春季氮肥和多效唑调控对小麦生育和产量的影响

张 晓，李浩然，卜冬宁，李瑞奇，李雁鸣

(河北农业大学农学院/河北省作物生长调控重点试验室，河北保定 071000)

春季氮肥和多效唑调控对小麦生育和产量的影响

张 晓，李浩然，卜冬宁，李瑞奇，李雁鸣

(河北农业大学农学院/河北省作物生长调控重点试验室，河北保定 071000)

为明确春季调控措施对冬小麦生长发育和籽粒产量的影响，以冬小麦品种石新828为材料进行田间试验，4个处理分别为：起身期追全部氮肥(除基肥外，下同)并叶面喷多效唑(N1)；起身期追2/3氮肥并喷多效唑+拔节期追1/3氮肥(N2)；起身期追1/3氮肥+拔节期追2/3氮肥(N3)；拔节期追全部氮肥(N4)。生育期间测定群体和个体生育特性，成熟期调查产量性状。结果表明，N1和N2处理小麦拔节期的总茎数、叶面积指数(LAI)和干物质积累量均显著高于N4和N3处理。孕穗期N4和N3处理小麦的总茎数、LAI和干物质积累量显著高于N1和N2处理。开花到成熟期各处理的总茎数、LAI和干物质积累量差异均不显著。孕穗期前，不同处理的株高差异不显著，孕穗期后，N4处理的株高最高，且显著高于N1处理。各处理基部节间直径和中上部节间长的差异不显著，N4处理基部第一节间长度显著大于其他处理。随追氮时期前移或前期施氮量增多，不孕小穗数减少，结实小穗和穗粒数增加，N1比N4处理不孕小穗数显著减少，结实小穗和穗粒数显著增多。N1处理小麦成熟期的千粒重最高，且显著高于N4处理。N1处理的籽粒产量最高，且显著高于N3和N4处理。起身期追氮配合多效唑调控，可以获得比拔节期追氮更高的穗粒数和千粒重，从而获得更高的产量。

冬小麦; 追氮时期; 多效唑; 春季调控;产量

冬小麦在培育冬前壮苗的基础上，春季调控措施对其生长发育和产量形成至关重要，追氮时期和数量更是春季调控技术水平的重要体现。中低产小麦春季追氮一般以起身期为主，这样可以通过提高成穗率，减少不孕小穗数，提高穗粒数而实现增产；高产小麦一般群体穗数充足，起身期追肥易造成群体郁蔽和下部节间增长，增加倒伏危险[1]。因此，春季追肥一般后移至拔节期进行。在由高产向超高产发展的过程中，群体穗数已经饱和，进一步提高有效穗数难度极大，必须走提高个体生产力即提高穗粒数和粒重的途径。在植株较矮、田间操作更容易的起身期或更早期追肥[2]，既可提高小麦的穗粒数，又能控制其壮秆不倒，对实现高产并减小施肥操作难度具有重要意义。

关于春季不同时期追肥对小麦植株性状、光合物质生产和产量的影响研究很多。有研究表明，随着追氮时期后移，小麦基部节间长度有缩短趋势，拔节期追氮的小麦抗倒性最好，有利于稳产高产[3]。施氮时期后移并且2次追肥，有利于开花后的干物质积累并提高其对籽粒产量的贡献率[4]。晚追氮肥有利于维持小麦生育后期较高的叶绿素含量[5]和光合速率[6-7]。其中，增加追氮比例、拔节期追氮可使小麦叶片在生育后期仍保持较高的叶绿素含量[5,8]，开花期追氮能够延缓小麦旗叶叶绿素的降解[9]。

许多学者认为，小麦后期追氮增产的原因在于其既协调了个体与群体的关系[10]，又满足了后期的养分供给[11]，在增加单位面积有效穗数的基础上提高了穗粒数[12-13]。因此，在相同底肥条件下追施相同的氮肥，追肥时期推迟可以提高小麦产量和品质，其中，拔节期追施产量最高[13]。也有研究表明，在某些条件下，“前施氮肥”比“后施氮肥”可以获得更高的穗粒数及粒重，如李雁鸣等[14]研究表明，春1.5叶期(相当于起身期)追氮的穗粒数为29.5，千粒重为45.6 g；春3.5叶期(相当于拔节期)追氮的穗粒数为25.4，千粒重为44.4 g，前期追氮的穗粒数和粒重均高于后期追氮。如能通过化控技术避免起身期追氮因促进节间伸长而增加倒伏的风险，则有望将小麦追氮时间前移。多效唑已被证明能够拮抗生长素和赤霉素作用[15]，抑制植物伸长生长，利于作物形成壮苗[15-16]。因此，本研究将小麦起身期追施氮肥配合多效唑化控措施与拔节期追氮的效果进行比较，以进一步探索小麦春季田间管理措施的高产途径。

