密度和氮肥追比例對小麥品種產量及其構成因素的影響

密度和氮肥追比例對小麥品種產量及其構成因素的影響

小麥粒產量是遺傳因素、生態(tài)環(huán)境和栽培措施共同影響的結果，栽培措施可以通過人為調整對小麥產量和品質的顯著影響。種植密度是小麥創(chuàng)建合理群體結構的起點,對小麥的群體質量產生深刻的影響,合理的密度與小麥產量及其構成因素關系密切。氮肥運籌是小麥高產栽培技術的重要環(huán)節(jié),生產中倍受關注。尹建義等進行了不同氮肥運籌對強筋小麥生長發(fā)育、產量形成、籽粒品質的研究;趙廣才等研究了基本苗和氮肥運籌對小麥植株性狀、產量和蛋白質組分的影響;朱云集、王志芬等研究了不同穗型小麥品種的產量形成與高產栽培技術;馮偉等進行了氮肥運籌對兩種穗型小麥品種產量的效益分析。關于密度、氮肥基追比例對不同穗型小麥產量影響的報道尚少。安徽淮北地區(qū)地處華北平原南端,近年來小麥單產有了較大幅度提高,其重要增產措施是控制種植密度和氮肥后移,但密度、氮肥基追比例對不同穗型小麥品種的產量影響缺乏系統(tǒng)研究。本研究針對制約安徽淮北平原旱茬小麥單產提高的密度、氮肥運籌不協(xié)調兩大技術問題,以多穗型小麥品種煙農19和大穗型小麥品種蘭考矮早8為材料,研究密度和氮肥基追比例對多穗型和大穗型小麥品種產量及其構成因素的影響,為淮北旱茬小麥豐產高效栽培提供理論依據。1試驗設計與實施試驗于2008~2009年度在安徽省渦陽縣農業(yè)技術推廣中心試驗基地進行。土壤為淤土,有機質含量13.47g·kg-1,全氮含量1.23g·kg-1,pH值7.6,速效磷15.8mg·kg-1,速效鉀182.0mg·kg-1,銅0.56mg·kg-1,鋅0.42mg·kg-1,鐵11.52mg·kg-1,錳12.41mg·kg-1。試驗地前茬為大豆。試驗設密度和氮肥基追比例兩個因素,密度設3個水平,分別為:低密度(187.5×104hm-2基本苗)、中密度(300×104hm-2基本苗)和高密度(412.5×104hm-2基本苗);氮肥基追比例設3個水平,分別為7:3、5:5和4:6,每重復共18個處理組合,隨機區(qū)組設計,4次重復,每小區(qū)長4m,寬2.5m,小區(qū)面積10m2。每處理全生育期施純N為276kg·hm-2,追施氮肥在拔節(jié)期灌水時施入,結合整地基施P2O5:126kg·hm-2,K2O:135kg·hm-2。10月13日播種,條播,行距20cm,管理措施同于一般大田。收獲前每小區(qū)取20單莖進行室內考種,成熟時按小區(qū)實收計產。用Excel、SAS和DPS軟件處理試驗數據,并進行新復極差多重比較分析。2結果與分析2.1中密度對小麥品種穗粒數、失重及含肥基追比例的影響由表1、表2可知,密度對多穗型小麥穗數、穗粒數、千粒重的影響均達到極顯著水平。穗數隨著密度的增加而增加,但中密度、高密度處理對穗數影響差異不顯著,說明中密度與高密度處理對多穗型小麥品種穗數影響不大,處于同一水平,實際生產中,中密度處理即可保證足夠的穗數;穗粒數、千粒重隨著密度的增加而減少,但低密度與中密度處理對多穗型小麥品種穗粒數、千粒重的影響差異不顯著,說明低密度與中密度處理對多穗型小麥品種穗粒數、千粒重的影響不大,因此,中密度處理產量三要素結構較為協(xié)調。氮肥基追比例對多穗型小麥穗粒數的影響達到了顯著水平,穗粒數隨著氮肥基追比例的增加而減小;氮肥基追比例對多穗型小麥的千粒重影響達到了極顯著水平,千粒重隨著氮肥基追比例的增加而增加,說明多穗型小麥品種的千粒重受氮肥基追比例影響大;氮肥基追比例增加對多穗型小麥穗數的影響未達到顯著差異水平。密度和氮肥基追比例互作效應對多穗型小麥千粒重的影響達到極顯著水平。密度、氮肥基追比例及其互作對多穗型小麥產量和產量結構的貢獻率不同(表2),對穗數、穗粒數貢獻率影響大小順序依次是密度>互作>氮肥基追比例,對千粒重的貢獻率順序為氮肥基追比例>密度>互作,密度、氮肥基追比例及其互作對產量的貢獻率分別是57.22%、37.21%和5.57%,這表明較高的籽粒產量是通過密度與氮肥基追比例互作效應調控的,密度是產量的主要調控因素,氮肥基追比例也發(fā)揮了重要作用。