全 文 ：中国生态农业学报 2012年 5月 第 20卷 第 5期
Chinese Journal of Eco-Agriculture, May 2012, 20(5): 550−555
* 国家科技支撑计划项目(2009BADA6B04)资助
** 通讯作者: 周静(1963—), 男, 博士, 研究员, 主要从事土壤生态方面研究。E-mail: zhoujing@issas.ac.cn
郑学博(1985—), 男, 硕士研究生, 主要从事土壤生态方面研究。E-mail: xbzheng@issas.ac.cn
收稿日期: 2011-08-01 接受日期: 2011-12-13
DOI: 10.3724/SP.J.1011.2012.00550
施肥措施对砂姜黑土小麦生长性状、营养元素
累积及产量的影响*
郑学博1,4 崔 键1 马 超1,2 周 静1** 房春兴3 詹其厚1
(1. 中国科学院南京土壤研究所 南京 210008; 2. 南京农业大学资源与环境学院 南京 210095;
3. 安徽省新马桥原种场 蚌埠 233704; 4. 中国科学院研究生院 北京 100049)
摘 要 通过田间试验, 设不施肥、常规施肥、推荐施肥、施控失肥和施缓释肥 5个处理, 研究其对砂姜黑土小
麦单株次生根数、单株分蘖数、叶面积指数、植株干物质和 N、P、K 累积及产量的影响。结果表明: 缓释肥处
理小麦单株次生根数、单株分蘖数、叶面积指数在抽穗期表现最好, 较不施肥、常规施肥、推荐施肥和控失肥处
理, 单株次生根数分别增加 24.7%、19.7%、7.2%、22.1%, 极显著高于不施肥、常规施肥和控失肥处理, 显著高
于推荐施肥处理; 单株分蘖数分别增加 25.0%、11.1%、11.1%、20.0%, 叶面积指数分别增加 39.1%、23.1%、10.3%、
8.5%。缓释肥处理促进了小麦生长中后期植株干物质与 N、P、K 的累积与转移, 氮、磷(P2O5)肥利用率分别为
43.35%、19.92%, 极显著高于常规施肥处理, 分别提高 13.66%和 8.15%; 其钾(K2O)肥利用率为 37.63%, 显著高于
常规施肥和推荐施肥处理, 分别提高 12.01%和 9.47%。产量方面, 缓释肥处理小麦单产(烘干重)6 424 kg·hm−2, 极
显著高于不施肥处理, 较不施肥、常规施肥、推荐施肥和控失肥处理分别增产 71.8%、6.4%、4.5%、5.3%。
关键词 施肥措施 控失肥 缓释肥 砂姜黑土 小麦产量 N、P、K素累积 叶面积指数
中图分类号: S512.1+1 文献标识码: A 文章编号: 1671-3990(2012)05-0550-06
Effects of different fertilization schemes on growth, accumulation and
transportation of nutrient elements and yield of wheat in lime-concreted
black soil region
ZHENG Xue-Bo1,4, CUI Jian1, MA Chao1,2, ZHOU Jing1, FANG Chun-Xing3, ZHAN Qi-Hou1
(1. Institute of Soil Science, Chinese Academy of Sciences, Nanjing 210008, China; 2. College of Resources and Environmental
Sciences, Nanjing Agricultural University, Nanjing 210095, China; 3. Xinmaqiao Original Seed Farm, Bengbu 233704, China;
4. Graduate University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China)
Abstract A field experiment was conducted to determine the effects of different fertilization schemes on the number of secondary
roots and tillers, leaf area index, dry matter, NPK accumulation and transportation and yield of wheat in lime-concreted black soil
region. The fertilization schemes included non-fertilization (CK), conventional fertilization (CG), recommended fertilization (TJ),
lose-control fertilizer application (KS) and slow-released fertilizer application (HS). The results showed that the number of secondary
roots, tillers and leaf area index reached favorable levels at heading stage under HS treatment. The number of secondary roots under
HS treatment was significantly higher than those under TJ, CG, KS and CK treatments by 7.2%, 19.7%, 22.1% and 24.7%, respectively.
