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摘要 [目的]研究不同底肥施用量对肥力较低的滨海黏质脱盐土条件下的稻茬麦产量构成和氮肥吸收利用率的影响。[方法]采用随机区组试验设计,以苏北地区主要栽培品种之一的淮麦28为试验材料,研究了稻茬麦底肥用量对小麦茎蘖动态、产量结构、花后旗叶SPAD值动态变化、旗叶面积及氮肥吸收利用率的影响。[结果]较高磷肥投入对小麦茎蘖动态变化、产量结构、花后旗叶SPAD值、叶面积、氮肥利用率均有明显促进作用,以尿素150 kg/hm2+磷酸二胺300 kg/hm2小麦产量和经济效益最高。[结论]在肥力较低的滨海黏质土壤条件下,应该重视氮、磷肥平衡施用,充分发挥作物的生产潜能。
关键词 稻茬小麦;底肥;产量构成;氮素利用率
中图分类号 S506.2 文献标识码 A 文章编号 0517-6611(2016)29-0115-03
底肥对小麦生长、发育、产量构成、品种的优劣有重要作用[1]。长期以来,有关施肥对小麦产量的影响已有全面而系统的研究[2-5],但这些研究主要集中于适宜播种期的早茬麦,以及肥力相对较好的稻茬麦,对于肥力较差条件下相对晚播的稻茬麦底肥运筹的研究尚未见报道。因此,笔者从生产实际出发,以淮麦28作为供试品种,研究了连云港地区地力较差的滨海黏质脱盐土种植条件下,稻茬麦不同底肥运筹对小麦产量及氮素利用率的影响,旨在为研究苏北地区稻茬小麦的适宜底肥用量配比提供科学依据。
1 材料与方法
1.1 试验地概况
试验设在江苏省连云港市东辛农场农业科学研究所北区17#地,前茬作物为水稻,土壤为滨海黏质脱
盐土。土壤全氮含量0.99 g/kg,有机质含量20.80 g/kg,碱解氮含量63.0 mg/kg,速效磷含量11.5 mg/kg,速效钾含量433.0 mg/kg,pH 8.35。地势平坦,排灌方便。
1.2 试验材料
供试品种为淮麦28。尿素为河南心连心化肥有限公司生产,含N 46%;磷酸二铵为瓮福(集团)有限责任公司生产,含P2O5 46%、N 18%。过磷酸钙为云南红河合众锌业有限公司生产,含P2O5 16%。
1.3 试验设计
试验为随机区组设计,共设7个处理,肥料运筹见表1。其中处理T0为无肥对照,处理T0+15为无氮对照(只施用过磷酸钙,施用量同处理T10+15),磷肥一次性基施。每处理3次重复,每个小区面积为20 m2,设计基本苗495.0万株/hm2。
1.4 田间管理
2015年11月4日播种,播量为375.0 kg/hm2,11月6日降雨,11月13日原墒出苗。次年3月30日灌溉,6月11日收割机全区收割计产。一生灌溉1次,防病治虫3次。
1.5 测定项目与方法
叶面积的测定:用直尺分别量取倒3张功能叶片的长度与宽度,并参照文献[6]中的方法计算叶面积。
叶面积=叶长×叶宽×0.7。
叶绿素含量的测定:使用叶绿素计SPAD-502Plus分别对小麦开花期、灌浆初期、灌浆中期及灌浆末期的旗叶进行叶绿素相对含量的测定。
含氮量的测定:采用H2SO4-H2O2消化,以半微量凯氏定氮法测定氮含量。
计算公式如下:
作物中氮含量(kg/ hm2)=籽粒产量×籽粒含氮量+茎叶产量×茎叶含氮量
100 kg籽粒吸氮量(kg)=(籽粒产量×籽粒含氮量+茎叶产量×茎叶含氮量)/籽粒产量
当季氮肥表观利用率(REN,%)=(施氮区植株总吸氮量-无氮区植株总吸氮量)/施氮量×100
氮肥表观损失量(kg/hm2)=施氮总量-作物中氮量-无氮区植株氮量
土壤氮依存率(%) = 无氮区吸氮量/施氮区吸氮量×100
2 结果与分析
2.1 不同底肥运筹对小麦茎蘖动态的影响
由表2可知,各处理小麦群体总茎蘖数总体呈先升高后降低的单峰变化趋势。这是由于稻茬麦播期相对较迟,冬前产生分蘖较少;越冬期温度又较往年偏低,小部分扎根浅层植株被冻死,成活基本苗较设计基本苗下降10.5万~16.5万株/ hm2。T10+20、T10+15和T15+15 3个处理表现为各时期小麦总茎蘖数较T10+10和T15+10处理高,各处理由高到低依次为T10+20、T15+15、T10+15、T15+10、T10+10,说明底肥施入较高水平的氮、磷肥,尤其是磷肥更有利于促进小麦的生长发育。
