華一帆，秦際遠(yuǎn)，王 潔，張 秀，初金鵬，鄭飛娜，于海濤，賀明榮*，代興龍*

（1 山東農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院/作物生物學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 / 農(nóng)業(yè)農(nóng)村部作物生理生態(tài)與耕作重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東泰安 271018；2 濰坊市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，山東濰坊 261061）

近年來，緩控釋肥在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用越來越多[1–2]。緩控釋肥料由于養(yǎng)分釋放可控、與作物需求吻合度高等特點(diǎn)，在作物高產(chǎn)和氮素高效吸收利用[3–7]、溫室氣體減排[8–10]、降低土壤氮素殘留[11–12]等方面顯現(xiàn)出良好的應(yīng)用前景。探索新型肥料一次性施用替代常規(guī)分次施肥技術(shù)使利用緩控釋肥節(jié)約勞動(dòng)力成本也成為可能[1]。

然而，相較于常規(guī)分次施肥，新型肥料一次性施用對(duì)小麥產(chǎn)量的影響不一，產(chǎn)量提高[3, 13–14]、維持不變[9, 15–16]或降低[1, 17–18]的情況均有報(bào)道。雖有分析認(rèn)為這與不同研究中的小麥產(chǎn)量水平、土壤理化性質(zhì)、試驗(yàn)點(diǎn)氣候條件、氮肥用量等有關(guān)系[1]，但從形成產(chǎn)量的光合產(chǎn)物的來源的角度分析其產(chǎn)量變化出現(xiàn)差異原因的研究較少。

小麥的產(chǎn)量來源于花前儲(chǔ)藏在營(yíng)養(yǎng)器官中的干物質(zhì)向籽粒的轉(zhuǎn)運(yùn)和花后生產(chǎn)的光合產(chǎn)物兩部分[19]，不同的栽培管理措施在調(diào)控小麥產(chǎn)量形成時(shí)對(duì)花前干物質(zhì)向籽粒轉(zhuǎn)運(yùn)和花后光合物質(zhì)生產(chǎn)方面的影響是不同的[20–21]。解析新型肥料一次性施用與常規(guī)分次施肥間小麥干物質(zhì)積累轉(zhuǎn)運(yùn)的差異及其與產(chǎn)量的關(guān)系，有利于挖掘新型肥料一次性施用對(duì)常規(guī)分次施肥的替代作用及其推廣應(yīng)用潛力。

與常規(guī)條播相比，寬幅播種可以提高春季最大分蘗數(shù)和單位面積穗數(shù)[22–23]，提升花后光能截獲并促進(jìn)光合物質(zhì)生產(chǎn)，進(jìn)而提高小麥產(chǎn)量[24–26]。同時(shí)，寬幅播種的小麥氮素吸收能力亦顯著高于常規(guī)條播[27–28]，在提高氮素利用效率的同時(shí)為花后葉片延遲衰老和維持高光合速率提供了保障。鑒于不同播種方式間小麥的群體差異，新型肥料一次性施用對(duì)分次施肥的替代效應(yīng)可能在常規(guī)條播與寬幅播種方式間表現(xiàn)不同。

因此，本試驗(yàn)以冬小麥品種‘泰農(nóng)18’和‘太麥198’為試驗(yàn)材料，在泰安和濰坊兩試驗(yàn)點(diǎn)，研究穩(wěn)定性氮肥、樹脂包膜氮肥、腐植酸氮肥等不同類型新型緩控釋氮肥一次性施用對(duì)小麥產(chǎn)量及其構(gòu)成因素、干物質(zhì)積累與轉(zhuǎn)運(yùn)、群體光合速率、花后氮素吸收等指標(biāo)的影響，及其在寬幅播種和常規(guī)條播間的差異，以期探明播種方式與不同類型氮肥互作對(duì)小麥產(chǎn)量和產(chǎn)量形成的影響，為小麥高產(chǎn)高效養(yǎng)分管理方案的制定與實(shí)施提供理論依據(jù)與技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)點(diǎn)概況

試驗(yàn)于2020—2021年小麥生育季在山東省泰安市大汶口鎮(zhèn)東武村試驗(yàn)田和山東省濰坊市寒亭區(qū)濰坊市農(nóng)業(yè)科學(xué)院試驗(yàn)基地進(jìn)行。兩試驗(yàn)點(diǎn)均屬于溫帶季風(fēng)氣候區(qū)，泰安點(diǎn)和濰坊點(diǎn)年均太陽輻射總量分別為121.6和123.9 kcal/cm2，年均氣溫分別為12.9℃和12.3℃，年均降雨量分別為697.0 和613.2 mm，均多集中在夏季。試驗(yàn)田一年兩熟種植，前茬作物均為玉米，多年秸稈還田。兩試驗(yàn)點(diǎn)土壤質(zhì)地均為壤土，播前土壤表層基礎(chǔ)地力水平如表1所示。

