• ISSN 1008-505X
  • CN 11-3996/S

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施磷量对不同播种方式下冬小麦干物质转运及养分吸收利用的影响

刘冲 贾永红 张金汕 孙鹏 罗四维 王欢 李鹏 石书兵

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Citation:

施磷量对不同播种方式下冬小麦干物质转运及养分吸收利用的影响

    作者简介: 刘冲 E-mail:Mr6V587@163.com;
    通讯作者: 石书兵, E-mail:shubshi@sina.com
  • 基金项目: 新疆维吾尔自治区科技援疆项目(2016E02003)。

Effects phosphorus application rates on dry matter translocation and nutrient uptake and utilization of winter wheat under different seeding patterns

    Corresponding author: SHI Shu-bing, E-mail:shubshi@sina.com
  • 摘要:   【目的】  研究立体匀播方式下,施磷量对冬小麦干物质、产量及养分效率的影响,以筛选与新疆冬小麦立体匀播技术配套的适宜施磷量。  【方法】  以新冬22号为材料,采用双因素裂区试验设计,设播种方式为主区,分条播 (D) 和立体匀播 (U) 两种方式;施磷量 (P2O5) 为副区,磷施用量分别为0、60、120、180 kg/hm2 (分别用P0、P60、P120、P180表示)。在主要生育期取植株样并测定干物质分配和转运量,在开花期和成熟期测定植株氮、磷、钾含量,收获后测定产量及其构成因素。  【结果】  与条播相比,小麦茎秆直径和株高在立体匀播下具有显著优势 (P < 0.05)。4个磷用量处理中,干物质转运、分配及磷素转运、利用均以P120最佳,且产量优势明显 (P < 0.05)。立体匀播提高了冬小麦分蘖茎上籽粒的干物质分配、营养器官干物质转运量,保证冬小麦将更多的氮、磷、钾向籽粒转运,促进植株磷素转运和利用。两种播种方式均以P120 处理最有助于开花期和成熟期干物质向叶片、茎秆和叶鞘以及穗部的分配,从而有效增加干物质转运率和干物质转运对籽粒贡献率,进而提高经济系数,达到高产的效果。  【结论】  立体匀播比常规条播更有利于小麦生长发育。采用立体匀播的冬小麦适当增加磷肥施用量,可有效促进单位面积穗数、分蘖茎穗粒数和千粒重的提高,进而获得高产。在本试验条件下,施用P2O5 120 kg/hm2是兼顾冬小麦产量和养分利用效率的最佳用量。
  • 图 1  条播和立体匀播小麦不同施磷量下茎秆直径和株高

    Figure 1.  Stem diameter and height of winter wheat under drill and uniform seeding with different application rates of P

    表 1  供试土壤化学性质

    Table 1.  Basic chemical properties of test soil

    土层 (cm)
    Soil layer
    有机质 (g/kg)
    Organic matter
    全氮 (g/kg)
    Total N
    全磷 (g/kg)
    Total P
    全钾 (g/kg)
    Total K
    碱解氮 (mg/kg)
    Available N
    有效磷 (mg/kg)
    Available P
    0—2024.670.341.236.3829.76 9.49
    20—4024.040.331.269.4934.3310.18
    40—6012.700.340.949.5231.0110.87
    60—80 8.970.190.778.2821.87 5.80
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    表 2  不同播种方式及施磷量下冬小麦营养器官干物质转运及其对产量的贡献率

    Table 2.  Transport of dry matter of vegetative organs and its contribution to yield of winter wheat under different seeding patterns and P application rates

    部位
    Position
    播种方式
    Seeding pattern
    施磷处理
    P treatment
    营养器官干重 (kg/hm2)
    Dry weight of vegetative organs
    籽粒重(kg/hm2)
    Grain weight
    干物质转运量(kg/hm2)
    Dry matter
    translocation
    干物质转运率 (%)
    Dry matter
    translocation rate
    干物质贡献率 (%)
    Dry matter
    contribution rate
    经济系数
    Economic coefficient
    开花期Flowering成熟期Maturity
    主茎
    Main stem
    条播
    Drill seeding
    P04617.63 ± 44.24 i2768.32 ± 52.79 cd3854.72 ± 25.39 j1309.63 ± 52.74 f26 e31 f0.43 c
    P605153.26 ± 18.02 g3019.05 ± 26.12 abcd4136.06 ± 16.38 g1873.29 ± 49.30 ef35 de42 ef0.45 abc
    P1206080.70 ± 59.06 c2936.05 ± 9.60 bcd4203.86 ± 1.81 f2607.30 ± 28.85 abcd44 abcd57 bcd0.46 ab
    P1805485.10 ± 50.82 ef2680.34 ± 91.96 d4118.72 ± 9.18 g2184.93 ± 57.74 cde39 bcd51 de0.44 abc
    立体匀播
    Uniform seeding
    P04982.67 ± 28.73 h3673.05 ± 25.85 a4043.32 ± 13.66 h1849.31 ± 90.36 ef40 abcd47 de0.45 abc
    P605401.51 ± 17.40 f3528.22 ± 43.59 ab4236.53 ± 3.91 ef2134.21 ± 91.57 de41 abcd50 de0.46 abc
    P1205865.29 ± 19.95 d3257.99 ± 61.83 abcd4330.09 ± 17.60 c3144.50 ± 50.85 a52 a73 a0.46 ab
    P1805612.62 ± 23.34 e3427.69 ± 44.71 ab4244.47 ± 8.89 def2805.13 ± 51.30 abc51 ab66 abc0.48 a
    分蘖茎
    Tiller stem
    条播
    Drill seeding
    P04735.54 ± 68.20 i2892.53 ± 96.89 bcd3933.59 ± 10.22 i1843.01 ± 62.77 ef39 bcd48 de0.46 abc
    P605390.70 ± 28.92 f3446.70 ± 36.55 ab4271.47 ± 13.93 de1943.55 ± 40.82 e36 cd47 de0.44 bc
    P1206128.40 ± 61.60 bc3231.62 ± 55.86 abcd4286.71 ± 9.51 cd2896.78 ± 54.87 ab47 abc69 ab0.47 ab
    P1805763.18 ± 20.89 d2981.64 ± 45.50 bcd4246.14 ± 23.00 def2781.53 ± 64.25 abc48 abc68 ab0.48 a
    立体匀播
    Uniform seeding
    P05141.70 ± 47.59 g3041.98 ± 90.49 abcd4241.50 ± 13.73 def2099.47 ± 43.00 de41 abcd52 cde0.46 abc
    P605852.86 ± 15.97 d3397.19 ± 17.07 abc4456.67 ± 23.78 b2455.67 ± 18.30 bcde42 abcd58 bcd0.46 ab
    P1206516.23 ± 32.08 a3399.43 ± 66.10 abc4542.42 ± 12.79 a3116.81 ± 61.53 a48 abc72 ab0.47 a
    P1806229.62 ± 33.22 b3199.05 ± 81.50 abcd4322.50 ± 10.13 c3030.57 ± 89.22 ab49 ab71 ab0.47 a
    注(Note):同列数值后不同小写字母表示处理间差异显著 (P < 0.05) Values followed by different small letters in the same column mean significant difference among treatments (P < 0.05) .
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    表 3  冬小麦开花期和成熟期各器官的干物质分配 (kg/hm2)

    Table 3.  Dry matter distribution in different organs at flowering and maturity stages of winter wheat

    部位
    Position
    播种方式
    Seeding pattern
    施磷处理
    P treatment
    开花期 Flowering stage成熟期 Maturity stage
    叶片
    Leaf
    茎秆和叶鞘
    Stem and sheath