Compared with CK, CG, TJ and KS treatments, HS treatment increased tiller number by 25.0%, 11.1%, 11.1% and 20.0%; leaf area
index by 39.1%, 23.1%, 10.3% and 8.5%, respectively. HS treatment promoted accumulation and transportation of NPK and dry matter
at middle and later wheat growth stages. It also increased N, P(P2O5) and K(K2O) utilization efficiencies. N, P(P2O5) utilization
efficiencies were 43.35%, 19.92%, significantly higher than those under CG by 13.66%, 8.15%. K(K2O) utilization efficiency was
37.63%, significantly higher than those under CG and TJ by 12.01% and 9.47%, respectively. Wheat yield under HS treatment was 6 424
kg·hm−2, which represented an increase of 71.8%, 6.4%, 4.5% and 5.3%, respectively, over that under CK, CG, TJ and KS treatments.
第 5期 郑学博等: 施肥措施对砂姜黑土小麦生长性状、营养元素累积及产量的影响 551
Key words Fertilization scheme; Lose-control fertilizer application; Slow-released fertilizer; Lime-concreted black soil;
Wheat yield; N, P, K accumulation; Leaf area index
(Received Aug. 1, 2011; accepted Dec. 13, 2011)
N、P、K是作物生长发育的必需营养元素, 施
用氮、磷、钾肥可为作物补充N、P、K, 是作物高
产的重要保证[1−3]。据FAO统计, 发展中国家粮食增
产中, 55%来自化肥的作用[4]。砂姜黑土是黄淮海平
原三大低产土壤之一, 其“旱、涝、瘦、僵”的不良
属性不利于小麦播种, 阻碍前期根系发育及后期地
上部分生长, 产量低且不稳, 土地生产率低[5]。同时
我国沿淮砂姜黑土区盲目追求高产 , 化肥过量施
用、施肥方式及肥料结构不合理等问题限制了小麦
产量与施肥经济效益的提高[6]。20世纪90年代以来,
虽然前人针对砂姜黑土区推荐出一系列作物栽培−
施肥−高产技术 , 对区域粮食生产发挥一定的指导
意义[7−9], 但目前该区粮食生产能力仍较低, 施肥数
量和方式与小麦生长及产量形成之间仍不能达到最
佳状态, 2003年粮食单产为2 102 kg·hm−2, 仅为全国
水平的50%[10]。
当前, 寻找合理的施肥方式和肥料结构来改善
小麦生长性状, 进而提高砂姜黑土区小麦产量成为
沿淮地区需要解决的现实问题。前人在砂姜黑土上
的相关研究主要集中于肥料与小麦产量的关系, 而
有关施肥方式和肥料结构对小麦生长性状及植株N、
P、K累积的影响研究报道较少。因此, 开展合理施
肥等方面的研究对于揭示砂姜黑土区小麦植株干物
质与N、P、K的累积规律及与产量形成之间的规律
等均具有理论和实践意义。另有前人研究表明, 小
麦的分蘖次生根、群体叶面积等生长性状与小麦产
量关系密切。宋欣欣等[11]发现小麦分蘖次生根通过
影响单株成穗数和千粒重影响单株产量。凌励[12]则
指出通过形成适宜群体叶面积提高有效叶面积率、
高效叶面积率和单位叶面积承载籽粒能力等可显著
提高中低产麦田群体物质生产力。孔丽红等[13]认为
干物质生产是作物产量形成的基础, 各种农艺措施
对作物产量的影响多与干物质积累特点及其转化效
率有关 , 其积累与合理分配是作物产量提高的关
键。本研究通过田间试验, 对不同施肥措施下小麦
单株次生根数、单株分蘖数、叶面积指数、植株干
物质及N、P、K的累积状况等进行探讨, 以明确沿
淮砂姜黑土区小麦−玉米轮作下不同施肥措施对小
麦生长性状和产量的影响, 为该区小麦高产稳产的
