不同施氮方式对国麦301干物质累积和转运的影响

倪永静，黄建英，赵敬领，葛 君，胡 新

（商丘市农林科学院，河南 商丘 476000）

不同施氮方式对国麦301干物质累积和转运的影响

倪永静，黄建英，赵敬领，葛 君，胡 新

（商丘市农林科学院，河南 商丘 476000）

为了解秸秆还田条件下不同施氮方式对冬小麦干物质积累和运转的影响，以商丘市夏邑县为试验点，研究了玉米全部粉碎还田与6种施氮方式相结合的栽培措施对国麦301干物质积累和运转的影响。结果表明，不同施氮方式对国麦301干物质积累和转运有显著影响，其中对成熟期的干物质积累影响最大。拔节期、孕穗期、开花期、成熟期的干物质积累随施氮量的增加均呈现一元二次曲线的变化趋势，其最高干物质的施氮量分别为269.12、277.39、260.88、269.77 kg/hm2。成熟期干重、籽粒产量、花前同化物转化率及贡献率均以N3处理（施氮量262.5 kg/hm2）最高。

小麦；施氮量；干物质积累；运转；产量

氮素是影响冬小麦干物质累积和籽粒产量的主要因素［1-3］。小麦籽粒的形成始于花后至成熟阶段的光合产物，而小麦花后同化物的积累和花前营养器官贮藏的同化物向籽粒中的转运则是提高小麦籽粒产量的关键［4］。扶艳艳等［5］研究发现，与不施氮处理相比，施氮处理显著增加了冬小麦干物质积累。李世清等［6］研究表明，适宜的施氮量可以有效促进花后营养器官贮藏同化物向籽粒中的运转率。有研究发现，不同品种小麦在开花期与成熟期干物质积累量的差异达到显著水平，增施氮肥可以显著促进花前同化物向籽粒的分配，降低花前干物质转运率和贡献率，增加花后干物质同化量和贡献率，不同品种的增产潜力存在很大差异，小麦达到最高产量时的施肥量在不同品种间存在明显差异［7-9］。目前，氮肥利用效率的提高已成为当前小麦营养研究的重要研究方向。刘甘霖等［10］研究表明，在氮素影响缺乏时，花前贮藏物质则是小麦籽粒产量的主要来源。Souza等［11］研究表明，氮肥用量过多，植株贪青晚熟，不利于营养器官中的碳水化合物和氮素向籽粒转运［12］。马兴华等［13］提出增加追肥的比例，可以提高营养器官中氮素的转运量和开花后氮素的同化量，提高氮肥利用率，从而增加小麦产量。刘苹等［14］研究表明，不同氮肥及不同施用方式对小麦生长及籽粒产量有显著影响，氮肥的高效利用可提高小麦产量的同时减少土壤污染的风险。本试验选择了河南省审定品种国麦301，研究了不同施氮量及基追比对小麦干物质累积和转运的影响，以期为寻找氮肥高效利用和挖掘小麦生产潜力提供合理的栽培技术。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试小麦品种为河南农业大学国家小麦工程技术研究中心选育的高产品种国麦301；试验地在商丘市夏邑县（34.15°N、116.08°E），前茬为玉米，玉米秸秆全部机械粉碎还田。土质为两合土，地势平坦，肥力中等水平，0～20 cm土层土壤含有机质18.1 g/kg、碱解氮118.26 mg/kg、速效磷29.0 mg/kg、速效钾125.0 mg/kg。

1.2 试验设计

试验设6个处理：N0，氮肥0 kg/hm2；N1，氮肥187.5 kg/hm2，基追比5∶5（基肥93.75 kg/hm2，追肥 93.75 kg/hm2）；N2，氮肥 225 kg/hm2，基追比 5∶5（基肥 112.50 kg/hm2，追肥 112.50 kg/hm2）；N3，氮肥 262.5 kg/hm2，基追比5∶5（基肥131.25 kg/hm2，追肥131.25 kg/hm2）；N4，氮肥 300 kg/hm2，基追比 5∶5，（基肥 150.00 kg/hm2，追肥 150.00 kg/hm2）；N5，氮肥225 kg/hm2，基追比7∶3（基肥157.50 kg/hm2，追肥67.5 kg/hm2）。每个处理3次重复，随机区组排列，小区面积17.2 m2，试验区周围设保护行。2011年10月12日播种，越冬前统一定苗20万/hm2，田间管理按照高产田常规进行，2012年6月2日收获。

1.3 样品采集及测定

分别在小麦分蘖、越冬、拔节、孕穗、开花、成熟6个时期采集采样区中长势均匀的1 m双行样段，样品取回后，105℃杀青30 min，80℃烘干称重。小麦成熟后，按小区实际面积人工收获，晒干后脱粒，按13%的含水量折算测产。

