全 文 ：氮硫配施对冬小麦籽粒灌浆特性及产量的影响*
赵玉霞摇 李摇 娜摇 周摇 芳摇 李雪芳摇 王林权**
(西北农林科技大学资源环境学院, 陕西杨凌 712100)
摘摇 要摇 采用二元二次正交旋转组合设计,通过田间试验研究了关中地区氮硫配施条件下冬
小麦籽粒灌浆特性及产量效应.结果表明:在氮硫配施条件下,小麦籽粒灌浆进程呈“慢鄄快鄄
慢冶的 S型曲线.在 N2(108 kg·hm-2)和 N4(267 kg·hm-2)水平下,籽粒灌浆持续期、理论最
大粒重和平均灌浆速率等籽粒灌浆参数均随施硫量的增加而下降;在 S2(97. 5 kg·hm-2)和
S4(202. 5 kg·hm-2)水平下,增加氮肥用量可以提高籽粒灌浆参数;而在 N3(187. 5 kg·hm-2)
或 S3(150 kg·hm-2)水平下,各灌浆参数随施硫量或施氮量的增加先升高后降低.花后 25 d
之前,各处理灌浆速率上升趋势相同;开花 25 d 后,各处理灌浆速率呈现不同的下降趋势.在
N3或 S3水平下,灌浆速率下降趋势随施硫量或施氮量的增加先减缓后加速.可见,适宜的氮硫
配施水平能提高穗密度、延长有效灌浆时间、提高灌浆速率,从而增加籽粒产量.从肥料效应
函数可得,在高施氮量 ( 178. 31 ~ 256. 36 kg· hm-2 ) 和中等施硫量 (131. 95 ~ 167. 65
kg·hm-2)条件下,冬小麦产量可超过平均产量(3753 kg·hm-2) .
关键词摇 正交旋转组合设计摇 穗密度摇 灌浆速率摇 有效灌浆时间
文章编号摇 1001-9332(2014)05-1366-07摇 中图分类号摇 S512. 1摇 文献标识码摇 A
Effects of N and S application on grain filling characteristics and yield of winter wheat.
ZHAO Yu鄄xia, LI Na, ZHOU Fang, LI Xue鄄fang, WANG Lin鄄quan (College of Natural Resources
and Environment, Northwest A&F University, Yangling 712100, Shaanxi, China) . 鄄Chin. J. Appl.
Ecol. , 2014, 25(5): 1366-1372.
Abstract: A field experiment was conducted on the Guanzhong Plain, China, to evaluate the effects
of N and S application on characteristics of winter wheat (cv. Xiaoyan 22) grain filling and yield,
using a central composite rotatable design with two factors nitrogen (N) and sulfur (S). The results
showed that, with the combined application of N and S, grain filling followed a “S冶 curve which in鄄
creased slowly at first, then quickly, and then slowly again. With 108 and 267 kg N·hm-2, the
grain fill duration, theoretical maximum grain yield, and average filling rate decreased as the S ap鄄
plication rate increased. With 97. 5 and 202. 5 kg S·hm-2, N application improved grain filling
parameter values. With 187. 5 kg N·hm-2 or 150 kg S·hm-2, the parameters firstly increased,
reached a maximum, and then decreased as the S or N input increased. Grain filling rate increased
for 25 days following anthesis, and then declined at a rate that varied among treatments. When the
N input was >187. 5 kg·hm-2 or the S input was >150 kg·hm-2, the grain filling rate decreased
with increasing the S or N input. The results also indicated that combined application of N and S
fertilizers at appropriate rates could increase the head density and grain yield. Using the regression
equations, highest grain yields estimates (逸3753 kg·hm-2) were achieved with the combination
of a high N rate ( 178. 31 - 256. 36 kg · hm-2 ) and a moderate S rate
(131. 95-167. 65 kg·hm-2).
Key words: the central composite rotatable design; head density; grain filling rate; effective grain
filling duration.
*农业科研杰出人才及其创新团队培养计划项目资助.
**通讯作者. E鄄mail: linquanw@ yahoo. com. cn
2013鄄07鄄29 收稿,2014鄄02鄄18 接受.
