国审玉米单交种‘浚单658’的选育及启示

张志方, 张守林, 张素娟, 章慧玉, 李长建

农学学报. 2023, 13(2): 5-9

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农学学报 ›› 2023, Vol. 13 ›› Issue (2) : 5-9. DOI: 10.11923/j.issn.2095-4050.cjas2021-0187
农艺科学/生理生化

国审玉米单交种‘浚单658’的选育及启示

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Breeding of Single-Cross Hybrid Maize ‘Xundan 658’

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摘要

‘浚单658’是河南省鹤壁市农业科学院以自交系‘浚58’为母本、自交系‘浚G6Y62’为父本杂交育成的玉米单交种，于2020年通过国家审定、2021年通过河南省审定。多年多点试验结果表明，该品种具有抗逆性强、耐密、稳产、丰产性好、结实性好、品质佳、淀粉含量高、粮饲兼用等特点，是顺应黄淮海气候变化趋势的玉米新品种。本研究介绍了‘浚单658’的选育经过、品种特征特性、产量表现、生产应用，围绕其抗逆性、耐密性、稳产性等品种特点，重点讨论了其选育对抗性育种、选育过程、选育目标的启示，以期为新气候形势下黄淮海夏玉米品种选育提供模式参考。

Abstract

The new maize variety ‘Xundan 658’ was bred by Hebi Academy of Agricultural Sciences by using ‘Xun 58’ as female parent and ‘Xun G6Y62’ as male parent. In 2020, the variety was approved by the National Crop Variety Approval Committee, and in 2021, the variety was approved by Henan Provincial Crop Variety Approval Committee. The results of multi-year and multi-site tests showed that the new maize variety could adapt to the climate change trend of Huang-Huai-Hai plain and had the characteristics of strong stress resistance, high density tolerance, stable and high yield, good seed setting ability, superior quality and high starch content, and could be used for both grain and forage. As a whole, in order to provide a reference model for maize breeding in Huang-Huai-Hai plain under the new climate condition, the study expounded the breeding process, variety characteristics, yield performance and production application of ‘Xundan 658’. In addition, based on the variety’s characteristics of stress resistance, density tolerance and yield stability, the enlightenment on resistance breeding, selection process and breeding goal was discussed.

关键词

‘浚单658’ / 玉米 / 选育 / 抗逆性 / 耐密性 / 稳产性

Key words

‘Xundan 658’ / maize / breeding / stress resistance / density tolerance / yield stability

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张志方 , 张守林 , 张素娟 , 章慧玉 , 李长建. 国审玉米单交种‘浚单658’的选育及启示. 农学学报. 2023, 13(2): 5-9 https://doi.org/10.11923/j.issn.2095-4050.cjas2021-0187
ZHANG Zhifang , ZHANG Shoulin , ZHANG Sujuan , ZHANG Huiyu , LI Changjian. Breeding of Single-Cross Hybrid Maize ‘Xundan 658’. Journal of Agriculture. 2023, 13(2): 5-9 https://doi.org/10.11923/j.issn.2095-4050.cjas2021-0187