1 材料与方法

1.1 试验田概况

田间试验于2010-2011年度在河北省藁城市宜安村(37°67′N，114°28′E)进行。试验田已连续6年用作国家“粮食丰产科技工程”超高产试验田，地力均匀。小麦品种为石新828。试验田土壤为壤质褐土。玉米收获后，在田间采用5点法采集0～20 cm的土壤，土壤养分含量为：有机质19.9 g·kg-1，全氮1.4 g·kg-1，碱解氮104.2 mg·kg-1，速效磷10.1 mg·kg-1，速效钾(醋酸铵浸提法)93.6 mg·kg-1。玉米秸秆全部还田，每公顷施用底肥尿素(含N 46%)127.5 kg、磷酸二铵(含N 18%、P2O546%)300 kg、氯化钾(含K2O 60%)225 kg，折合每公顷施用纯N 112.5 kg，P2O5138 kg、K2O 135 kg。旋耕2遍后耙耱整地，2010年10月8日15 cm等行距机械播种，播种量150 kg·hm-2。生育期间按小麦高产栽培技术实施田间管理。

1.2 试验设计

在冬前管理相同基础上，春季总追氮量为纯N 112.5 kg·hm-2，结合叶面喷施多效唑设4个不同的调控处理，3次重复，小区面积45 m2(15 m×3 m)。处理分别在起身期(3月28日)和拔节期(4月14日)进行。具体如下：

前期追肥(N1)：起身期施全部追氮，叶面喷200 mg·L-1的多效唑水溶液667 kg·hm-2。

前多后少(N2)：起身期施总追氮量的2/3，叶面喷200 mg·L-1的多效唑水溶液444 kg·hm-2；拔节期施总追氮量的1/3。

前少后多(N3)：起身期施总追氮量的1/3，拔节期施总追氮量的2/3。

后期追肥(N4)：拔节期施全部追氮。

1.3 测定项目和方法

1.3.1 总茎(穗)数的测定

于分蘖初期在每个小区选取有代表性的1 m长的2行，折合面积0.3 m2，定点标记，计算基本苗，并于各个生育时期在定点标记处计数总茎(穗)数。

1.3.2 单株性状的测定

各生育时期在每个小区随机选取植株30株，分别考察株高、次生根数、单株茎(穗)数。成熟期测定主茎各节间长度、基部节间直径、每穗总小穗数、不孕小穗数、穗粒数等性状。

1.3.3 干物质积累量的测定

把考察单株性状后的植株地下部剪掉，各个器官分别置于105℃烘箱中杀青30 min，降温至80℃烘干到恒重，冷却后称重。

1.3.4 叶面积指数(LAI)的测定

在考察后的植株中选3株样株，测量全部叶片的长度和宽度，乘以面积校正系数0.83计算单叶叶面积，并将3株植株的绿叶(样叶)单独烘干称重，按下式计算叶面积指数。

LAI=叶面积÷叶重×绿叶总重÷株数×基本苗

1.3.5 产量和产量构成因素的测定

成熟前分小区测有效穗数，各小区随机选取20穗，测穗粒数。成熟后各小区收获3 m2，脱粒、晒干，按标准含水量12.5%计算实际产量并测定千粒重。

1.4 数据处理

用Excel和SPSS软件进行数据处理和统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同调控措施对小麦群体生长的影响

2.1.1 对小麦群体茎蘖消长动态的影响

由表1可见，不同处理的群体总茎数均呈先升后降趋势，且均在拔节期达到峰值。拔节期N1、N2处理的总茎数显著高于N3、N4，但N1与N2、N3与N4处理间的差异不显著。孕穗期N4处理总茎数显著高于其他3个处理，此3个处理之间差异不显著。开花期N4处理的有效穗数显著高于N1，其他处理之间差异不显著。成熟期的有效穗数在各处理间差异均不显著。