摇 摇 小麦单产是由单位面积穗数、穗粒数和千粒重 构成的,而千粒重的提高取决于良好的灌浆特性.因
此,小麦籽粒灌浆是种子形成中重要的生理过程,它
是最终决定千粒重和小麦产量的重要因素之一[1] .
应 用 生 态 学 报摇 2014 年 5 月摇 第 25 卷摇 第 5 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇
Chinese Journal of Applied Ecology, May 2014, 25(5): 1366-1372
灌浆时期除受小麦品种自身的生物学特性影响外,
栽培措施对小麦灌浆过程和千粒重都有重要影响.
氮和硫在植物体内有密切的联系,氮对植物生命活
动以及作物产量的重要作用早已受到广泛重视. 在
小麦生产中,有关氮素对小麦籽粒灌浆特性和产量
影响的研究报道较多. 郭天财等[2]研究发现,随着
追氮时期的后移,籽粒灌浆速率有提高趋势. 冯伟
等[3]研究表明,施氮能稳定提高籽粒灌浆持续期、
灌浆速率等灌浆参数.
近年来,随着环境治理、肥料种类的改变及作物
产量提高,世界上很多地区的农业系统中都出现了
因缺硫而影响作物产量和品质的事例[4-5] . 国内外
学者研究了施硫对小麦粒重及产量的影响,但研究
多限于对最终产量的影响. 王钧强等[6]发现,施用
硫肥能增加小麦千粒重和单位面积穗数,对提高产
量有一定作用. 刘洋等[7]研究表明,在氮素充足的
情况下施用硫肥能增加小麦穗粒数,显著提高小麦
产量.但关于施硫对小麦籽粒灌浆特性及其与籽粒
产量关系的研究较少,尤其缺乏氮硫配施对小麦籽
粒灌浆特性及产量影响的研究. 冬小麦是陕西省第
一大粮食作物,长期以来,小麦在种植过程中存在有
机肥施用量下降、肥料投入不均匀等问题[8],这造
成陕西省有 27. 1%的土壤缺硫,主要分布在中北部
地区[9] . 其中关中灌区土壤平均有效硫为 26郾 6
mg·kg-1,低于我国南方 10 个省的平均值[10] .近 10
年来,随着过磷酸钙等含硫肥料用量的减少和磷酸
二铵等高浓度复合肥和氮肥用量的增加,通过氮磷
肥带入农田的硫素减少,使得当地农业系统中缺硫
问题日益显现,但是关于硫肥科学使用的研究报道
很少.因此,本文在前人研究的基础上,通过二元二
次正交旋转组合设计,研究了关中地区氮硫配施对
冬小麦籽粒灌浆特性和产量的影响,以寻求施氮量
和施硫量的最佳配比,为实现氮硫合理配施、小麦高
产高效栽培提供理论依据.
1摇 材料与方法
1郾 1摇 试验设计
试验于 2012 年 10 月—2013 年 6 月在陕西省杨
凌农业高新技术产业示范区西北农林科技大学灌溉
试验站(34毅17忆 N,108毅04忆 E,海拔 520 m)进行. 试
验区域属半湿润易旱区,冬小麦生长期降水量 190
mm左右,为缺水年,年均气温 13 益 .试验地土壤类
型为旱耕土垫人为土(红油土),耕层(0 ~ 20 cm)土
壤基本理化状况为:有机质含量 7. 61 g·kg-1,全氮
0. 53 g·kg-1,速效磷 5. 27 mg·kg-1,速效钾 125. 68
mg· kg-1,土壤 pH 值 7. 8, 有效硫含量 4郾 69
mg·kg-1 (0. 5 mol·L-1 NaHCO3浸提,比浊法测
定).供试小麦品种为冬小麦小偃 22,播种量为 120
kg·hm-2 .
试验采用二元二次正交旋转组合设计(表 1).
