不同肥料滴灌追施对春小麦光合参数及产量的影响

不同肥料滴灌追施对春小麦光合参数及产量的影响
赵斌;通乐嘎
【摘要】在滴灌种植模式下,探究不同施肥处理对春小麦光合作用和产量的影响.结果表明:小麦不同生育时期,净光合速率、气孔导度、蒸腾速率和产量差异显著,且以孕穗-开花期小麦旗叶的净光合速率最大(P＜0.05).滴灌硅谷肥料(含有机硅
0.3％,N、P5O2、K2O均为18％)条件下,孕穗-开花期小麦叶片的净光合速率为12.36μmol/(m2·s),比滴灌常规肥料(尿素5.95 kg/667 m2+硫酸钾9 kg/667
m2+磷酸二铵9.8 kg/667 m2)的高出2.73μmol/(m2·s);孕穗-开花期小麦叶片的气孔导度最大,滴灌硅谷肥料条件下的气孔导度为0.92μmol/(m2·s),较滴灌常规肥料高0.16μmol/(m2·s);孕穗-开花期春小麦叶片的蒸腾速率最大,滴灌硅谷肥料处理的蒸腾速率为13.65μmol/(m2·s),比滴灌常规肥料的高出1.23μmol/(m2·s).滴灌硅谷肥料处理下,小麦产量较常规肥料处理的高,达到8 653.65 kg/hm2.
【期刊名称】《大麦与谷类科学》
【年(卷),期】2017(034)005
【总页数】5页(P13-17)
【关键词】春小麦;滴灌;硅肥;光合参数;产量
【作者】赵斌;通乐嘎
【作者单位】河套学院,内蒙古巴彦淖尔015000;河套学院,内蒙古巴彦淖尔015000
【正文语种】中文
【中图分类】S512.1+2
小麦产量和品质取决于品种的遗传特性、栽培和环境条件，相应地，在精确配套的养分管理和栽培技术条件下，才能充分发挥小麦的产量与品质优势。

肥料的投入是栽培技术中对小麦生长、产量和品质形成影响最重要的环节。

河套灌区是国家重要的商品粮生产基地，春小麦栽培种植面积大、产量高、品质优良。

长期以来，在小麦栽培上注重氮肥的投入，造成土壤板结、次生盐渍化、肥料利用率低、土壤生产力持续下降的状况。

因此，研究养分类型对春小麦优质生产的影响是十分必要的。

硅和氮都是植物在生长发育过程中不可缺少的营养元素[1]，也对许多植物有良好
的促进作用，对作物的生长发育、形态结构、产量品质以及防病抗逆能力等方面也均有显著影响[2-3]。

报道认为施用硅肥能强化作物的光合作用，可提高小麦幼苗
的净光合作用速率(Pn)、气孔导度(Gs)、水分利用率(WUE)、蒸腾速率(Tr)，并延
缓叶片衰老、增加千粒质量，能促进果实中营养物质的积累，增加作物的产量[4-5]。

前人在硅肥对水稻上的应用研究较多，也较深入。

尽管近些年，硅肥应用在小麦生长发育上的研究有所报道，但其对小麦光合生理与产量形成等方面尚存在一些待解决的问题。

本文通过探讨滴灌栽培条件下河套灌区施用硅肥对小麦光合参数及产量的影响，以期为河套地区小麦高产优质及硅肥合理利用提供依据。

试验于2016年在巴彦淖尔市临河区大佘太镇进行，地理位置在东经107°6′～107°44′，北纬40°34′～41°17′之间。

前茬为紫花苜蓿，土壤有机质含量为13.57 g/kg，全氮平均含量为0.8 g/kg，速效磷平均含量为14 mg/kg，速效钾平均含
量为182.89 mg/kg，pH值平均为8.55，采用滴灌栽培方式。

小麦品种：永良4号，生育期为92 d左右，春性，株高为80～85 cm，穗长8～9 cm，长芒，籽粒卵圆形，红粒、硬质、穗粒数35粒左右，千粒质量43～45 g，属中筋品种。