    Spike
    叶片
    Leaf
    茎秆和叶鞘
    Stem and sheath
    穗轴和颖壳
    Spike axis and glume
    籽粒
    Grain
    主茎
    Main stem
    条播
    Drill seeding
    P01184.75 ± 60.15 j3223.33 ± 31.41 j1088.50 ± 25.00 f778.25 ± 8.14 k1126.00 ± 82.90 bc722.67 ± 25.25 bc3854.72 ± 25.39 h
    P601395.00 ± 72.51 j3681.00 ± 21.46 h1263.20 ± 18.94 cd869.95 ± 9.23 j1469.20 ± 121.33 ab729.50 ± 18.54 bc4136.07 ± 16.38 g
    P1201549.20 ± 62.87 ef3954.58 ± 15.42 de1609.70 ± 35.65 a891.92 ± 3.58 def1216.10 ± 85.6 bc676.67 ± 48.42 bc4203.86 ± 1.81 f
    P1801454.20 ± 24.84 fg3712.75 ± 40.67 gh1414.10 ± 46.95 c885.70 ± 30.34 ij1058.60 ± 116.96 c656.33 ± 30.98 c4118.72 ± 9.18 g
    立体匀播
    Uniform seeding
    P01250.65 ± 55.31 ij3390.00 ± 7.60 i1127.90 ± 36.73 e793.50 ± 12.95 k1250.70 ± 39.42 bc730.17 ± 44.00 bc4043.32 ± 13.66 g
    P601376.70 ± 31.03 gh3780.17 ± 14.10 f1375.80 ± 26.26 cd920.25 ± 8.09 fgh1258.40 ± 28.23 bc751.33 ± 8.78 bc4236.53 ± 3.91 ef
    P1201716.20 ± 65.62 ab4018.67 ± 66.67 bc1758.90 ± 31.79 b944.88 ± 30.55 efg1368.70 ± 48.09 bc727.17 ± 10.43 bc4330.09 ± 17.60 c
    P1801558.50 ± 49.51 de3912.83 ± 13.62 de1542.40 ± 28.47 cd875.03 ± 5.11 ghi1204.00 ± 41.39 bc620.67 ± 26.20 bc4244.48 ± 8.89 def
    分蘖茎
    Tiller stem
    条播
    Drill seeding
    P01201.25 ± 13.78 j3434.00 ± 5.60 i1182.40 ± 79.96 ef881.37 ± 2.25 ij1353.60 ± 38.66 bc751.67 ± 119.39 bc3933.59 ± 10.21 h
    P601380.10 ± 10.93 gh3776.42 ± 28.64 f1317.40 ± 40.86 d970.07 ± 49.60 cde1279.80 ± 83.65 bc849.00 ± 117.45 ab4271.48 ± 13.93 de
    P1201652.68 ± 34.30 bc4428.42 ± 43.88 a1722.70 ± 39.00 b1085.82 ± 35.14 bc1377.70 ± 26.77 bc642.50 ± 19.66 bc4286.71 ± 9.50 cd
    P1801588.45 ± 77.89 cde3902.50 ± 5.28 de1689.00 ± 37.42 cd962.85 ± 41.88 def1205.00 ± 168.27 bc532.83 ± 74.48 bc4246.14 ± 23.01 def
    立体匀播
    Uniform seeding
    P01328.60 ± 25.41 hi3656.75 ± 21.35 h1671.90 ± 82.30 cd875.17 ± 10.04 hi1503.10 ± 100.37 ab1097.83 ± 108.46 a4241.50 ± 13.73 def
    P601525.52 ± 12.87 ef3877.50 ± 6.49 e1841.60 ± 59.38 b996.43 ± 23.60 cd1621.50 ± 121.86 ab938.50 ± 165.42 ab4456.67 ± 23.78 b
    P1201783.67 ± 34.71 a4076.92 ± 26.39 b2143.90 ± 15.40 a1172.78 ± 11.95 a1349.20 ± 103.42 abc856.23 ± 113.59 abc4542.42 ± 12.79 a
    P1801635.90 ± 25.23 bcd3979.33 ± 20.99 cd2089.87 ± 46.81 b1057.22 ± 10.92 b1545.00 ± 116.05 ab833.17 ± 91.82 ab4322.50 ± 10.13 c
    注(Note):同列数据后不同小写字母表示处理间差异显著 (P < 0.05) Values followed by different small letters in the same column mean significant difference among treatments (P < 0.05).
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    表 4  不同播种方式和施磷量下冬小麦产量及产量构成因素

    Table 4.  Yield and yield components of winter wheat under different seeding patterns and phosphorus application rates

    播种方式
    Seeding pattern
    施磷处理
    P treatment
    穗数 (× 104/hm2)
    Spikes
    主茎穗粒数
    Main stem grains
    per spike
    分蘖茎穗粒数
    Tiller stems grains
    per spike
    千粒重 (g)
    1000–grain weight
    产量 (kg/hm2)
    Yield
    条播
    Drill seeding
    P0456.33 ± 7.22 e33.61 ± 1.68 a23.34 ± 0.90 b51.10 ± 0.54 bc7690.27 ± 60.84 e
    P60536.67 ± 13.23 cd35.44 ± 0.99 a25.65 ± 1.69 b51.84 ± 0.12 abc8276.40 ± 116.59 cd
    P120590.00 ± 19.01 b36.72 ± 0.95 a23.18 ± 1.61 b50.73 ± 0.40 c8200.00 ± 64.22 cd
    P180527.50 ± 22.47 d35.00 ± 0.65 a21.73 ± 2.05 b50.70 ± 0.62 c8133.33 ± 55.44 d
    立体匀播
    Uniform seeding
    P0529.17 ± 18.93 d34.61 ± 2.71 a30.64 ± 1.56 a52.99 ± 0.48 ab8192.00 ± 78.50 cd
    P60579.33 ± 10.14 bc36.50 ± 1.35 a26.46 ± 0.88 ab53.11 ± 1.09 a8508.00 ± 55.14 b
    P120644.00 ± 15.19 a35.33 ± 0.76 a23.97 ± 0.79 b51.97 ± 0.61 abc8733.33 ± 47.88 a
    P180610.67 ± 6.00 ab36.33 ± 1.02 a25.39 ± 1.65 b51.04 ± 0.35 c8400.00 ± 61.96 bc
    注(Note):同列数据后不同小写字母表示处理间差异显著 (P < 0.05) Values followed by different small letters in the same column mean significant difference among treatments (P < 0.05).
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    表 5  不同播种方式和施磷量下冬小麦氮吸收量 (kg/hm2)

    Table 5.  Nitrogen uptake of winter wheat under different seeding patterns and P application rates

    播种方式
    Seeding pattern
    施磷处理
    P treatment
    茎秆及叶鞘
    Stem and sheath
    叶片
    Leaf
    穗轴及颖壳
    Spike axis and glume
    籽粒
    Grain
    总量
    Total
    条播
    Drill seeding
    P06.22 ± 0.27 b9.32 ± 0.60 b5.17 ± 0.13 ab138.02 ± 8.37 b158.74 ± 10.67 b
    P607.25 ± 0.87 ab9.68 ± 0.98 b4.62 ± 0.49 ab140.56 ± 5.18 b162.11 ± 9.55 b
    P1205.79 ± 0.15 b10.82 ± 0.48 ab4.21 ± 0.22 b134.78 ± 9.98 c155.60 ± 5.87 c
    P1805.53 ± 0.43 b10.28 ± 0.33 ab4.20 ± 0.16 b152.54 ± 7.67 ab172.55 ± 16.82 ab
    立体匀播
    Uniform seeding
    P07.60 ± 0.73 a8.46 ± 0.56 c6.09 ± 0.40 ab154.82 ± 5.63 ab176.98 ± 18.68 ab
    P607.82 ± 0.51 a9.48 ± 0.64 b6.57 ± 0.52 a141.21 ± 5.00 b165.09 ± 18.00 b
    P1206.92 ± 0.91 ab11.28 ± 0.93 a4.45 ± 0.26 ab163.23 ± 7.59 a185.88 ± 7.08 a
    P1807.40 ± 0.65 a11.06 ± 0.39 a4.90 ± 0.67 ab154.38 ± 7.38 ab177.73 ± 8.64 ab
    注(Note):同列数据后不同小写字母表示处理间差异显著 (P < 0.05) Values followed by different small letters in the same column mean significant difference among treatments (P < 0.05).
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    表 6  不同播种方式和施磷量下冬小麦磷吸收量 (kg/hm2)

