密度和氮肥追比例對(duì)小麥品種產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

密度和氮肥追比例對(duì)小麥品種產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

小麥粒產(chǎn)量是遺傳因素、生態(tài)環(huán)境和栽培措施共同影響的結(jié)果，栽培措施可以通過人為調(diào)整對(duì)小麥產(chǎn)量和品質(zhì)的顯著影響。種植密度是小麥創(chuàng)建合理群體結(jié)構(gòu)的起點(diǎn),對(duì)小麥的群體質(zhì)量產(chǎn)生深刻的影響,合理的密度與小麥產(chǎn)量及其構(gòu)成因素關(guān)系密切。氮肥運(yùn)籌是小麥高產(chǎn)栽培技術(shù)的重要環(huán)節(jié),生產(chǎn)中倍受關(guān)注。尹建義等進(jìn)行了不同氮肥運(yùn)籌對(duì)強(qiáng)筋小麥生長發(fā)育、產(chǎn)量形成、籽粒品質(zhì)的研究;趙廣才等研究了基本苗和氮肥運(yùn)籌對(duì)小麥植株性狀、產(chǎn)量和蛋白質(zhì)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(chǎn)量形成與高產(chǎn)栽培技術(shù);馮偉等進(jìn)行了氮肥運(yùn)籌對(duì)兩種穗型小麥品種產(chǎn)量的效益分析。關(guān)于密度、氮肥基追比例對(duì)不同穗型小麥產(chǎn)量影響的報(bào)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(chǎn)有了較大幅度提高,其重要增產(chǎn)措施是控制種植密度和氮肥后移,但密度、氮肥基追比例對(duì)不同穗型小麥品種的產(chǎn)量影響缺乏系統(tǒng)研究。本研究針對(duì)制約安徽淮北平原旱茬小麥單產(chǎn)提高的密度、氮肥運(yùn)籌不協(xié)調(diào)兩大技術(shù)問題,以多穗型小麥品種煙農(nóng)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(duì)多穗型和大穗型小麥品種產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響,為淮北旱茬小麥豐產(chǎn)高效栽培提供理論依據(jù)。1試驗(yàn)設(shè)計(jì)與實(shí)施試驗(yàn)于2008~2009年度在安徽省渦陽縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心試驗(yàn)基地進(jìn)行。土壤為淤土,有機(jī)質(zhì)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(yàn)地前茬為大豆。試驗(yàn)設(shè)密度和氮肥基追比例兩個(gè)因素,密度設(shè)3個(gè)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(shè)3個(gè)水平,分別為7:3、5:5和4:6,每重復(fù)共18個(gè)處理組合,隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì),4次重復(fù),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(shí)施入,結(jié)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(jìn)行室內(nèi)考種,成熟時(shí)按小區(qū)實(shí)收計(jì)產(chǎn)。用Excel、SAS和DPS軟件處理試驗(yàn)數(shù)據(jù),并進(jìn)行新復(fù)極差多重比較分析。2結(jié)果與分析2.1中密度對(duì)小麥品種穗粒數(shù)、失重及含肥基追比例的影響由表1、表2可知,密度對(duì)多穗型小麥穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重的影響均達(dá)到極顯著水平。穗數(shù)隨著密度的增加而增加,但中密度、高密度處理對(duì)穗數(shù)影響差異不顯著,說明中密度與高密度處理對(duì)多穗型小麥品種穗數(shù)影響不大,處于同一水平,實(shí)際生產(chǎn)中,中密度處理即可保證足夠的穗數(shù);穗粒數(shù)、千粒重隨著密度的增加而減少,但低密度與中密度處理對(duì)多穗型小麥品種穗粒數(shù)、千粒重的影響差異不顯著,說明低密度與中密度處理對(duì)多穗型小麥品種穗粒數(shù)、千粒重的影響不大,因此,中密度處理產(chǎn)量三要素結(jié)構(gòu)較為協(xié)調(diào)。氮肥基追比例對(duì)多穗型小麥穗粒數(shù)的影響達(dá)到了顯著水平,穗粒數(shù)隨著氮肥基追比例的增加而減小;氮肥基追比例對(duì)多穗型小麥的千粒重影響達(dá)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(duì)多穗型小麥穗數(shù)的影響未達(dá)到顯著差異水平。密度和氮肥基追比例互作效應(yīng)對(duì)多穗型小麥千粒重的影響達(dá)到極顯著水平。