表1 供試土壤0—20和20—40 cm土層基礎(chǔ)地力Table 1 Nutrient status of experimental soil at 0–20 cm and 20–40 cm

1.2 試驗(yàn)材料與設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用裂區(qū)設(shè)計(jì)，主因素為寬幅播種(苗帶寬8～10 cm)、常規(guī)條播 (苗帶寬 2～3 cm)兩種播種方式，每個(gè)播種方式下各設(shè)置4個(gè)氮肥類型處理：F1，即常規(guī)分次施肥處理(尿素，含氮量46%)；F2，即穩(wěn)定性尿素(添加脲酶抑制劑和硝化抑制劑共7‰，含氮量46%)一次性基施；F3，即腐植酸摻混控釋肥(腐植酸鉀≥3%，含氮量25%)一次性基施；F4，即樹脂包膜氮肥(控釋氮與速效氮比例為7∶3，含氮量43%)一次性基施。各氮肥類型處理施N量均為216 kg/hm2。其中，F(xiàn)1處理分次施肥的基追比為4∶6 (基施 N 86.4 kg/hm2，拔節(jié)期追施 N 129.6 kg/hm2)。各處理P2O5、K2O用量分別為135、120 kg/hm2，每處理3次重復(fù)。

供試品種為大穗型品種‘泰農(nóng)18’中和多穗型品種‘太麥198’。根據(jù)課題組前期研究結(jié)果[29–30]，‘泰農(nóng)18’和‘太麥198’種植密度分別為375和240萬株/hm2。泰安試驗(yàn)點(diǎn)與濰坊試驗(yàn)點(diǎn)播種日期分別為2020年10月19日與10月20日，收獲日期分別為2021年6月8日和6月13日。其他措施與當(dāng)?shù)馗弋a(chǎn)麥田綜合管理相同。

1.3 測(cè)定指標(biāo)與方法

1.3.1 開花期、成熟期干物質(zhì)與氮素積累量 于小麥開花期和成熟期，分別在各小區(qū)長(zhǎng)勢(shì)均勻區(qū)域隨機(jī)取樣30個(gè)單莖，參考劉運(yùn)景等[28]的方法進(jìn)行樣品分樣、烘干、稱重。植株樣品粉碎后采用半微量凱氏定氮法測(cè)定含氮量，并計(jì)算地上部干物質(zhì)和氮素積累量。花前營(yíng)養(yǎng)器官干物質(zhì)和氮素向籽粒轉(zhuǎn)運(yùn)量、花后干物質(zhì)生產(chǎn)量、花后氮素吸收量等指標(biāo)參考朱元?jiǎng)偟萚31]的方法計(jì)算。

1.3.2 產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素 于成熟期，在各小區(qū)劃定6行、寬1.0 m的微區(qū)，進(jìn)行單位面積穗數(shù)的調(diào)查。于收獲前，在各小區(qū)長(zhǎng)勢(shì)均勻一致的區(qū)域隨機(jī)取30個(gè)單穗，用于穗粒數(shù)的調(diào)查。

于成熟期，在各小區(qū)內(nèi)選取長(zhǎng)勢(shì)均勻一致的區(qū)域，劃定 3.0 m2(2.0 m×6 行)的面積用于籽粒產(chǎn)量的測(cè)定。該區(qū)域內(nèi)所有小麥穗由人工剪下，采用小型種子脫粒機(jī)進(jìn)行脫粒，自然風(fēng)干后稱重，測(cè)定籽粒含水量，并調(diào)整為含水量13.0% (干物質(zhì)產(chǎn)量為87.0%；kg/hm2)的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)量，于小區(qū)測(cè)產(chǎn)的籽粒中取樣進(jìn)行千粒重測(cè)定。

1.3.3 群體光合速率的測(cè)定 參照王成雨等[32]和王月超等[33]的方法，于開花期、開花后5、10、15、20、25天，采用GXH-305型紅外線CO2分析儀測(cè)定群體光合速率。同化箱長(zhǎng)60 cm、寬90 cm、高120 cm，聚酯薄膜密封(透光率95%)，內(nèi)置兩個(gè)風(fēng)扇，用于混勻空氣和溫度。在晴朗無云的天氣，于上午9:00—11:00自然光照條件下測(cè)定。相應(yīng)測(cè)定時(shí)間范圍內(nèi)，開花期、開花后5、10、15、20、25天的平均光輻射分別為1184、1272、1231、1367、1309、1392 μmol/(m2·s)，空氣溫度分別為 21.8℃、24.3℃、23.7℃、26.0℃、26.9℃、28.3℃。