0 引言

传统化学肥料在促进中国粮食增产和维护粮食安全方面发挥重要作用，然而其较低的利用效率引发的环境安全问题也引起人们的广泛关注[1-2]。随着绿色生态农业的兴起，研发环境友好型复合肥已成为当今肥料界研究的重要课题之一，对实现农业可持续发展具有重要意义[3]。腐殖酸是一类成分复杂的天然有机物质，具有改良土壤特性、活化土壤养分，刺激植物发育等功能[4⇓⇓-7]。以腐殖酸为原料，添加植物所必须的养分，经过科学配比而制成的腐殖酸肥料，具有协调作物高产与资源和环境可持续发展的潜力，在农业领域具有良好的前景[8-9]。有研究显示，与相同用量的普通肥料相比，腐殖酸肥料氮的土壤自然循环还原能力增加30%~40%，磷的固定损失减少45%左右，钾的流失率降低30%[6]，并可提高作物的产量和品质，减量20%施用仍可保证作物产量不降低[10⇓-12]。刘盛林等[13]报道，腐殖酸尿素可提高冬小麦产量和氮吸收率，以添加量3%~4%时效果最佳。李伟等[5]研究显示，中、低分子量腐殖酸磷肥可促进小麦增产，提高磷肥表观利用率、磷肥偏生产力和磷肥农学效率，且腐殖酸结构中的氧烷基碳、羧基/酰胺基碳、烷基碳与小麦籽粒产量和磷肥利用率正相关。郑东方等[14]报道，钾肥增施腐殖酸可提高烟草的光合生产能力及其对矿质元素的吸收，从而促进干物质积累，并能增加烟叶香味物质，提高烤后烟叶的有机钾盐指数及燃烧性。张爱华等[15]研究显示，腐殖酸复合肥可促进马铃薯养分积累，改善部分品质指标，提高氮、磷、钾肥料偏生产力。Liu等[16]报道，盐碱地施用腐殖酸肥料可增加土壤团聚体，降低盐分；并促进玉米营养生长阶段氮吸收和生殖生长阶段磷钾吸收，从而提高玉米产量。腐殖酸肥料在促进作物增产和提高养分利用效率方面具有良好的表现，推动了其在化肥减施增效领域的应用，然而目前研究主要集中在减少氮肥施用上[10-11]，将氮、磷、钾同时减量用于大田试验研究的还较少。小麦是中国重要的商品粮和战略性粮食储备品种，河南省小麦种植面积和产量均居全国第一，其中豫北平原是河南省小麦主产区和高产区。依据土壤养分状况和作物养分吸收规律研制的小麦专用肥在该区域产值提升方面效果良好，已成为生产中投入的主要肥料品种[17]。鉴于此，本项目以普通小麦专用肥为参考，研究豫北潮土区腐殖酸小麦专用肥及其减量对小麦产量、养分吸收利用效率和土壤养分的影响，以明确腐殖酸小麦专用肥节肥增效潜力，为其高效合理施用提供理论支撑。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验于2020年10月—2021年6月在河南省新乡市延津县袁纸坊村进行。试验区农作物以小麦-玉米轮作为主，属暖温带大陆性季风气候，年平均气温14℃，年平均降雨量约656.3 mm。试验地土壤类型为潮土，土壤基础养分指标为碱解氮53 mg/kg、有效磷13 mg/kg、速效钾112 mg/kg、pH 8.5、有机质13.4 g/kg。
供试肥料为普通小麦专用肥(17-20-5)和腐殖酸小麦专用肥(17-20-5)，均由郑州阿波罗肥业有限公司提供。试验中所用尿素(N，46%)购自当地农资市场。
供试小麦品种为‘百农207’，该品种属中熟半冬性多抗小麦新品种，为国家黄淮南片麦区的主导品种之一[18]。

1.2 试验设计

本试验设置7个处理，分别为T1：不施肥处理(CK)；T2：习惯施肥（普通小麦专用肥）；T3：优化施肥（普通小麦专用肥）；T4：100%腐殖酸小麦专用肥（和优化施肥处理等养分）；T5：90%腐殖酸小麦专用肥；T6：80%腐殖酸小麦专用肥；T7：70%腐殖酸小麦专用肥，每个处理3次重复。普通小麦专用肥和腐殖酸小麦专用肥均做基肥施入，习惯施肥量900 kg/hm2，优化施肥量为700 kg/hm2，90%施肥量为630 kg/hm2，80%施肥量为560 kg/hm2，70%施肥量为490 kg/hm2，另于小麦拔节期追施尿素125 kg/hm2。不同处理中养分用量见表1。小区面积为38.7 m2(4.3 m×9 m)，每个小区之间、区组之间均设保护行和走道(0.5 m)。试验田种植方式及田间管理均采用当地大田的常规方法。统一作业当日完成。
表1 不同处理中养分用量kg/hm2
处理 基肥 追肥 总养分量
N P2O5 K2O N P2O5 K2O N P2O5 K2O
T1(CK) 0 0 0 0 0 0 0 0 0
T2 153 180 45 57.5 0 0 210.5 180 45
T3 119 140 35 57.5 0 0 176.5 140 35
T4 119 140 35 57.5 0 0 176.5 140 35
T5 107.1 126 31.5 57.5 0 0 164.6 126 31.5
T6 95.2 112 28 57.5 0 0 152.7 112 28
T7 83.3 98 24.5 57.5 0 0 140.8 98 24.5

1.3 测定指标及方法

1.3.1 产量及其产值

于小麦三叶期，在各小区选择2个具有代表性、长势一致的1 m样段进行标记，并于成熟期调查标记样段的茎蘖数以计算单位面积有效穗数。各小区选取具有代表性、长势一致的单茎20个，进行干物质量测定及其产量构成因子调查。收获小区全部植株，自然晒干后称重计产，并测定千粒重。

