氮肥和密度互作对冬小麦石4...群体、茎秆特性和产量的影响_傅晓艺.pdf
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1、麦类作物学报 2 0 2 3,4 3(1):8 1-9 0J o u r n a l o fT r i t i c e a eC r o p sd o i:1 0.7 6 0 6/j.i s s n.1 0 0 9-1 0 4 1.2 0 2 3.0 1.0 9网络出版时间:2 0 2 2-1 1-1 8网络出版地址:h t t p s:/k n s.c n k i.n e t/k c m s/d e t a i l/6 1.1 3 5 9.S.2 0 2 2 1 1 1 7.0 9 3 2.0 0 6.h t m l氮肥和密度互作对冬小麦石4 3 6 6群体、茎秆特性和产量的影响收稿日期:2
2、 0 2 1-1 2-2 1 修回日期:2 0 2 2-0 1-2 5基金项目:优质强筋小麦石4 3 6 6节水保优绿色调控技术研究与示范(2 1 1 4 9 0 0 9 2 A);国家小麦现代农业产业技术体系建设项目(C A R S-0 3-1 1);节水高产小麦新品种培育项目(2 1 3 2 6 3 1 8 D-1);河北省小麦工程技术研究中心绩效后补助经费项目第一作者E-m a i l:j f u x i a o y i 1 6 3.c o m通讯作者:何明琦(E-m a i l:h e m i n g q i 1 6 3.c o m)傅晓艺,史占良,单子龙,张士昌,韩 然,张铁石,曹
3、巧,高振贤,高新梅,何明琦(石家庄市农林科学研究院/河北省小麦工程技术研究中心,河北石家庄0 5 0 0 4 1)摘 要:为探索施氮量和种植密度互作对冬小麦品种石4 3 6 6生长特性的影响,2 0 2 0-2 0 2 1年度在长期氮肥定位试验田 通 过 裂 区 试 验,设 置4个 施 氮 水 平(施 氮 量 分 别 为7 5k gh m-2、1 5 0k gh m-2、2 2 5k gh m-2和3 0 0k gh m-2,分别用N 7 5、N 1 5 0、N 2 2 5和N 3 0 0表示)和5个种植密度水平(分别为2 2 51 04株h m-2、3 0 01 04株h m-2、3 7 5
4、1 04株h m-2、4 5 01 04株h m-2和5 2 51 04株h m-2,分别用D 2 2 5、D 3 0 0、D 3 7 5、D 4 5 0和D 5 2 5表示),比较分析了不同处理间该品种旗叶面积、穗部发育、群体动态、秸秆特性和产量的差异。结果表明,施氮量和种植密度对石4 3 6 6群体、茎秆特性和产量均有显著影响。N 7 5条件下穗长、总小穗数和旗叶面积最小,与其他氮素水平间均差异显著。N 2 2 5 D 3 7 5处理下,穗长和总小穗数最多,不孕小穗数最少。茎秆基部第二节间充实度在N 1 5 0和N 2 2 5条件下最高,第三节间充实度在N 2 2 5条件下最高,第二和第三
5、节间充实度均在低氮和高氮条件下最低,且差异不显著,说明氮素供应不足或过量施氮均不利于石4 3 6 6茎秆发育。茎秆基部三个节间的充实度均在D 4 5 0和D 5 2 5条件下较低,其中以D 5 2 5条件下最低,茎壁厚度也最小。N 3 0 0 D 4 5 0处理下最高群体、成熟期穗数和成穗率最高。N 3 0 0下产量最高,N 7 5下最低。产量在D 5 2 5和D 2 2 5条件下分别最高和最低。穗粒数在N 1 5 0N 3 0 0间差异不显著,N 7 5条件下穗粒数最低,千粒重最高。综合分析,小麦品种石4 3 6 6产量和茎秆特性受施氮量、密度及二者互作影响,在本试验中N 2 2 5 D 5
6、 2 5和N 3 0 0 D 3 0 0处理下,石4 3 6 6产量、茎秆特性可同步提高,同时获得较高的经济效益。关键词:小麦;氮肥;密度;群体;茎秆特性;产量中图分类号:S 5 1 2.1;S 3 1 1 文献标识码:A 文章编号:1 0 0 9-1 0 4 1(2 0 2 3)0 1-0 0 8 1-1 0E f f e c t so fN i t r o g e n-D e n s i t yI n t e r a c t i o no nP o p u l a t i o n,S t e mC h a r a c t e r i s t i c sa n dY i e l do fW
7、i n t e rW h e a tC u l t i v a rS h i 4 3 6 6F UX i a o y i,S H IZ h a n l i a n g,S H A NZ i l o n g,Z H A N GS h i c h a n g,H A NR a n,Z H A N GT i e s h i,C A OQ i a o,G A OZ h e n x i a n,G A OX i n m e i,H EM i n g q i(S h i j i a z h u a n gA c a d e m yo fA g r i c u l t u r a l a n dF o r
8、e s t r yS c i e n c e s/H e b e iWh e a tE n g i n e e r i n gT e c h n o l o g yR e s e a r c hC e n t e r,S h i j i a z h u a n g,H e b e i 0 5 0 0 4 1,C h i n a)A b s t r a c t:T h i ss t u d yw a sc o n d u c t e dt oe x p l o r et h ee f f e c t so fd i f f e r e n tn i t r o g e nf e r t i l
