施氮量對(duì)小麥植株養(yǎng)分吸收利用及籽粒產(chǎn)量的影響

施氮量對(duì)小麥植株養(yǎng)分吸收利用及籽粒產(chǎn)量的影響

氮、磷、鉀肥料對(duì)提高小麥產(chǎn)量發(fā)揮著重要作用。然而，隨著肥料利用率的增加，肥料利用率和經(jīng)濟(jì)效益的下降變得越來(lái)越重要。朱兆良等人[1.3]指出，我國(guó)水稻利用率僅為28%-41%，磷磷利用率為10%-20%，鉀磷利用率為35%-50%，化肥利用率通常為15%-35%。氮肥和養(yǎng)分的損失也會(huì)影響生態(tài)環(huán)境。關(guān)于小麥氮、磷、鉀的養(yǎng)分機(jī)械和化肥的規(guī)定有許多報(bào)道。然而，不同的施氮量對(duì)小麥植物吸收和利用氮、磷、鉀的影響研究甚少。確定合適的氮、磷、鉀的用量是提高小麥產(chǎn)量、優(yōu)質(zhì)有效栽培的重要措施。在本試驗(yàn)中，不同的施氮量處理為不同的，研究了小麥氮、磷、鉀的吸收和利用規(guī)律，為制定高產(chǎn)、高效小麥栽培的理論依據(jù)。1化肥不同用量對(duì)播種前肥量肥量的影響田間試驗(yàn)于2002～2003年在山東省龍口市前諸留村高產(chǎn)田進(jìn)行.試驗(yàn)地為棕壤,小麥播種前,0～20cm、20～40cm土層土壤有機(jī)質(zhì)含量分別為1.45%、0.78%;全氮為0.111%、0.06%;堿解氮為102.78、66.25mg/kg;速效磷為33.81、6.13mg/kg;速效鉀為142.4、91.7mg/kg.品種選用高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)強(qiáng)筋小麥煙農(nóng)15.試驗(yàn)設(shè)置2個(gè)對(duì)照:CK1,不施氮、磷、鉀肥;CK2,不施氮肥,磷肥用量為135kg/hm2P2O5,鉀肥為105kg/hm2K2O.設(shè)4個(gè)氮肥處理,施氮量分別為105、150、195、240kg/hm2,分別以N1、N2、N3、N4表示;磷、鉀肥施用同CK2.基本苗120株/m2,小區(qū)面積3m×8m,隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì),3次重復(fù).氮肥施用尿素(N,46%),磷肥為過(guò)磷酸鈣(P2O5,17%),鉀肥為氯化鉀(K2O,60%).播前氮肥總量的1/2、全部磷肥和鉀肥均勻撒于小區(qū)后翻入地下;余下1/2氮肥于拔節(jié)期結(jié)合澆水開(kāi)溝施入(4月7日).播種前前茬玉米秸稈全部翻壓還田.2002年10月8日播種.小麥成熟期實(shí)收計(jì)產(chǎn).在小麥生長(zhǎng)冬前、起身、拔節(jié)、開(kāi)花和成熟各時(shí)期調(diào)查群體數(shù)量并取地上部分植株樣,每小區(qū)取0.4m樣段,樣品70℃烘至恒重,稱(chēng)重.烘干樣品研磨或粉碎后加濃硫酸-雙氧水消煮,用半微量凱氏定氮法測(cè)定樣品全氮含量,釩鉬黃比色法測(cè)定磷素含量(以P2O5%計(jì)),火焰光度法測(cè)定素鉀含量(以K2O%計(jì)).氮(磷、鉀)素養(yǎng)分利用效率(utilizationefficiency)=籽粒產(chǎn)量/植株氮(磷、鉀)素積累量;氮(磷、鉀)素收獲指數(shù)(harvestindex)=籽粒氮(磷、鉀)素積累量/植株氮(磷、鉀)素積累量.2結(jié)果與分析2.1氮的使用對(duì)不同時(shí)期小麥植物氮、磷、鉀的吸收和積累的影響2.1.1施氮量對(duì)積累量的影響出苗至冬前期,N2、N3、N4處理的小麥植株氮素積累量大于N1處理,大于CK2、CK1處理(表1).