    Table 6.  Phosphorus uptake in winter wheat under different seeding patterns and P application rates

    播种方式
    Seeding pattern
    施磷处理
    P treatment
    茎秆及叶鞘
    Stem and sheath
    叶片
    Leaf
    穗轴及颖壳
    Spike axis and glume
    籽粒
    Grain
    总量
    Total
    条播
    Drill seeding
    P03.38 ± 0.31 ab1.37 ± 0.13 ab1.39 ± 0.08 ab31.63 ± 1.70 b37.78 ± 1.69 c
    P603.97 ± 0.26 a1.34 ± 0.50 ab1.21 ± 0.07 b32.52 ± 1.45 ab39.05 ± 1.50 bc
    P1203.43 ± 0.34 ab1.24 ± 0.21 ab1.22 ± 0.17 b34.31 ± 1.14 a40.21 ± 2.67 b
    P1802.88 ± 0.80 b1.62 ± 0.09 ab1.01 ± 0.16 b32.97 ± 1.95 ab38.48 ± 1.65 c
    立体匀播
    Uniform seeding
    P04.27 ± 0.34 a0.84 ± 0.56 b2.07 ± 0.20 a35.95 ± 1.18 a43.13 ± 1.28 a
    P603.90 ± 0.13 a1.08 ± 0.48 b1.76 ± 0.12 ab34.32 ± 3.10 a41.07 ± 2.24 b
    P1203.16 ± 0.24 ab2.16 ± 0.05 a1.42 ± 0.34 ab35.86 ± 3.47 a42.59 ± 4.32 a
    P1803.02 ± 0.89 ab2.49 ± 0.86 a1.44 ± 0.22 ab32.34 ± 1.52 ab39.29 ± 1.00 bc
    注(Note):同列数据后不同小写字母表示处理间差异显著 (P < 0.05) Values followed by different small letters in the same column mean significant difference among treatments (P < 0.05).
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    表 7  不同播种方式和施磷量下冬小麦不同部位钾吸收量 (kg/hm2)

    Table 7.  Potassium uptake in different parts of winter wheat under different seeding patterns and P application rates

    播种方式
    Seeding pattern
    施磷处理
    P treatment
    茎秆及叶鞘
    Stem and sheath
    叶片
    Leaf
    穗轴及颖壳
    Spike axis and glume
    籽粒
    Grain
    总量
    Total
    条播
    Drill seeding
    P038.90 ± 2.37 ab30.69 ± 2.22 b7.02 ± 0.17 c15.65 ± 0.40 b93.11 ± 2.30 b
    P6040.59 ± 4.81 ab39.19 ± 2.36 ab7.87 ± 0.29 b16.31 ± 0.22 ab103.96 ± 7.62 ab
    P12034.59 ± 1.72 ab37.77 ± 2.22 ab8.29 ± 0.12 b17.52 ± 0.81 a96.90 ± 3.39 b
    P18032.32 ± 4.60 b31.42 ± 2.80 b8.69 ± 0.13 b17.85 ± 0.65 a90.51 ± 6.08 b
    立体匀播
    Uniform seeding
    P039.64 ± 4.16 ab31.30 ± 1.74 b8.92 ± 0.32 ab17.00 ± 0.66 ab102.88 ± 3.60 ab
    P6040.99 ± 7.22 ab32.21 ± 2.14 b9.32 ± 0.09 ab17.37 ± 0.25 a105.07 ± 10.65 ab
    P12044.48 ± 5.54 a57.21 ± 1.08 a10.11 ± 0.15 a17.09 ± 0.49 a122.21 ± 18.12 a
    P18043.98 ± 4.60 a39.97 ± 3.60 ab11.51 ± 0.26 a16.58 ± 0.12 ab106.86 ± 9.48 ab
    注(Note):同列数据后不同小写字母表示处理间差异显著 (P < 0.05) Values followed by different small letters in the same column mean significant difference among treatments (P < 0.05).
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    表 8  不同播种方式和施磷量下冬小麦植株磷素转运和利用

    Table 8.  Phosphorus translocation and utilization in winter wheat under different seeding patterns and phosphorus application rates

    播种方式
    Seeding pattern
    施磷处理
    P treatment
    磷素转运量 (kg/hm2)
    Amount of phosphorus translocation
    磷素转运率 (%)
    Rate of phosphorus translocation
    磷素收获指数 (%)
    P harvest index
    PPF
    (kg/kg)
    PGPE
    (kg / kg)
    茎秆及叶鞘
    Stem and sheath
    叶片
    Leaf
    穗轴及颖壳
    Spike axis and glume
    茎秆及叶鞘
    Stem and sheath
    叶片
    Leaf
    穗轴及颖壳
    Spike axis and glume
    条播
    Drill seeding
    P02.85 ± 0.13 b2.48 ± 0.09 b4.19 ± 0.19 c45.32 ± 1.26 ab48.00 ± 1.38 c72.25 ± 5.11 b80.67 ± 0.88 ab 190.18 ± 3.27 b
    P602.14 ± 0.14 bc2.68 ± 0.19 b6.07 ± 0.19 a34.45 ± 2.13 c56.87 ± 1.42 bc76.87 ± 6.33 ab78.29 ± 1.18 ab110.04 ± 3.62 a204.24 ± 7.81 ab
    P1202.33 ± 0.11 bc3.11 ± 0.11 ab4.65 ± 0.15 c40.24 ± 3.59 b78.78 ± 1.46 a80.04 ± 7.16 a85.57 ± 1.51 a88.58 ± 1.85 b212.79 ± 6.72 a
    P1802.21 ± 0.18 bc3.08 ± 0.14 ab4.34 ± 0.13 c43.35 ± 4.99 ab73.30 ± 1.34 ab79.36 ± 8.12 a85.27 ± 0.42 a85.77 ± 2.71 b205.82 ± 6.26 ab
    立体匀播
    Uniform seeding
    P03.12 ± 0.13 ab2.50 ± 0.15 b5.32 ± 0.16 b39.75 ± 5.74 b64.97 ± 1.50 b73.62 ± 1.28 ab79.33 ± 0.23 ab 208.53 ± 5.63 ab
    P601.51 ± 0.30 c3.14 ± 0.15 ab5.93 ± 0.18 a31.33 ± 6.77 c70.65 ± 1.19 ab78.73 ± 3.31 a76.27 ± 1.54 ab115.69 ± 2.42 a212.19 ± 6.66 a
    P1202.75 ± 0.13 b3.39 ± 0.14 a5.73 ± 0.17 ab43.78 ± 7.75 ab72.56 ± 1.17 ab82.69 ± 2.23 a84.28 ± 0.37 a90.22 ± 2.77 b214.09 ± 6.18 a
    P1803.55 ± 0.15 a2.47 ± 0.12 b5.67 ± 0.18 ab53.33 ± 8.54 a61.65 ± 1.86 b80.99 ± 4.25 a72.26 ± 1.09 b89.38 ± 3.39 b209.10 ± 4.00 ab
    注(Note):PPF—磷肥偏生产力 Partial productivity of phosphate fertilizer; PGPE—磷素籽粒生产效率 Phosphorus grain production efficiency. 同列数据后不同小写字母表示处理间差异显著 (P < 0.05) Values followed by different small letters in the same column mean significant difference among treatments (P < 0.05).
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    [13] 宁东峰李志杰孙文彦马卫萍黄绍文赵秉强 . 限水灌溉下施氮量对冬小麦产量、氮素利用及氮平衡的影响. 植物营养与肥料学报, 2010, 16(6): 1312-1318. doi: 10.11674/zwyf.2010.0603
    [14] 蒋会利温晓霞廖允成 . 施氮量对冬小麦产量的影响及土壤硝态氮运转特性. 植物营养与肥料学报, 2010, 16(1): 237-241. doi: 10.11674/zwyf.2010.0136
    [15] 谭金芳洪坚平赵会杰韩燕来王宜伦 . 不同施钾量对旱作冬小麦产量、品质和生理特性的影响 . 植物营养与肥料学报, 2008, 14(3): 456-462. doi: 10.11674/zwyf.2008.0308
    [16] 同延安赵营赵护兵樊红柱 . 施氮量对冬小麦氮素吸收、转运及产量的影响. 植物营养与肥料学报, 2007, 13(1): 64-69. doi: 10.11674/zwyf.2007.0111
    [17] 姜宗庆封超年黄联联郭文善朱新开彭永欣 . 施磷量对小麦物质生产及吸磷特性的影响. 植物营养与肥料学报, 2006, 12(5): 628-634. doi: 10.11674/zwyf.2006.0505
    [18] 杨晴韩金玲李雁鸣肖凯刘艳芳 . 不同施磷量对小麦旗叶光合性能和产量性状的影响. 植物营养与肥料学报, 2006, 12(6): 816-821. doi: 10.11674/zwyf.2006.0610
    [19] 林琪侯立白韩伟 . 不同肥力土壤下施氮量对小麦子粒产量和品质的影响. 植物营养与肥料学报, 2004, 10(6): 561-567. doi: 10.11674/zwyf.2004.0601
    [20] 樊文华薛晓光杨黎芳刘素萍 . 施钴对冬小麦产量品质的影响. 植物营养与肥料学报, 2004, 10(4): 429-432. doi: 10.11674/zwyf.2004.0417
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出版历程
  • 收稿日期:  2019-05-21
  • 网络出版日期:  2020-06-16
  • 刊出日期:  2020-05-01