1.3.2 植株养分含量及利用效率

分别于越冬期、开花期和成熟期采集具有代表性的植株样品，并将成熟期样品分为秸秆和籽粒两部分，105℃杀青30 min，70℃烘至恒重，测定各器官干质量。取烘干样，粉碎后，采用浓硫酸-H2O2消煮，采用流动注射分析仪测定植株各器官N、P含量，火焰光度计测定K含量。分别采用公式(1)~(4)计算各器官养分积累量、养分总积累量、肥料偏生产力和肥料农学利用效率。
各器官养分积累量=养分含量×各器官干质量
(1)
养分总积累量=秸秆养分积累量+籽粒养分积累量
(2)
肥料偏生产力=施肥区产量施N量+施P2O5量+施K2O量
(3)
肥料农学利用效率=施肥区产量-不施肥区产量施N量+施P2O5量+施K2O量
(4)

1.3.3 收获期土壤残留养分

采集越冬期、开花期和成熟期各处理耕层土壤，测定其有效养分含量以及成熟期养分全量，其中采用钠氏比色法测定全氮含量，采用碱解扩散法测定速效氮含量，采用钼锑抗比色法测定全磷含量，采用NaHCO3浸提，钼蓝比色法测定有效磷含量，采用原子吸收分光光度计测定全钾含量，采用NH4OAC浸提，火焰光度法测定速效钾含量。

1.4 数据处理与分析

采用Excel 2007处理试验数据，利用SPSS 17.0软件进行方差分析，并采用LSD法进行多重比较，小写字母表示在0.05水平上差异显著。

2 结果与分析

2.1 腐殖酸小麦专用肥及其减量对小麦产量及其构成因子的影响

表2显示，和不施肥对照相比，T6和T7处理的小麦千粒重分别显著增加8.4%和10.4%，T2处理显著降低5.5%，其余处理无显著变化。施肥处理的小麦株高和穗长分别较对照增加7.4%~14.1%和7.2%~18.6%，均达到显著性差异。施肥处理的小麦穗粒数和穗质量分别较对照增加11.3%~29.3%和13.5%~36.2%，均以T6和T7处理最高。施肥处理的穗数高于对照4.6%~34.6%，其中T3处理达到显著性差异。除T7处理外，其余施肥处理的小麦产量较对照增加5.3%~20.0%，以T5处理增幅最大，较T2、T3、T4、T6、T7处理也分别增加4.7%、8.4%、9.8%、13.9%、18.4%。该结果说明，本试验条件下，施肥可不同程度促进小麦增产，以90%腐殖酸小麦专用肥施用效果最优，80%和70%腐殖酸小麦专用肥处理小麦产量较之显著降低。
表2 腐殖酸小麦专用肥及其减量对小麦产量及其构成因子的影响
处理 千粒重/g 株高/cm 穗长/cm 穗粒数 穗质量/g 穗数/
（万/hm2）		 产量/
(kg/hm2)
T1(CK) 47.10b 63.39b 6.55c 29.34c 1.85c 433.65b 8339.38c
T2 44.53c 70.90a 7.77a 35.29b 2.25abc 453.66ab 9562.48b
T3 48.30ab 69.13a 7.02b 33.26bc 2.18abc 583.75a 9228.91b
T4 48.67ab 68.67a 7.29b 32.67bc 2.10bc 515.93ab 9117.72b
T5 46.93b 72.33a 7.62a 34.16b 2.14abc 517.04ab 10007.25a
T6 51.07a 68.09a 7.71a 37.93a 2.52a 487.02ab 8784.14bc
T7 52.00a 70.59a 7.67a 37.01a 2.31ab 477.01ab 8450.57c
注：同列数字后不同小写字母表示处理间差异显著(P<0.05)。