9、i z e rr a t e sa n dp l a n t i n gd e n s i t i e so nt h eg r o w t hc h a r a c t e r i s t i c so faw i n t e rw h e a tv a r i e t yS h i 4 3 6 6i nal o n g-t e r mn i-t r o g e np o s i t i o n i n gt e s t f i e l d.U s i n gas p l i t-p l o td e s i g n,a f i e l dt r i a lw a sc o n d u c
10、t e d i n2 0 2 0-2 0 2 1,w i t hf o u rn i t r o g e nl e v e l s(7 5k gh m-2,1 5 0k gh m-2,2 2 5k gh m-2,a n d3 0 0k gh m-2,r e p r e s e n t e db yN 7 5,N 1 5 0,N 2 2 5,a n dN 3 0 0,r e s p e c t i v e l y)a n df i v ep l a n t i n gd e n s i t yl e v e l s(2 2 51 04p l a n t sh m-2,3 0 01 04p l a
11、 n t sh m-2,3 7 51 04p l a n t sh m-2,4 5 01 04p l a n t sh m-2,a n d5 2 51 04p l a n t sh m-2,r e p r e s e n t e db yD 2 2 5,D 3 0 0,D 3 7 5,D 4 5 0,a n dD 5 2 5,r e s p e c t i v e l y).T h ed i f f e r e n c e so f f l a g l e a f a r-e a s,e a rd e v e l o p m e n t,p o p u l a t i o nd y n a m
12、 i c s,s t e mc h a r a c t e r i s t i c s,y i e l da n de c o n o m i ce f f i c i e n c ya m o n gd i f f e r e n t t r e a t m e n t sw e r ea n a l y z e d.T h er e s u l t ss h o w e dt h a tt h ep o p u l a t i o n,s t e mc h a r a c t e r i s t i c sa n dy i e l dw e r e s i g n i f i c a n
13、t l ya f f e c t e db y t h en i t r o g e na m o u n t a n dp l a n t i n gd e n s i t y.T h ep a n i c l e l e n g t h,t o t a ls p i k e l e tn u m b e ra n df l a gl e a fa r e aw e r et h es m a l l e s tu n d e rN 7 5t r e a t m e n t,w h i c hw e r es i g n i f i c a n t l yd i f f e r e n t
14、f r o mt h o s eu n d e ro t h e rn i t r o g e nl e v e l s.T h ep a n i c l e l e n g t ha n dt h et o t a ln u m b e ro fs p i k e l e tw e r e t h em o s t,b u t t h en u m b e ro f s t e r i l e s p i k e l e tw a s t h e l e a s tu n d e rN 2 2 5 D 3 7 5t r e a t m e n t.T h e f i l l i n gd e
15、 g r e eo f t h eb a s a l s e c o n d i n t e r n o d ew a s t h em a x i m u mu n d e rN 1 5 0a n dN 2 2 5,a n dt h e t h i r d i n t e r n o d ew a s t h eh i g h e s tu n d e rN 2 2 5.T h e r ew a sn os i g n i f i c a n t d i f f e r e n c e i n t h e f i l l i n gd e g r e eo f t h e s e c o n
16、 da n dt h e t h i r d i n t e r n o d e s,w i t ht h ev a l u e l o w e s tu n d e rb o t h l o wn i t r o g e na p p l i c a t i o na n dh i g hn i t r o g e nc o n-d i t i o n s,i n d i c a t i n gt h a t i n s u f f i c i e n t n i t r o g e ns u p p l yo r e x c e s s i v en i t r o g e na p p
17、l i c a t i o nw e r en o t f a v o r a b l et ot h e s t e md e v e l o p m e n t o f S h i 4 3 6 6.T h e f i l l i n gd e g r e eo f t h e t h r e eb a s a l i n t e r n o d e sw e r e l o w e ru n d e rt h ec o n d i t i o n so fD 4 5 0a n dD 5 2 5;t h ev a l u eu n d e rD 5 2 5w a s t h e l o w