干物质增加量（kg/hm2）=当前时期干物质累积量-前一个时期干物质累积量；干物质增加率（%）=（干物质增加量/前一个时期干物质累积量）×100；施氮后干物质变化率（%）=（NX干物质累积量-N0干物质累积量）/N0干物质累积量×100；营养器官花前贮藏同化物转运量=开花期干重-成熟期干重（叶片+茎鞘+颖壳）；营养器官花前贮藏同化物转运率=（开花期干重-成熟期干重）/开花期干重×100；花后同化物输入籽粒量=成熟期籽粒干重-营养器官花前贮藏物质转运量；对籽粒产量的贡献率=花前贮藏物质转运量（或花后同化物量）/成熟期籽粒干重×100。

试验数据采用SPSS 20 软件进行方差分析和多重比较。

2 结果与分析

2.1 不同施氮方式对国麦301主要生育期干物质积累的影响

从表1可以看出，不同氮肥方式对国麦301主要生育期干物质积累均达到极显著影响。各施氮量处理下，从分蘖期到成熟期干物质积累量随着小麦发育时期的推进有不同程度增加。分蘖期与越冬期均在N5处理下达最高值，与N3、N4之间差异不显著，施氮总量在同一水平的N2与N5之间差异达显著。说明分蘖期与越

表1 不同施氮方式对国麦301主要生育期干物质积累的影响（kg/hm2）

冬期的干物质积累主要受基肥影响，随着基肥量的增加而增加。拔节期干物质积累量在不施氮处理下显著差异于其他处理，并且其他处理之间没有显著差异。孕穗期、开花期、成熟期的干物质积累量均在N3处理下达最高值，比N0处理分别增加58.95%、56.38%、87.26%；比N4处理分别增加4.71%、6.84%、9.00%。

用一元二次方程拟合出孕穗期、开花期、成熟期的干物质积累的趋势线，分别为：

孕穗期：y=-0.0184x2+10.208x+8269.5，R2=0.9213**

开花期：y=-0.0353x2+18.418x+10639，R2=0.6649**

成熟期：y=-0.0489x2+26.325x+15398，R2=0.9222**

从以上方程可以得出干物质最高的施氮量为别为 277.39、260.38、269.17 kg/hm2。结果表明，氮素可显著提高小麦干物质积累量，但过高的施氮量则会抑制小麦干物质的有效积累。

2.2 不同施氮方式对国麦301主要生育期干物质增加率的影响

从表2可以看出，不同施氮方式对分蘖至越冬、越冬至拔节、开花至成熟的干物质增加率没有显著影响，对拔节至孕穗、孕穗至开花的干物质增加率有显著影响。N0、N1、N3、N4、N5处理下的干物质增加率呈现高-低-高的变化趋势，分蘖至越冬＞越冬至拔节＞拔节至孕穗＞开花至成熟＞孕穗至开花，且前期降低幅度大后期增加幅度小；N2处理下的干物质增加率则表现持续降低的变化趋势，同其他处理一样前期降低幅度大，到后期降低幅度很小，趋于平稳。拔节至孕穗的干物质增加率以N5处理为最高值，显著高于其他处理，其次为N2处理，N4处理下为最低值，但N4处理与N2处理之间的差异不显著；孕穗至开花的干物质增加率以N4为最高值，其次是N2处理，二者之间差异不显著，但二者的干物质增加率显著高于其他处理，N3处理下的干物质增加率为最低值；开花至成熟以N3为最高值，与N0、N1、N4、N5处理间差异不显著，与N2处理间达到显著差异。结果表明，不同施氮方式对干物质增加率的影响在整个生育期的变化规律基本一致。适宜的施氮量及基追比才能有效提高生育后期的干物质积累，从而提高花后干物质向籽粒的转运。

表2 不同施氮方式对国麦301干物质增加率的影响（%）

2.3 不同施氮方式对国麦301成熟期干重、籽粒产量、经济系数、花前贮藏同化物转化率和花前贮藏同化物对籽粒产量贡献率的影响

由表3可知，不同施氮方式对国麦301的成熟期干重和籽粒产量有显著影响。成熟期干重以N5为最高值，与N3处理下的干重非常接近，二者之间差异不显著。N4处理下施氮量最高，但干重显著低于N5、N3、N2处理；籽粒产量以N3处理为最高，比N4处理增产2.16%，差异不显著，二者与其他处理间差异显著。施氮各处理的籽粒产量显著高于不施氮处理，N1、N2、N3、N4、N5比不施氮处理的产量分别增加25.75%、25.96%、35.73%、32.86%、29.07%。N2与N5处理之间差异不显著。这说明施氮量在225 kg/hm2条件下，不同基追比之间的籽粒产量差异不显著。不同施氮方式之间的经济系数、营养器官花前贮藏同化物转运率和花前贮藏同化物对籽粒产量贡献率的差异几乎不显著。经济系数在N4处理下最高，其次是N1处理，在N0、N2处理下最低；花前贮藏同化物转运率和贡献率均以N3处理最高，比施氮量最高的处理分别提高18.00%、32.50%。说明适宜施氮量可以有效提高国麦301的籽粒产量和干物质转运率。

