產量及產量組成因子，隨著化肥施用量的增加呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢，在磷肥不變、氮肥減量條件下，在處理C模式下可有效提高花期葉面積指數(shù)，葉面積指數(shù)達到最高，農藝性狀表現(xiàn)優(yōu)秀，促進花后干物質積累，干物質積累量對產量的貢獻達到最大，增產效果最好，產量達到最高。處理C(N120P105K37.5)的化肥減量模式具有較高推廣價值，更適合新疆種植春小麥。

參考文獻(References)

[1] 李亮科.生產要素利用對糧食增產和環(huán)境影響研究[D].北京：中國農業(yè)大學,2015.

LI Liangke.Researchyontheeffectoffactorutilizationongrainyieldandenvironment[D]. Beijing: China Agricultural University, 2015.

[2]麻坤,刁鋼.化肥對中國糧食產量變化貢獻率的研究[J].植物營養(yǎng)與肥料學報,2018,24(4):1113-1120.

MA Kun，DIAO Gang. Research on the contribution rate of fertilizer to grain yield in China [J].PlantNutritionandFertilizerScience，2018, 24(4):1113-1120.

[3]姜麗娜,張雅雯,朱婭林,等. 施氮量對不同品種小麥物質積累、轉運及產量的影響[J]. 作物雜志,2019,(5):151-158.

JIANG Lina, ZHANG Yawen, ZHU Yaling, et al. Effects of Nitrogen Application on Dry Matter Accumulation, Transport and Yield in Different Wheat Varieties [J].Crops, 2019,(5):151-158.

[4]李永勝,杜建軍,張穩(wěn)成,等.菜心減量優(yōu)化施肥效應研究[J].北方園藝,2014,(14):18-21.

LI Yongsheng, DU Jianjun, ZHANG Wencheng, et al. Effect of reduced fertilization and optimized fertilization on Chinese flowering cabbage [J].NorthernHorticulture, 2014,(14):18-21.

[5]楊啟航,劉永來,李淮源,等. 水肥一體化減量施肥對坡地烤煙肥料利用率及土壤養(yǎng)分平衡的影響[J]. 西南農業(yè)學報,2020,33(9):2027-2036.

YANG Qihang, LIU Yonglai, LI Huaiyuan, et al. Effects of Water and Fertilizer Integration with Reduced Fertilization on Fertilizer Utilization Rate and Soil Nutrient Balance of Flue-cured Tobacco on Slope Land [J].SouthwestChinaJournalofAgriculturalSciences, 2020, 33(9):2027-2036.

[6]高飛雁.河套灌區(qū)農田防護林對小麥增產效益的研究 [D].呼和浩特：內蒙古農業(yè)大學,2020.

GAO Feiiyan.StudyonyieldincreasebenefitofwheatunderthefarmlandshelterforestinHetaoirrigationarea[D] Huhhot: Inner Mongolia University, 2020.

[7]王小燕,于振文.不同施氮量條件下灌溉量對小麥氮素吸收轉運和分配的影響[J].中國農業(yè)科學,2008, 41(10):3022.

WANG Xiaoyan, YU Zhengwen Xiao. Effect of Irrigation Rate on Absorption and Translocation of Nitrogen Under Different Nitrogen Fertilizer Rate in Wheat [J].ScientiaAgriculturaSinica, 2008, 41(10):3022.

[8]張娜,仵妮平,徐文修,等. 不同施氮水平對滴灌冬小麥干物質生產及產量的影響[J]. 中國農學通報,2015,31(33):21-26.

ZHANG Na, XU Niping, XU Wenxiu, et al. Effects of different nitrogen application rates on dry matter production and yield of drip irrigation in winter wheat [J].ChineseAgriculturalScienceBulletin, 2015,31(33):21-26.

[9]劉其,刁明,王江麗,等. 施氮對滴灌春小麥干物質、氮素積累和產量的影響[J]. 麥類作物學報,2013,33(4):722-726.

LIU Qi, DIAO Ming, WANG Jiangli, et al. Effects of Nitrogen Application on Dry Matter and Nitrogen Accumulation and Yield of Spring Wheat in Drip Irrigation [J].JournalofTriticeaeCrops, 2013,33(4): 722-726.

[10]徐云連,吳靚,吳蔚君,等.施氮對小麥產量和氮素徑流損失及氮肥投入閾值的研究[J].水土保持學報,2018,32(2):246-251.

XU Yunlei, WU Jing, WU Weijun, et al. Effects of Nitrogen Application on Wheat Yield and Runoff Loss of Nitrogen and Application Threshold of Nitrogen Fertilizer [J].JournalofSoilandWaterConservation, 2018, 32(2):246-251.

[11]鄭春風, 任偉, 車軍, 等. 氮肥減量施用對冬小麥產量及經濟效益的影響[ J]. 山西農業(yè)科學, 2019, 47(1):56-60.

ZHENF Chunfen, REN Wei, CHE Jun, et al. Effects of Nitrogen Reduction Application on Yield and Economic Benefit in Winter Wheat [J].JournalofShanxiAgriculturalSciences, 2019, 47(1):56-60.