由此可见，不同的春季调控措施对小麦石新828的有效穗数没有明显影响。起身期较多追氮配合多效唑的处理使拔节期总茎数显著提高；拔节期较多追氮处理使后期总茎数消退率降低。

2.1.2 对叶面积指数(LAI)的影响

由表2可见，不同处理的LAI随生育进程推移均呈先增后降趋势，在孕穗期达到峰值。拔节期LAI从高到低依次为N1、N2、N3、N4处理，且N1、N2处理的LAI显著高于N3、N4。孕穗期N3、N4处理的LAI高于N1、N2，可能是拔节期N3、N4处理追氮量较多所致。开花后各处理的LAI差异均不显著，由于N4处理拔节期追氮最多，开花后其LAI一直最高。由此可见，起身期较多追氮并喷多效唑使得拔节期具有较高的LAI，拔节期较多追氮使孕穗期LAI较高，但各处理对开花后的LAI影响不显著。

表1 不同调控处理的小麦群体总茎(穗)数Table 1 Culms or spikes of wheat under different spring treatments 104·hm-2

同列数字后不同小写字母表示处理之间的差异达0.05显著水平。下同。

Data in same column followed by different small letters are significantly different at 0.05 level. The same below.

表2 不同调控处理小麦各生育时期的叶面积指数Table 2 LAI at various growing stages of wheat under different spring treatments

表3 不同调控处理小麦各生育时期的干物质积累量Table 3 Dry matter accumulation at various growth stages of wheat under different spring treatments kg·hm-2

2.1.3 对小麦干物质积累的影响

由表3可见，各处理小麦的干物质积累量均随生育进程推移不断增加，起身期前增加缓慢，起身期后增速加快，成熟期达最高值。拔节期各处理的干物质积累量从高到低依次为N1、N2、N3、N4，且N1、N2处理显著高于N4。孕穗期N3、N4处理的干物质积累量超过N1、N2，且显著高于N1。开花后各处理干物质积累量差异不显著，但成熟期时以2次追氮的N2和N3处理更高。由此可见，起身期追氮配合多效唑处理使起身到拔节期的干物质积累增加，拔节期追氮处理使拔节到孕穗期的干物质积累增加，但开花以后各处理间干物质积累量差异不显著。

表4 不同调控处理小麦各生育时期的株高Table 4 Plant height at different growth stages of wheat under different spring treatments cm

2.2 不同调控措施对小麦株高和茎秆性状的影响

2.2.1 对株高的影响

由表4可见，不同处理的小麦株高随生育进程推移而增高，在成熟期达到最高。拔节期和孕穗期N1处理的株高最低，但拔节期各处理的差异不显著，孕穗期N1处理的株高显著低于N4，但与N2、N3的差异不显著。开花期和成熟期N4处理的株高最高，且在成熟期显著高于其他处理，而其他处理之间差异不显著。由此可见，起身期追氮配合多效唑处理(N1)以后，在拔节期与尚未追肥的N4处理株高并无显著差异；拔节期追氮较多可使株高明显增高，且在成熟期显著高于其他处理。所以起身期追氮配合喷施多效唑不会引起小麦的徒长。

2.2.2 对成熟期节间性状的影响

由表5可见，各处理小麦成熟期茎秆的节间长度随节位升高而增长。各处理基部节间的直径及自上而下第1～4节间长度的差异均不显著；N4处理基部的(倒5)节间长显著大于其他处理，N1、N2、N3处理间差异不显著。由此可见，起身期追氮配合喷施多效唑，比拔节期追氮的基部节间更短，可以防止因早追肥造成的基部节间徒长，避免倒伏风险，有利于建立良好的株型。

2.3 不同调控措施对小麦产量形成的影响

2.3.1 对穗部性状的影响

由表6可见，不同处理的穗长和总小穗数差异均不显著，但以N4的穗长最长，总小穗数最多。N1处理的不孕小穗数显著少于其他3个处理；N4处理的不孕小穗最多，但与N2、N3的差异不显著。N1处理的结实小穗和穗粒数最多，与N2的差异不显著，与N3、N4的差异显著。由此可见，虽然N4的穗长和总小穗数略高于其他处理，但由于其不孕小穗最多，结实小穗最少，导致其穗粒数最少。综合看来，追氮时期前移，可使不孕小穗减少，结实小穗和穗粒数增加。起身期追氮配合多效唑比拔节期追氮可获得更高穗粒数。