施肥技术提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 试验地概况
试验于 2009年 10月 22日—2010年 6月 20日
在安徽省新马桥原种场试验区进行, 地处淮北平原
南部, 属暖温带半湿润季风气候。供试土壤为淮北
地区典型砂姜黑土, pH 7.18, 有机质 13.98 g·kg−1,
全氮 0.85 g·kg−1, 碱解氮 82.0 mg·kg−1, 速效磷 41.1
mg·kg−1, 速效钾 118.3 mg·kg−1。耕作制度为冬小麦−
夏玉米轮作。
1.2 供试材料
尿素为安徽三星化工有限公司生产, 含 N 460
g·kg−1; 磷酸二铵为安徽六国化工股份有限公司生
产, 含 N 170 g·kg−1, P2O5 440 g·kg−1; 氯化钾为加拿
大生产, 含 K2O 600 g·kg−1; 控失肥由中国科学院合
肥研究院研制, 河南心连心化肥有限公司生产, N︰
P2O5︰K2O 为 23︰17︰5; 缓释肥由合肥四方磷复
肥有限责任公司生产, N︰P2O5︰K2O为 24︰12︰6。
小麦品种为“皖麦 52”, 条播, 播量 187.5 kg·hm−2, 行
距 23 cm。
1.3 试验设计
试验共设 5个处理(表 1), CG处理肥料全部随翻
耕基施; TJ、KS和 HS处理 N、P2O5、K2O的施用量
相同, KS和 HS处理以等 P2O5量为标准, 不足的 N、
K2O 采用常规化肥补足。氮肥施用方式: TJ 处理按
表 1 试验各处理的施肥方案
Table 1 Fertilization design of different treatments of the experiment
处理
Treatment
代号
Code
氮肥
N fertilizer
[kg(N)·hm−2]
磷肥
P fertilizer
[kg(P2O5)·hm−2]
钾肥
K fertilizer
[kg(K2O)·hm−2]
说明
Note
不施肥 No fertilizer pattern CK 0 0 0
常规施肥 Conventional fertilization pattern CG 202 165 90 当地常规施肥量 Conventional fertilization amount
推荐施肥 Recommended fertilization pattern TJ 225 90 90
控失肥 Lose-control fertilization pattern KS 225 90 90
缓释肥 Slow-released fertilization pattern HS 225 90 90
试验点测土配方施肥量 Fertilization amount were
calculated according soil test results
552 中国生态农业学报 2012 第 20卷
基肥︰返青肥︰拔节肥=6︰2︰2 分别施入, KS 和
HS处理均做基肥施入; P2O5、K2O肥全部随翻耕基
施。每个处理 3 次重复, 随机区组排列, 小区面积
60 m2, 埂宽 20 cm, 小区间设立 20 cm保护行。
1.4 样品采集与测定
分别在小麦越冬期、拔节期、抽穗期、成熟期
采集典型植株样品 , 每个处理选取叶龄基本一致 ,
代表小区生长状况的 10 株植株进行叶面积测量(叶
面积=长×宽×0.83), 同时记录各生育期单株次生根
数、单株分蘖数及株高, 然后将植株按茎叶和籽粒
分开, 于烘箱 105 ℃杀青 30 min, 75 ℃烘干 8 h后测
定各器官干物重。烘干样品粉碎过筛后 , 用
H2SO4-HClO4 消煮 , 凯氏定氮法测定全氮 , 钼锑抗
比色法测定全磷, 火焰光度计法测定全钾[14]。在各
小区能代表植株典型生长状况的地段选取 1 m×0.23 m
面积, 用于小麦群体密度的测定。本试验所考察的
生物量、秸秆产量、干物质和作物 N、P、K素吸收、
累积及利用效率等均仅考虑植株地上部分, 地下部
分未包含在内, 其中生物量、秸秆产量、籽粒产量
均为烘干重。
1.5 数据处理及计算方法
叶面积指数(LAI)=总叶面积/土地面积 (1)
收获指数=经济产量/生物量 (2)
肥料利用率(%)=(施肥区植株地上部营养元素吸收
量−不施肥区植株地上部营养元素吸收量)/当季营
养元素施用量×100 (3)
肥料农学效率=(施肥区产量−不施肥区产量)/
肥料施用量 (4)
肥料生理效率=(施肥区产量−不施肥区产量)/(施肥
区植株地上部营养元素吸收量−不施肥区植株地上
部营养元素吸收量) (5)