该品种茎秆弹性强，抗倒伏，抗青枯早衰，适应性强，稳产性好。

常规肥料：硫酸钾（K2O为50%）由山东海化股份有限公司提供，尿素(N为46%)、
磷酸二铵（N为 18%，P2O5为 46%），均由中煤鄂尔多斯化工有限公司提供。

硅谷肥（质量比：N︰P2O5︰K2O为 18︰18︰18，有机硅为 0.3%，以下简称
硅肥），由河北硅谷肥料有限公司提供。

试验采用大田试验和室内分析相结合，试验地面积为0.26hm2，大区设计，小麦
行距18cm，滴灌带“一管六行”。

基肥为磷酸二铵20 kg/667 m2，在基肥一致的情况下，设A肥和B肥2个处理，控制追肥中基础养分含量一致，硅谷肥施入25 kg/667 m2（A肥），尿素5.95 kg+硫酸钾9 kg+磷酸二铵9.8 kg/667 m2（B肥），A肥和B肥分别在小麦分蘖期和拔节期分2次作为追肥随水施入，其
他田间管理同大田。

每个小区选取具有代表性的3个1 m样段，每个样段上随机标记10株小麦。

测
定小麦各生育期的株高、叶片长、宽、叶片数、分蘖数、叶面积、叶面积指数以及各生育期的光合指标等。

1.4.1 小麦形态指标的测定。

主要指农艺性状，包括小麦株高、叶片数、叶片长、宽、分蘖数、叶面积，并计算叶面积指数。

1.4.2 小麦光合参数的测定。

分别于小麦分蘖期、拔节期、孕穗期、灌浆期和乳熟期，取20株小麦叶片，采用比干重法测定小麦的叶面积。

在小麦分蘖期、孕穗-
开花期、灌浆期用LI-6400（美国，LI-COR）便携式光合仪，叶室为2 cm×3 cm，测定叶片（分蘖期测定主茎第4片叶，孕穗-开花期、灌浆期测定小麦旗叶）的净
光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、蒸腾速率（Tr）等光合生理指标。

1.4.3 小麦产量与产量构成测定。

考种：成熟后，每区内选定3点，取1 m2的小麦，调查单位面积穗数，进行室内考种并测产，每个小区单收、脱粒、测产，并折算成1 hm2的产量。

测定有效收获穗数、单穗粒质量。

收获脱粒后，随机选取3组，测定千粒质量。

用Excel 2010和SPSS11.0对试验结果进行数据分析和图表制作。

图1所示，滴灌条件下，春小麦在不同生育期处理间的净光合速率差异显著（P＜0.05）。

分蘖期2种肥料处理的净光合速率分别为5.2和4.1μmol/(m2·s)。

随着
生育进程，净光合速率呈单峰曲线变化。

孕穗-开花期小麦的净光合速率最大，此时，小麦由营养生长进入旺盛的生殖生长阶段，光合产物积累增加。

在孕穗-开花期，滴灌A肥处理的净光合速率为12.36 μmol/(m2·s)，滴灌B肥处理的净光合
速率为9.63 μmol/(m2·s)，A肥处理较B肥高出2.73 μmol/(m2·s)。

灌浆期，净光合速率略有降低，但2肥料处理间差异也达到显著水平（P＜0.05）。

因此，如何提高小麦旗叶净光合速率，延长旗叶的叶片功能期，增加光合产物积累，是产量增加的关键。

本试验中的滴灌硅肥与常规肥料相比，提高了光合效率，尤其是开花后的光合物质转运效率，利于籽粒产量的形成。

图2所示，滴灌条件下，分蘖期2种处理间的气孔导度差异不显著，在孕穗-开花期和灌浆期同一时期，处理间差异显著。

灌浆期小麦的气孔导度最大。

在灌浆期，滴灌B肥处理的气孔导度为0.84μmol/(m2·s)，滴灌 A肥条件下的气孔导度为
1.28 μmol/(m2·s)，滴灌 A 肥较 B 肥高出0.44 μmol/(m2·s)。

随着小麦生育进程，气孔增多，气孔开度增加，对水分运输的阻力小，小麦能够顺利进行水汽交换；而Gs小，表明气孔开度小，对水分传输的阻力大，抑制水分的流失，不利于光合作
用的进行。