2.2 不同底肥运筹对小麦产量及其构成要素的影响
由表3可知,在一定施肥范围内,各处理随着磷肥投入量的增加,成穗数、穗粒数、千粒重、产量均有所增加,以T10+20表现为最好,其次为T15+15、T10+15,以T0处理表现最差。在一定施氮范围内,底肥施用磷肥量相同的情况下,氮肥投入越高,小麦产量及构成因素表现越好。在试验设计的施氮范围内,谷草比基本随着施氮量的增加而增加,其变化趋势与产量存在一定的正相关关系。
2.3 不同底肥运筹对小麦旗叶叶面积及花后旗叶SPAD值的影响
由表4可知,各处理旗叶SPAD值在开花期到灌浆初期变化不大,之后急剧下降。且各处理均与无氮、无肥对照处理存在极显著差异(P<0.01),但各施肥处理间差异并不显著(P>0.05),仅表现每个时期施磷肥较多的T10+20、T15+15、T10+15处理的SPAD值较T15+10、T10+10处理高。各处理旗叶叶面积以T10+20处理最大,T15+15、T10+15处理次之,T0处理最小。这与小麦茎蘖动态及产量结构的变化趋势一致,说明叶面积除受氮肥投入量的影响外,还受磷肥这一限制因子的影响。
2.4 不同底肥运筹对小麦氮素吸收的影响 由表5可知,不同底肥处理作物中含氮量、100 kg籽粒吸氮量基本随氮肥投入的增加而增加,但T10+20处理有所反常,较T15+10高,且T10+20处理的当季氮肥利用率最高,说明投入较高水平的磷肥更有利于促进氮素的协同吸收和利用。土壤氮依存率基本随氮肥投入的增加而降低,而T15+10处理的反常也正是由于底肥磷肥投入较低,不利于氮素的吸收利用。氮肥表观损失量则随氮肥投入的增加而逐渐增大。 2.5 不同底肥运筹对经济效益的影响
由表6可知,以处理T10+10为标准对各处理相对经济效益进行比较,T10+20处理新增纯收益最高,其次为T15+15,T10+15处理最低。这说明在地力较差的田块中,较高的肥料投入才能保证高的产出。
3 结论与讨论
(1)该研究表明,在地力较差的滨海黏质脱盐土尤其是磷素含量偏低的田块,较高水平的磷肥投入对小麦茎蘖动态、小麦旗叶SPAD值变化、旗叶
叶面积、产量及其构成因素等的形成有明显的促进作用,且磷素可以促进氮素的协同吸收,提高氮素利用率。这与刘国栋等[7]的同一基因型在不同磷营养条件下小麦产量差异极为显著,及原向阳等[1]的磷是小麦生长发育的限制因子,它对小麦各生长性状均有明显影响,并可以促进氮、钾等元素的吸收利用的研究结果相一致。这表明在地力较差的富钾土壤上,应该重视氮、磷肥平衡施用,才能充分发挥作物的生产潜能,达到高产高效的目的。
(2)稻谷与稻草的比率是群体与个体能否协调发展的最终表现。笔者研究发现,在试验设计的施氮范围内,小麦谷草比基本随着施磷量和施氮量组合的增加而增大,其变化趋势与产量存在一定的正关关系,这与温怀楠等[8]的研究结果一致。表明良好的氮、磷配比可以得到较优谷草比,从而获得高产。
(3)该试验所选地块为苏北地区地力较差的滨海黏质脱盐土,氮、磷含量偏低,因此需要较多氮、磷肥投入,这也印证了测土配方施肥的重要性。只有对土壤进行精确测土配方施肥,才能更好地做好肥料运筹工作,达到节本增效的目的。
参考文献
[1] 原向阳,张丽光,张平平,等.不同底肥对冬小麦产量构成及生理生化指标的影响[J].中国生态农业学报,2001,15(3):38-40.
[2] 杜世州,曹承富,张耀兰,等.氮肥基追比对淮北地区超高产小麦产量和品质的影响[J].麦类作物学报,2009,29(6):1027-1033.
[3] 刘凤楼,宋美丽,冯毅,等.施肥量与氮肥基追比对西农979产量和品质的效应[J].麦类作物学报,2010,30(3):482-487.
[4] 卜冬宁,李瑞奇,张晓,等.氮肥基追比和追氮时期对超高产冬小麦生育及产量形成的影响[J].河北农业大学学报,2012 ,35(4):6-12.
[5] 乔玉强,曹承富,杜世州,等.氮肥运筹和播种密度对晚播小麦群体总茎数及产量的影响[J].华北农学报,2014,29(2):204-207.