表3 不同施氮方式对国麦301成熟期干重、籽粒产量、经济系数、花前贮藏同化物转运率和贡献率的影响

3 结论与讨论

花后干物质积累和转运是提高小麦产量的重要途径。孟维伟等［15］表明，适宜的施氮量能显著提高小麦灌浆过程中灌浆物质的积累和转运能力，促进籽粒产量的增加。陆增根等［16］研究表明，过量的施氮量则会造成小麦产量构成因素的不协调，从而引起产量下降。石祖梁等［17］研究认为，增加施氮量和基肥比例显著提高氮素利用效率，在施氮量为225 kg/hm2条件下，追肥比例分别为宁麦9号≤50%、豫麦34号50%～70% 时，可提高氮素利用效率，增加籽粒产量。郭天财等［18］认为，豫麦49-198和兰考矮早八的主要营养器官花前物质贮藏和转运以及籽粒产量都是在施氮量为180 kg/hm2的处理下达最高值。叶优良等［19］研究结果显示，施氮小麦花前干物质累积、不同器官花前贮存干物质在花后向籽粒转运及其对籽粒的贡献具有促进作用，其中豫麦49-198和兰考矮早八分别在施氮量为270、180 kg/hm2的处理干物质累积和转运、以及花后干物质转运对籽粒的贡献较高。彭正萍等［20］、马东辉等［21］研究表明，合理的氮肥用量对小麦干物质累积量和转运有正调控作用，然而过量的氮肥则会导致干物质累积及转运效率的降低。李宇峰等［22］研究表明，强筋小麦西农979和弱筋小麦郑麦004的籽粒产量均在最高施氮水平下（330 kg/hm2）达最高值。本研究中，国麦301的孕穗期、开花期和成熟期的干物质积累均在施氮量为262.5 kg/hm2的处理下达最高值。通过一元二次方程拟合表明，3个主要发育时期的最高干物质积累量分别出现在277.39、260.38、269.17 kg/hm2氮水平下。孕穗至开花的干物质增加率在施氮量为300 kg/hm2处理下达最高值，开花至成熟期的最高值则出现在262.5 kg/hm2氮水平下。籽粒产量、花前贮藏同化物转化率和花前贮藏同化物对籽粒产量的贡献率均在262.5 kg/hm2氮水平下达最高值。张红运等［23］研究表明，郑麦0856达最高产量时对氮素的需求量明显低于郑麦0943和郑麦7698。这说明，不同品种对氮素的农学利用率会有显著不同。此外，不同生态区域、不同地力、不同品种的干物质积累量和转运达到最高值的氮素水平不尽相同。在本试验区域内，施氮量不超过300 kg/hm2较为合适，可达到节约、高效、增产、增收的栽培目的。

［1］朱新开，郭文善，封超年，等. 不同类型专用小麦氮素吸收积累差异研究［J］. 植物营养与肥料学报，2005，11（2）：148-154.

［2］苏振刚，杨卫兵，田纪春，等. 不同类型高产小麦植株、籽粒可溶性糖含量与其干物质积累的关系［J］. 中国农学通报，2007，23（9）：307-311.

［3］Gaju O，Allard V，Martre P ，et al. Nitrogen partitioning and remobilization in relation to leaf senescence，grain yield and grain nitrogen concentration in wheat cultivars［J］. Field Crops Research，2014，155：213-223.

［4］王振林，贺明荣，傅金民，等. 源库调节对灌溉与旱地小麦开花后光合产物生产和分配的影响［J］. 作物学报，1999，25（2）：162-168.

［5］扶艳艳，苗艳芳，徐晓峰，等. 氮肥形态对冬小麦干物质积累与产量的影响［J］. 河南科技大学学报（自然科学版），2013，34（5）：74-77.

［6］王林林，陈炜，徐莹，等. 氮素营养对小麦干物质积累与转运的影响［J］. 西北农业学报，2013，22（10）：85-89.

［7］世清，邵明安，李紫燕，等. 小麦籽粒灌浆特征及影响因素的研究进展［J］. 西北植物学报，2003，23（11）：2031-2039.

［8］荆奇，戴廷波，姜东，等. 不同生态条件下不同基因型小麦干物质和氮素积累与分配特征［J］. 南京农业大学学报，2004，27（1）：1-5.

