不同氮水平下叶面喷施氮肥对小麦群体动态和产量的影响

王敏

氮肥的合理运筹是小麦进一步提高产量的重要技术措施。但是，氮肥过度施用也带来了极大的环境压力。在一些大量施用肥料的地区，高度可溶性硝酸盐的渗出可能会严重污染该地区的地下水和地表水，氮大量投入土壤和水中給环境带来了许多负面影响，因此，必须提高氮肥利用效率来满足环境良好和增产的双重需要。当前，在我国小麦实际生产过程中，大约只有33%的农户氮肥施用量适中，66%的农户都存在施用量过多或过少的情况。因此，要合理控制氮肥施用量，提高小麦对氮肥的吸收利用效率，从而达到增产和环境良好的双重目的。研究表明，叶面喷肥是土壤施肥的有效辅助手段，后期叶面喷肥可及时补充小麦根系吸收养分的不足，提高冬小麦生育后期抗干热风的能力，增进旗叶及茎秆的养分更多地向籽粒运输，进而提高小麦的产量和品质。尿素是叶面补充氮素的常用重要肥料，在小麦生育后期喷施尿素可增加小麦粒质量和小麦产量。本试验主要探究在不同氮水平下，叶面喷施尿素对小麦群体动态和产量的影响，深入研究能否追施适宜浓度的氮肥，构建合理的群体结构，提高分蘖成穗率，减少施肥量，提高小麦产量。

一、材料与方法

（一）试验地点

试验于2016—2017年在禹州市顺店镇康城村进行，该村属暖温带半湿润季风气候，土壤类型为潮土，质地为黏壤。播种前土壤理化性质如表1所示。

（二）试验设计

供试品种为豫麦49-198，试验于2016年10月13日播种，2017年5月28日收获。试验采用施氮水平和叶面喷施氮肥（尿素）浓度双因素随机区组设计，3个施氮水平为0 kg/hm2、180 kg/hm2、360 kg/hm2，分别用N1、N2、N3表示，1/2氮肥作基施，1/2拔节期追施;4个叶面喷施氮肥（尿素）浓度分别为0%（清水）、1%、2%、4%，用S1、S2、S3、S4表示，于返青期（播种后118 d）、起身期（播种后133 d）、拔节期（播种后148 d）共喷施3次。

试验所用氮肥为尿素（含N 46.4%），磷肥为过磷酸钙（含P2O5 12%），钾肥为氯化钾（含K2O 60%），其中磷肥、钾肥用量均为90 kg/hm2，一次性基施。小区面积为30 m2，各处理设3次重复。

前茬作物为玉米，秸秆全部还田。玉米收获后进行秸秆粉碎、犁地、耙地。小区四周建埂，留1 m过道（水渠），试验四周留5 m保护行。

（三）样品采集及测定

1.土壤采集与测定。采用S形取样法采集0～30 cm耕层土壤，进行土壤养分测定，包括全氮、硝态氮、速效磷、速效钾、pH值、容质量等指标。用半微量凯氏定氮法测定土壤全氮，用流动分析仪测定土壤硝态氮，Olsen法测定土壤速效磷，用乙酸铵浸提，用火焰光度计测定速效钾，用pH计测定土壤pH值（水：土为4：1），用环刀法采集土柱，105 ℃下烘干至恒质量，测定土壤容质量。

2.收获考种。收获期各小区收割6 m2计算产量，同时选取1 m双行中具有代表性的20株小麦进行考种分析。

3.群体数量监测。出苗后14～21 d在小区内选择具有代表性的1 m双行定点，分别在小麦播种后21 d（出苗期）、76 d（越冬期）、138 d（返青期）、153 d（起身期）、167 d（拔节期）、183 d（孕穗期）、199 d（开花期）、215 d（收获期）调查群体茎蘖数量。