2.2中密度與密度處理對大穗型小麥穗粒數、生成葡萄品種千分多態(tài)性的影響密度對大穗型小麥的單位面積穗數、穗粒數和千粒重的影響達顯著、極顯著水平(表1、表2)。大穗型小麥品種的單位面積穗數隨著播種密度的增加而增加,各密度處理穗數均達顯著差異水平,說明大穗型小麥品種穗數與播種密度關系密切;穗粒數、千粒重隨著播種密度的增加而減少。由表1知,低密度與中密度處理對大穗型小麥品種穗粒數的影響為同一水平,說明低密度與中密度處理對大穗型小麥品種穗粒數影響不大;中密度與高密度處理對大穗型小麥品種千粒重影響為同一水平,說明大穗型小麥品種的千粒重受品種自身遺傳特性的作用大。氮肥基追比例對大穗型小麥的穗粒數影響達顯著水平,穗粒數隨著氮肥基追比例的增加而減少;氮肥基追比例對大穗型小麥的千粒重影響達極顯著水平,千粒重隨著氮肥基追比例的增加而增加,這說明大穗型小麥品種千粒重主要受氮肥基追比例影響。氮肥基追比例增加對大穗型小麥穗數影響未達顯著差異水平。密度、氮肥基追比例及其互作對產量的貢獻率影響大小順序依次是播種密度(91.21%)﹥互作(5.12%)﹥氮肥基追比例(3.67%),說明提高種植密度,保證足夠的畝穗數是大穗型小麥獲得高產的關鍵(表2)。2.3化肥基追比例對產量的影響由表1知,在同一氮肥基追比例條件下,多穗型小麥品種產量以中密度處理產量最大,高密度處理產量次之。高密度由于基本苗過多,造成群體郁閉,通風透光差,無效分蘗多,增加了營養(yǎng)物質的消耗,同時單位面積穗數過大,穗粒數減少,產量構成三因素不協(xié)調,最終導致產量降低;低密度雖然單株分蘗潛力大,透光條件好,但終因群體基數小,穗數不足,也不能達到高產,與李斌等研究結果一致。在同一基本苗下,氮肥基追比例對產量的影響順序是氮肥基追比例5:5>7:3>4:6。在9個互作處理中,煙農19中密度(300×104hm-2基本苗)、氮肥基追比例5:5處理產量最高,達8683.0kg·hm-2,接近超高產水平。2.4化肥基追比例對大穗型小麥產量的影響順序在同一氮肥基追比例條件下,大穗型小麥產量隨著密度的增加有增加的趨勢,高密度處理與低密度處理產量之間達顯著差異水平(表1)。不同密度條件下,氮肥基追比例對大穗型小麥產量的影響不盡一致,在低密度條件下,氮肥基追比例對產量的影響順序是:5:5>4:6>7:3,中密度條件下,氮肥基追比例對產量的影響順序是5:5>7:3>4:6,高密度條件下,氮肥基追比例對產量的影響順序是7:3>5:5>4:6。9個互作處理中,蘭考矮早8高密度(412.5×104hm-2基本苗)、氮肥基追比例7:3處理產量最高,產量為7440.4kg·hm-2。2.5密度、化肥基追比例單因素效應分析根據試驗各處理產量結果進行回歸分析,建立產量與密度、氮肥基追比例的回歸方程:煙農19:蘭考矮早8:式中:Y為冬小麥產量(kghm-2);X1為播種密度(104hm-2基本苗);X2為氮肥基追比例。對產量函數模型進行方差分析,煙農19與蘭考矮早8的模擬產量與實際產量之間的相關系數為:R2煙農19=0.9486,R2蘭考矮早8=0.9670。將產量函數中一個考察因子作為控制因子固定于不同水平,可得考察因子對產量的偏回歸子模型(表3),進一步分析其單因素效應。從方程可看出,密度、氮肥基追比例兩因子對產量的主效應為開口向下的拋物線,它們都有使用范圍內產量最高點。從產量回歸模型可以對密度、氮肥基追比例的交互作用項系數進行顯著性檢測,結果表明兩品種小麥的交互效應均未達到顯著水平,但這并不表示密度與氮肥基追比例之間不需要配合,這種不顯著只是相對于密度和氮肥基追比例單因素的作用而言,交互作用對產量的貢獻率相對于密度、氮肥基追比例單因子對產量的貢獻要小。因此,密度與氮肥基追比例需要合理搭配才能發(fā)揮最大增產效益。通過表3建立的偏回歸子模型可以制定密度、氮肥基追比例優(yōu)化方案。