[6] 王义芹,杨兴洪,李滨,等.小麦叶面积及光合速率与产量关系的研究[J].华北农学报,2008,23(S2):10-15.
[7] 刘国栋,李继云,李振声.低磷胁迫下小麦地上部某些性状的基因型差异[J].土壤学报,1998,35(2):235-242.
[8] 温怀楠,赵建平,刘金弟,等.单季晚稻持续高产的群体特征分析[J].上海农业学报,2002,18(3):28-34.
关键词 稻茬小麦;底肥;产量构成;氮素利用率
中图分类号 S506.2 文献标识码 A 文章编号 0517-6611(2016)29-0115-03
底肥对小麦生长、发育、产量构成、品种的优劣有重要作用[1]。长期以来,有关施肥对小麦产量的影响已有全面而系统的研究[2-5],但这些研究主要集中于适宜播种期的早茬麦,以及肥力相对较好的稻茬麦,对于肥力较差条件下相对晚播的稻茬麦底肥运筹的研究尚未见报道。因此,笔者从生产实际出发,以淮麦28作为供试品种,研究了连云港地区地力较差的滨海黏质脱盐土种植条件下,稻茬麦不同底肥运筹对小麦产量及氮素利用率的影响,旨在为研究苏北地区稻茬小麦的适宜底肥用量配比提供科学依据。
1 材料与方法
1.1 试验地概况
试验设在江苏省连云港市东辛农场农业科学研究所北区17#地,前茬作物为水稻,土壤为滨海黏质脱
盐土。土壤全氮含量0.99 g/kg,有机质含量20.80 g/kg,碱解氮含量63.0 mg/kg,速效磷含量11.5 mg/kg,速效钾含量433.0 mg/kg,pH 8.35。地势平坦,排灌方便。
1.2 试验材料
供试品种为淮麦28。尿素为河南心连心化肥有限公司生产,含N 46%;磷酸二铵为瓮福(集团)有限责任公司生产,含P2O5 46%、N 18%。过磷酸钙为云南红河合众锌业有限公司生产,含P2O5 16%。
1.3 试验设计
试验为随机区组设计,共设7个处理,肥料运筹见表1。其中处理T0为无肥对照,处理T0+15为无氮对照(只施用过磷酸钙,施用量同处理T10+15),磷肥一次性基施。每处理3次重复,每个小区面积为20 m2,设计基本苗495.0万株/hm2。
1.4 田间管理
2015年11月4日播种,播量为375.0 kg/hm2,11月6日降雨,11月13日原墒出苗。次年3月30日灌溉,6月11日收割机全区收割计产。一生灌溉1次,防病治虫3次。
1.5 测定项目与方法
叶面积的测定:用直尺分别量取倒3张功能叶片的长度与宽度,并参照文献[6]中的方法计算叶面积。
叶面积=叶长×叶宽×0.7。
叶绿素含量的测定:使用叶绿素计SPAD-502Plus分别对小麦开花期、灌浆初期、灌浆中期及灌浆末期的旗叶进行叶绿素相对含量的测定。
含氮量的测定:采用H2SO4-H2O2消化,以半微量凯氏定氮法测定氮含量。
计算公式如下:
作物中氮含量(kg/ hm2)=籽粒产量×籽粒含氮量+茎叶产量×茎叶含氮量
100 kg籽粒吸氮量(kg)=(籽粒产量×籽粒含氮量+茎叶产量×茎叶含氮量)/籽粒产量
当季氮肥表观利用率(REN,%)=(施氮区植株总吸氮量-无氮区植株总吸氮量)/施氮量×100
氮肥表观损失量(kg/hm2)=施氮总量-作物中氮量-无氮区植株氮量
土壤氮依存率(%) = 无氮区吸氮量/施氮区吸氮量×100
2 结果与分析
2.1 不同底肥运筹对小麦茎蘖动态的影响
由表2可知,各处理小麦群体总茎蘖数总体呈先升高后降低的单峰变化趋势。这是由于稻茬麦播期相对较迟,冬前产生分蘖较少;越冬期温度又较往年偏低,小部分扎根浅层植株被冻死,成活基本苗较设计基本苗下降10.5万~16.5万株/ hm2。T10+20、T10+15和T15+15 3个处理表现为各时期小麦总茎蘖数较T10+10和T15+10处理高,各处理由高到低依次为T10+20、T15+15、T10+15、T15+10、T10+10,说明底肥施入较高水平的氮、磷肥,尤其是磷肥更有利于促进小麦的生长发育。
2.2 不同底肥运筹对小麦产量及其构成要素的影响
由表3可知,在一定施肥范围内,各处理随着磷肥投入量的增加,成穗数、穗粒数、千粒重、产量均有所增加,以T10+20表现为最好,其次为T15+15、T10+15,以T0处理表现最差。在一定施氮范围内,底肥施用磷肥量相同的情况下,氮肥投入越高,小麦产量及构成因素表现越好。在试验设计的施氮范围内,谷草比基本随着施氮量的增加而增加,其变化趋势与产量存在一定的正相关关系。