施氮量设 75(N1)、108(N2)、187. 5(N3)、267(N4)、
300 kg·hm-2(N5)5 个水平;施硫量设 75(S1)、97. 5
(S2)、150(S3)、202. 5(S4)、225 kg·hm-2(S5)5 个
水平,组成 9 个处理(表 1). 其中 N3 S3为中心点处
理,设 9 次重复,其他处理 3 次重复;另设对照处理
N0S0,只施磷钾肥,重复 3 次;共计 10 个处理,36 个
小区.磷肥用量为 120 kg P2O5·hm-2,钾肥用量为
75 kg K2O·hm-2 .氮肥为尿素,磷肥为重过磷酸钙,
钾肥为氯化钾,硫肥为石膏. 磷肥、钾肥和硫肥作为
基肥一次施入,氮肥 70%基施,30%于拔节期以撒
施灌水方式追施,灌水量为450 m3·hm-2 .小区面积
10. 5 m2(3. 5 m伊3 m),每小区种植 17 行.其他管理
措施与当地大田相同.
1郾 2摇 测定项目与计算方法
1郾 2郾 1 籽粒灌浆动态的测定 摇 于小麦开花期,每小
区选取生长一致且同天开花的 100 个穗子挂牌标
记,小麦花后 5 d开始采样,以后每隔 5 d采样 1 次,
每次采 10 穗,每穗取中部 10 粒,共计 100 粒,先在
105 益杀青 30 min,然后在 80 益下烘干至恒量,称
量并换算成千粒重.
1郾 2郾 2 产量及其构成因素的测定摇 成熟时选择长势
均匀的小麦 8 行,每行收获 1 m,计算生物学产量和
籽粒产量.收获时每处理取 20 株按常规法进行室内
表 1摇 二元二次正交旋转组合设计方案表
Table 1摇 Nitrogen fertilization (N) and sulfur fertilization
(S) combination in the central composite rotatable design
(CCRD)
处理
Treatment
施氮量编码值
N application rate
code
施硫量编码值
S application rate
code
N4S4 1(267) 1(202. 5)
N4S2 1(267) -1(97. 5)
N2S4 -1(108) 1(202. 5)
N2S2 -1(108) -1(97. 5)
N5S3 1. 414(300) 0(150)
N1S3 -1. 414(75) 0(150)
N3S5 0(187. 5) 1. 414(225)
N3S1 0(187. 5) -1. 414(75)
N3S3 0(187. 5) 0(150)
括号中的数字为施氮量或施硫量 Numbers in parentheses were N ap鄄
plication rate or S application rate (kg·hm-2) .
76315 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 赵玉霞等: 氮硫配施对冬小麦籽粒灌浆特性及产量的影响摇 摇 摇 摇 摇 摇
考种.穗数的测定方法:在小麦三叶期选取长势均匀
的小麦 4 行,插杆标定,在成熟期测定其有效穗数,
计算单位面积穗数.穗粒数的测定方法:收获时在标
定的样点内随机取 20 穗,计数每穗粒数,求其平均
值作为穗粒数. 千粒重的测定方法:随机取籽粒
1000 粒,重复 2 次,分别称量,求其平均值并检查重
复间的容许差值,使之不超过 5% ,如果超过 5% ,再
次记数、测定直至达到标准[11] .
1郾 2郾 3 籽粒灌浆特征参数的计算[12] 摇 用三次多项
式 f(x)= ax3+bx2 +cx+d 对籽粒灌浆过程进行拟合,
其参数分别计算如下:籽粒灌浆持续期 ( S):令
f忆(x)= 3ax2+2bx+c = 0,求得灌浆起始、终止的时间
x1和 x2(x1 论最大粒重(W)和平均灌浆速率(V):将籽粒灌浆
终止时间 x2代入方程,得理论最大粒重(W),平均
灌浆速率(V)= W / S.最大灌浆速率(Vmax)和最大籽
粒灌浆速率出现时间(Tmax):令方程二阶导数等于
0,求得 Tmax = -2b / 6a,将 Tmax代入籽粒灌浆速率方程
f忆(T)= 3aTmax2+2bTmax +c,求得 Vmax . 有效灌浆持续
期(Sv)及有效灌浆持续期灌浆速率(Vv):把籽粒灌
浆曲线的线性增长阶段定义为该曲线的斜率逸1 的
部分,令 f忆( x) = 3ax2 +2bx+ c = 0. 1,求得 x1 忆和 x2 忆
(x1 忆持续期粒重增加值 (Wv ) = ax2 忆3 + bx2 忆2 + cx2 忆 + d -
(ax1 忆3+bx1 忆2 +cx1 忆+d)和有效灌浆持续期灌浆速率
(Vv)= Wv / Sv .