试验数据均采用 EXCEL及 SPSS 13.0软件进行
处理和统计分析。
2 结果与分析
2.1 不同施肥措施对砂姜黑土小麦生长性状的影响
2.1.1 单株次生根数、单株分蘖数及株高的动态变化
表 2显示, 在越冬期, 小麦单株次生根数、单株
分蘖数、株高不同处理间均无显著差异(P<0.05, 余
同)。进入拔节期后, HS处理小麦单株次生根数、单
株分蘖数均极显著高于 CK处理和 CG处理(P<0.01,
余同), 单株次生根数分别增加 45.2%、32.5%, 单株
分蘖数分别增加 67.6%、39.0%; HS处理株高极显著
高于 CK 处理, 与 CG 处理间差异不显著。抽穗期,
HS 处理小麦单株分蘖数显著高于 CK 处理, 单株次
生根数和株高均极显著高于 CK处理和 CG处理, 单
株次生根数分别增加 24.7%、19.7%, 株高分别增加
22.2%、15.2%。可见, 相比其他处理, 缓释肥(HS)
处理在小麦拔节期和抽穗期均有较好的生物学效应,
单株次生根数、单株分蘖数和株高均高于其他处理,
说明在砂姜黑土上施用缓释肥具有养分供应均衡、
持续的特性, 其肥效释放速度与砂姜黑土小麦生长
发育规律具有较好的吻合性。
2.1.2 叶面积指数(LAI)的动态变化
由图 1 可以看出, 不同施肥措施小麦不同生育
期叶面积指数(LAI)的变化规律基本一致, 均在抽穗
期达到最大值, 无论越冬期、拔节期还是抽穗期, 各
施肥处理叶面积指数(LAI)均高于不施肥处理(CK)。
与 CK处理相比, CG、TJ、KS、HS处理的 LAI, 越
冬期分别提高 80%、60%、30%、10%, 拔节期分别
提高 100%、80%、120%、110%, 抽穗期分别提高
10%、30%、30%、40%。越冬期 CG处理 LAI最高,
但拔节期和抽穗期 LAI 逐渐低于其他施肥处理。可
见, 常规施肥的肥料全部基施, 导致前期土壤养分
过高, 过量满足小麦生育前期的需要, LAI明显高于
其他处理, 却不能满足小麦生育后期大量吸肥的需
要, 不利于小麦合理群落的建立; 而缓释肥处理在
表 2 不同施肥措施对小麦单株次生根数、单株分蘖数及株高的影响
Table 2 Effects of different fertilization schemes on number of secondary roots, tiller number and plant height
次生根数 Number of secondary root 分蘖数 Tiller number 株高 Plant height (cm)
处理
Treatment
越冬期
Wintering
stage
拔节期
Jointing
stage
抽穗期
Heading stage
越冬期
Wintering
stage
拔节期
Jointing
stage
抽穗期
Heading stage
越冬期
Wintering
stage
拔节期
Jointing stage
抽穗期
Heading
stage
CK 2.1±0.4aA 11.5±0.7bB 23.9±0.3cB 1.5±0.2aA 3.4±0.1cC 2.4±0.3bA 16.8±0.6aA 27.9±0.6cC 63.2±2.1bC
CG 2.7±0.5aA 12.6±0.5bB 24.9±0.9cB 1.6±0.3aA 4.1±0.6bcBC 2.7±0.6abA 17.4±0.5aA 29.8±0.4bBC 67.0±7.3bC
TJ 2.3±0.3aA 15.4±1.2aA 27.8±0.5bA 1.6±0.3aA 5.2±0.6aAB 2.7±0.2abA 17.2±0.5aA 31.1±0.8bB 69.5±2.3bC
KS 2.5±0.3aA 14.7±0.6aAB 24.4±1.0cB 1.7±0.2aA 4.3±0.5bBC 2.5±0.1abA 17.2±0.9aA 34.3±0.6aA 79.5±0.1aA
HS 2.6±0.3aA 16.7±0.8aA 29.8±1.4aA 1.8±0.3aA 5.7±0.5aA 3.0±0.2aA 17.2±0.4aA 31.3±1.7bB 77.2±1.6aAB
同列不同大、小写字母分别表示 0.01和 0.05水平差异显著(LSD法), 下同。Different capital and small letters in the same column mean
significant difference at 0.01 and 0.05 levels according to LSR test. The same below.