2.2 腐殖酸小麦专用肥及其减量对小麦养分吸收的影响

表3显示，施肥处理的越冬期小麦秸秆氮、磷和钾含量均显著高于对照，增幅分别为9.1%~10.8%、9.3%~17.7%和4.9%~16.1%，其中T7处理的秸秆磷钾含量显著低于其他施肥处理，T2和T3处理的秸秆钾含量最高，不同施肥处理的秸秆氮含量无显著差异。T4处理的开花期秸秆氮含量高于对照11.5%，T3处理则较之降低8.0%，均差异显著；施肥处理的开花期秸秆磷含量显著高于对照，增幅为12.5%~36.3%，以T2、T3、T5和T6处理较高；T2处理的开花期秸秆钾含量较对照增加3.9%，T3和T7处理较之降低11.4%和13.1%，均差异显著。T2处理的成熟期秸秆氮钾含量高于对照，增幅分别为38.4%和2.4%，均达到显著性差异；除T3处理外，其余施肥处理的成熟期秸秆磷含量均显著高于对照，增幅为25.0%~100.0%，也以T2处理增幅最大；T3、T4、T6、T7处理的成熟期秸秆钾含量则较对照分别降低6.3%、3.7%、6.2%、7.2%，差异均显著。各施肥处理的小麦籽粒中氮含量无显著差异；T2、T4、T5、T6处理的籽粒磷含量分别高于对照1.8%、1.1%、1.8%、1.1%，T7处理则较之降低5.4%，均达到显著性差异。T6、T7和T3处理籽粒钾含量均显著高于对照，增幅分别为8.6%、8.6%和3.6%。该结果说明，同等养分条件下，施用100%腐殖酸小麦专用肥成熟期小麦秸秆和籽粒中磷含量高于优化施肥处理；施用70%腐殖酸小麦专用肥小麦籽粒磷含量较之显著降低，钾含量显著增加。
表3 腐殖酸小麦专用肥及其减量对小麦养分含量的影响mg/kg
处理 越冬期秸秆 开花期秸秆 成熟期秸秆 成熟期籽粒
N P K N P K N P K N P K
T1 27.43b 2.48c 17.88d 16.97b 1.60c 18.55b 3.52b 0.16d 17.24b 21.07a 2.77b 2.80c
T2 30.40a 2.92a 20.76a 16.18bc 2.18a 19.27a 4.87a 0.32a 17.66a 21.36a 2.82a 2.80c
T3 29.92a 2.86a 20.70a 15.62c 1.94ab 16.44c 3.36b 0.16d 16.16c 20.02a 2.76b 2.90b
T4 30.14a 2.89a 19.95b 18.92a 1.88b 18.84b 3.56b 0.22c 16.61c 21.25a 2.80a 2.80c
T5 30.37a 2.84a 19.72b 16.46b 1.93ab 18.16b 3.58b 0.20c 17.14b 20.26a 2.82a 2.79c
T6 30.38a 2.92a 19.63b 16.68b 2.01ab 18.73b 3.76b 0.26b 16.17c 21.28a 2.80a 3.04a
T7 30.06a 2.71b 18.76c 17.10b 1.80b 16.12c 3.64b 0.20c 16.00c 20.87a 2.62c 3.04a
注：同列数字后不同小写字母表示处理间差异显著(P<0.05)。
表4显示，施肥处理的越冬期小麦秸秆氮磷积累量均显著高于对照，增幅分别为18.1%~56.6%和17.9%~66.7%，且均以T2处理最高，T7处理最低，其余施肥处理间无显著差异；秸秆钾积累量增加13.1%~64.1%，除T7处理外，其余施肥处理均达到显著性差异，也以T2处理最高。施肥处理的开花期秸秆氮磷积累量也均显著高于对照，增幅分别为23.9%~39.1%和39.4%~78.7%，其中前者以T4处理最高，后者以T2和T3处理较高；T2处理的开花期秸秆钾积累量高于对照3.9%，T7和T3处理则较之降低13.1%和11.4%，差异均显著。T2和T4处理的成熟期秸秆氮积累量均显著高于对照，增幅分别为65.4%和30.6%，其余施肥处理和对照无显著差异；施肥处理的成熟期秸秆磷积累量高于对照25.0%~139.1%，其中T2、T4和T6处理达到显著性差异；T4、T2和T3处理的成熟期秸秆钾积累量较对照分别显著增加24.4%、22.5%和17.2%。除T7处理外，其余施肥处理的籽粒氮积累量均显著高于对照，增幅为5.2%~16.2%，以T2和T5处理最高；T5处理的籽粒磷积累量也显著高于对照22.2%，其余施肥处理无显著变化；施肥处理籽粒钾积累量较对照增加9.3%~19.6%，其中T2、T3、T5和T6处理达到显著性差异。除T7处理外，其余施肥处理的小麦总氮磷积累量均显著高于对照，增幅分别为7.1%~23.0%和10.1%~23.2%，且均以T2处理最高。除T7处理外，其余施肥处理的小麦总钾积累量较对照增加3.5%~22.3%，其中T4、T2、T3和T5处理均达到显著性差异。该结果说明，优化施肥处理的小麦养分吸收量较传统施肥处理有所降低；同等养分条件下，施用100%腐殖酸小麦专用肥小麦总氮钾吸收量高于优化施肥处理；施用80%和70%腐殖酸小麦专用肥小麦养分吸收量明显降低。
表4 腐殖酸小麦专用肥及其减量对小麦养分积累量的影响 kg/hm2
处理 T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7
越冬期秸秆 N 40.20d 62.96a 55.59b 55.05b 56.39b 55.04b 47.46c
P 3.63d 6.05a 5.31b 5.28b 5.27b 5.29b 4.28c
K 26.20c 42.99a 38.46ab 36.44b 36.62b 35.57b 29.62bc
开花期秸秆 N 150.75c 188.49b 195.69ab 209.74a 186.76b 189.12b 188.22b
P 14.21c 25.40a 24.30a 20.84b 21.90ab 22.79ab 19.81b
K 18.55b 19.27a 16.44c 18.84b 18.16b 18.73b 16.12c
成熟期秸秆 N 28.18c 46.62a 33.62bc 36.81b 30.21c 32.61bc 30.36c
P 1.28c 3.06a 1.60bc 2.27b 1.69bc 2.25b 1.67bc
K 138.02cd 169.07b 161.72b 171.76a 144.65c 140.24c 133.43d
处理 T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7
成熟期籽粒 N 175.71d 204.25a 184.76c 193.75b 202.75a 186.93c 176.36d
P 23.10bc 26.97ab 25.47b 25.53b 28.22a 24.60b 22.14c
K 23.35b 26.77a 26.76a 25.53ab 27.92a 26.70a 25.69ab
成熟期总积累量 N 203.89d 250.87a 218.38c 230.56b 232.96b 219.54c 206.72d
P 24.38c 30.03a 27.07b 27.80b 29.91a 26.85b 23.81c
K 161.37c 195.84a 188.48ab 197.29a 172.57b 166.94bc 159.12c
注：同行数字后不同小写字母表示处理间差异显著(P<0.05)。