[12]王志勇, 白由路, 王磊, 等. 氮素營養(yǎng)水平對冬小麥產量及生物學性狀的影響[J]. 中國土壤與肥料,2011,(4):22-25.

WANG Zhiyong, BAI Youlu, WANG Lei, et al. Effects of nitrogen rates on grain yield and biological characteristics of winter wheat [J].SoilandFertilizerSciencesinChina, 2011,(4):22-25.

[13]陳靜,王迎春,李虎,等. 滴灌施肥對免耕冬小麥水分利用及產量的影響[J]. 中國農業(yè)科學,2014,(10):1966-1975.

CHEN Jing, WANG Yingchun, LI Hu, et al. Effects of Drip Fertigation with No-Tillage on Water Use Efficiency and Yield of Winter Wheat [J].ScientiaAgriculturaSinica, 2014,(10):1966-1975.

[14]盧百關,杜永,李筠,等. 黃淮地區(qū)稻茬小麥超高產群體特征研究[J]. 中國生態(tài)農業(yè)學報,2015,(1):43-51.

LU Baiguan, DU Yong, LI Yun, et al. Population characteristics of super-high-yielding wheat under rice stubble in Huanghuai area [J].ChineseJournalofEco-Agriculture，2015,(1):43-51.

[15]祁靜玉,蔣桂英,李彥旬.減量施氮對滴灌春小麥群體結構和產量的影響[J].新疆農業(yè)科學,2018,55(4):609-617.

QI Jingyu, JIANG Guiying, LI Yanxun. Effects of Nitrogen Fertilizer Reduction on Population Structure and Yield of Drip Irrigation Spring Wheat [J].XinjiangAgriculturalSciences, 2018, 55(4):609-617.

[16]房琴,王紅光,馬伯威,等. 密度和施氮量對超高產冬小麥群體質量和產量形成的影響[ J]. 麥類作物學報,2015,35(3): 364 - 371.

FANG Qin, WANG Hongguang, MA Baiwei, et al. Effect of Planting Density and Nitrogen Application Rate on Population Quality and Yield Formation of Super High-Yielding Winter Wheat [J].JournalofTriticeaeCrops, 2015,35(3):364-371.

[17]雷鈞杰,張永強,賽力汗·賽,等.施氮量對滴灌冬小麥干物質積累、分配與轉運的影響[J].麥類作物學報,2017,37(8):1078-1086.

LEI Junjie, ZHANG Yongqiang, Selihan Sai, et al. Effects of nitrogen application rate on dry matter accumulation, distribution and translocation of winter wheat under drip irrigation [J].JournalofTriticeaeCrops, 2017, 37(8): 1078-1086.

[18]吳光磊,郭立月,崔正勇,等.氮肥運籌對晚播冬小麥氮素和干物質積累與轉運的影響[J].生態(tài)學報, 2012, 32(16): 5128-5137.

WU Guanlei, GUO Liyue, CUI Zhengyong, et al. Differential effects of nitrogen managements on nitrogen, dry matter accumulation and transportation in late-sowing winter wheat [J].ActaEcologicaSinica，2012,32(16): 5128-5137.

[19]李友軍,付國占,劉豐明,等. 拔節(jié)期重施氮肥對小麥群體質量和產量的影響[J]. 麥類作物學報,1997,(3):4 -11.

LI Youjun, FU Guozhan, LIU Fengming, et al. The effect of heavy application of N-fertilizer in the jointing period on the population quality and yield of winter wheat [J].JournalofTriticeaeCrops, 1997,(3):4 -11.

[20]史力超,朱云, 翟勇, 等. 施氮對滴灌春小麥干物質積累、轉運及產量的影響[J]. 麥類作物學報,2015,35(6):844-849.

SHI Lichao, ZHU Yun, ZHAI Yong, et al. Effect of Nitrogen Application on Dry Matter Accumulation,Translocation and Yield of Drip Irrigation Spring Wheat [J].JournalofTriticeaeCrops, 2015, 35(6):844-849.

[21]同延安,趙營,趙護兵,等. 施氮量對冬小麥氮素吸收、轉運及產量的影響[J]. 植物營養(yǎng)與肥料學報,2007,13(1):64-69.

TONG Yanan, ZHAO Ying, ZHAO Hubing, et al. Effect of N rates on N uptake, transformation and the yield of winter wheat [J].PlantNutritionandFertilizerScience, 2007, 13(1):64-69.

[22]易瓊,張秀芝,何萍,等. 氮肥減施對稻 - 麥輪作體系作物氮素吸收、利用和土壤氮素平衡的影響[J]. 植物營養(yǎng)與肥料學報,2010,16(5):1069-1077.

YI Qiong, ZHANG Xiuzhi, HE Ping, et al. Effects of reducing N application on crop N uptake, utilization, and soil N balance in rice-wheat rotation system [J].PlantNutritionandFertilizerScience, 2010, 16(5): 1069-1077.