4.叶面积指数（LAI）测定。分别于小麦播种后76 d、138 d、153 d、167 d、174 d、183 d、199 d，测定叶面积指数（LAI）。

选取具有代表性的小麦15株，摘取全部绿叶，对最上部完全展开叶测量总宽度（叶片中部最宽处），从叶片中截取5 cm长的样段，将样段与余叶分别烘干至恒质量，采用干质量法计算：

5.茎基部硝酸盐质量分数测定。于单次叶面施氮7天后，采集新鲜小麦植株样品，以茎基部（0.5 cm左右）为检测部位，榨出汁液，用反射仪（RQ-flex）通过比色方法测量硝酸盐浓度值。

6. SPAD测定。叶面施氮后，采用SPAD-502于各小区随机测定50片叶片中段，注意避开叶脉，取平均值，即为该小区SPAD值。

（四）数据处理与分析

试验数据采用Excel 2013、SPSS 20.0、Origin 2015进行数据计算、绘图与统计分析，用Duncan法进行多重比较。

二、结果与分析

（一）不同氮水平下叶面喷施不同浓度尿素对小麦群体数量的影响

由试验可知，不同氮水平下小麦群体数量的变化趋势基本一致。从出苗到播种后150 d小麦群体数量一直上升达到最大值，然后开始下降直到成熟收获。其中，在N1水平下S3处理、S4处理群体数量增长比S1处理、S2处理显著，并且S4处理群体数量最大;在N2、N3水平下，S1处理、S2处理群体数量增长比S3处理、S4处理显著，并且均为S2处理的小麦群体数量最大。综上所述，在本试验条件下，不同氮水平处理对不同小麦群体数量的影响基本相同，在播种后150 d植株群体数量最高，随后植株群体数量降低。在低氮水平下，喷施尿素可以增加小麦的群体数量，而在中高氮水平下，喷施1%浓度尿素对小麦群体的数量有促进作用，但如果喷施尿素浓度过大，会抑制小麦的群体数量，浓度越大，抑制作用越明显。最适喷施浓度应该为1%。

由表2可知，在N1水平下，小麦的单株分蘖数和成穗数随着氮肥喷施浓度的增加呈先增加后减少的趋势;而在N2、N3水平下，小麦的单株分蘖数和成穗数呈下降趋势;在N1、N2水平下，小麦分蘖成穗率随着氮肥喷施浓度的增加呈先增加后不断减少的趋势，S3处理为最大值;而N3水平下小麦分蘖成穗率呈先减少后增加然后又减少的趋势，S3处理为最大值。综上可知，适量喷施氮肥可以增加小麦的分蘖数和分蘖成穗率。

（二）不同氮水平下叶面喷施不同浓度尿素对叶面积指数的影响

由表3可知，氮营养水平、氮肥喷施浓度以及两者的交互作用在76 d对小麦叶面积指数影响不显著，而在145 d、160 d、174 d、183 d、199 d对小麦叶面积指数影响极显著，小麦叶面积指数随着氮水平的增加而显著增加。在199 d时，在相同氮水平下，随着氮肥喷施浓度的增加，叶面积指数先变大后减少，说明适量喷施氮肥可以显著提高小麦的叶面积指数。

（三）不同氮水平下叶面喷施不同浓度尿素对小麦SPAD的影响

由表4可知，氮营养水平对小麦SPAD的影响极显著，氮肥喷施浓度对小麦SPAD的影响不显著，氮水平和氮肥喷施浓度的交互作用对小麦SPAD的影响只在199 d时影响极显著，小麦SPAD值随着施氮量的增加而呈现增大的趋势，说明增加基础施氮量可以增加小麦SPAD值。只有在N1水平下，小麦开花期（199 d）时喷施氮肥的小麦SPAD值与未喷施氮肥小麦SPAD值有显著增加，其余各处理各阶段喷施氮肥与未喷施氮肥均没有显著增加，甚至有下降趋势，说明只有在低氮水平下喷施氮肥才会使小麦开花期时的SPAD值明显上升。