18、e s t,a n dt h e t h i c k n e s so f t h es t e mw a l lw a s a l s o t h e s m a l l e s t.U n d e rN 3 0 0 D 4 5 0,t h eh i g h e s t p o p u l a t i o n,t h en u m b e r o f p a n i c l e s a tm a t u r i-t ya n dt h er a t eo fp a n i c l ew e r et h eh i g h e s t.T h ey i e l dw a st h eh i g
19、 h e s tu n d e rN 3 0 0b u t l o w e s tu n d e rN 7 5.M e a n w h i l e,t h ey i e l dw a s t h eh i g h e s tu n d e rD 5 2 5b u t l o w e s tu n d e rD 2 2 5.T h e r ew a sn os i g n i f i-c a n td i f f e r e n c e i nt h eg r a i nn u m b e rb e t w e e nN 1 5 0a n dN 3 0 0;a n dt h eg r a i n
20、n u m b e rw a st h e l o w e s t,b u t t h e10 0 0-g r a i nw e i g h tw a st h em a x i m u mu n d e rN 7 5.C o m p r e h e n s i v ea n a l y s i ss h o w e dt h a t t h e r ew a sa s i g n i f i c a n t i n t e r a c t i o nb e t w e e nn i t r o g e na p p l i c a t i o n r a t e a n dp a n t i
21、 n gd e n s i t y.I n t h i s e x p e r i m e n t,u n d e rt h en i t r o g e n f e r t i l i z e r a n dp l a n t i n gd e n s i t yo fN 2 2 5 D 5 2 5a n dN 3 0 0 D 3 0 0,t h ey i e l da n ds t e mc h a r-a c t e r i s t i c so fS h i 4 3 6 6c a nb e s i m u l t a n e o u s l y i m p r o v e d,a n
22、dah i g h e r e c o n o m i cb e n e f i t s c a nb eo b t a i n e da t t h es a m e t i m e.K e yw o r d s:Wh e a t;N i t r o g e n;D e n s i t y;P o p u l a t i o n;S t e mc h a r a c t e r i s t i c s;Y i e l d 小麦是我国最重要的粮食作物之一1,如何保证小麦的高产稳产是关乎国家粮食安全的重要问题。氮磷钾等养分是小麦生长发育必需的物质,也是小麦生产重要的限制因子。施用氮肥是提高冬小麦
23、产量的重要技术措施。适量施氮可以促进小麦植株生长发育2,增大群体叶面积指数3,但氮肥施用过多不仅会降低氮肥利用率,而且会因为肥料淋容增加而加大污染地下水的风险4-5,同时过量施氮也会增加小麦株高,促使茎秆基部节间变长,增大倒伏风险6。播种密度对小麦群体结构和产量形成都有较大影响7。密度过低时群体数量会不足,不利于高产8;密度过大时,群体过大,导致个体间竞争加剧和发育不良,容易倒伏,也不利于高产9。适宜密度随品种、播期、土壤、栽培管理状况而有所不同。随种植密度的增加,小麦冬前群体、拔节期群体逐渐增多,但是密度达到一定程度时,最高群体数量有下降趋势1 0;在超高产条件,播种密度较少会造成群体数量不
24、足,使花前干物质积累量较少,同时影响花后干物质积累,最终导致产量下降;播种密度过大时,由于无效分蘖较多,个体发育不健壮,也会影响干物质积累,造成产量下降1 1。密度适宜时群体干物质积累量则在生育后期维持较高水平,易形成高产1 2。小麦种植密度影响茎秆的机械强度、基部节间粗度、单茎鲜重、重心高度、株高等性状1 3。氮肥和种植密度是作物生产中调控个体和群体的两个重要因素,也是作物栽培学研究的重要内容1 4。不同作物品种有不同的生物学特性、产量特征,因此品种必须在其配套的栽培技术措施下才能最大程度地发挥自身特性。冬小麦品种石4 3 6 6是由石家庄市农林科学研究院选育的省审优质小麦新品种,目前关于该
25、品种高产栽培技术的研究还未见报道。本研究拟通过不同氮肥和种植密度处理对小麦品种石4 3 6 6群体、茎秆特性和产量的影响进行分析,探索最优氮密组合,以期为该品种及同类型品种的高产高效栽培提供理论依据。1 材料与方法1.1 试验地点试验于2 0 2 0-2 0 2 1年度在石家庄市农林科28麦 类 作 物 学 报 第4 3卷学研究院马兰试验站进行。该试验站位于河北省东南部,石家庄市东部,北纬3 7 9 2,东经1 1 5 2 2,平均海拔为3 9m,属暖温带半湿润大陆性季风气候。试验地为已历经1 0年的氮肥长期定位试验田,土壤类型为壤土(表1),前茬作物为夏玉米,其秸秆粉碎两遍还田。表1 2 0
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