密度、氮肥基追比例及其互作對(duì)多穗型小麥產(chǎn)量和產(chǎn)量結(jié)構(gòu)的貢獻(xiàn)率不同(表2),對(duì)穗數(shù)、穗粒數(shù)貢獻(xiàn)率影響大小順序依次是密度>互作>氮肥基追比例,對(duì)千粒重的貢獻(xiàn)率順序?yàn)榈驶繁壤?gt;密度>互作,密度、氮肥基追比例及其互作對(duì)產(chǎn)量的貢獻(xiàn)率分別是57.22%、37.21%和5.57%,這表明較高的籽粒產(chǎn)量是通過密度與氮肥基追比例互作效應(yīng)調(diào)控的,密度是產(chǎn)量的主要調(diào)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(duì)大穗型小麥穗粒數(shù)、生成葡萄品種千分多態(tài)性的影響密度對(duì)大穗型小麥的單位面積穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒重的影響達(dá)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(shù)隨著播種密度的增加而增加,各密度處理穗數(shù)均達(dá)顯著差異水平,說明大穗型小麥品種穗數(shù)與播種密度關(guān)系密切;穗粒數(shù)、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(duì)大穗型小麥品種穗粒數(shù)的影響為同一水平,說明低密度與中密度處理對(duì)大穗型小麥品種穗粒數(shù)影響不大;中密度與高密度處理對(duì)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(duì)大穗型小麥的穗粒數(shù)影響達(dá)顯著水平,穗粒數(shù)隨著氮肥基追比例的增加而減少;氮肥基追比例對(duì)大穗型小麥的千粒重影響達(dá)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(duì)大穗型小麥穗數(shù)影響未達(dá)顯著差異水平。密度、氮肥基追比例及其互作對(duì)產(chǎn)量的貢獻(xiàn)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(shù)是大穗型小麥獲得高產(chǎn)的關(guān)鍵(表2)。2.3化肥基追比例對(duì)產(chǎn)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(chǎn)量以中密度處理產(chǎn)量最大,高密度處理產(chǎn)量次之。高密度由于基本苗過多,造成群體郁閉,通風(fēng)透光差,無效分蘗多,增加了營養(yǎng)物質(zhì)的消耗,同時(shí)單位面積穗數(shù)過大,穗粒數(shù)減少,產(chǎn)量構(gòu)成三因素不協(xié)調(diào),最終導(dǎo)致產(chǎn)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(shù)小,穗數(shù)不足,也不能達(dá)到高產(chǎn),與李斌等研究結(jié)果一致。在同一基本苗下,氮肥基追比例對(duì)產(chǎn)量的影響順序是氮肥基追比例5:5>7:3>4:6。在9個(gè)互作處理中,煙農(nóng)19中密度(300×104hm-2基本苗)、氮肥基追比例5:5處理產(chǎn)量最高,達(dá)8683.0kg·hm-2,接近超高產(chǎn)水平。2.4化肥基追比例對(duì)大穗型小麥產(chǎn)量的影響順序在同一氮肥基追比例條件下,大穗型小麥產(chǎn)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(chǎn)量之間達(dá)顯著差異水平(表1)。不同密度條件下,氮肥基追比例對(duì)大穗型小麥產(chǎn)量的影響不盡一致,在低密度條件下,氮肥基追比例對(duì)產(chǎn)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(duì)產(chǎn)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(duì)產(chǎn)量的影響順序是7:3>5:5>4:6。9個(gè)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(chǎn)量最高,產(chǎn)量為7440.4kg·hm-2。2.5密度、化肥基追比例單因素效應(yīng)分析根據(jù)試驗(yàn)各處理產(chǎn)量結(jié)果進(jìn)行回歸分析,建立產(chǎn)量與密度、氮肥基追比例的回歸方程:煙農(nóng)19:蘭考矮早8:式中:Y為冬小麥產(chǎn)量(kghm-2);X1為播種密度(104hm-2基本苗);X2為氮肥基追比例。對(duì)產(chǎn)量函數(shù)模型進(jìn)行方差分析,煙農(nóng)19與蘭考矮早8的模擬產(chǎn)量與實(shí)際產(chǎn)量之間的相關(guān)系數(shù)為:R2煙農(nóng)19=0.9486,R2蘭考矮早8=0.9670。將產(chǎn)量函數(shù)中一個(gè)考察因子作為控制因子固定于不同水平,可得考察因子對(duì)產(chǎn)量的偏回歸子模型(表3),進(jìn)一步分析其單因素效應(yīng)。從方程可看出,密度、氮肥基追比例兩因子對(duì)產(chǎn)量的主效應(yīng)為開口向下的拋物線,它們都有使用范圍內(nèi)產(chǎn)量最高點(diǎn)。