（四）不同氮水平下叶面喷施不同浓度尿素对茎基部硝酸盐的影响

由表5可知，氮营养水平、氮肥喷施浓度以及两者的交互作用对小麦各个时期的茎基部硝酸盐质量分数的影响均为极显著。在相同的氮肥喷施浓度下，N3>N2>N1，且差异显著说明增加氮营养水平可以显著提升小麦茎基部硝酸盐质量分数。在N1水平下，随着氮肥喷施浓度的增加，小麦茎基部硝酸盐并没有变化，而在N2、N3水平下，S4>S3>S2>S1，说明中高氮水平下增加氮肥的喷施浓度可以显著提高小麦茎基部硝酸盐的积累量。

（五）不同氮水平下叶面喷施不同浓度尿素对小麦产量的影响

由表6可知，氮营养水平、氮肥喷施浓度以及两者之间的交互作用对小麦产量的影响均为极显著。小麦产量随着氮水平的增加呈现出先增加后下降的趋势。在N1水平下，随着喷施氮素浓度的增加，小麦产量呈增加趋势;在N2、N3氮水平下，随着喷施氮素浓度的增加，小麦产量呈先不显著增加后显著减少的趋势，其中，在S2处理下小麦产量最高，说明适量喷施氮肥可以增产，过量喷施氮肥会减产。

由表7可知，在N1水平下，小麦亩穗数和穗粒数随着氮肥喷施浓度的增加而增加，千粒质量呈现先增加后减少又增加的趋势。在N2水平下，小麦亩穗数和穗粒数随着氮肥喷施浓度的增加而增加，而千粒质量却一直下降。在N3水平下，小麦亩穗数随着氮肥喷施浓度的增加而减少，穗粒数和千粒质量是先减少，后不断增加。综上可知，在低氮水平下喷施尿素有利于小麦产量的增加，而中高氮水平下喷施尿素不利于小麦产量的增加。

三、讨论

王宜伦等研究结果表明，综合考虑冬小麦高产优质及土壤氮素平衡，豫北高产冬小麦适宜的氮肥运筹模式是施氮肥180 kg/hm2 ，基施氮肥、返青期追施氮肥与拔节期追施氮肥的比例为 1：3：2。本试验结果为：小麦产量随着施肥量的增加呈现先增加后减少的趋势，在N为180 kg/hm2时小麦产量达到最大值，这与王宜伦等研究结果相一致。

姜丽娜等研究表明，在追施氮肥處理下，小麦产量显著高于不施氮肥处理。随着追施氮肥量的增加，籽粒产量呈先增后降的趋势，与本试验结果小麦在N为0 kg/hm2水平下，喷施氮肥会显著增加小麦产量;在N为180 kg/hm2和N为360 kg/hm2水平下，小麦群体、产量均随着喷施氮肥浓度的增加而先增加后减少相一致。而不同处在于本次试验小麦产量在喷施1%尿素达到最大值，当喷施尿素浓度>1%时，小麦产量呈下降趋势，并且喷施浓度越大，小麦产量减少越明显，这可能是因为试验的地点和小麦品种等不同造成的差异。

凌启鸿等表示适宜LAI是小麦高产群体质量的基础指标，在适宜穗数范围内，产量随成穗率的提高而增加。本试验表明，小麦LAI随着喷施氮肥浓度的增加而增加，而成穗率在喷施浓度为2%时达到最大值，进一步探讨了豫麦49-198在豫北地区种植小麦时构建合理的小麦群体以及提高小麦产量的氮肥基施量与最佳氮肥喷施浓度。

四、结论

（一）小麦叶面积指数、SPAD值和茎基部硝酸盐质量分数随着施肥量的增加而增加，小麦产量随着施肥量的增加呈现先增加后减少的趋势，在N为180 kg/hm2水平下，小麦产量达到最大值。

（二）小麦LAI和茎基部硝酸盐质量分数随着喷施氮肥浓度的增加而增加。

（三）小麦在N为180 kg/hm2和N为360 kg/hm2水平下，喷施1%尿素小麦产量和群体达到最大值，而过量喷施氮肥会抑制小麦群体数量和产量，并且喷施浓度越大，抑制作用越明显。