2.3 腐殖酸小麦专用肥及其减量对肥料农学利用效率和肥料偏生产力的影响

图1显示，T5处理的肥料农学利用效率最高，为5.18 kg/kg，其次是T2、T3、T4处理，分别为2.81、2.53、2.21 kg/kg，T7处理最低，为0.42 kg/kg。肥料偏生产力以T7、T5、T6处理较高，分别为32.09、31.07、30.01 kg/kg，其次是T3和T4处理，分别为26.26 kg/kg和25.94 kg/kg，T2处理最低，为21.96 kg/kg。该结果说明，本试验条件下，90%腐殖酸小麦专用肥处理具有较高的肥料农学利用效率和肥料偏生产力。
图1 腐殖酸小麦专用肥及其减量对肥料农学利用效率(A)和肥料偏生产力(B)的影响
不同小写字母表示不同处理间差异显著(P<0.05)

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2.4 腐殖酸小麦专用肥及其减量对不同小麦生育期土壤养分含量的影响

表5显示，除T3处理外，其余施肥处理的越冬期土壤碱解氮含量均显著高于对照，增幅为37.5%~66.7%，以T2和T5处理较高；T2、T3、T4处理的越冬期土壤有效磷含量显著高于对照，增幅分别为51.0%、40.4%、60.9%，T7处理则较之显著降低21.9%；施肥处理的越冬期土壤速效钾含量和对照无显著差异。T3和T5处理的开花期土壤碱解氮含量分别高于处理8.8%和11.8%，T7处理则较之降低16.2%，均达到显著性差异；施肥处理的开花期土壤有效磷含量高于对照10.5%~90.7%，除T6和T7处理外，其余处理均达到显著性差异，以T5处理增幅最大；各施肥处理的开花期土壤速效钾含量较对照显著降低8.5%~12.8%，但不同施肥处理间无显著差异。T4处理的成熟期土壤全氮含量较对照增加22.0%，差异显著；除T2处理外，其余施肥处理的土壤全磷含量较对照降低9.2%~31.6%，其中T4、T6和T7处理达到显著性差异；各施肥处理的土壤全钾含量和对照无显著性差异；各施肥处理的成熟期土壤碱解氮含量均显著低于对照，降幅为20.5%~39.7%，但不同施肥处理间无显著差异；T2和T3处理的成熟期土壤有效磷含量分别高于对照119.8%和99.2%，T7处理则较之降低35.5%，差异显著；T2处理的土壤速效钾含量较对照增加12.2%，T7处理较之降低16.7%，也达到显著性差异。该结果说明，同等养分条件下，施用100%腐殖酸小麦专用肥越冬期土壤碱解氮和速效钾含量高于优化施肥处理；施用80%和70%腐殖酸小麦专用肥开花期土壤碱解氮和有效磷含量较之显著下降；后者成熟期土壤有效磷和速效钾含量也显著降低。
表5 腐殖酸小麦专用肥及其减量对不同小麦生育期土壤养分含量的影响
处理 T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7
越冬期 碱解氮/(mg/kg) 48c 80a 44c 66b 74ab 67b 68b
有效磷/(mg/kg) 15.1b 22.8a 21.2a 24.3a 14.6b 14.4b 11.8c
速效钾/(mg/kg) 120ab 135a 108b 120ab 123ab 131a 105b
开花期 碱解氮/(mg/kg) 68b 70ab 74a 70ab 76a 66b 57c
有效磷/(mg/kg) 8.6d 10.4c 13.0b 14.4b 16.4a 9.5cd 9.6cd
速效钾/(mg/kg) 94a 82b 84b 82b 86b 82b 82b
成熟期 全氮/(g/kg) 0.82b 0.92ab 0.92ab 1.00a 0.84b 0.86b 0.76b