第 5期 郑学博等: 施肥措施对砂姜黑土小麦生长性状、营养元素累积及产量的影响 553
砂姜黑土上能持续平稳地提供养分被各生育期合理
利用, 利于小麦合理群落的建立。
2.1.3 地上部干物质的动态变化
表 3 表明, 小麦地上部干物质积累量在越冬期
和拔节期, TJ、KS、HS处理分别与 CK、CG处理间
差异不显著。拔节期之后, 各处理地上部干物质累
图1 不同施肥措施下小麦叶面积指数的动态变化
Fig. 1 Changes of wheat leaf area index (LAI) under different
fertilization schemes
表 3 不同施肥措施对小麦地上部干物质累积的影响
Table 3 Effects of different fertilization schemes on the
accumulation of shoot dry matter g·10 plants−1
处理
Treatment
越冬期
Wintering
stage
拔节期
Jointing
stage
抽穗期
Heading
stage
成熟期
Maturation
stage
CK 1.27±0.06bA 8.09±0.31aA 41.36±2.86cC 55.90±4.32aA
CG 1.37±0.06abA 9.20±0.97aA 45.25±0.49bB 58.78±2.84aA
TJ 1.37±0.04abA 8.74±0.74aA 41.76±1.29cC 59.08±1.98aA
KS 1.40±0.06aA 9.22±0.20aA 47.26±0.57bB 60.49±5.14aA
HS 1.39±0.02aA 8.39±0.27aA 54.34±1.33aA 71.38±3.01aA
积量均增长迅速, 抽穗期 CG、KS、HS 处理与 CK
处理间差异达极显著水平, 分别增加 9.4%、14.3%、
31.4%。成熟期 CG、TJ、KS和 HS处理与 CK处理
相比, 干物质积累量分别增加 5.2%、5.7%、8.2%和
27.7%。拔节期 CG、TJ、KS 处理干物质积累量高
于 HS处理, 但均无显著差异。抽穗期和成熟期, HS
处理明显高于其他处理。可见, 缓释肥处理对小麦
中后期干物质积累有明显促进作用, 使小麦群落具
有合理的前后期物质生产结构, 利于光合产物源库
平衡。
2.2 不同施肥措施对砂姜黑土小麦 N、P、K 积累
与分配的影响
2.2.1 小麦不同生育期不同器官 N、P、K积累与分
配情况
由表 4可知, 拔节期N素累积量表现为 TJ>KS>
HS>CG>CK, P素表现为 TJ>CG>KS>CK>HS, K素
表现为 TJ>KS>HS>CG>CK。TJ 处理 N、K 累积量
均极显著高于 CK和 CG处理, 比 CK处理分别增加
84.2%、68.5%, 比 CG处理分别增加 47.6%、32.4%;
P素累积量显著高于 CK处理, 与 CG处理间差异不
显著。KS处理 N素累积量分别与 CK和 CG处理间
差异极显著, 分别提高 73.3%和 38.8%; P 素累积量
均与 CK 和 CG 处理间差异不显著。HS 处理 N、K
素累积量均与 CK处理间差异显著, 而与 CG处理间
差异不显著, P素累积量虽与 CK和 CG处理间差异
不显著, 但有明显降低趋势。抽穗期, HS处理 N、P
素累积量均分别显著高于 CK、CG、KS处理。成熟
期, HS处理籽粒 N、P、K素累积量与 CK和 CG处
表 4 不同施肥措施对小麦各生育期不同器官 N、P、K积累与分配的影响