1.3.4 群體光合速率高值持續(xù)期的計(jì)算 以開花后天數(shù)(t)為自變量，每5天的群體光合速率(y)為因變量，采用“倒 S 模型” y=z/(1+we?mt) 對(duì)群體光合速率進(jìn)行擬合，其中z(光合速率理論最大值)、w(初級(jí)參數(shù))、m(光合速率參數(shù))均為方程擬合參數(shù)，e為自然常數(shù)(自然對(duì)數(shù)函數(shù)的底數(shù)，e≈2.718)，并參考吳曉麗等[34]的方法對(duì)擬合方程求一階導(dǎo)數(shù)得到群體光合速率方程，該方程具有兩個(gè)拐點(diǎn)，對(duì)群體光合速率方程求二階導(dǎo)數(shù)并令其等于0，得到群體光合高值持續(xù)期參數(shù)，計(jì)算得到群體光合速率高值終止時(shí)間t2(高值持續(xù)期)，計(jì)算公式為：

式中，1.317是方程求導(dǎo)及求解t2過程中所得常數(shù)。

1.4 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用 Microsoft Excel 2019 進(jìn)行匯總整理。采用DPS 7.05數(shù)據(jù)分析軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析，采用LSD判別法判斷各處理之間的差異顯著性，P<0.05為差異顯著。采用Sigmaplot 10.0軟件作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 播種方式與氮肥類型對(duì)冬小麥花后群體凈光合速率的影響

隨著生育期的推進(jìn)，小麥群體凈光合速率均呈先略有升高后降低的趨勢(shì)，在花后5天達(dá)到最大值(圖1)。寬幅播種下泰農(nóng)18和太麥198的群體凈光合速率較常規(guī)條播分別高出 8.4 和 7.5 μmol/(m2·s)。在兩試驗(yàn)點(diǎn)，寬幅播種下開花至花后10天的群體凈光合速率在各施肥處理間均無顯著差異，常規(guī)條播下開花至花后5天的群體凈光合速率在各施肥處理間均無顯著差異。但灌漿中后期F2、F3、F4的群體凈光合速率顯著低于F1處理，花后15～25天寬幅播種下泰農(nóng) 18 分別平均低 4.0、4.3 和 4.4 μmol/(m2·s)，太麥 198 平均低 4.0、4.8 和 4.9 μmol/(m2·s)；花后10～25天常規(guī)條播下泰農(nóng)18分別平均低6.1、5.7和 5.9 μmol/(m2·s)，太麥 198 分別平均低 6.5、6.1 和6.3 μmol/(m2·s)。寬幅播種下的降幅低于常規(guī)條播。

圖1 不同播種方式與氮肥類型下冬小麥花后群體凈光合速率的變化Fig. 1 Dynamics of net canopy photosynthesis rate of winter wheat after anthesis as affected by sowing patterns and nitrogen fertilizers

2.2 播種方式與氮肥類型對(duì)冬小麥花后群體光合速率高值持續(xù)期的影響

小麥花后群體光合速率隨生育期推進(jìn)符合“倒S”曲線模型。根據(jù)模型參數(shù)(表2)計(jì)算得出，泰農(nóng)18和太麥198的花后群體光合速率高值持續(xù)期寬幅播種較常規(guī)條播分別長(zhǎng)5.7和5.4天。相較于F1處理，兩播種方式下F2、F3、F4處理的花后群體光合高值持續(xù)期均有所降低，寬幅播種下泰農(nóng)18分別下降2.5、2.5和2.7天，太麥198分別下降2.9、2.5和2.8天；常規(guī)條播下，泰農(nóng)18分別下降4.8、4.6和4.6天，太麥198分別下降4.5、4.1和4.6天。寬幅播種下的降幅低于常規(guī)條播。

表2 不同處理下冬小麥冠層光合速率隨生育進(jìn)程的動(dòng)態(tài)變化模型及高光合速率持續(xù)期Table 2 Fitting equations of growth days dependent photosynthesis rate and duration of high photosynthesis rate of winter wheat canopy under different treatments

2.3 播種方式與氮肥類型對(duì)冬小麥花前營(yíng)養(yǎng)器官干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)以及花后干物質(zhì)生產(chǎn)的影響