全磷/(g/kg) 0.446a 0.477a 0.382ab 0.347b 0.405ab 0.305b 0.334b
全钾/(g/kg) 16.92ab 16.76ab 16.39ab 15.48b 16.22ab 15.92b 17.14a
碱解氮/(mg/kg) 73a 58b 46b 51b 51b 44b 48b
有效磷/(mg/kg) 12.1b 26.6a 24.1a 14.6b 12.0b 13.1b 7.8c
速效钾/(mg/kg) 90b 101a 86b 90b 90b 94b 75c
注：同行数字后不同小写字母表示处理间差异显著(P<0.05)。

3 讨论

中国小麦生产过程中，过量施肥、肥料利用率低造成的资源浪费和农业面源污染等问题严重[19]。蔡海燕等[20]调查显示，黄淮海灌溉冬麦区中低产区、中高产区和高产区氮肥实际用量分别高于推荐量17.53%、9.67%和5.21%；雨养冬麦区低产区、中低产区和中高产区氮肥施用量较推荐量分别高67.54%、28.48%、3.76%。王改革等[21]报道，2014—2018年河南省小麦平均氮、磷、钾肥投入量分别为175.93、61.95、48.59 kg/hm2。李青松等[22]分析豫北平原小麦节肥潜力氮素为31.47%~46.27%、磷素为38.43%~44.91%、钾素为-65.23%~-59.46%。本试验中，和传统施肥相比，豫北潮土区优化施肥处理的总氮投入量减少16.2%，致使越冬期土壤碱解氮含量及小麦总养分累积量量有所下降，但肥料偏生产力显著提高，最终保证小麦产量未降低。该结果也说明，该地区具有一定的减肥潜力，适当优化减量施用氮肥不影响作物产量，这与前人研究一致[20⇓-22]。本试验中，同等养分条件下，施用腐殖酸小麦专用肥虽然没有明显增产，但越冬期土壤碱解氮和速效钾含量明显增加，致使成熟期小麦总氮钾积累量增加，说明施用腐殖酸小麦专用肥可一定程度活化土壤养分，有利于小麦养分吸收。有研究显示，腐殖酸的羟基、羧基等酸性官能团能与氮元素反应，形成稳定络合物，从而使氮素释放缓慢分解，挥发减少，肥效期延长；同时还可吸收储存钾离子，既能防止其在淋溶性土壤及沙土中随水流失，又可防止钾在粘性土壤中被固定，从而有利于作物养分吸收[23-24,13-14]，这可能是本试验中施用腐殖酸小麦专用肥小麦氮钾积累量增加的主要原因。也有研究表明，腐殖酸能够上调植物体内与激素代谢、蛋白质代谢及生长相关基因，从而促进作物的生长发育[25,4]，这也有利于作物对养分的吸收。此外，本试验中，施用90%腐殖酸小麦专用肥小麦籽粒养分累积量及总磷吸收量均最高，小麦产量、肥料农学利用效率和肥料偏生产力也最高；但施用80%和70%腐殖酸小麦专用肥小麦养分吸收量、产量及肥料农学利用效率均明显降低，说明该区域施用90%腐殖酸小麦专用肥可一定程度实现减肥增产。高原等[26]报道，在减少15%~30%的氮磷钾化肥常用量基础上配施600 kg/hm2黄腐酸肥料，能够提高辣椒产量和品质，以减施15%的常规化肥用量效果最佳。闫军营等[27]研究显示，在豫北潮土区腐殖酸与氮肥配施可改善冬小麦的光合特性，延缓叶片衰老，促进植株生长，以常规施肥减15%配施腐殖酸的效果最佳；过量施氮或较低氮肥施用均不利于SPAD值提升，植株易脱肥早衰，我们的研究结果与之相符。总之，我们的研究初步表明，在豫北潮土区施用腐殖酸小麦专用肥可一定程度上实现减肥增产，但对其经济效益和生态效益未做研究，今后对此应作进一步探讨。此外，黄淮海平原多为一年两熟制，我们先前采用盆栽试验模拟小麦-花生种植体系，证实施用腐殖酸增效磷酸二铵可使前季作物小麦增产，但后季作物花生产量有所降低[28]。因此尚需设置长期定位试验，全面评估腐殖酸肥料的肥料效益及生态效应，从而制定适宜于区域发展的腐殖酸肥料的减量施用技术，以推动农业可持续发展。