1郾 2郾 4 肥料效应函数的拟合摇 以籽粒产量( y)为因
变量,施氮量( x1)和施硫量( x2)为自变量,用二元
二次方程拟合肥料效应函数.
1郾 3摇 数据处理
采用 Excel 2003 软件进行数据分析,用 SAS 8. 0
统计分析软件对数据进行差异显著性检验 ( LSD
法),采用 Origin 8. 5 和 SigmaPlot 12. 0 软件作图.
2摇 结果分析
2郾 1摇 氮硫配施对冬小麦籽粒干物质积累的影响
不同氮硫肥用量下籽粒干物质积累均呈“慢鄄
快鄄慢冶的变化趋势,籽粒灌浆进程呈“S冶曲线,故可
用三次多项式对其进行拟合,各拟合方程的决定系
数均大于 0. 9980,经 F 检验均达到极显著水平,说
明拟合方程可以客观真实地反映小麦籽粒干物质积
累过程.由图 1 可见,小麦开花后籽粒的干物质量逐
渐增加,但其变化趋势因氮硫肥用量的不同而有所
差异.花后 20 d 内各处理干物质积累过程基本相
同,自花后 25 d开始氮硫配施处理的干物质积累量
要高于 N0S0处理.在灌浆后期(花后 30 d)氮硫配施
处理间有差异,在 N2或 S2水平下,N2S4或 N4S2处理
的干物质积累量比 N2 S2增加了 1. 0% ~ 6. 8% 和
0郾 3% ~10. 2% .在 N3或 S3水平下,干物质积累量在
N3S3处理达到最大值,比 N1S3或 N3S1处理分别增加
1. 4% ~8. 7%和 1. 1% ~10. 9% ;与 N3S3处理相比,
继续增加施硫量(N3S5)或施氮量(N5S3),则分别降
图 1摇 氮硫配施对冬小麦籽粒干物质积累的影响
Fig. 1摇 Effects of combined nitrogen and sulfur application on grain dry matter accumulation of winter wheat.
8631 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 25 卷
低 0. 5% ~13. 4%和 1. 1% ~3. 5% .在 N4或 S4水平
下,N4S4干物质积累量比 N4 S2或 N2 S4分别降低
1郾 4% ~4. 3%和 1. 1% ~3. 0% .
2郾 2摇 氮硫配施对冬小麦籽粒灌浆特征参数的影响
由表 2 可以看出,氮、硫处理对籽粒灌浆特征参
数有不同影响. 施肥可以增加理论最大籽粒质量
(W). N2和 N4水平下,增加施硫量有加快 W 值下降
的趋势. N3或 S3水平下,W 值随施硫量或施氮量的
增加先增加后降低;S2和 S4水平下,增加氮肥用量可
以提高 W 值. 与对照相比,氮硫配施处理延长了灌
浆持续期(S),N3水平下,随施硫量的增加 S 分别延
长 6. 67、7. 39、4. 83 d;在 N2和 N4水平下,S 分别延
长 6. 14、3. 74 和 7. 17、5. 88 d. S3水平下,随施氮量
的增加 S分别延长 2. 95、7. 39、6. 45 d;在 S2和 S4水
平下,S分别延长 6. 14、7. 17 和 3. 74、5. 88 d. 氮硫
配施对平均灌浆速率(V)、最大籽粒灌浆速率出现
时间(Tmax)、最大灌浆速率(Vmax)、有效灌浆持续期
(Sv)、有效灌浆持续期粒重增加值(Wv)及有效灌浆
持续期灌浆速率(Vv)也有明显的调节作用,其变化
趋势与 W相同.