花前營(yíng)養(yǎng)器官干物質(zhì)向籽粒的轉(zhuǎn)運(yùn)量在試驗(yàn)點(diǎn)之間、在播種方式間均無顯著差異。泰安點(diǎn)花后干物質(zhì)生產(chǎn)量比濰坊點(diǎn)平均高924.9 kg/hm2；寬幅播種下泰農(nóng)18和太麥198的花后干物質(zhì)生產(chǎn)量較常規(guī)條播分別高 857.9 和 967.1 kg/hm2(表3)。

表3 不同處理下冬小麥花前營(yíng)養(yǎng)器官干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)和花后干物質(zhì)生產(chǎn)及其對(duì)產(chǎn)量的貢獻(xiàn)率Table 3 Dry matter remobilization from vegetative organs at pre-anthesis and dry matter production post anthesis of winter wheat and their contribution rates to grains under different treatments

如表3所示，在兩試驗(yàn)點(diǎn)，相較于F1處理，兩播種方式下F2、F3、F4處理的花前營(yíng)養(yǎng)器官干物質(zhì)向籽粒轉(zhuǎn)運(yùn)量均有所提高，寬幅播種下泰農(nóng)18分別提高545.3、501.9和523.0 kg/hm2，太麥198分別提高565.6、551.6和589.3 kg/hm2；常規(guī)條播下泰農(nóng)18分別提高 537.0、512.2和 480.0 kg/hm2，太麥198 分別提高 568.7、582.6 和 562.9 kg/hm2?；ㄇ盃I(yíng)養(yǎng)器官干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)率、花前營(yíng)養(yǎng)器官干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)量對(duì)籽粒貢獻(xiàn)率亦呈相似變化。

相較于F1處理，兩播種方式下F2、F3、F4處理的花后干物質(zhì)生產(chǎn)量均有所降低，寬幅播種方式下泰農(nóng)18分別降低631.4，578.2和568.4 kg/hm2,太麥198分別降低688.1、665.1和725.3 kg/hm2；常規(guī)條播方式下泰農(nóng)18分別降低1069.9、1060.3和1021.3 kg/hm2，太麥 198分別降低 1042.2、1027.5和1107.6 kg/hm2?；ê蟾晌镔|(zhì)生產(chǎn)量對(duì)籽粒貢獻(xiàn)率亦呈相似變化。

小麥花后干物質(zhì)生產(chǎn)量與花后群體光合速率高值持續(xù)期呈顯著的線性正相關(guān)關(guān)系(圖2)，表明同一播種方式下不同氮肥處理間花后干物質(zhì)生產(chǎn)量的差異主要源于花后群體光合速率高值持續(xù)期的高低。

圖2 冬小麥花后干物質(zhì)生產(chǎn)量與群體光合高值持續(xù)期的相關(guān)性Fig. 2 Correlation between dry matter production at post anthesis and duration of high photosynthesis rate of winter wheat canopy

2.4 播種方式與氮肥類型對(duì)冬小麥花前營(yíng)養(yǎng)器官氮素轉(zhuǎn)運(yùn)以及花后氮素吸收的影響

如表4所示，在兩試驗(yàn)點(diǎn)，相較于F1處理，兩播種方式下F2、F3、F4處理的花前營(yíng)養(yǎng)器官氮素轉(zhuǎn)運(yùn)量均有所提高，寬幅播種下泰農(nóng)18分別提高22.3、23.2和26.0 kg/hm2，太麥198分別提高20.6、22.7和22.5 kg/hm2；常規(guī)條播下泰農(nóng)18分別提高15.2、16.5和15.2 kg/hm2，太麥198分別提高18.0、15.2和15.5 kg/hm2。寬幅播種下F2、F3、F4處理的花前營(yíng)養(yǎng)器官氮素轉(zhuǎn)運(yùn)率與F1處理無顯著差異，常規(guī)條播下花前營(yíng)養(yǎng)器官儲(chǔ)藏氮素轉(zhuǎn)運(yùn)率與轉(zhuǎn)運(yùn)量呈相似變化。

表4 不同處理下冬小麥地上部花前營(yíng)養(yǎng)器官氮素轉(zhuǎn)運(yùn)量與花后氮素吸收量Table 4 Nitrogen remobilization amount from vegetative organs pre-anthesis and nitrogen uptake amount post anthesis of winter wheat aboveground under different treatments

在兩播種方式下，相較于F1處理，F(xiàn)2、F3、F4處理的花后氮素吸收量顯著降低。寬幅播種下泰農(nóng) 18分別下降 23.3、23.4和 25.7 kg/hm2，太麥198分別下降20.3、20.8和22.6 kg/hm2；常規(guī)條播下泰農(nóng)18分別下降26.9、28.1和27.4 kg/hm2，太麥198分別下降27.9、23.7和26.4 kg/hm2。寬幅播種下其降幅低于常規(guī)條播。