Table 4 Effects of different fertilization schemes on N, P, K accumulation and distribution in different organs of wheat
秸秆 Wheat straw 籽粒 Wheat grain 生育期
Growth
stage
处理
Treat-
ment N P K N P K
CK 59.22±13.98dC 11.12±1.71bAB 56.31±1.21cC — — —
CG 73.94±9.98cdBC 12.33±3.64abAB 71.64±9.38bBC — — —
TJ 109.10±11.44aA 15.58±1.39aA 94.87±8.85aA — — —
KS 102.65±3.38abA 12.18±1.12abAB 79.17±4.10bAB — — —
拔节期
Joingting
stage
HS 88.17±5.08bcAB 9.40±1.50bB 74.70±5.11bB — — —
CK 163.65±13.72dC 27.93±2.40cC 179.29±14.00cB — — —
CG 302.66±22.32abAB 34.57±3.95bBC 291.93±15.69aA — — —
TJ 270.14±13.09bcB 41.76±3.28aA 284.90±9.72aA — — —
KS 252.95±13.29cB 35.03±0.26bB 238.50±10.56bAB — — —
抽穗期
Heading
stage
HS 328.19±34.64aA 43.62±1.19aA 274.28±12.50abA — — —
CK 31.61±5.13bB(35.3%) 5.38±1.07bB(32.1%) 70.01±8.81cB(86.2%) 57.92±2.19dD(64.7%) 11.39±0.84dB(67.9%) 11.26±0.24bB(13.9%)
CG 41.02±4.22aA(28.2%) 8.40±0.22aA(32.6%) 87.26±5.09bAB(83.0%) 104.31±5.57cC(71.8%) 17.35±0.61bcA(67.4%) 17.88±0.56aA(17.0%)
TJ 33.31±3.24bAB(20.6%) 4.89±1.25bB(20.4%) 81.61±2.96bcB(83.6%) 128.68±3.83bAB(79.4%) 19.15±0.99abA(79.7%) 16.00±2.73aA(16.4%)
KS 32.64±2.88bAB(20.8%) 4.46±0.26bB(20.9%) 102.39±10.61aA(86.3%) 124.63±9.51bB(79.3%) 16.87±0.99cA(79.1%) 16.21±0.61aA(13.7%)
成熟期
Maturation
stage
HS 31.25±0.64bAB(18.0%) 4.39±0.15bB(18.4%) 88.04±9.40abAB(83.5%) 142.30±5.41aA(82.0%) 19.42±1.62 aA(81.6%) 17.35±0.70aA(16.5%)
括号中数据表示每公顷小麦秸秆或籽粒中 N、P、K 积累量占整个地上部植株 N、P、K 积累量的百分率, 无括号表示百分率为 100%。
The data in the brackets are the ratios of N, P, K per hectare in straw or kernel to that in the whole shoot of wheat. No bracket means the ratio is 100%.