2.3.2 对粒重的影响

由表7可见，各处理的千粒重随开花后时间的推移而增加。开花后15 d和25 d各处理的千粒重差异不显著，其他时期均以N1处理的最高，且显著高于N4和N3处理。开花后30 d和成熟期(表8)以N1处理千粒重最高，且显著高于N4处理，但与N2、N3处理的差异不显著。由此可见，起身期追氮配合叶面喷施多效唑处理可以提高小麦千粒重。

表6 不同调控处理小麦的穗部性状Table 6 Spike traits of wheat under different spring treatments

2.3.3 对小麦产量及其构成因素的影响

由表8可见，不同春季调控处理的成穗数差异不显著，N1处理的千粒重显著高于N4，但与N2、N3的差异不显著。由于3个产量构成因素的相互作用，N1处理的产量最高，且显著高于N3、N4，但与N2差异不显著。N2、N3、N4处理间的穗粒数、千粒重和产量的差异均不显著。

由此可见，起身期追施氮肥并配合多效唑调控可以比拔节期追施氮肥获得较高的穗粒数和千粒重，从而增加小麦产量。

表7 不同调控处理小麦的千粒重Table 7 1 000 grain weight of wheat under different spring treatments g

表8 不同调控处理小麦的产量和产量构成因素Table 8 Yield and yield components of wheat under different spring treatments

3 讨 论

3.1 不同调控措施对小麦产量性状的影响和春季不同时期追肥的可行性

小麦氮肥基本都采用基肥与追肥结合施用的方式。王晨阳等[13]和陆成彬等[17]研究均表明，在底肥相同基础上追施同量氮肥，追肥时期推迟可以提高小麦的产量和品质性状，其中，拔节期追氮的产量显著高于其他时期追氮。吴国梁等[18]研究则表明，在相同底肥基础上，追氮时期推迟到孕穗期更有利于小麦产量提高。李姗姗等[9]研究表明，相同追肥条件下，在开花期追施氮肥有利于提高籽粒产量和籽粒蛋白产量。

但在生产上，拔节期或以后追氮肥并浇水的模式存在一定局限性。缺水地区(如河北平原的黑龙港麦区)的轮灌周期长，拔节期开始追施氮肥挤压了灌溉可执行的时间，不一定确保在拔节期间完成浇灌。追氮和浇水时期推迟，有可能增加不孕小穗数，减少穗粒数，且拔节期以后小麦株高增加，相对于起身期追肥更不易操作。本研究结果表明，不同处理对小麦的成穗数影响不显著，但起身期追施全部春季氮肥并配合多效唑调控的穗粒数、千粒重，显著高于拔节期追施全部春季氮肥的处理，从而增加了小麦产量。这与李雁鸣等[14]的研究结果一致。因此，除了生产上广泛应用的拔节期追氮浇水的模式以外，在因轮灌期较长而难以保证在拔节期较短时间内完成施肥浇水作业的地区，可以采用起身期施肥配合多效唑调控的春季肥水调控模式。

3.2 不同调控措施对小麦群体生长的影响及春季不同时期追肥的可行性

小麦春季提前追氮能增加群体穗数，但易造成麦田郁蔽倒伏[19]。本研究结果表明，起身期追氮配合多效唑处理，可以显著提高拔节期总茎数的峰值；拔节期追氮可以减缓总茎数消退的幅度，而对最终成穗数影响不显著。因此，就小麦群体总茎数而言，起身期肥水配合多效唑处理和拔节期肥水的春季调控措施都是可行的。

适宜的叶面积及其动态变化是实现小麦超高产的重要保障[20]。田纪春等[21]研究表明，前期追氮的小麦拔节至孕穗期的叶面积指数较高；后期追氮则抽穗以后的叶面积指数较高，有利于生育后期维持较高的叶面积指数。本研究结果与此相似，但各处理的叶面积指数差异不显著。因此，就小麦叶面积指数而言，起身期肥水配合多效唑处理和拔节期肥水的春季调控措施都是可行的。

干物质积累量是小麦产量的基础。姜丽娜等[22]研究表明，药隔期(相当于拔节后期)追氮，可以获得较高的干物质积累量，提高产量。本研究表明，起身期追氮配合多效唑可以增加拔节期的干物质积累量，拔节期追较多氮可以增加孕穗期的干物质积累量，而开花期后不同处理的干物质积累量差异不显著。因此，就最终干物质积累量而言，起身期肥水配合多效唑处理和拔节期肥水两种春季调控措施在小麦生产上都是可行的。