花后群體光合速率高值持續(xù)期與花前營(yíng)養(yǎng)器官儲(chǔ)藏氮素向籽粒的轉(zhuǎn)運(yùn)量在兩播種方式下均呈線性負(fù)相關(guān)關(guān)系，但其與花前營(yíng)養(yǎng)器官氮素轉(zhuǎn)運(yùn)率僅在常規(guī)條播下具有顯著的線性負(fù)相關(guān)關(guān)系。群體光合高值持續(xù)期與花后氮素吸收量在兩播種方式下均呈線性正相關(guān)關(guān)系(圖3, 圖4)。

圖3 冬小麥氮素轉(zhuǎn)運(yùn)與群體光合高值持續(xù)期的相關(guān)性(泰安)Fig. 3 Correlation between nitrogen remobilization and duration of high photosynthesis rate of winter wheat canopy (Tai’an)

圖4 冬小麥氮素轉(zhuǎn)運(yùn)與群體光合高值持續(xù)期的相關(guān)性(濰坊)Fig. 4 Correlation between nitrogen remobilization and duration of high photosynthesis rate of winter wheat canopy (Weifang)

2.5 播種方式與氮肥類型互作對(duì)冬小麥產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

表5表明，泰安點(diǎn)小麥產(chǎn)量比濰坊點(diǎn)平均高915 kg/hm2；寬幅播種方式下泰農(nóng)18和太麥198的產(chǎn)量較常規(guī)條播分別高860和945 kg/hm2。在兩試驗(yàn)點(diǎn)，寬幅播種方式下各氮肥處理間產(chǎn)量均無顯著差異；常規(guī)條播方式下F2、F3、F4處理間產(chǎn)量無顯著差異但均顯著低于F1處理，泰農(nóng)18產(chǎn)量分別下降533、547和540 kg/hm2，太麥198產(chǎn)量分別下降474、445和545 kg/hm2。表明寬幅播種方式下3種新型氮肥一次性施用在產(chǎn)量水平上可以替代常規(guī)分次施肥，而常規(guī)條播處理下新型氮肥一次性施用對(duì)常規(guī)分次施肥的替代效果較差。

表5 播種方式與氮肥類型對(duì)冬小麥產(chǎn)量及構(gòu)成因素的影響Table 5 Grain yield and yield components of winter wheat under different sowing patterns and nitrogen fertilizers

播種方式與不同類型氮肥互作對(duì)產(chǎn)量構(gòu)成因素則表現(xiàn)出了不同的影響。泰安點(diǎn)的單位面積穗數(shù)與濰坊點(diǎn)無顯著差異，但穗粒數(shù)和千粒重顯著高于濰坊點(diǎn)，分別平均提高10.3%和3.9%，表明與濰坊點(diǎn)相比，泰安點(diǎn)的高產(chǎn)主要源于較高的穗粒數(shù)和千粒重。寬幅播種方式下單位面積穗數(shù)顯著高于常規(guī)條播，泰農(nóng)18和太麥198單位面積穗數(shù)分別平均提高8.0%和9.9%；穗粒數(shù)和千粒重在播種方式間均無顯著差異，表明寬幅播種主要通過提高單位面積穗數(shù)實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)。

在寬幅播種方式下，兩地點(diǎn)泰農(nóng)18的F3、F4處理的產(chǎn)量構(gòu)成因素與F1相似，兩地點(diǎn)泰農(nóng)18的F2和太麥198的F2、F3、F4處理的單位面積穗數(shù)與相應(yīng)F1處理相比顯著提高，穗粒數(shù)或(和)千粒重明顯下降，但其降低幅度可以被單位面積穗數(shù)的增幅所彌補(bǔ)，因此寬幅播種方式下各新型氮肥一次性施用的產(chǎn)量與常規(guī)分次施肥無顯著差異。

