较长期低温逆境下氮钾肥与播种量对小麦产量效应的研究

较长期低温逆境下氮钾肥与播种量对小麦产量效应的研究 较长期低温逆境下氮钾肥与播种量对小麦 产量效应的研究 山东农业科学2011,11:48,50ShandongAgriculturalSciences 较长期低温逆境下氮钾肥与播种量 对小麦产量效应的研究 宋朝玉,高峻岭,宋克光,李振清,宫明波 (1.青岛市农业科学研究院,山东青岛266100; 2.青岛即墨国家农业高新技术开发区,山东青岛266200) 摘要:采用"3414"试验设计,研究了较长期低温条件下氮,钾肥和播种量对小麦产量的影响效应.结 果表明:在较长期低温逆境下,N,K:0的肥料效应曲线均呈报酬递减型函数关 系,N,K0,小麦播种量三因 素之间对产量均呈正交互作用,即高肥力(或高施肥量)条件下,宜提高小麦播种量,反之减少播种量;在较长 期低温逆境条件下,小麦产量水平较往年降低,但氮,钾肥用量较往年明显提高,这可能与低温条件下,肥料利 用率降低有关. 关键词:低温;小麦;氮肥;钾肥;播种量 中图分类号:$512.1106.2文献标识号:A文章编号:1001—4942(2011)11—0048—03 EffectsofNitrogenandPotassiumFertilizersandSeedQuantity onYieldofWheatEncounteredLong——termLowTemperature SONGChao—yu., GAOJun—ling,SONGKe—guang,LIZhen—qing.,GONGMing—bo (1.QingdaoAcademyofAgriculturalSciences,Qingdao266100,China; 2.JimoNationalAgriculturalHigh—techDevelopmentZone,Qingdao266200,China) AbstractAdoptingthe"3414"orthogonalexperimentaldesign,theeffectsofnitrogen,potass iumand seedquantityonyieldofwinterwheatencounteredlong— termlowtemperaturewerestudied.Theresults showedthattheeffectsofNandK2Oonthewheatyieldshoweddiminishingreturnsfunctionalrelation.The interactionsofnitrogen,potassiumandseedquantitywerepositivetowheatyield,inotherwords,theseed quantityshouldbeincreasedunderhighfertilizer,whiledecreasedunderlowfertilizer.Thewheatyieldwas reducedbylong— termlowtemperature,buttheapplicationrateofnitrogenandpotassiumincreasedobviously comparedtothepastyears,whichmightbecausedbylowerfertilizeruserateunderlowtemperature. KeywordsLowtemperature;Wheat;Nitrogen;Potassium;Seedquantity 在山东半岛地区,2009年冬季降温早,造成 小麦冬前分蘖少.2010年春天气温回升慢,低温 持续时间长,小麦进入灌浆期后,温度和光照也较 往年低.整个生育期,小麦生长的有效积温和光 照均较往年降低,严重影响了小麦的生长和产量 建成,最后导致小麦产量水平的降低. 氮肥是影响小麦生长,发育和产量建成的最 大因素Hl2J,氮肥用量的多少直接影响着小麦产 量的高低.但是随着施氮量的增加,氮肥的边际 效应会逐渐减小.氮肥过量施用不但不能增加小 麦产量,反而还会造成土壤结构变差,地下水硝酸 盐含量超标等环境问题.钾肥被称为作物的品质 元素,近年来受到更多的关注.适量提高钾肥用 量,不但可以提高小麦产量,还可以明显提高蛋白 05—20 收稿日期:2011— 基金项目:小麦优质高产品种选育与产业化开发(09—1一l一69一nsh) 作者简介:宋朝玉(1978一),男,硕士,助理研究员,主要从事玉米高产栽培,高效施肥 研究.E—mail:qingdaocrop@tom.con 第11期宋朝玉等:较长期低温逆境下氮钾肥与播种量对小麦产量效应的研究49 质含量,湿面筋含量,面团稳定时间,改善小麦品 质3j.氮肥和钾肥对小麦产量的影响,两者之 间存在正交互作用,也就是说,氮肥和钾肥协同提 高的情况下可明显提高小麦产量J.播种量既 是农民直接简单且容易控制的一个指标,也是影 响小麦群体大小,产量高低的重要因素.因此本 研究从影响小麦产量的三个重要因素人手,研究 较长期低温逆境下,氮肥,钾肥和播种量对小麦产 量产生的主效应和交互效应,探讨小麦获得最高 产量的栽培方案,为小麦生产提供有力的科学依 据. 1材料与方法 1.1试验设计 试验于2010年在青岛市农业科学研究院城 阳试验场进行.:,壤质地为砂壤,有机质含量为 1.90%,碱解氮为111.5mg/kg,有效磷为88.4 mg/kg,速效钾为95.0mg/kg.采用"3414"试验 设计,设氮肥,钾肥,播种量3个因素,4个水 平(见表1),共14个处理,重复2次. 表1试验设计因素及水平 1.2供试材料 小麦品种为济麦22,为胶东半岛地区主栽品 种,2009年10月22日播种.小区面积24m,每 小区4行,行距0.6m.氮肥为尿素,N含量 46%;钾肥为硫酸钾,K0含量为50%.氮肥和 钾肥基施50%,拔节期追肥50%.产量为收获后 籽粒自然风干产量.