施磷量对不同播种方式下冬小麦干物质转运及养分吸收利用的影响

    作者简介:刘冲 E-mail:Mr6V587@163.com
    通讯作者: 石书兵, shubshi@sina.com
  • 1. 新疆农业大学农学院,新疆乌鲁木齐 830052
  • 2. 新疆农业科学院奇台麦类试验站,新疆奇台 831800
  • 基金项目: 新疆维吾尔自治区科技援疆项目(2016E02003)。
  • 摘要:   【目的】  研究立体匀播方式下,施磷量对冬小麦干物质、产量及养分效率的影响,以筛选与新疆冬小麦立体匀播技术配套的适宜施磷量。  【方法】  以新冬22号为材料,采用双因素裂区试验设计,设播种方式为主区,分条播 (D) 和立体匀播 (U) 两种方式;施磷量 (P2O5) 为副区,磷施用量分别为0、60、120、180 kg/hm2 (分别用P0、P60、P120、P180表示)。在主要生育期取植株样并测定干物质分配和转运量,在开花期和成熟期测定植株氮、磷、钾含量,收获后测定产量及其构成因素。  【结果】  与条播相比,小麦茎秆直径和株高在立体匀播下具有显著优势 (P < 0.05)。4个磷用量处理中,干物质转运、分配及磷素转运、利用均以P120最佳,且产量优势明显 (P < 0.05)。立体匀播提高了冬小麦分蘖茎上籽粒的干物质分配、营养器官干物质转运量,保证冬小麦将更多的氮、磷、钾向籽粒转运,促进植株磷素转运和利用。两种播种方式均以P120 处理最有助于开花期和成熟期干物质向叶片、茎秆和叶鞘以及穗部的分配,从而有效增加干物质转运率和干物质转运对籽粒贡献率,进而提高经济系数,达到高产的效果。  【结论】  立体匀播比常规条播更有利于小麦生长发育。采用立体匀播的冬小麦适当增加磷肥施用量,可有效促进单位面积穗数、分蘖茎穗粒数和千粒重的提高,进而获得高产。在本试验条件下,施用P2O5 120 kg/hm2是兼顾冬小麦产量和养分利用效率的最佳用量。

    English Abstract

    • 小麦在粮食生产中具有重要地位[1],立体匀播是基于小麦生长特性,充分发挥个体生长和群体调控的增产技术,创造单株营养均衡的条件,使苗期个体营养竞争减小,有利于健苗壮苗,从而促进个体和群体光合作用,达到高产高效[2]。前人从旱地和水浇地小麦绿色增产增效技术模式[3-4],不同茎蘖生产力、群体光截获和辐射利用率对立体匀播的响应[5-6],及氮肥对小麦植株性状、旗叶光合性能及产量构成影响等方面进行了深入阐述[7-8]

      磷是小麦产量形成所必需的营养元素,土壤中磷对小麦产量的影响仅次于氮,缺磷导致根系发育不良,分蘖少,干物质积累少,产量低[9]。岳寿松等[10]和李建民等[11]认为,施用磷肥可使小麦显著增产,且土壤速效磷含量越低,施磷增产效果越明显。邢丹等[12]、王旭东等[13]研究表明,磷肥的施入可促进冬小麦生长、增加植株高度,但过量施磷会降低千粒重和收获指数。

      有关磷肥对冬小麦干物质转运分配及产量的影响有较多研究,但结合立体匀播对冬小麦干物质转运分配、产量及养分效率影响的研究尚不多见。本研究立足新疆小麦生产实际,首次在立体匀播方式下采用不同施磷量处理,研究对冬小麦干物质转运分配、产量及养分效率的影响,为北疆昌吉地区立体匀播小麦栽培提供理论依据和技术参考。

      • 本试验于2017—2018年在新疆农业科学院奇台麦类试验站进行,位于东经89°13′~91°22′,北纬42°45′~45°29′,属温带大陆性气候,全年平均气温5.5℃,无霜期153天,前茬作物为马铃薯,土壤为沙壤土,pH 8.25,供试土壤基本性质如表1所示。

        表 1  供试土壤化学性质

        Table 1.  Basic chemical properties of test soil

        土层 (cm)
        Soil layer
        有机质 (g/kg)
        Organic matter
        全氮 (g/kg)
        Total N
        全磷 (g/kg)
        Total P
        全钾 (g/kg)
        Total K
        碱解氮 (mg/kg)
        Available N
        有效磷 (mg/kg)
        Available P
        0—2024.670.341.236.3829.76 9.49
        20—4024.040.331.269.4934.3310.18
        40—6012.700.340.949.5231.0110.87
        60—80 8.970.190.778.2821.87 5.80
      • 采用双因素裂区试验设计,以播种方式为主区,分别为条播 (D) 和立体匀播 (U);施磷量 (P2O5) 为副区,分别为0、60、120、180 kg/hm2 (依次以P0、P60、P120、P180表示)。所用磷肥为过磷酸钙,有效磷 ≥ 12%;氮肥 (尿素,含N 46%) 施用量为300 kg/hm2,50%作为底肥施入,50%于拔节期施入。小麦品种为新冬22号,2017年9月25日播种,2018年7月15日收获。播深3—4 cm,条播等行距20 cm,立体匀播等株距6.67 cm,均为人工播种施肥。小区面积10 m2 (2 m × 5 m),3次重复共24个小区,随机区组排列,小区间设0.5 m隔离区,三叶期基本苗为225万株/hm2。于分蘖期、拔节期、抽穗期、灌浆期、蜡熟期进行滴灌浇水,灌水总量为4500 m3/hm2,试验地四周设保护行,其他管理措施与当地大田栽培技术一致。

      • 于成熟期田间取样,各处理每个小区选有代表性小麦30株,游标卡尺测定茎秆直径,直尺测定株高、各节间长度等指标,取平均值。

      • 于拔节期、孕穗期、抽穗期、开花期、灌浆期和成熟期,每小区连续挖取30株生长均匀并有代表性的样株 (每个小区最边3行不取),清洗后将每株地上部各器官 (叶片、茎鞘、穗) 与地下部根系分开,分别装入信封袋置于恒温烘箱中105℃杀青30 min,80℃烘24 h,冷却后称其干物质量。同时计算干物质转运特征参数[14-15]