3.3 不同调控措施对小麦植株性状的影响和春季不同时期追肥的可行性

倒伏是小麦生育中后期的常见灾害，是影响小麦产量的重要因素。因此，小麦的抗倒伏性能是技术运筹中必须考虑的重要因素。井长勤等[23]研究表明，基肥过量，或拔节前追肥多，易导致群体偏大，基部节间长而充实度差，从而易导致倒伏；而基肥用量适宜且拔节以后追肥，茎秆基部节间短而充实度高，抗倒能力强。

本研究发现，仅在拔节期追氮的小麦株高比在起身期追氮配合多效唑的处理的株高增高。不同春季调控措施的小麦茎秆中上部4个节间的长度和基部节间的直径差异不显著，但仅在拔节期追氮的小麦基部节间长度比其他处理显著增长。说明起身期追氮配合多效唑处理可以有效防止因早追氮肥和浇水造成的基部节间徒长，避免增加小麦的倒伏风险。除了生产上广泛应用的拔节期追氮浇水的模式以外，也可以采用起身期追氮浇水配合多效唑调控的模式。

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Effect of Spring Application of Nitrogen and Paclobutrazol on Growth and Development and Yield of Winter Wheat

ZHANG Xiao,LI Haoran,BU Dongning,LI Ruiqi,LI Yanming

(College of Agronomy,Hebei Agricultural University/Key Laboratory of Crop Growth Regulation of Hebei Province,Baoding,Hebei 071000,China)

In order to clarify the effects of spring regulation measurements on growth and development,and the grain yield of winter wheat,a field experiment was carried out,with a winter wheat cultivar Shixin 828 as material. The experiment involved four treatments,i.e.,all nitrogen(basal nitrogen excluded,the same as below) topdressing at erecting stage(with irrigation,the same as below) and paclobutrazol spraying(N1),2/3 nitrogen topdressing at erecting stage with paclobutrazol spraying,and 1/3 nitrogen topdressing at jointing stage(N2),topdressing 1/3 nitrogen at erecting stage,and 2/3 at jointing stage(N3),and all nitrogen topdressing at jointing stage(N4). Population and individual plant traits were determined during growing period,and yield-related traits were determined at maturity. The results showed that,the culm(or spike) number,leaf area index(LAI) and dry matter accumulation amounts at jointing stage of wheat under N1 and N2 treatments were all significantly higher than those under N4 and N3. The culm(or spike) number,LAI and dry matter accumulation under N4 and N3 at booting stage were significantly higher than those under N1 and N2,but the above three parameters insignificantly varied among treatments from anthesis to maturity. The difference of plant height of wheat before booting was not significant among the four treatments. The plant height of N4 after booting,however,was always the tallest,which was significantly taller than that of N1. The diameter of basal internode and the lengths of the four top internodes were not significantly different among the four treatments. But the basal first internode of N4 was significantly longer than that of other treatments. With the earlier nitrogen topdressing or topdressing more nitrogen at earlier growth stage,the number of sterile spikelets was decreased,but those of fertile spikelets and spike grains were increased. The number of sterile spikelets of N1 was significantly less than that of N4,but the fertile spikelets and spike grains of N1 were significantly more than that of N4. The grain weight of N1 was higher than that of other treatments,and the 1 000 grain weight of N1 at maturity was the highest among the four treatments,which was significantly higher than that of N4. The grain yield of N1 was the highest,which was significantly higher than those of N3 and N4. These results showed that,topdressing all nitrogen fertilizer with irrigation and regulating by spraying paclobutrazol at erecting stage,could obtain more spike grains and grain weight than those by simply topdressing of nitrogen with irrigation at jointing stage,and obtain higher grain yield.

Winter wheat; Topdressing stage of nitrogen; Paclobutrazol; Spring regulation; Grain yield

10.7606/j.issn.1009-1041.2017.06.07

时间：2017-06-07

2016-10-14

2016-11-16

国家“十二五”科技支撑计划项目(2011BAD16B08,2013BAD07B05)

E-mail：nongxuezhang@126.com

李雁鸣(E-mail:nxzwst@hebau.edu.cn，liym315@126.com)

S512.1；S311

A

1009-1041(2017)06-0769-08

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