2郾 3摇 氮硫配施对冬小麦籽粒灌浆速率的影响
由图 2 可以看出,冬小麦灌浆速率随开花后天
数的增加先升高后降低,其变化趋势近似抛物线型,
在花后5 ~ 25 d内籽粒灌浆速率迅速增加,于花后
表 2摇 氮硫配施对冬小麦籽粒灌浆特征参数的影响
Table 2摇 Effects of combined nitrogen and sulfur application on grain filling characteristic parameters of winter wheat
处理
Treatment
S
(d)
W
(g·1000
grains-1)
V
(g·1000
grains-1·d-1)
Tmax
(d)
Vmax
(g·1000
grains-1·d-1)
Sv
(d)
Wv
(g·1000
grains-1)
Vv
(g·1000
grains-1·d-1)
N0S0 33. 94 38. 73 1. 14 19. 44 1. 64 28. 07 20. 96 1. 34
N1S3 36. 89 43. 89 1. 19 23. 52 1. 93 34. 81 25. 03 1. 39
N2S2 40. 08 47. 80 1. 19 24. 75 1. 93 36. 23 25. 29 1. 43
N2S4 37. 68 43. 53 1. 16 23. 89 1. 84 33. 34 24. 59 1. 36
N3S1 40. 61 46. 61 1. 15 22. 48 1. 94 37. 35 26. 42 1. 41
N3S3 41. 33 52. 56 1. 27 26. 94 2. 00 38. 34 26. 85 1. 54
N3S5 38. 77 46. 24 1. 19 23. 5 1. 94 37. 62 25. 48 1. 48
N4S2 41. 11 49. 60 1. 21 25. 67 1. 99 37. 80 26. 15 1. 45
N4S4 39. 82 47. 11 1. 18 24. 68 1. 89 35. 21 25. 10 1. 40
N5S3 40. 39 47. 02 1. 16 24. 18 1. 91 36. 07 26. 51 1. 36
S: 籽粒灌浆持续期 Grain filling duration time; W: 理论最大粒重 Theoretical maximum grain weight; V: 平均灌浆速率 Average filling rate; Tmax:
最大籽粒灌浆速率出现时间 The time reaching maximum grain filling rate; Vmax: 最大灌浆速率 Maximum filling rate; Vv: 有效灌浆持续期灌浆速
率 Effective filling rate; Sv: 有效灌浆持续期 Effective filling duration; Wv: 有效灌浆持续期粒重增加 The grain mass increment during effective fill鄄
ing duration.
图 2摇 氮硫配施对冬小麦籽粒灌浆速率的影响
Fig. 2摇 Effects of combined nitrogen and sulfur application on grain filling rate of winter wheat.
96315 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 赵玉霞等: 氮硫配施对冬小麦籽粒灌浆特性及产量的影响摇 摇 摇 摇 摇 摇
25 d左右达到峰值,然后又快速下降.在灌浆期间,
氮硫配施处理的灌浆速率均高于对照处理.
在花后 25 d 内,氮硫肥施用量对灌浆速率的影
响不大.开花 25 d 后,各处理的灌浆速率有不同程
度的下降.在 N2和 N4水平下,增加施硫量有加快灌
浆速率下降的趋势;在 S2和 S4水平下,增加氮肥用
量有延缓灌浆速率下降的趋势;在 N3水平下,S3的
灌浆速率高于 S2和 S4;在 S3水平下,N3的灌浆速率
高于 N2和 N4 .
2郾 4摇 氮硫配施对冬小麦产量及其构成因素的影响
由表 3 可以看出,在氮硫配施条件下,N3S3处理
的产量最高,与对照相比增产 34. 9% ;N1 S3处理的
产量最低,仅增产 2. 3% . N2水平下,小麦穗密度和
籽粒产量均随施硫量的增加而增加,而穗粒数降低;
N3水平下,小麦穗密度、穗粒数和籽粒产量均随施
硫量的增加呈先增加后降低的趋势;N4水平下,小
麦穗密度和籽粒产量均随施硫量的增加而降低,而
穗粒数和千粒重则有升高趋势. S2水平下,穗粒数、
穗粒数、千粒重和籽粒产量均随施氮量的增加而增
加;S3水平下,穗密度、穗粒数和籽粒产量随施氮量
的增加先增加后降低;S4水平下,穗粒数、千粒重和
籽粒产量均随施氮量的增加而增加. 与对照处理相
比,施用氮、硫处理均能显著提高穗密度和籽粒产量
(N1S3处理除外),千粒重有降低的趋势(N4 S4处理
除外).适宜的氮硫配施处理(N3S3、N4S4和 N5S3)能
增加穗粒数、穗密度,从而显著增加籽粒产量.