在常規(guī)條播方式下，兩地點(diǎn)兩品種的F2處理和濰坊點(diǎn)太麥198的F3、F4處理的單位面積穗數(shù)均高于F1處理，泰安點(diǎn)兩品種和濰坊點(diǎn)泰農(nóng)18的F3、F4處理單位面積穗數(shù)與F1處理持平。兩地點(diǎn)兩品種F2、F3、F4處理的穗粒數(shù)均顯著低于F1處理，泰農(nóng)18分別下降了10.2%、3.6%、3.9%，太麥198分別下降了14.9%、6.9%、6.6%。泰安點(diǎn)兩品種的千粒重在4個(gè)肥料處理間均無顯著差異，但濰坊點(diǎn)兩品種F2、F3、F4處理的千粒重均略低于F1處理，泰農(nóng)18分別下降了4.8%、1.5%、1.9%，太麥198分別下降了2.7%、5.3%、5.3%。穗粒數(shù)或(和)千粒重降幅較大，導(dǎo)致了條播播種方式下各新型氮肥一次性施用處理的小麥產(chǎn)量顯著低于常規(guī)分次施肥。

3 討論

3.1 播種方式與氮肥類型對(duì)冬小麥產(chǎn)量及構(gòu)成因素的影響

小麥的單位面積穗數(shù)、穗粒數(shù)與千粒重隨生育期的推進(jìn)依次建成，三因素協(xié)調(diào)是高效增產(chǎn)的基礎(chǔ)[35]。合理的行株距配置有利于作物群體數(shù)量和個(gè)體質(zhì)量的協(xié)調(diào)，實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)。與常規(guī)條播相比，寬幅播種下的小麥株間距增大，個(gè)體間競(jìng)爭(zhēng)減弱[26]，有利于提高單株和群體分蘗數(shù)、成穗數(shù)。在本試驗(yàn)條件下，寬幅播種小麥的單位面積穗數(shù)顯著提高，而穗粒數(shù)、粒重維持不變，表明寬幅播種主要通過提高單位面積穗數(shù)實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)，這與前人研究[22]基本一致。

相較于常規(guī)分次施肥，雖然新型氮肥一次性施用具備節(jié)省人工、減少作業(yè)次數(shù)等優(yōu)點(diǎn)[36]，但其產(chǎn)量升高[3, 13–14]、持平[9, 15–16]或下降[1, 17–18]的結(jié)果均有報(bào)道。本試驗(yàn)條件下，新型氮肥一次性施用與常規(guī)分次施肥對(duì)小麥產(chǎn)量的影響因播種方式而異。寬幅播種方式下，3個(gè)新型氮肥一次性施用處理的產(chǎn)量與常規(guī)分次施肥持平，表現(xiàn)出了對(duì)分次施肥較好的替代作用，而常規(guī)條播下，3個(gè)新型氮肥一次性施用處理的產(chǎn)量顯著低于常規(guī)分次施肥，表明其對(duì)分次施肥的替代效應(yīng)較差。本研究中，未獲得新型氮肥一次性施用較常規(guī)分次施肥增產(chǎn)的結(jié)果，這可能與所選取的氮肥類型、產(chǎn)量水平、氮肥用量等有關(guān)。

前人研究發(fā)現(xiàn)，較常規(guī)分次施肥，控釋氮肥一次性施用可以通過提高小麥單位面積穗數(shù)[37]或通過提高穗粒數(shù)和千粒重實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)[38]，而周華敏等[39]的研究則發(fā)現(xiàn)控釋氮肥一次性施用處理的穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒重與常規(guī)分次施肥均無顯著差異，進(jìn)而穩(wěn)產(chǎn)。同時(shí)，靳海洋等[40]發(fā)現(xiàn)控釋氮肥一次性施用由于成穗數(shù)降低而出現(xiàn)減產(chǎn)。由此可見，新型氮肥一次性施用對(duì)產(chǎn)量和產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響存在較大差異。本試驗(yàn)條件下，相較常規(guī)分次施肥，新型氮肥一次性施用處理的單位面積穗數(shù)保持不變或表現(xiàn)出了不同程度的增加，而穗粒數(shù)和千粒重除個(gè)別處理維持穩(wěn)定外，多呈現(xiàn)出了不同程度的降低。寬幅播種方式下，與常規(guī)分次施肥相比，泰農(nóng)18的F3、F4處理因產(chǎn)量構(gòu)成因素保持穩(wěn)定而獲得穩(wěn)產(chǎn)，其他處理盡管穗粒數(shù)或(和)千粒重有所降低，但其降低幅度可以被單位面積穗數(shù)的增幅所彌補(bǔ)，因此寬幅播種方式下各新型氮肥一次性施用的產(chǎn)量與常規(guī)分次施肥持平。常規(guī)條播下，盡管新型氮肥一次性施用的穗數(shù)保持穩(wěn)定或有一定程度的提高，但穗粒數(shù)或(和)千粒重降幅較大，導(dǎo)致常規(guī)條播方式下各新型氮肥一次性施用處理的產(chǎn)量顯著低于常規(guī)分次施肥，這可能與常規(guī)條播方式下小麥株間競(jìng)爭(zhēng)劇烈[26]、植株水肥利用能力低[22, 27, 41]，導(dǎo)致穗花發(fā)育不足和籽粒灌漿不足有關(guān)。