该试验从2009年开始,采取 玉米一小麦轮作:疗式,本试验结果为第一年的结 果. 1.3数据分析 试验结果采用Excel和DPS系统进行分析. 2结果与分析 2.1产量模型的建立 根据产量结果,采用逐步回归分析方法,获得 产量与三因素的模拟回归方程: =6358.91949—54.16284N一698.36739K +1155.31897Q一143.26471N一10.57835K一 183.oI926Q+570.41571NK一155.34792NQ一 133.20247KQ(1) 经对模型(1)检验,F=16.5564,P=0.008, 达到极显着水平,说明N,K:0和播种量与小麦产 量间存在明显的函数关系(N,K,Q分别为N,K:0 和播种量的水平编码值.为小麦籽粒风干产 量,单位为kg/hm). 2.2产量模型解析 2.2.1获得最高产量的栽培方案经对产量模 型(1)的模拟分析可得,当N:3.000 (360.0kg/hm),K20为3.000(180.0kg/hm), 播种量为0.791(186.3kg/hm)时产量最高,模 拟产量为7965.1kg/hm. 2.2.2目标产量区段的栽培方案采用目标产 量区段法对模拟方程进行求解,得出产量? 7500kg/hm的栽培方案.设编码值的步长为 0.5,共获得343个模拟组合,产量I>7500kg/hm 的组合22个,占6.4%.N用量为106.9, 247.6kg/hm,均值为177.3kg/hm,变异系数为 0.895;K20用量为43.3,120.4kg/hm,均值为 81.8kg/hm,变异系数为1.063;播种量为 145.1,169.9kg/hm,均值为155.7kg/hm,变 异系数为0.534. 2.3三因素的主效应分析 将模型(1)中的K:0和播种量两因素设定在 常量水平(即令K=2,Q=2),即可获得N的主效 应方程: YN=5965.62194+775.97354N一143.26496N (2) 采用同样的方法,即可分别获得K:O和播种 量两因素的主效应方程: YK=6634.70390+176.05962K一10.57849K (3) Yo=520.14974+578.21818Q一183.o1928Q (4) 根据方程(2),(3),(4)进行作图,可以获得 三因素对小麦产量的主效应曲线图(图1).从图 中可以看出,在试验设计范围内,小麦产量随着氮 50山东农业科学2011丘 肥,钾肥用量的增加而持续提高,当N:2.708 (325.0kg/hm),K=3.000(180.0kg/hm)时, 小麦产量分别达到最高值.播种量与产量的曲线 呈开口向下的抛物线,当Q=1.580 (162.6kg/hm)时,小麦产量达到最高值. 7500 7000 童6500 删 6000 5500 00.61.21.82.43 水平编码值 图1三因素对产量的主效应曲线 2.4三因素交互作用分析 将模型(1)中的播种量设定在常量水平(即 令Q=2),即可获得N,K0的交互效应方程: YNK=7937.48040—364.85869N一964.77232K 一 143.26471N10.57835K2+570.41571NK(5) YNQ=4919.87131+1086.66858N+888.9140Q 一 143.26471N一183.01926Q一155.34792NQ(6) YKQ=5677.53495+442.46404K+844.62313Q 一10.57835K2—183. 01926Q一133.20247KQ(7) 从方程(5)可以看出,N,K0之间存在明显 的正交互作用,N与播种量,K0与播种量之间均 呈负交互作用.由于本试验设计中实际播种量与 编码值升降趋势相反,也就是说,N与播种量, K,0与播种量之间实际上均呈正交互作用.高肥 力(或高施肥量)条件下(高氮,高钾),小麦宜采 用高播种量,反之宜低. 3结论与讨论 3.1在较长期低温逆境下,N,K:0的肥料效应 曲线均呈报酬递减型函数关系.N,K,0,小麦播 种量三因素之间对产量均呈正交互作用,这与以 往研究相同J.高肥力(或高施肥量)条件下,宜 提高小麦播种量,反之减少播种量. 3.2由于2009年冬季降温早,造成小麦冬前分 蘖少,群体较小;2010年春天气温回升慢,低温持 续时问长.整个小麦生育期,小麦生长的有效积 温和光照均较往年降低,严重影响了小麦的生长 和产量建成,最后导致小麦的产量水平的降低. 但是本试验获得最高产量的施肥量达到了试验设 计的最高用量,虽然氮肥和钾肥的效应趋势与往 年一致,但相同产量水平的施用量大大高出了往 年用量.这可能是因为在较长期低温条件下,肥 料利用率降低所致. 参考文献 林葆,林继雄,李家康.长期施肥的作物产量和土壤肥力 变化[J].植物营养与肥料,1994,1:6—18. 宋朝玉,张继余,王振华,等.氮磷钾,小麦秸秆还田及播种 量对小麦产量及其构成因素的影响[J].山东农业科学, 2008.8:44—47. 于振文,梁晓芳,李延奇,等.施钾量和施钾时期对小麦氮 素和钾素吸收利用的影响[J].应用生态,2007,18 (1):69—74. 苗玉红,王宜伦,汪强,等.施钾对小麦生理性状和品质 的影响[J].中国土壤与肥料,2007,6:39—41. 武际,郭熙盛,王允青,等.氮钾配施对弱筋小麦氮,钾养 分吸收利用及产量和品质的影响[J].植物营养与肥料学 报,2007,13(6):1054—1061. 祖艳群,林克惠.氮钾营养的交互作用及其对作物产量和 品质的影响[J].土壤肥料,2000,2:3—7. 吴志勇,闰静,施维新,等."3414"肥料效应试验的设计 与统计分析[J].新疆农业科学,2008,45(1):135—141. 陈新平,张福锁.通过"3414"试验建立测土配方施肥技术 指标体系[J].中国农技推广,2006,4:36—39. 宋朝玉,高峻岭,张清霞,等."3414"肥料试验结果统计分 析方法的探讨[J].山东农业科学,2009,9:93—96. 1J1J1j1J1_1{1J _寸_