2郾 5摇 氮硫配施对冬小麦籽粒产量的影响
以冬小麦成熟期籽粒产量( y)为因变量,施氮
量(x1)和施硫量(x2)为自变量,求得冬小麦籽粒产
表 3摇 氮硫配施对冬小麦产量及其构成因素的影响
Table 3摇 Effects of combined nitrogen and sulfur applica鄄
tion on yield and yield components of winter wheat
处理
Treat鄄
ment
穗密度
Spike density
(No·m-2)
穗粒数
Kernel per
spike
千粒重
1000 kernel
mass
(g)
产量
Yield
(kg·hm-2)
增产
Yield
increment
(% )
N0S0 190. 9f 42. 27c 39. 49a 2973g -
N1S3 203. 5e 40. 06d 38. 11b 3042g 2. 3
N2S2 204. 4e 40. 65d 38. 02c 3218f 8. 2
N2S4 235. 7c 37. 63e 37. 76c 3332e 12. 0
N3S1 240. 6c 41. 10c 38. 35b 3421d 15. 0
N3S3 282. 9a 46. 10a 38. 39b 4011a 34. 9
N3S5 221. 8d 38. 70de 38. 25b 3407d 14. 6
N4S2 268. 6b 42. 10c 38. 54b 3803b 27. 9
N4S4 237. 7c 45. 60b 39. 74a 3694c 24. 2
N5S3 209. 4e 45. 83b 38. 49b 3645c 22. 6
同列不同字母表示差异显著(P<0. 05) Different small letters in the
same column meant significant difference at 0. 05 level.
量和各因素的回归方程: y = 4. 011 + 0. 225x1 -
0郾 002x2-0. 056x1x2-0. 3x1 2-0. 265x2 2 .经检验,回归
模型 F 值为 3. 63>F0. 05 = 3. 33,说明模型能够反映
冬小麦产量与施氮量和施硫量之间的关系.
由图 3 可以看出,冬小麦籽粒产量对氮、硫肥的
效应面呈开口向下的凸面体. 随着氮肥和硫肥投入
量的增加,籽粒产量先增加达到峰值,继续增施肥
料,则产量下降.在同一施氮水平下,产量随施硫量
的增加先增加后降低;在同一施硫水平下,产量随施
氮量的增加也先增加后降低.但氮、硫肥引起的曲面
坡度变化程度不同,氮肥引起曲面坡度变化较硫肥
大,说明氮肥对产量的效应大于硫肥.
对回归方程进行降维处理,得到单因素对产量
的一元二次子模型及效应图(图 3). 从图中可以看
出,在试验设计的各因子水平范围内,施氮量与施硫
量两因素的籽粒产量效应均为开口向下的抛物线变
化趋势.随着施氮量的增加,小麦产量呈逐渐增加趋
势,在编码值 0. 375 左右获得最高产量,进一步增加
施氮量,产量降低.硫因素与氮因素的变化趋势基本
相同,但是在编码值 0 附近获得最高产量.根据回归
方程对产量模型寻优,得到超过平均产量 (3753
kg·hm-2)的管理方案:施氮量为 178. 31 ~ 256郾 36
kg·hm-2,施硫量为 131. 95 ~ 167. 65 kg·hm-2 .
图 3摇 冬小麦籽粒产量对氮、硫配施的响应曲面和响应曲线
Fig. 3摇 Response surface and curves showing the effect of com鄄
bined nitrogen and sulfur application rate on grain yield of winter
wheat.