2.3 不同底肥运筹对小麦旗叶叶面积及花后旗叶SPAD值的影响
由表4可知,各处理旗叶SPAD值在开花期到灌浆初期变化不大,之后急剧下降。且各处理均与无氮、无肥对照处理存在极显著差异(P<0.01),但各施肥处理间差异并不显著(P>0.05),仅表现每个时期施磷肥较多的T10+20、T15+15、T10+15处理的SPAD值较T15+10、T10+10处理高。各处理旗叶叶面积以T10+20处理最大,T15+15、T10+15处理次之,T0处理最小。这与小麦茎蘖动态及产量结构的变化趋势一致,说明叶面积除受氮肥投入量的影响外,还受磷肥这一限制因子的影响。
2.4 不同底肥运筹对小麦氮素吸收的影响 由表5可知,不同底肥处理作物中含氮量、100 kg籽粒吸氮量基本随氮肥投入的增加而增加,但T10+20处理有所反常,较T15+10高,且T10+20处理的当季氮肥利用率最高,说明投入较高水平的磷肥更有利于促进氮素的协同吸收和利用。土壤氮依存率基本随氮肥投入的增加而降低,而T15+10处理的反常也正是由于底肥磷肥投入较低,不利于氮素的吸收利用。氮肥表观损失量则随氮肥投入的增加而逐渐增大。 2.5 不同底肥运筹对经济效益的影响
由表6可知,以处理T10+10为标准对各处理相对经济效益进行比较,T10+20处理新增纯收益最高,其次为T15+15,T10+15处理最低。这说明在地力较差的田块中,较高的肥料投入才能保证高的产出。
3 结论与讨论
(1)该研究表明,在地力较差的滨海黏质脱盐土尤其是磷素含量偏低的田块,较高水平的磷肥投入对小麦茎蘖动态、小麦旗叶SPAD值变化、旗叶
叶面积、产量及其构成因素等的形成有明显的促进作用,且磷素可以促进氮素的协同吸收,提高氮素利用率。这与刘国栋等[7]的同一基因型在不同磷营养条件下小麦产量差异极为显著,及原向阳等[1]的磷是小麦生长发育的限制因子,它对小麦各生长性状均有明显影响,并可以促进氮、钾等元素的吸收利用的研究结果相一致。这表明在地力较差的富钾土壤上,应该重视氮、磷肥平衡施用,才能充分发挥作物的生产潜能,达到高产高效的目的。
(2)稻谷与稻草的比率是群体与个体能否协调发展的最终表现。笔者研究发现,在试验设计的施氮范围内,小麦谷草比基本随着施磷量和施氮量组合的增加而增大,其变化趋势与产量存在一定的正关关系,这与温怀楠等[8]的研究结果一致。表明良好的氮、磷配比可以得到较优谷草比,从而获得高产。
(3)该试验所选地块为苏北地区地力较差的滨海黏质脱盐土,氮、磷含量偏低,因此需要较多氮、磷肥投入,这也印证了测土配方施肥的重要性。只有对土壤进行精确测土配方施肥,才能更好地做好肥料运筹工作,达到节本增效的目的。
参考文献
[1] 原向阳,张丽光,张平平,等.不同底肥对冬小麦产量构成及生理生化指标的影响[J].中国生态农业学报,2001,15(3):38-40.
[2] 杜世州,曹承富,张耀兰,等.氮肥基追比对淮北地区超高产小麦产量和品质的影响[J].麦类作物学报,2009,29(6):1027-1033.
[3] 刘凤楼,宋美丽,冯毅,等.施肥量与氮肥基追比对西农979产量和品质的效应[J].麦类作物学报,2010,30(3):482-487.
[4] 卜冬宁,李瑞奇,张晓,等.氮肥基追比和追氮时期对超高产冬小麦生育及产量形成的影响[J].河北农业大学学报,2012 ,35(4):6-12.
[5] 乔玉强,曹承富,杜世州,等.氮肥运筹和播种密度对晚播小麦群体总茎数及产量的影响[J].华北农学报,2014,29(2):204-207.
[6] 王义芹,杨兴洪,李滨,等.小麦叶面积及光合速率与产量关系的研究[J].华北农学报,2008,23(S2):10-15.
[7] 刘国栋,李继云,李振声.低磷胁迫下小麦地上部某些性状的基因型差异[J].土壤学报,1998,35(2):235-242.
[8] 温怀楠,赵建平,刘金弟,等.单季晚稻持续高产的群体特征分析[J].上海农业学报,2002,18(3):28-34.