3.2 播種方式與氮肥類型對(duì)冬小麥花前營(yíng)養(yǎng)器官干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)和花后干物質(zhì)生產(chǎn)的影響

小麥的產(chǎn)量來源于花前儲(chǔ)藏在營(yíng)養(yǎng)器官中的干物質(zhì)向籽粒的轉(zhuǎn)運(yùn)和花后生產(chǎn)的光合產(chǎn)物兩部分。一般而言，前者對(duì)產(chǎn)量的貢獻(xiàn)約為15%～30%，后者約為70%～85%[20, 42]。開花期積累的干物質(zhì)向籽粒的轉(zhuǎn)運(yùn)在限水灌溉[43]、輕度水分脅迫[44]、高溫脅迫[45]等條件下有利于穩(wěn)定或提升小麥產(chǎn)量，而花后光合作用生產(chǎn)的干物質(zhì)在適度密植[46]、增施氮肥[20]、適量灌溉[47]等條件下對(duì)產(chǎn)量提升有較好的促進(jìn)作用。小麥花后光合物質(zhì)的生產(chǎn)，與群體光合速率和光合速率高值持續(xù)期有關(guān)[48]。提高群體光合速率、延長(zhǎng)花后群體光合速率高值持續(xù)期有利于促進(jìn)花后干物質(zhì)生產(chǎn)，提高小麥產(chǎn)量[49]。

相較于常規(guī)條播方式，寬幅播種方式下小麥株間距增大，個(gè)體間競(jìng)爭(zhēng)減弱[26]，單株分蘗數(shù)和成穗數(shù)提高[22]，開花期及花后葉面積指數(shù)增加，光合有效輻射截獲率和利用能力提高[41]，有利于花后光合物質(zhì)生產(chǎn)和增產(chǎn)。本試驗(yàn)條件下，寬幅播種小麥的群體光合速率在開花期和灌漿期亦均顯著高于常規(guī)條播。同時(shí)，花后氮素吸收量的提高，使得寬幅播種下小麥花后群體光合速率高值持續(xù)期顯著高于常規(guī)條播，進(jìn)而提高了花后光合物質(zhì)生產(chǎn)量，促進(jìn)了小麥增產(chǎn)。

花前儲(chǔ)藏在營(yíng)養(yǎng)器官中的干物質(zhì)向籽粒的轉(zhuǎn)運(yùn)和花后干物質(zhì)生產(chǎn)量顯著影響小麥產(chǎn)量[20]。較常規(guī)分次施肥，新型氮肥一次性施用的花前營(yíng)養(yǎng)器官干物質(zhì)向籽粒轉(zhuǎn)運(yùn)量均有所提高，花后干物質(zhì)生產(chǎn)量均顯著降低。但在寬幅播種方式下，新型氮肥一次性施用的花后干物質(zhì)生產(chǎn)降低量與花前營(yíng)養(yǎng)器官干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)提高量相似，使得各氮肥處理間獲得平產(chǎn)；常規(guī)條播方式下新型氮肥一次性施用的花后干物質(zhì)生產(chǎn)降低量較高，且顯著大于花前營(yíng)養(yǎng)器官干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)的提高量，導(dǎo)致減產(chǎn)。由此可見，本試驗(yàn)條件下，新型氮肥一次性施用處理的花后干物質(zhì)生產(chǎn)能力是決定其穩(wěn)產(chǎn)或減產(chǎn)的關(guān)鍵。

花后群體光合速率及群體光合高值持續(xù)期顯著影響小麥花后干物質(zhì)生產(chǎn)[21]。小麥開花后，群體光合速率呈現(xiàn)先略有升高后快速下降再緩慢下降的變化趨勢(shì)[33]，本試驗(yàn)條件下，雖然灌漿初期群體光合速率在各施肥處理間均無顯著差異，但在灌漿中后期，3個(gè)新型氮肥一次性施用處理的群體光合速率顯著低于常規(guī)分次施肥，表明其群體光合速率下降較早，群體光合高值持續(xù)期較短。結(jié)合相關(guān)性分析可知，在灌漿初期群體光合速率無顯著差異的基礎(chǔ)上，同一播種方式下不同氮肥處理間花后干物質(zhì)生產(chǎn)量的差異主要源于花后群體光合速率高值持續(xù)期的高低及其變化。相較常規(guī)分次施肥，寬幅播種下新型氮肥一次性施用的群體光合高值持續(xù)期降幅較低，故其花后干物質(zhì)生產(chǎn)量的降低量較低，進(jìn)而獲得穩(wěn)產(chǎn)；常規(guī)條播方式下新型氮肥一次性施用的群體光合高值持續(xù)期降幅較大，故其花后干物質(zhì)生產(chǎn)量的降低量亦較高，從而導(dǎo)致減產(chǎn)。