554 中国生态农业学报 2012 第 20卷
理间差异均显著, 与 TJ和 KS处理间差异均不显著,
HS 处理籽粒 N、P、K 素分配率高于其他处理, 分
别为 82.0%、81.6%、16.5%。HS处理秸秆 N、P素
累积量显著低于 CG处理。
2.2.2 小麦氮、磷、钾肥利用效率
由表 5可知, HS处理的氮肥、磷肥(P2O5)利用率
最高, 分别为 43.35%、19.92%, 均极显著高于 CG
处理, 分别提高 13.66%和 8.15%; KS、HS处理钾肥
(K2O)利用率显著高于 CG处理, 分别提高 18.82%和
12.01%。氮肥、磷肥(P2O5)、钾肥(K2O)农学效率均
以HS处理最高, 较CG处理分别提高 5.0%、114.3%、
11.4%, 较 TJ处理分别提高 11.5%、11.4%、5.6%, 较
KS处理分别提高 13.6%、13.5%、7.6%。
结合表 4和表 5, 缓释肥处理使小麦生长前期
(拔节期—抽穗期)积累了较多的 N、P、K, 后期秸
秆 N、P、K 分配率明显低于其他处理 , 籽粒 N、
P、K 分配率较其他处理则明显提高 , 减少了 N、
P、K 在茎秆中的残留 , 提高了氮、磷、钾肥的有
效利用。
2.3 不同施肥措施对砂姜黑土小麦产量构成因素
的影响
不同施肥措施对小麦产量构成因素的影响见表
6。穗数表现为各施肥处理极显著高于 CK 处理, 增
幅在 15.6%~21.8%之间, 其中 KS、HS处理与 CK、
CG 处理间差异均达到显著水平; HS 处理增幅最大,
较 CK、CG、TJ处理分别增加 21.8%、5.3%和 4.1%。
穗粒数表现为除 KS处理外, CG、TJ、HS处理穗粒
数分别与 CK 间差异达极显著水平 , 分别增加
13.3%、12.0%、11.6%, 而 HS处理略低于 CG处理,
但二者之间没有显著差异。就千粒重而言, 不同施
肥处理之间没有显著差异 , 大小表现为 : HS>KS>
TJ>CG>CK。这与于淑芳等[15]、汪强等[16]的研究结
果一致。
不同施肥措施对小麦地上部分生物量、秸秆产
量和籽粒产量的影响也不同(表 6)。地上部分生物量
表现为,与 CK 处理相比, CG、KS、HS 处理地上部
分生物量分别增加 22.9%、25.9%、21.3%, 达到极
显著水平; TJ处理与 CK处理间差异显著。KS处理
秸秆产量与 TJ处理间差异达到极显著水平, 而显著
高于 CK处理和 HS处理; CG、TJ、KS、HS处理籽
粒产量极显著高于 CK 处理, 具体表现 HS>TJ>KS>
CG>CK。可见, 在砂姜黑土区, 缓释肥处理虽然穗
粒数较常规施肥处理和推荐施肥处理有所减少, 但
单位面积成穗数显著增加, 千粒重也有提高, 导致
小麦产量增加; 另一方面, 缓释肥处理使小麦收获
指数提高, 干物质向籽粒的转移和分配增加, 而常
规施肥和控失肥虽然小麦生物量提高, 但收获指数
降低, 抑制了干物质向籽粒的运移, 秸秆产量增加,
籽粒产量减少。这与满建国等[17]在黄淮海地区棕壤
上的研究结果一致。
表 5 不同施肥措施下小麦的氮、磷、钾肥利用状况
Table 5 Effects of different fertilization schemes on N, P, K utilization efficiencies of wheat
肥料利用率
Fertilizer recovery (%)
肥料农学效率
Fertilizer agriculture efficiency (kg·kg−1)
肥料生理效率
Fertilizer physiology efficiency (kg·kg−1) 处理
Treatment
N P2O5 K2O N P2O5 K2O N P2O5 K2O
CG 29.69±3.85bB 11.77±2.11bC 25.62±2.17bA 11.36±0.97aA 13.91±1.19bB 26.75±0.10bB 36.68±1.55aA 113.19±5.46bB 71.14±3.79bB
TJ 36.42±2.66abAB 17.39±1.40aAB 28.16±2.52bA 10.70±1.04aA 26.75±2.60aA 28.24±0.44abAB 27.98±1.09bB 132.79±6.20bB 110.84±7.66aA
KS 40.22±5.66aA 12.85±1.91bBC 44.44±11.22aA 10.50±1.16aA 26.26±2.89aA 27.71±1.45bAB 26.42±4.24bB 205.56±8.05aA 44.85±2.86cC