        营养器官花前贮藏干物质转运量 (kg/hm2) = 开花期干物质累积量−成熟期干物质累积量;

        营养器官花前贮藏干物质转运率 = 花前贮藏干物质转运量/开花期干重 × 100%;

        花前贮藏干物质转运量对籽粒的贡献率 = 花前干物质转运量/成熟期籽粒干重 × 100%;

        花后干物质积累量 (kg/hm2) = 成熟期籽粒干重 − 营养器官开花前贮藏干物质转运量;

        花后干物质对籽粒的贡献率 = 花后干物质积累量/成熟期籽粒干重 × 100%;

        经济系数 = 成熟期籽粒产量 (kg/hm2) / 植株地上部总干物质量 (kg/hm2)。

      • 收获前,每小区选2个有代表性的1 m2调查成穗数,另取30株进行室内考种,调查穗粒数;千粒重为晾干后数500粒称重,换算成千粒重,5次重复求平均值;产量测定以每小区取测产行单打单收4 m2,脱粒及自然风干后称量,折算为单位面积产量。

      • 于开花期和成熟期,测定干物重后,将粉碎待用的植株茎秆、叶片、穗轴及颖壳、籽粒样品用浓硫酸-双氧水消煮后,植株全氮含量采用半微量凯氏定氮法测定,全磷含量采用钒钼黄比色法测定,全钾含量采用火焰光度计法测定[16]。计算公式[17-18]如下:

        花前营养器官磷素运转量 (kg/hm2) = 开花期营养器官磷素积累量 − 成熟期营养器官磷素积累量;

        花前营养器官磷素运转率 = 花前营养器官磷素运转量/开花期营养器官磷素积累量 × 100%;

        磷素收获指数 = 籽粒磷素积累量 (kg/hm2) / 植株总磷素积累量 (kg/hm2) × 100%;

        磷肥偏生产力 (kg/kg) = 施磷区产量 / 施磷量;

        磷素籽粒生产效率 (kg/kg) = 籽粒产量 / 植株总磷素积累量。

      • 试验数据采用Excel 2013数据处理软件进行初步分析和图表制作,采用SPSS 19.0统计软件进行方差分析,采用新复极差多重比较法 (Duncan) 进行差异显著性检验 (α = 0.05)。

      • 图1可见,主茎茎秆直径明显大于分蘖茎,不同播种方式下立体匀播具有明显优势 (P < 0.05)。两种播种方式下小麦主茎高在P0处理差异不显著,P180处理下立体匀播较条播明显增加;分蘖茎也表现为相似的趋势。随着施磷量的增加,主茎茎秆直径呈先升后降趋势,以 P60和P120处理较大;相同施磷量下,立体匀播小麦茎秆比条播更粗壮。

        图  1  条播和立体匀播小麦不同施磷量下茎秆直径和株高

        Figure 1.  Stem diameter and height of winter wheat under drill and uniform seeding with different application rates of P

      • 表2可知,与主茎相比,分蘖茎开花期营养器官干重提高5.92%,成熟期营养器官干重提高1.18%,籽粒重提高3.42%,干物质转运量提高12.61%,干物质转运率提高6.71%,干物质转运对籽粒贡献率提高16.31%,经济系数提高2.20%。不同播种方式下,立体匀播小麦开花期营养器官干重、成熟期营养器官干重、籽粒重、干物质转运量、干物质转运率、干物质转运对籽粒贡献率、经济系数均高于条播,其中,分蘖茎占比高于主茎,干物质转运对籽粒贡献率优势尤为显著 (P < 0.05)。不同施磷量下,干物质转运量 以 P120处理最高,其中,P120处理开花期营养器官干重较P0处理分别提高26.25%,籽粒重提高8.03%,干物质转运量提高65.68%,干物质转运率提高30.82%,干物质转运对籽粒贡献率提高52.25%,经济系数提高3.33%。这表明立体匀播通过提高分蘖茎干物质转运占比促进冬小麦营养器官干物质转运,合理增施磷肥增加开花期营养器官干重和分蘖茎籽粒重量,增加干物质转运率以及干物质转运对籽粒贡献率,本研究中P120为实现干物质转运的最佳施磷量处理。

        表 2  不同播种方式及施磷量下冬小麦营养器官干物质转运及其对产量的贡献率

        Table 2.  Transport of dry matter of vegetative organs and its contribution to yield of winter wheat under different seeding patterns and P application rates

        部位
        Position
        播种方式
        Seeding pattern
        施磷处理
        P treatment
        营养器官干重 (kg/hm2)
        Dry weight of vegetative organs
        籽粒重(kg/hm2)
        Grain weight
        干物质转运量(kg/hm2)
        Dry matter
        translocation
        干物质转运率 (%)
        Dry matter
        translocation rate
        干物质贡献率 (%)
        Dry matter
        contribution rate
        经济系数
        Economic coefficient
        开花期Flowering成熟期Maturity
        主茎
        Main stem
        条播
        Drill seeding
        P04617.63 ± 44.24 i2768.32 ± 52.79 cd3854.72 ± 25.39 j1309.63 ± 52.74 f26 e31 f0.43 c
        P605153.26 ± 18.02 g3019.05 ± 26.12 abcd4136.06 ± 16.38 g1873.29 ± 49.30 ef35 de42 ef0.45 abc
        P1206080.70 ± 59.06 c2936.05 ± 9.60 bcd4203.86 ± 1.81 f2607.30 ± 28.85 abcd44 abcd57 bcd0.46 ab
        P1805485.10 ± 50.82 ef2680.34 ± 91.96 d4118.72 ± 9.18 g2184.93 ± 57.74 cde39 bcd51 de0.44 abc
        立体匀播
        Uniform seeding
        P04982.67 ± 28.73 h3673.05 ± 25.85 a4043.32 ± 13.66 h1849.31 ± 90.36 ef40 abcd47 de0.45 abc
        P605401.51 ± 17.40 f3528.22 ± 43.59 ab4236.53 ± 3.91 ef2134.21 ± 91.57 de41 abcd50 de0.46 abc
        P1205865.29 ± 19.95 d3257.99 ± 61.83 abcd4330.09 ± 17.60 c3144.50 ± 50.85 a52 a73 a0.46 ab
        P1805612.62 ± 23.34 e3427.69 ± 44.71 ab4244.47 ± 8.89 def2805.13 ± 51.30 abc51 ab66 abc0.48 a
        分蘖茎
        Tiller stem
        条播
        Drill seeding
        P04735.54 ± 68.20 i2892.53 ± 96.89 bcd3933.59 ± 10.22 i1843.01 ± 62.77 ef39 bcd48 de0.46 abc
        P605390.70 ± 28.92 f3446.70 ± 36.55 ab4271.47 ± 13.93 de1943.55 ± 40.82 e36 cd47 de0.44 bc
        P1206128.40 ± 61.60 bc3231.62 ± 55.86 abcd4286.71 ± 9.51 cd2896.78 ± 54.87 ab47 abc69 ab0.47 ab
        P1805763.18 ± 20.89 d2981.64 ± 45.50 bcd4246.14 ± 23.00 def2781.53 ± 64.25 abc48 abc68 ab0.48 a
        立体匀播
        Uniform seeding
        P05141.70 ± 47.59 g3041.98 ± 90.49 abcd4241.50 ± 13.73 def2099.47 ± 43.00 de41 abcd52 cde0.46 abc
        P605852.86 ± 15.97 d3397.19 ± 17.07 abc4456.67 ± 23.78 b2455.67 ± 18.30 bcde42 abcd58 bcd0.46 ab
        P1206516.23 ± 32.08 a3399.43 ± 66.10 abc4542.42 ± 12.79 a3116.81 ± 61.53 a48 abc72 ab0.47 a
        P1806229.62 ± 33.22 b3199.05 ± 81.50 abcd4322.50 ± 10.13 c3030.57 ± 89.22 ab49 ab71 ab0.47 a
        注(Note):同列数值后不同小写字母表示处理间差异显著 (P < 0.05) Values followed by different small letters in the same column mean significant difference among treatments (P < 0.05) .
      • 表3显示,成熟期营养器官干物质分配比例较开花期显著降低,生殖器官显著升高 (P < 0.05)。其中,开花期叶片、茎秆和叶鞘、穗干物质分配比例为21.59%、55.67%、22.74%,成熟期叶片、茎秆和叶鞘、穗轴和颖壳、籽粒干物质分配比例为12.92%、18.31%、10.47%、58.30%,叶片干物质分配下降36.56%、茎秆和叶鞘下降65.16%、穗升高220.40%。不同播种方式下,开花期立体匀播主茎干物质分配量较条播提高5.01%,分蘖茎提高8.57%;成熟期立体匀播主茎提高3.30%,分蘖茎提高9.71%。不同施磷处理干物质分配量表现为P0 < P60 < P180 < P120,开花期P60、P120、P180处理主茎较P0处理分别提高14.26%、29.67%、20.68%,分蘖茎分别提高9.97%、26.72%、19.32%,P120处理优势显著 (P < 0.05);成熟期P60、P120、P180处理主茎分别提高8.06%、7.97%、2.74%,分蘖茎分别提高5.09%、4.61%、0.46%,P60处理优势显著 (P < 0.05)。这表明立体匀播在增加分蘖茎的同时,提高了分蘖茎上籽粒的干物质分配,且适量的增施磷肥有助于开花期和成熟期干物质向叶片、茎秆和叶鞘以及穗部的分配,达到增产效果。