滴灌A肥处理小麦的气孔导度大，灌浆期气孔开度大，利于光合产物
的形成；B肥处理气孔导度小，减少了水分蒸腾散失，不利于合成更多的光合产物。

但是，小麦在灌浆期的气孔导度小，虽减少了植株体内水分的逸散，但也减轻了灌浆阶段内“干热风”对产量形成的影响。

图3所示，Tr是植物水分代谢的一个重要的生理指标。

一般来说，Pn越高，Tr也越高，这是因为光合作用需要水分以及通过水分运载的矿物质营养成分的不断供应。

滴灌条件下，小麦在分蘖期2处理间差异不显著，孕穗-开花期和灌浆期同一时期
处理间的蒸腾速率差异显著（P＜0.05），孕穗-开花期春小麦的蒸腾速率最大，
滴灌A肥处理的蒸腾速率为13.65 μmol/(m2·s)，比滴灌 B 肥的高出 1.23
μmol/(m2·s)。

试验表明，滴灌A肥比B肥处理的蒸腾速率高，可能是因为A处
理中有机硅的存在，改善了非气孔限制因素而促进了叶片光合速率的提高。

叶片气孔导度的增加提高了叶片的蒸腾速率，从而提高了叶片的蒸腾拉力并促进养分的转运吸收。

在灌浆期，气孔导度增加而蒸腾速率降低，可能的原因是，水分供应不足导致小麦生理需水和生态需水不平衡，这尚需做进一步的研究。

由表1可知，小麦在滴灌硅肥追施处理下，穗长、籽粒数、单穗粒质量、千粒质
量和产量都较滴灌氮肥好。

河套灌区常规栽培小麦产量为400 kg/667 m2左右，试验表明滴灌栽培产量均在500 kg/667 m2以上。

从穗长、穗粒数和单穗粒质量、千粒质量等农艺指标看，本试验A肥处理都优于B肥处理，单穗籽粒数和千粒质
量差异显著（P＜0.05）；滴灌A肥处理小麦产量较高，为8 653.65 kg/hm2，
较滴灌B肥处理增产6.6%，使用硅谷肥的增产效果明显。

小麦滴灌栽培与常规栽培相比，节约用水、肥料利用率高、灌浆时间长、千粒质量高、产量高[6]。

许多研究均表明，施硅可增加植株群体干物质积累，提高植物的
光合作用[11]。

在水稻上的研究表明，硅是通过促进合成光合色素，增加了气孔导度来提高光合作用的[7-8]。

本研究表明，滴灌条件下，小麦硅肥与常规肥料处理
下光合生理参数值不同，其中孕穗-开花期、灌浆期小麦的净光合速率、气孔导度、蒸腾速率高于滴灌常规肥料处理。

滴灌栽培小麦合理地调控了不同生育阶段小麦对水与营养的需求，尤其对水分的灵活调控，适应了不同生育阶段小麦生理需水和生态需水要求，改善了非气孔限制因素，促进了叶片光合速率的提高，而叶片气孔导度的增加促进了叶片蒸腾速率的提高，从而提高了叶片的蒸腾拉力，促进了养分的吸收和利用效率。

小麦生育后期，由于叶片逐渐衰老，光合能力下降[9]，贮存于
营养器官中的光合产物向籽粒库中转移[10]。

产量构成因素上，施用硅肥对小麦穗长的影响不显著，而对千粒质量的影响显著，这与有的学者施用硅肥对小麦穗长影
响显著、对千粒质量影响不显著的结论相反[12]。

本研究认为，小麦产量的提高是因为增加了小麦的籽粒数，扩大了籽粒库的容量，而施用硅肥又在小麦开花后提高了净光合速率、气孔导度和蒸腾拉力，促进了光合产物向籽粒中的转移积累，从而增加了产量。

本试验通过研究河套灌区滴灌栽培条件下，不同肥料处理对小麦光合参数及产量的影响，得到在控制养分情况下，施用硅肥使小麦产量提高、增产效果较好的结果。

至于硅肥对小麦旗叶生理生化及籽粒灌浆和品质的影响机制，则还需进一步研究。

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