4 结论

本试验中，同等养分条件下，豫北潮土区施用100%腐殖酸小麦专用肥较优化施肥处理的小麦成熟期小麦秸秆和籽粒中磷含量、总氮钾吸收量以及越冬期土壤碱解氮和速效钾含量均有所提高，但产量未增加。施用90%腐殖酸小麦专用肥小麦产量最高，分别较不施肥对照、习惯施肥、优化施肥和100%腐殖酸小麦专用肥处理增加20.0%、4.7%、8.4%和9.8%；肥料农学利用效率和肥料偏生产力也较高。施用80%和70%腐殖酸小麦专用肥小麦总养分积累量、开花期土壤碱解氮和有效磷含量均显著下降，产量和肥料农学利用效率也低于其他施肥处理，后者成熟期土壤有效磷和速效钾含量也显著降低。说明本试验条件下，豫北潮土区施用90%腐殖酸小麦专用肥可一定程度上实现减肥增产。

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探明不同种植体系周年产量、气候资源分配及其利用效率特征, 建立周年气候资源优化配置的定量指标, 为进一步提升黄淮海区域周年产量潜力和资源利用效率提供理论依据。本研究利用2011—2015年河南新乡定位试验数据, 定量分析了冬小麦-夏玉米、冬小麦-夏大豆、双季玉米和一季春玉米4个种植体系产量、生物量、干物质产能、光温资源分配及其利用效率。结果表明, 冬小麦-夏玉米和双季玉米体系4年产量、生物量和干物质产能差异均不显著, 但显著高于冬小麦-夏大豆和一季春玉米体系, 平均增幅分别为45.4%~61.5%、37.3%~71.3%和35.7%~70.7%; 双季玉米和一季春玉米体系周年辐射生产效率、籽粒及总生物量光能利用效率均显著高于冬小麦-夏玉米和冬小麦-夏大豆体系, 其中周年辐射生产效率平均增幅为11.8%~66.7%, 籽粒及总生物量光能利用效率分别提高0.13~0.42和0.18~0.69百分点。进一步分析周年气候资源分配特征, 冬小麦-夏玉米体系两季积温分配率分别为45.6%和54.4%, 积温比值为0.8, 双季玉米两季积温分配率为51.4%和48.6%, 积温比值为1.1。综合分析产量和资源利用效率, 冬小麦-夏玉米和双季玉米种植体系可作为黄淮海区种植模式优化布局和农业生产可持续发展的重要支撑, 而明确主要种植体系积温分配率和积温比值等定量指标可为进一步优化周年气候资源配置, 挖掘黄淮海两熟区周年产量潜力和资源利用效率提供重要参考。
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基金

河南省现代农业产业技术体系建设专项“河南省玉米产业技术体系——鹤壁综合试验站”(Z2010-02-07)
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