        表 3  冬小麦开花期和成熟期各器官的干物质分配 (kg/hm2)

        Table 3.  Dry matter distribution in different organs at flowering and maturity stages of winter wheat

        部位
        Position
        播种方式
        Seeding pattern
        施磷处理
        P treatment
        开花期 Flowering stage成熟期 Maturity stage
        叶片
        Leaf
        茎秆和叶鞘
        Stem and sheath

        Spike
        叶片
        Leaf
        茎秆和叶鞘
        Stem and sheath
        穗轴和颖壳
        Spike axis and glume
        籽粒
        Grain
        主茎
        Main stem
        条播
        Drill seeding
        P01184.75 ± 60.15 j3223.33 ± 31.41 j1088.50 ± 25.00 f778.25 ± 8.14 k1126.00 ± 82.90 bc722.67 ± 25.25 bc3854.72 ± 25.39 h
        P601395.00 ± 72.51 j3681.00 ± 21.46 h1263.20 ± 18.94 cd869.95 ± 9.23 j1469.20 ± 121.33 ab729.50 ± 18.54 bc4136.07 ± 16.38 g
        P1201549.20 ± 62.87 ef3954.58 ± 15.42 de1609.70 ± 35.65 a891.92 ± 3.58 def1216.10 ± 85.6 bc676.67 ± 48.42 bc4203.86 ± 1.81 f
        P1801454.20 ± 24.84 fg3712.75 ± 40.67 gh1414.10 ± 46.95 c885.70 ± 30.34 ij1058.60 ± 116.96 c656.33 ± 30.98 c4118.72 ± 9.18 g
        立体匀播
        Uniform seeding
        P01250.65 ± 55.31 ij3390.00 ± 7.60 i1127.90 ± 36.73 e793.50 ± 12.95 k1250.70 ± 39.42 bc730.17 ± 44.00 bc4043.32 ± 13.66 g
        P601376.70 ± 31.03 gh3780.17 ± 14.10 f1375.80 ± 26.26 cd920.25 ± 8.09 fgh1258.40 ± 28.23 bc751.33 ± 8.78 bc4236.53 ± 3.91 ef
        P1201716.20 ± 65.62 ab4018.67 ± 66.67 bc1758.90 ± 31.79 b944.88 ± 30.55 efg1368.70 ± 48.09 bc727.17 ± 10.43 bc4330.09 ± 17.60 c
        P1801558.50 ± 49.51 de3912.83 ± 13.62 de1542.40 ± 28.47 cd875.03 ± 5.11 ghi1204.00 ± 41.39 bc620.67 ± 26.20 bc4244.48 ± 8.89 def
        分蘖茎
        Tiller stem
        条播
        Drill seeding
        P01201.25 ± 13.78 j3434.00 ± 5.60 i1182.40 ± 79.96 ef881.37 ± 2.25 ij1353.60 ± 38.66 bc751.67 ± 119.39 bc3933.59 ± 10.21 h
        P601380.10 ± 10.93 gh3776.42 ± 28.64 f1317.40 ± 40.86 d970.07 ± 49.60 cde1279.80 ± 83.65 bc849.00 ± 117.45 ab4271.48 ± 13.93 de
        P1201652.68 ± 34.30 bc4428.42 ± 43.88 a1722.70 ± 39.00 b1085.82 ± 35.14 bc1377.70 ± 26.77 bc642.50 ± 19.66 bc4286.71 ± 9.50 cd
        P1801588.45 ± 77.89 cde3902.50 ± 5.28 de1689.00 ± 37.42 cd962.85 ± 41.88 def1205.00 ± 168.27 bc532.83 ± 74.48 bc4246.14 ± 23.01 def
        立体匀播
        Uniform seeding
        P01328.60 ± 25.41 hi3656.75 ± 21.35 h1671.90 ± 82.30 cd875.17 ± 10.04 hi1503.10 ± 100.37 ab1097.83 ± 108.46 a4241.50 ± 13.73 def
        P601525.52 ± 12.87 ef3877.50 ± 6.49 e1841.60 ± 59.38 b996.43 ± 23.60 cd1621.50 ± 121.86 ab938.50 ± 165.42 ab4456.67 ± 23.78 b
        P1201783.67 ± 34.71 a4076.92 ± 26.39 b2143.90 ± 15.40 a1172.78 ± 11.95 a1349.20 ± 103.42 abc856.23 ± 113.59 abc4542.42 ± 12.79 a
        P1801635.90 ± 25.23 bcd3979.33 ± 20.99 cd2089.87 ± 46.81 b1057.22 ± 10.92 b1545.00 ± 116.05 ab833.17 ± 91.82 ab4322.50 ± 10.13 c
        注(Note):同列数据后不同小写字母表示处理间差异显著 (P < 0.05) Values followed by different small letters in the same column mean significant difference among treatments (P < 0.05).
      • 表4可见,相同施磷量下,立体匀播单位面积穗数均高于条播,除P60处理外,其他3种施磷量下立体匀播优势达显著水平 (P < 0.05);在P0、P60、P120、P180处理立体匀播产量较条播分别提高6.52%、2.80%、6.50%、3.28%,优势显著 (P < 0.05)。随着施磷量的增加,单位面积穗数、千粒重和产量均呈先升后降趋势,条播下P60处理的产量达到最高,P60、P120、P180处理较P0处理优势显著 (P < 0.05),立体匀播下P120处理产量达到最高,且优势显著 (P < 0.05)。这表明,立体匀播更有利于提高产量构成因素,且适宜增施磷肥可以促进产量的增长,本试验主要通过促进单位面积穗数、分蘖茎穗粒数和千粒重的提高而影响产量。

        表 4  不同播种方式和施磷量下冬小麦产量及产量构成因素

        Table 4.  Yield and yield components of winter wheat under different seeding patterns and phosphorus application rates