HS 43.35±0.88aA 19.92±1.37aA 37.63±8.96abA 11.93±0.34aA 29.81±0.86aA 29.81±0.86aA 27.52±1.33bB 187.07±8.76aA 118.88±6.69aA
表 6 不同施肥措施对小麦产量构成因素的影响
Table 6 Effects of different fertilizer schemes on yield composition factors of wheat
处理
Treatment
穗数
Number of spike
(105·hm−2)
穗粒数
Grain per spike
千粒重
1000-grain weight
(g)
籽粒产量
Grain yield
(kg·hm−2)
秸秆产量
Straw yield
(kg·hm−2)
生物量
Biomass (kg·hm−2)
收获指数
Harvest index
(%)
CK 51.9±1.4dB 30.1±1.1cC 43.4±0.8bA 3 740±209bB 8 661±244bA 12 401±49cB 30.2±1.8dD
CG 60.0±1.1cA 34.1±0.6aA 44.1±0.4abA 6 035±196aA 9 208±243abA 15 243±322abA 39.6±1.0cBC
TJ 60.7±1.2bcA 33.7±1.1aAB 45.7±1.3aA 6 148±234aA 7 133±260cB 13 281±463bB 46.3±0.6aA
KS 62.8±2.0abA 31.6±0.7bBC 45.8±1.8aA 6 103±260aA 9 515±662aA 15 619±715aA 39.1±2.0cC
HS 63.2±0.4aA 33.6±0.5aAB 45.9±1.3abA 6 424±77aA 8 614±324bA 15 038±368aA 42.7±0.8bB
3 讨论与结论
党建友等[18]在石灰性褐土上研究发现缓释肥使
小麦生长发育后期保持较高的叶片净光合速率, 利
于干物质积累; 满建国等[17]在黄淮海棕壤地区研究
表明硫加树脂包膜尿素显著提高了小麦开花期和成
熟期干物质积累量。本研究中, 缓释肥使砂姜黑土
第 5期 郑学博等: 施肥措施对砂姜黑土小麦生长性状、营养元素累积及产量的影响 555
地区小麦成熟期地上部植株干物质积累量较其他处
理增加 18.0%~27.7%, 对中后期干物质积累有明显
促进作用。小麦单株次生根数、单株分蘖数、叶面
积指数在抽穗期达到最高, 与不施肥、常规施肥、
推荐施肥、控失肥处理相比, 缓释肥处理小麦单株
次生根数分别增加 24.7%、19.7%、7.2%、22.1%, 单
株分蘖数分别增加 25.0%、11.1%、11.1%、20.0%, 叶
面积指数分别增加 39.1%、23.1%、10.3%、8.5%。
张树清等[19]在黑垆土上研究表明, 缓释肥可以
提高春小麦 N、P、K携出吸收量及其养分利用率。
本研究结果与此基本一致。缓释肥可显著提高砂姜
黑土小麦收获指数, 减少了 N、P、K在秸秆中的残
留, 提高了氮肥、磷肥、钾肥的有效利用, 氮肥、磷
肥(P2O5)、钾肥(K2O)利用率分别为 43.35%、19.92%、
37.63%。
缓释肥可显著改善小麦产量及构成因子。党建
友等[18]在石灰性褐土上的研究认为, 缓释肥可通过
提高灌浆速率和延长灌浆持续时间增加粒重; 于淑
芳等[15]研究发现缓释肥养分释放逐步进行, 后劲足,
利于灌浆过程, 籽粒饱满, 粒重增加。汪强等[16]在河
南潮土上的研究发现缓释肥可明显提高小麦穗粒
数、单位面积有效穗数, 进而提高产量。本研究发
现缓释肥处理使沿淮砂姜黑土小麦单产(烘干重)达
到 6 424 kg·hm−2, 与不施肥处理间差异显著, 较不
施肥、常规施肥、推荐施肥和控失肥处理分别增产
71.8%、6.4%、4.5%、5.3%, 虽穗粒数略低于常规施
肥和推荐施肥, 但单位面积成穗数显著高于其他处
理(除控失肥处理)、千粒重与其他处理间差异不显著
(除不施肥处理)。
结合上述分析可以得出: 缓释肥处理使砂姜黑
土小麦各生育期单株次生根数、单株分蘖数、株高、
叶面积指数、植株干物质和 N、P、K累积、转移与
小麦产量达到最佳的状态, 为沿淮砂姜黑土区小麦
的高产稳产提供了一条新的技术途径, 适宜沿淮地
区扩大示范推广以提高资源利用效率。
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