［9］王桂良，叶优良，李欢欢，等. 施氮量对不同基因型小麦产量和干物质累积的影响［J］. 麦类作物学报，2010，30（1）：116-122.

［10］刘甘霖，王晨阳，刘卫星，等。不同施肥模式对冬小麦干物质转运及产量的影响［J］. 西北农业学报，2016，25（8）：1158-1164.

［11］曹承富，孔令聪，汪建来，等. 施氮量对强筋和中筋小麦产量和品质及养分吸收的影响［J］.植物营养与肥料学报，2005，11（1）：46-50.

［12］Souza E J，Martin J M，Guttieri M J，et al.Influence of genotype，environment，and nitrogen management on spring wheat quality［J］. Crop Science Society of America，2004，44：425-432.

［13］马兴华，于振文，梁晓芳，等. 施氮量和底追比例对小麦氮素吸收利用及子粒产量和蛋白质含量的影响［J］. 植物营养与肥料学报，2006，12（2）：150-155.

［14］刘苹，李燕，赵海军，等. 施氮方式对小麦生产、产量及土壤硝态氮含量的影响［J］. 河南农业科学，2017，46（3）：66-70.

［15］孟维伟，王东，于振文. 施氮量对小麦氮代谢相关酶活性和子粒蛋白质品质的影响［J］. 植物营养与肥料学报，2012，18（1）：10-17.

［16］陆增根，戴廷波，姜东，等. 氮肥运筹对弱筋小麦群体指标与产量和品质形成的影响［J］. 作物学报，2007，33（4）：590-597.

［17］石祖梁，顾克军，杨四军. 氮肥运筹对稻茬小麦干物质、氮素转运及氮素平衡的影响［J］. 麦类作物学报，2012，32（6）：1128-1133.

［18］郭天财，宋晓，马冬云，等. 氮素营养水平对冬小麦碳氮运转的影响［J］. 西北植物学报，2007，27（8）：1605-1610.

［19］叶优良，王玲敏，黄玉芳，等. 施氮对小麦干物质累积和转运的影响［J］. 麦类作物学报，2012，32（3）：488-493.

［20］彭正萍，王艳群，刘淑桥，等. 不同施肥处理对冬小麦干物质积累及土壤养分垂直分布的影响［J］. 中国农业科技导报，2007，9（6）：95-99.

［21］马东辉，王月福，周华，等. 氮肥和花后土壤含水量对小麦干物质积累、运转及产量的影响［J］. 麦类作物学报，2007，27（5）：847-851.

［22］宇峰，尹志刚，周国勤，等. 氮肥用量对不同品质类型小麦群体动态几产量的影响［J］. 河南农业科学，2013，42（8）：12-15.

［23］张红运，孙克刚，杜君，等. 施氮水平对不同基因型优质小麦干物质积累、产量及氮素吸收利用的影响［J］. 河南农业科学，2017，46（4）：10-16.

Effects of different nitrogen application methods on dry matter accumulation and transportation in Guomai 301

NI Yong-jing，HUANG Jian-ying，ZHAO Jing-ling，GE Jun，HU Xin
（Shangqiu Academy of Agricultural and Forestry Sciences，Shangqiu 476000，China）

In order to known the effect of the corn straw mulching plus nitrogen fertilizer on dry matter accumulation and transportation in wheat ‘Guomai 301’，which was studied by 6 methods of nitrogen application in Xiayi county of Shangqiu city. The results indicated that different nitrogen application methods had remarkable effect on dry matter accumulation and transportation in “Guomai 301”，and the largest influence on mature stage. Jointing stage，booting stage，flowering period and mature period of dry matter accumulation were showing change trend of unitary quadratic equation with the increasing of application rate of nitrogen，and the nitrogen rate of the highest dry matter of the four fertility periods were 269.12 kg/hm2，277.39 kg/hm2，260.88 kg/hm2，269.77 kg/hm2，respectively.They were the highest of mature dry weight，grain yield，transfer percentage of dry matter and contribute percentage in N3 treatment （262.5 kg/hm2N application） .

wheat；nitrogen application；dry matter accumulation；transportation；yield

S512.1

A

1004-874X（2017）07-0008-05

倪永静,黄建英, 赵敬领，等.不同施氮方式对国麦301干物质累积和转运的影响［J］.广东农业科学，2017，44（7）：8-12.

2017-04-04

国家现代农业产业技术体系专项资金（CARS-3-2-32）；河南省重大科技专项（161100110400）；河南省科技成果转化项目（N142201110026）

倪永静（1983-），女，硕士，助理研究员，E-mail: nyj317@163.com

胡新（1962-），男，研究员，E-mail: huxin2699552@163.com

（责任编辑 崔建勋）