        播种方式
        Seeding pattern
        施磷处理
        P treatment
        穗数 (× 104/hm2)
        Spikes
        主茎穗粒数
        Main stem grains
        per spike
        分蘖茎穗粒数
        Tiller stems grains
        per spike
        千粒重 (g)
        1000–grain weight
        产量 (kg/hm2)
        Yield
        条播
        Drill seeding
        P0456.33 ± 7.22 e33.61 ± 1.68 a23.34 ± 0.90 b51.10 ± 0.54 bc7690.27 ± 60.84 e
        P60536.67 ± 13.23 cd35.44 ± 0.99 a25.65 ± 1.69 b51.84 ± 0.12 abc8276.40 ± 116.59 cd
        P120590.00 ± 19.01 b36.72 ± 0.95 a23.18 ± 1.61 b50.73 ± 0.40 c8200.00 ± 64.22 cd
        P180527.50 ± 22.47 d35.00 ± 0.65 a21.73 ± 2.05 b50.70 ± 0.62 c8133.33 ± 55.44 d
        立体匀播
        Uniform seeding
        P0529.17 ± 18.93 d34.61 ± 2.71 a30.64 ± 1.56 a52.99 ± 0.48 ab8192.00 ± 78.50 cd
        P60579.33 ± 10.14 bc36.50 ± 1.35 a26.46 ± 0.88 ab53.11 ± 1.09 a8508.00 ± 55.14 b
        P120644.00 ± 15.19 a35.33 ± 0.76 a23.97 ± 0.79 b51.97 ± 0.61 abc8733.33 ± 47.88 a
        P180610.67 ± 6.00 ab36.33 ± 1.02 a25.39 ± 1.65 b51.04 ± 0.35 c8400.00 ± 61.96 bc
        注(Note):同列数据后不同小写字母表示处理间差异显著 (P < 0.05) Values followed by different small letters in the same column mean significant difference among treatments (P < 0.05).
      • 表5表明,不同播种方式下,立体匀播小麦茎秆及叶鞘、叶片、穗轴及颖壳、籽粒吸氮量较条播分别提高19.97%、0.45%、20.93%、8.44%,其中,茎秆及叶鞘的差异性体现在P0和P180处理中,叶片体现在P0处理中,籽粒体现在P120处理中,穗轴及颖壳的差异性不显著。

        表 5  不同播种方式和施磷量下冬小麦氮吸收量 (kg/hm2)

        Table 5.  Nitrogen uptake of winter wheat under different seeding patterns and P application rates

        播种方式
        Seeding pattern
        施磷处理
        P treatment
        茎秆及叶鞘
        Stem and sheath
        叶片
        Leaf
        穗轴及颖壳
        Spike axis and glume
        籽粒
        Grain
        总量
        Total
        条播
        Drill seeding
        P06.22 ± 0.27 b9.32 ± 0.60 b5.17 ± 0.13 ab138.02 ± 8.37 b158.74 ± 10.67 b
        P607.25 ± 0.87 ab9.68 ± 0.98 b4.62 ± 0.49 ab140.56 ± 5.18 b162.11 ± 9.55 b
        P1205.79 ± 0.15 b10.82 ± 0.48 ab4.21 ± 0.22 b134.78 ± 9.98 c155.60 ± 5.87 c
        P1805.53 ± 0.43 b10.28 ± 0.33 ab4.20 ± 0.16 b152.54 ± 7.67 ab172.55 ± 16.82 ab
        立体匀播
        Uniform seeding
        P07.60 ± 0.73 a8.46 ± 0.56 c6.09 ± 0.40 ab154.82 ± 5.63 ab176.98 ± 18.68 ab
        P607.82 ± 0.51 a9.48 ± 0.64 b6.57 ± 0.52 a141.21 ± 5.00 b165.09 ± 18.00 b
        P1206.92 ± 0.91 ab11.28 ± 0.93 a4.45 ± 0.26 ab163.23 ± 7.59 a185.88 ± 7.08 a
        P1807.40 ± 0.65 a11.06 ± 0.39 a4.90 ± 0.67 ab154.38 ± 7.38 ab177.73 ± 8.64 ab
        注(Note):同列数据后不同小写字母表示处理间差异显著 (P < 0.05) Values followed by different small letters in the same column mean significant difference among treatments (P < 0.05).
      • 表6可知,立体匀播茎秆及叶鞘、叶片、穗轴及颖壳、籽粒吸磷量较条播分别提高5.05%、17.95%、38.51%、5.36%。这表明立体匀播能够促进更多的磷素转向籽粒,施磷量过低或过高均不利于作物磷素营养吸取,P120处理可保证籽粒正常生长所需的磷营养。

        表 6  不同播种方式和施磷量下冬小麦磷吸收量 (kg/hm2)

        Table 6.  Phosphorus uptake in winter wheat under different seeding patterns and P application rates

        播种方式
        Seeding pattern
        施磷处理
        P treatment
        茎秆及叶鞘
        Stem and sheath
        叶片
        Leaf
        穗轴及颖壳
        Spike axis and glume
        籽粒
        Grain
        总量
        Total
        条播
        Drill seeding
        P03.38 ± 0.31 ab1.37 ± 0.13 ab1.39 ± 0.08 ab31.63 ± 1.70 b37.78 ± 1.69 c
        P603.97 ± 0.26 a1.34 ± 0.50 ab1.21 ± 0.07 b32.52 ± 1.45 ab39.05 ± 1.50 bc
        P1203.43 ± 0.34 ab1.24 ± 0.21 ab1.22 ± 0.17 b34.31 ± 1.14 a40.21 ± 2.67 b
        P1802.88 ± 0.80 b1.62 ± 0.09 ab1.01 ± 0.16 b32.97 ± 1.95 ab38.48 ± 1.65 c
        立体匀播
        Uniform seeding
        P04.27 ± 0.34 a0.84 ± 0.56 b2.07 ± 0.20 a35.95 ± 1.18 a43.13 ± 1.28 a
        P603.90 ± 0.13 a1.08 ± 0.48 b1.76 ± 0.12 ab34.32 ± 3.10 a41.07 ± 2.24 b
        P1203.16 ± 0.24 ab2.16 ± 0.05 a1.42 ± 0.34 ab35.86 ± 3.47 a42.59 ± 4.32 a
        P1803.02 ± 0.89 ab2.49 ± 0.86 a1.44 ± 0.22 ab32.34 ± 1.52 ab39.29 ± 1.00 bc
        注(Note):同列数据后不同小写字母表示处理间差异显著 (P < 0.05) Values followed by different small letters in the same column mean significant difference among treatments (P < 0.05).
      • 表7显示,立体匀播茎秆及叶鞘、叶片、穗轴及颖壳、籽粒吸钾量较条播分别提高15.50%、15.55%、25.07%、1.05%,其中,茎秆及叶鞘的差异性体现在P180处理中,穗轴及颖壳的差异体现在P0、P120、P180处理中,叶片、籽粒的差异均不显著。

        表 7  不同播种方式和施磷量下冬小麦不同部位钾吸收量 (kg/hm2)

        Table 7.  Potassium uptake in different parts of winter wheat under different seeding patterns and P application rates

        播种方式
        Seeding pattern
        施磷处理
        P treatment
        茎秆及叶鞘
        Stem and sheath
        叶片
        Leaf
        穗轴及颖壳
        Spike axis and glume
        籽粒
        Grain
        总量
        Total
        条播
        Drill seeding
        P038.90 ± 2.37 ab30.69 ± 2.22 b7.02 ± 0.17 c15.65 ± 0.40 b93.11 ± 2.30 b
        P6040.59 ± 4.81 ab39.19 ± 2.36 ab7.87 ± 0.29 b16.31 ± 0.22 ab103.96 ± 7.62 ab
        P12034.59 ± 1.72 ab37.77 ± 2.22 ab8.29 ± 0.12 b17.52 ± 0.81 a96.90 ± 3.39 b
        P18032.32 ± 4.60 b31.42 ± 2.80 b8.69 ± 0.13 b17.85 ± 0.65 a90.51 ± 6.08 b
        立体匀播
        Uniform seeding
        P039.64 ± 4.16 ab31.30 ± 1.74 b8.92 ± 0.32 ab17.00 ± 0.66 ab102.88 ± 3.60 ab
        P6040.99 ± 7.22 ab32.21 ± 2.14 b9.32 ± 0.09 ab17.37 ± 0.25 a105.07 ± 10.65 ab
        P12044.48 ± 5.54 a57.21 ± 1.08 a10.11 ± 0.15 a17.09 ± 0.49 a122.21 ± 18.12 a
        P18043.98 ± 4.60 a39.97 ± 3.60 ab11.51 ± 0.26 a16.58 ± 0.12 ab106.86 ± 9.48 ab
        注(Note):同列数据后不同小写字母表示处理间差异显著 (P < 0.05) Values followed by different small letters in the same column mean significant difference among treatments (P < 0.05).
      • 表8可见,磷素转运量和磷素转运率均以穗轴及颖壳最高,叶片次之,茎秆及叶鞘最低。立体匀播磷素收获指数、磷肥偏生产力、磷素籽粒生产效率较条播分别提高5.66%、3.83%、3.80%。不同施磷量下,磷素收获指数以 P120最高,磷肥偏生产力表现为P180 ≈ P120 < P60。这表明立体匀播可以更有效的促进植株磷素转运和利用,且P120处理具有更高的磷素收获指数和磷素籽粒生产效率。