從產(chǎn)量回歸模型可以對(duì)密度、氮肥基追比例的交互作用項(xiàng)系數(shù)進(jìn)行顯著性檢測,結(jié)果表明兩品種小麥的交互效應(yīng)均未達(dá)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(duì)于密度和氮肥基追比例單因素的作用而言,交互作用對(duì)產(chǎn)量的貢獻(xiàn)率相對(duì)于密度、氮肥基追比例單因子對(duì)產(chǎn)量的貢獻(xiàn)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(chǎn)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(nóng)19,在氮肥基追比例7:3增加到4:6范圍內(nèi),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(chǎn)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(nèi),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(chǎn)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(duì)小麥產(chǎn)量和品質(zhì)的影響最為重要,科學(xué)合理的施用氮肥是獲得小麥高產(chǎn)和優(yōu)質(zhì),取得最佳經(jīng)濟(jì)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(duì)促進(jìn)小麥幼苗生長有利,增加追氮比例對(duì)中后期小麥營養(yǎng)生長、生殖生長有促進(jìn)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(dāng)增加氮肥追施比例,拔節(jié)期重施氮肥,產(chǎn)量增加,大穗型品種適當(dāng)重施底氮,少量追氮,產(chǎn)量較高。朱云集等研究認(rèn)為,多穗型小麥品種,因其分蘗力較強(qiáng),在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)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(yīng),提高粒重奪取高產(chǎn)甚至超高產(chǎn);大穗型小麥品種,因其分蘗力較弱,分蘗成穗率較低,在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)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(yùn)籌應(yīng)重在前期,以保證其合理群體,協(xié)調(diào)群個(gè)體矛盾,發(fā)揮其個(gè)體優(yōu)勢實(shí)現(xiàn)超高產(chǎn)。王志芬等研究認(rèn)為,多穗型小麥品種要達(dá)高產(chǎn)、超高產(chǎn)目標(biāo),須在保持相對(duì)穩(wěn)定的穗粒數(shù)和千粒重基礎(chǔ)上,通過顯著提高群體的穗數(shù)來達(dá)到;大穗型小麥品種要達(dá)高產(chǎn)、超高產(chǎn)目標(biāo)主要通過維持相對(duì)穩(wěn)定的穗粒數(shù)和較高的千粒重,重點(diǎn)通過提高穗數(shù)來實(shí)現(xiàn)。種植密度直接影響到小麥苗情和群體結(jié)構(gòu),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(chǎn)量,是小麥高產(chǎn)栽培技術(shù)中的極其重要環(huán)節(jié)。徐恒永等研究表明群體調(diào)控對(duì)小麥單位面積穗數(shù)產(chǎn)量有重要影響。在本試驗(yàn)條件下,兩種不同穗型小麥,低密度處理的小麥產(chǎn)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(zhì)量,可以有效提高成穗數(shù),達(dá)到增產(chǎn)目的。多穗型品種在中密度、氮肥基追比例5:5的處理產(chǎn)量接近超高產(chǎn)水平,這說明在高產(chǎn)、超高產(chǎn)栽培中,在保持總氮量不變前提下,適當(dāng)增加拔節(jié)期的追氮比例,即實(shí)施“氮肥后移”施肥,對(duì)有效調(diào)控群體發(fā)展,優(yōu)化群體結(jié)構(gòu),延緩植株衰老,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)量突破有重要作用。皖北地區(qū)為補(bǔ)充灌溉農(nóng)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(shù)、穗粒數(shù)和千粒重之間相對(duì)協(xié)調(diào)。在412.5×104hm-2基本苗范圍內(nèi),隨基本苗的增加,成穗數(shù)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(rèn)為,超過300×104hm-2基本苗后,成穗數(shù)增加有限或不再增加,而且隨著密度的過度增大,每穗結(jié)實(shí)小穗明顯減少,退化子房顯著增多,導(dǎo)致穗粒數(shù)明顯下降,千粒重降低,產(chǎn)量顯著低于300×104hm-2基本苗處理,本試驗(yàn)結(jié)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(guān),2008年11月至2009年2月上旬,皖北地區(qū)累計(jì)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(shí)遭受3次寒潮襲擊,蘭考矮早8抗寒能力差,小麥?zhǔn)軆鲚^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(shù),導(dǎo)致了高密度處理的蘭考矮早8小麥產(chǎn)量大于中、低密度的處理。通過多穗型小麥煙農(nóng)19與大穗型小麥蘭考矮早8產(chǎn)量比較發(fā)現(xiàn),多