煙農19,在氮肥基追比例7:3增加到4:6范圍內,密度優(yōu)化水平為311.3×104~328.4×104hm-2基本苗,氮肥基追比例5:5、密度優(yōu)化水平為328.4×104hm-2基本苗,可以獲得最高產量為8725.3kg·hm-2;蘭考矮早8,在氮肥基追比例7:3增加到4:6范圍內,密度優(yōu)化水平為420.9×104~446.3×104hm-2基本苗,氮肥基追比例7:3、密度優(yōu)化水平為421.2×104hm-2基本苗,可以獲得最高產量為7441.1kg·hm-2。3大穗型小麥品種的抗性特征在氮磷鉀三大營養(yǎng)元素中,氮肥對小麥產量和品質的影響最為重要,科學合理的施用氮肥是獲得小麥高產和優(yōu)質,取得最佳經濟效益的重要途徑。一般說來,在總施氮量相同的條件下,增加基施氮肥的比例對促進小麥幼苗生長有利,增加追氮比例對中后期小麥營養(yǎng)生長、生殖生長有促進作用,但不同穗型小麥品種之間存在差異,就多穗型品種而言,適當增加氮肥追施比例,拔節(jié)期重施氮肥,產量增加,大穗型品種適當重施底氮,少量追氮,產量較高。朱云集等研究認為,多穗型小麥品種,因其分蘗力較強,在實際生產中應注意控制好無效分蘗、提高分蘗成穗率,在合理密植條件下,通過后期的肥水供應,提高粒重奪取高產甚至超高產;大穗型小麥品種,因其分蘗力較弱,分蘗成穗率較低,在實際生產中應注意掌控好基本苗,充分發(fā)揮其穗大、粒多、粒重的優(yōu)勢,肥水運籌應重在前期,以保證其合理群體,協(xié)調群個體矛盾,發(fā)揮其個體優(yōu)勢實現超高產。王志芬等研究認為,多穗型小麥品種要達高產、超高產目標,須在保持相對穩(wěn)定的穗粒數和千粒重基礎上,通過顯著提高群體的穗數來達到;大穗型小麥品種要達高產、超高產目標主要通過維持相對穩(wěn)定的穗粒數和較高的千粒重,重點通過提高穗數來實現。種植密度直接影響到小麥苗情和群體結構,帶來溫光等生態(tài)條件的差異,最終影響小麥生長發(fā)育和產量,是小麥高產栽培技術中的極其重要環(huán)節(jié)。徐恒永等研究表明群體調控對小麥單位面積穗數產量有重要影響。在本試驗條件下,兩種不同穗型小麥,低密度處理的小麥產量均低于中、高密度處理,通過增加播種密度,改善小麥群體質量,可以有效提高成穗數,達到增產目的。多穗型品種在中密度、氮肥基追比例5:5的處理產量接近超高產水平,這說明在高產、超高產栽培中,在保持總氮量不變前提下,適當增加拔節(jié)期的追氮比例,即實施“氮肥后移”施肥,對有效調控群體發(fā)展,優(yōu)化群體結構,延緩植株衰老,實現產量突破有重要作用。皖北地區(qū)為補充灌溉農業(yè)區(qū),若無重旱,拔節(jié)期一般不灌溉,拔節(jié)肥需隨降水撒入小麥地,若拔節(jié)期遇長期干旱天氣,常造成拔節(jié)肥難以施入。因此,多穗型品種氮肥基追比例以基肥不少于50%為宜。大穗型小麥品種在高密度、氮肥基追比例為7:3處理下,單位面積穗數、穗粒數和千粒重之間相對協(xié)調。在412.5×104hm-2基本苗范圍內,隨基本苗的增加,成穗數逐漸增加,這與朱云集等研究的最適宜密度存在差異,朱云集等研究認為,超過300×104hm-2基本苗后,成穗數增加有限或不再增加,而且隨著密度的過度增大,每穗結實小穗明顯減少,退化子房顯著增多,導致穗粒數明顯下降,千粒重降低,產量顯著低于300×104hm-2基本苗處理,本試驗結果中最適宜的密度偏高可能與2008~2009年度小麥生長期間的生態(tài)環(huán)境條件有關,2008年11月至2009年2月上旬,皖北地區(qū)累計降水量為80mm,比常年同期偏少近8成(春旱30年不遇,冬旱50年一遇),同時遭受3次寒潮襲擊,蘭考矮早8抗寒能力差,小麥受凍較重,部分主莖穗不能正常抽穗,高密度處理明顯增加了畝穗數,導致了高密度處理的蘭考矮早8小麥產量大于中、低密度的處理。通過多穗型小麥煙農19與大穗型小麥蘭考矮早8產量比較發(fā)現,多