冬前至起身期,N3、N4處理大于N1、N2、CK2處理,大于CK1處理.起身期至拔節(jié)期,CK2處理大于CK1處理,隨施氮增加,植株氮素積累量呈先增加后降低的趨勢(shì),以N2處理積累量最高.拔節(jié)至開(kāi)花期植株氮素積累量隨施氮量的變化趨勢(shì)與起身至拔節(jié)期相同.開(kāi)花至成熟期,與不施氮肥的CK1、CK2處理相比,N1處理的氮素積累量無(wú)顯著變化而繼續(xù)增加施氮量植株氮素積累量呈降低趨勢(shì).成熟期,施氮處理的植株氮素積累量顯著大于CK2處理,大于CK1處理,高施氮量能促進(jìn)小麥起身期之前的氮素積累,不利于起身期之后氮素積累,使成熟期小麥氮素積累量不能顯著提高.2.1.2不同施氮量植株磷素積累量的比較表2所示,出苗至冬前期,N2、N3、N4處理的小麥植株磷素積累量大于其它處理,冬前至起身期,N3處理大于N2、N4、N1、CK2處理,大于CK1處理.起身期至拔節(jié)期,N1、N2處理大于N3、N4處理,大于CK2和CK1.拔節(jié)至開(kāi)花期,隨施氮量增加,植株磷素積累量增加.開(kāi)花至成熟期,除N4、CK1處理略低于其它處理,其它處理間無(wú)顯著差異.小麥成熟期,施入磷鉀肥的CK2處理磷素積累量提高;施氮亦顯著提高了植株磷素積累量,但隨施氮量增加,植株磷素積累量未顯著增加.2.1.3不同生育時(shí)期的鉀素積累表3示出,開(kāi)花期之前,各生育階段小麥植株不斷吸收與積累鉀素;開(kāi)花至成熟期,植株鉀素吸收呈負(fù)值,表明植株體內(nèi)的鉀素流失.在小麥開(kāi)花之前的各生育階段,與CK1處理相比,CK2處理的鉀素積累量較高;隨施氮量增加,植株鉀素積累量呈增加趨勢(shì).開(kāi)花至成熟期,CK2處理與CK1處理間植株鉀素減少量無(wú)顯著差異,隨施氮量增加,此階段植株鉀素減少量降低.小麥成熟期,CK2處理鉀素積累量顯著大于CK1處理,隨施氮量增加植株鉀素積累量增加.說(shuō)明本試驗(yàn)條件下,施氮量增加能促進(jìn)小麥生育前期對(duì)鉀素的吸收積累,在小麥生育后期可降低植株鉀素的流失.2.2氮的用量對(duì)小麥植物不同器官的氮磷鉀分配的影響2.2.1施氮量對(duì)殼中氮素積累的影響表4示出,成熟期小麥植株不同器官氮素含量表現(xiàn)為:籽粒>葉片>穗軸和穎殼>莖和葉鞘;分配比例則表現(xiàn)為籽粒>莖和葉鞘>葉片>穗軸和穎殼.隨施氮量增加,葉片、穗軸和穎殼、莖和葉鞘的氮素含量都呈增加趨勢(shì),而籽粒氮素含量則呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢(shì),表現(xiàn)為N4處理籽粒氮素含量低于其它施氮處理.隨施氮量增加,氮素向籽粒的分配比例趨于降低,而向營(yíng)養(yǎng)器官的分配比例增加.N4處理的籽粒氮素積累量亦顯著小于其它處理,隨施氮量增加,莖和葉鞘的氮素積累量增加,葉片及穗軸和穎殼的氮素積累量都表現(xiàn)為N2、N3、N4>CK2、N2>CK1.2.2.2不同處理對(duì)粒、葉片磷素積累的影響表5示出,成熟期小麥植株不同器官磷素含量表現(xiàn)為:籽粒>葉片>穗軸和穎殼>莖和葉鞘;分配比例則表現(xiàn)為籽粒>莖和葉鞘>葉片及穗軸和穎殼.與不施任何肥料的CK1處理相比,施入磷、鉀肥后,處理CK2成熟期籽粒的磷素含量提高,而施氮處理之間差異較小.