        表 8  不同播种方式和施磷量下冬小麦植株磷素转运和利用

        Table 8.  Phosphorus translocation and utilization in winter wheat under different seeding patterns and phosphorus application rates

        播种方式
        Seeding pattern
        施磷处理
        P treatment
        磷素转运量 (kg/hm2)
        Amount of phosphorus translocation
        磷素转运率 (%)
        Rate of phosphorus translocation
        磷素收获指数 (%)
        P harvest index
        PPF
        (kg/kg)
        PGPE
        (kg / kg)
        茎秆及叶鞘
        Stem and sheath
        叶片
        Leaf
        穗轴及颖壳
        Spike axis and glume
        茎秆及叶鞘
        Stem and sheath
        叶片
        Leaf
        穗轴及颖壳
        Spike axis and glume
        条播
        Drill seeding
        P02.85 ± 0.13 b2.48 ± 0.09 b4.19 ± 0.19 c45.32 ± 1.26 ab48.00 ± 1.38 c72.25 ± 5.11 b80.67 ± 0.88 ab 190.18 ± 3.27 b
        P602.14 ± 0.14 bc2.68 ± 0.19 b6.07 ± 0.19 a34.45 ± 2.13 c56.87 ± 1.42 bc76.87 ± 6.33 ab78.29 ± 1.18 ab110.04 ± 3.62 a204.24 ± 7.81 ab
        P1202.33 ± 0.11 bc3.11 ± 0.11 ab4.65 ± 0.15 c40.24 ± 3.59 b78.78 ± 1.46 a80.04 ± 7.16 a85.57 ± 1.51 a88.58 ± 1.85 b212.79 ± 6.72 a
        P1802.21 ± 0.18 bc3.08 ± 0.14 ab4.34 ± 0.13 c43.35 ± 4.99 ab73.30 ± 1.34 ab79.36 ± 8.12 a85.27 ± 0.42 a85.77 ± 2.71 b205.82 ± 6.26 ab
        立体匀播
        Uniform seeding
        P03.12 ± 0.13 ab2.50 ± 0.15 b5.32 ± 0.16 b39.75 ± 5.74 b64.97 ± 1.50 b73.62 ± 1.28 ab79.33 ± 0.23 ab 208.53 ± 5.63 ab
        P601.51 ± 0.30 c3.14 ± 0.15 ab5.93 ± 0.18 a31.33 ± 6.77 c70.65 ± 1.19 ab78.73 ± 3.31 a76.27 ± 1.54 ab115.69 ± 2.42 a212.19 ± 6.66 a
        P1202.75 ± 0.13 b3.39 ± 0.14 a5.73 ± 0.17 ab43.78 ± 7.75 ab72.56 ± 1.17 ab82.69 ± 2.23 a84.28 ± 0.37 a90.22 ± 2.77 b214.09 ± 6.18 a
        P1803.55 ± 0.15 a2.47 ± 0.12 b5.67 ± 0.18 ab53.33 ± 8.54 a61.65 ± 1.86 b80.99 ± 4.25 a72.26 ± 1.09 b89.38 ± 3.39 b209.10 ± 4.00 ab
        注(Note):PPF—磷肥偏生产力 Partial productivity of phosphate fertilizer; PGPE—磷素籽粒生产效率 Phosphorus grain production efficiency. 同列数据后不同小写字母表示处理间差异显著 (P < 0.05) Values followed by different small letters in the same column mean significant difference among treatments (P < 0.05).
      • 有研究表明,条播麦田单株拥挤,茎秆向行间倾斜,下部叶片早衰,基部茎节发育不良,易倒伏[19]。赵广才[20]提出小麦立体匀播技术,每株小麦分布均匀,占有相对均衡的土壤空间,避免了条播行内植株间拥挤现象,有利于小麦根系生长发育,更好地吸收利用土壤水分和养分,抗倒伏能力增强。适量施磷可促进小麦有效分蘖及根系发展,增加植株高度[12, 21]。增施磷肥可提高茎叶磷含量,提高小麦不同生育时期的植株体内无机磷含量和茎的干物质累积量[22-23],但过量施磷会使养分吸收量下降[24]。本研究表明,立体匀播茎秆直径和株高优势显著 (P < 0.05),均以P180处理达最高,且立体匀播可有效提高分蘖茎的茎秆直径和株高。因此,立体匀播下适宜增施磷肥对冬小麦茎秆直径和株高生长具有一定的促进作用。

      • 大量研究表明,各种农艺措施对作物产量的影响大多与干物质积累及转化效率密切相关,干物质积累转运与合理分配是提高作物产量的关键,冬小麦的群体动态变化和干物质的转移和分配等指标对产量形成有显著影响[25-29]。适宜施磷有利于协调营养生长与生殖生长的关系,促进营养物质向籽粒的转移,从而提高干物质在籽粒中的分配比例,叶、穗器官干物质分配量大,对籽粒形成及增产有重要意义[30]。适宜施磷可以促进小麦苗期分蘖、根系发育,优化群体结构,提高小麦抗旱、抗寒能力和叶面积指数,增加有效穗数和干物质积累[22, 31]。本研究表明,立体匀播提高了分蘖茎籽粒干物质分配、营养器官干物质转运量,保证更多氮素、磷素、钾素向籽粒转运,促进植株磷素转运和利用。此外,P120有助于开花期和成熟期干物质向叶片、茎秆和叶鞘以及穗部分配,从而增加干物质转运率、干物质转运对籽粒贡献率,进而提高经济系数,达到高产效果。

      • 小麦产量随播种方式不断改进而得到提高[32-38]。赵广才等[2]研究表明,立体匀播把条播的边行优势升华为单株优势,使小麦个体发育在群体增加的条件下充分发挥穗粒重的优势,实现增产增收。郝德有等[39]、张幸温等[40]研究表明,匀播能更加充分地利用光热资源,通风透光性比条播更好,植株根系更为发达,植株与活力强,使小麦个体能够充分有效利用土地资源,促进了小麦产量的提高。适量施磷可提高冬小麦抗寒能力、成熟期单茎干物质积累和种子产量,但过量施磷并不增产[41-43]。掌握小麦磷素吸收特征及区域差异性有利于指导小麦合理施磷肥,提高磷肥肥效,维持小麦增产稳产[44-45]。本研究表明,立体匀播产量显著高于条播 (P < 0.05),主要通过促进单位面积穗数、分蘖茎穗粒数和千粒重的提高而影响产量,立体匀播下适宜增施磷肥可以促进产量的增长,本研究以P120处理达最高产量。因此,匀播下P120是兼顾干物质转运与分配、养分效率、产量的最佳组合。

      • 立体匀播比常规条播更有利于小麦生长发育。采用立体匀播的冬小麦,适当增加磷肥用量可有效促进单位面积穗数、分蘖茎穗粒数和千粒重的提高,进而获得高产。在本试验条件下,施用P2O5 120 kg/hm2是兼顾冬小麦产量和养分效率的最佳用量。

    参考文献 (45)

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