小麥營(yíng)養(yǎng)器官儲(chǔ)藏氮素向籽粒的轉(zhuǎn)運(yùn)易導(dǎo)致灌漿期植株衰老，縮短群體光合高值持續(xù)期[50–51]，一定量的花后氮素吸收有利于推遲植株氮素轉(zhuǎn)運(yùn)和減緩葉片衰老，延長(zhǎng)群體光合高值持續(xù)期[42]。本試驗(yàn)條件下，與常規(guī)分次施肥相比，3個(gè)新型氮肥一次性施用處理的花前營(yíng)養(yǎng)器官氮素轉(zhuǎn)運(yùn)量顯著提高，花后氮素吸收量顯著降低，由此導(dǎo)致了其群體光合高值持續(xù)期的降低。較常規(guī)分次施肥，常規(guī)條播方式下花后氮素吸收量的降低量較高，由此造成了群體光合高值持續(xù)期較大的降幅，導(dǎo)致花后干物質(zhì)生產(chǎn)量大幅減少，造成減產(chǎn)；而寬幅播種方式下其花后氮素吸收量的降低量較小，使得其群體光合高值持續(xù)期降幅較低，減小了其花后干物質(zhì)生產(chǎn)量的降低量，進(jìn)而獲得穩(wěn)產(chǎn)，而相關(guān)原因則可能與寬幅播種小麥的花后氮素吸收能力顯著高于常規(guī)條播有關(guān)[28]。

綜合分析可知，本試驗(yàn)條件下，與常規(guī)分次施肥相比，新型氮肥一次性施用處理的花前營(yíng)養(yǎng)器官氮素轉(zhuǎn)運(yùn)量顯著提高，花后氮素吸收量顯著降低，由此降低了其花后群體光合高值持續(xù)期，減少了花后干物質(zhì)生產(chǎn)量，但其對(duì)產(chǎn)量的影響因播種方式而異。常規(guī)條播方式下，新型氮肥一次性施用處理花后氮素吸收量降幅較高，導(dǎo)致花后群體光合高值持續(xù)期大幅下降，因此花后光合物質(zhì)生產(chǎn)量的降幅較大，不能夠被其增加的花前營(yíng)養(yǎng)器官干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)量所彌補(bǔ)，所以出現(xiàn)減產(chǎn)；寬幅播種方式下小麥花后氮素吸收量降幅較小，花后群體光合高值持續(xù)期雖有降低，但其引起的花后光合物質(zhì)生產(chǎn)量的降低可以被較高的花前營(yíng)養(yǎng)器官干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)量所彌補(bǔ)，進(jìn)而穩(wěn)產(chǎn)。因此，寬幅播種與新型緩控釋氮肥一次性施用技術(shù)組合，能夠在減少施肥次數(shù)和人工成本的同時(shí)獲得穩(wěn)產(chǎn)，有利于小麥輕簡(jiǎn)化栽培技術(shù)的集成和推廣應(yīng)用。

4 結(jié)論

寬幅播種較常規(guī)條播可通過提高花后氮素吸收量，提高小麥花后群體光合速率、群體光合高值持續(xù)期和花后干物質(zhì)生產(chǎn)量，進(jìn)而顯著提高小麥產(chǎn)量，而新型氮肥一次性施用對(duì)常規(guī)分次施肥的替代作用因播種方式而異。常規(guī)條播方式下新型氮肥一次性施用因穗粒數(shù)或(和) 千粒重下降，以及花后氮素吸收量的降幅較高，導(dǎo)致花后干物質(zhì)生產(chǎn)量降幅較高，出現(xiàn)減產(chǎn)。寬幅播種方式下新型氮肥一次性施用花后氮素吸收量的降幅較低，花后群體光合高值持續(xù)期降低引起的干物質(zhì)生產(chǎn)量的降幅較小，并可被提高的花前營(yíng)養(yǎng)器官干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)量所彌補(bǔ)，使得產(chǎn)量與常規(guī)分次施肥持平，替代效果較優(yōu)。生產(chǎn)上可在寬幅播種條件下采用新型氮肥一次基施替代傳統(tǒng)分次施肥。