不同處理之間比較,營(yíng)養(yǎng)器官磷素含量無(wú)顯著差異.籽粒和葉片的磷素積累量表現(xiàn)為N2、N3和N4>CK2和N1>CK1;莖和葉鞘則為施氮處理大于不施氮處理;穗軸和穎殼處理間差異較小.CK1處理磷素向籽粒的分配比例顯著小于其它處理,其它處理間無(wú)顯著差異;與之相反,莖和葉鞘表現(xiàn)為CK1處理大于其它處理;隨施氮量增加,磷素向穗軸和穎殼的分配比例下降.2.2.3穎殼及葉片+粒分配比例表6示出,成熟期小麥植株不同器官鉀素含量表現(xiàn)為莖和葉鞘>穗軸和穎殼及葉片>籽粒,分配比例表現(xiàn)為莖和葉鞘>籽粒>穗軸和穎殼>葉片.隨施氮量增加,不同器官鉀素含量和鉀素積累量都呈增加趨勢(shì),鉀素向葉片的分配比例也呈增加趨勢(shì),而向其它器官的分配比例較為穩(wěn)定.2.3不同施量和施入磷、鉀、鉀養(yǎng)分積累量表7示出,與CK1處理相比,CK2處理的籽粒產(chǎn)量顯著提高;隨施氮量增加,籽粒產(chǎn)量呈先增加后降低的趨勢(shì),以N3處理籽粒產(chǎn)量最高.與CK1處理相比,施肥后其它處理的植株氮、磷、鉀養(yǎng)分積累量顯著提高;隨施氮量增加,植株氮和磷的積累量都未表現(xiàn)顯著增加,植株鉀素含量顯著增加.與CK1處理相比,其它處理的各養(yǎng)分利用效率降低;隨施氮量增加,植株氮素養(yǎng)分利用效率無(wú)顯著變化,而磷素和鉀素養(yǎng)分利用效率降低.施入磷鉀肥后及隨施氮量增加,植株氮素收獲指數(shù)均表現(xiàn)下降;施入磷鉀肥后,植株磷素收獲指數(shù)升高,而不同施氮處理間,植株磷素收獲指數(shù)無(wú)顯著差異;不同處理之間,植株鉀素收獲指數(shù)亦無(wú)顯著差異.3施氮量對(duì)小麥籽粒養(yǎng)分含量的影響前人關(guān)于施氮量影響小麥植株氮素吸收、利用和分配的研究多認(rèn)為,隨施氮量增加,植株氮素含量和積累量增加,籽粒氮素含量提高[7～9].本試驗(yàn)中,適量施氮可促進(jìn)小麥植株對(duì)氮素的吸收與積累;當(dāng)施氮量大于150kg/hm2時(shí),增加施氮量雖能促進(jìn)小麥起身期之前的氮素積累,但起身期之后的氮素積累未顯著增加,致使成熟期小麥氮素積累未顯著提高.同時(shí)隨施氮量增加,籽粒氮素含量呈先增加后降低的趨勢(shì)氮素向營(yíng)養(yǎng)器官的分配比例增加氮素收獲指數(shù)下降.說(shuō)明在本試驗(yàn)的高產(chǎn)地力條件下,施氮量增加不能顯著提高小麥對(duì)氮素的吸收積累,改善其分配狀況,亦不能提高籽粒的氮素含量和植株氮素利用效率.張睿在半濕潤(rùn)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中的研究提出,隨施肥水平的提高,小麥籽粒中的磷素和鉀素含量呈下降趨勢(shì).本研究中,施入磷、鉀肥后,小麥籽粒磷素和鉀素含量提高,而不同施氮處理間,籽粒磷素和鉀素含量無(wú)顯著差異,認(rèn)為施氮量對(duì)籽粒磷素和鉀素含量的影響首先受到土壤磷素和鉀素供應(yīng)的影響.在本試驗(yàn)條件下,與不施氮肥相比,施氮提高了植株磷素積累量,但施氮處理間植株磷素積累量和磷素向籽粒的分配比例均無(wú)顯著差異,所以施氮處理間籽粒磷素含量無(wú)顯著變化.本研究結(jié)果還指出,施氮量對(duì)小麥鉀素吸收利用的影響與對(duì)氮素和磷素的影響明顯不同,增加施氮量不僅促進(jìn)生育前期小麥植株對(duì)鉀素的吸收積累,在