0731 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 25 卷
3摇 讨摇 摇 论
硫是小麦生长必需的矿质营养元素之一,是叶
绿素合成和 ATP磺酰化所必需的重要介质,合理施
用硫肥能提高小麦旗叶的叶绿素含量,延长小麦生
育后期叶片的功能期,提高小麦叶片的光合生产能
力,从而提高小麦产量[13-14] . 马春英等[15]研究表
明,施用硫肥促进了小麦的生长发育、提高了单叶和
群体的光合速率、增加了生物量积累,使产量构成因
素同步提高,因而显著增加了籽粒产量. 本研究中,
氮硫配施对籽粒产量有明显影响,且不同氮硫配比
处理的效应差异显著. N2或 S2水平下,小麦籽粒产
量随施硫量或施氮量的增加而增加;N3或 S3水平
下,籽粒产量随施硫量或施氮量的增加呈先增加后
降低的趋势(表 3). 这说明在关中地区使用硫肥具
有明显的增产效应,且氮硫肥之间存在交互效应.氮
素营养水平与硫素营养水平相适应时氮硫肥相互促
进,二者不协调时可能导致小麦体内氮、硫代谢失衡
而影响籽粒产量形成.这与朱云集等[16]合理氮硫配
施具有增产效应的研究结果一致.
小麦是密植作物,个体鄄群体关系复杂,其产量
取决于穗密度、穗粒数和千粒重,三者相互关联、相
互制约,在不同的土壤肥力状况、品种和环境条件下
三要素对产量的贡献不同. Haneklaus 等[17]研究发
现,施硫可增加小麦分化的小花数和减少不育小花
数,从而增加穗粒数,提高籽粒产量. 本研究中,
N3S3、N4S4和 N5 S3处理显著增加了小麦穗粒数,但
其余处理并没有增加穗粒数(表 3),这与祝小婕
等[18]的研究结果一致. 说明氮、硫肥对小麦穗粒数
的影响与氮硫肥配比密切相关. 朱云集等[19]、李国
强等[20]研究认为,在土壤有效硫含量较低的麦田中
施硫可提高小麦千粒重,但本研究中氮、硫肥对小麦
的千粒重没有明显影响,这可能与氮、硫肥处理的增
穗作用有关.本试验中氮、硫肥配施均能显著增加穗
密度,穗密度对产量贡献最大,氮硫肥主要通过穗密
度的增加影响小麦籽粒产量.除此之外,在氮硫肥配
施合适的情况下,穗粒数的增加也是增产的重要因
素之一.由于穗密度和穗粒数的提高,增加了小麦的
生理“库冶,因此影响了平均籽粒质量.
小麦籽粒灌浆是种子形成中重要的生理过程,
它最终决定了粒重. 粒重是灌浆速率(V)和灌浆持
续时间(S)的函数.这两个性状既受遗传特性影响,
也受气候因素、栽培措施等影响[21] . 在众多籽粒灌
浆参数中,V、S、有效灌浆持续期(Sv)及有效灌浆持
续期灌浆速率(Vv)与小麦粒重关系密切.许多学者
研究了水分、氮肥和小麦生长后期的土壤养分状况
对不同小麦品种籽粒灌浆特性的影响[22-25] .沈学善
等[26]研究发现,V和 S随施硫量(0 ~ 100 kg·hm-2)
的增加而增加. 李国强等[27]研究表明,适宜的硫氮
配比可提高籽粒 V,延长 S.本研究表明,Sv和 Vv因氮
硫肥施用量和配比的不同而表现出不同的变化趋
势.氮硫配施处理的 Sv和 Vv高于对照处理;N2和 N4
水平下,增加施硫量可缩短 Sv,加速 Vv的下降;S2和
S4水平下,Sv随施氮量的增加而延长,Vv随施氮量的
增加而增加;N3或 S3水平下,随施硫量或施氮量的
增加 Sv先延长后缩短,Vv先增加后降低(表 2,图
2).这说明氮硫配施对 Sv和 Vv有明显影响. 而 Mi
等[28]、李紫燕等[29]发现,施氮对小麦 Sv及 Vv无显著
影响.这说明小麦灌浆特性与供试土壤养分有效性
及其养分配比有关,也可能与小麦基因型有关.有关
硫氮配施对不同基因型小麦籽粒灌浆特性的影响及
其生理机制还有待于进一步研究.
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作者简介摇 赵玉霞,女,1989 年生,硕士研究生.主要从事植
物营养与合理施肥研究. E鄄mail: yuxiazh1989@ 163. com
责任编辑摇 张凤丽
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