黄淮麦区是小麦主产区之一，其小麦种植面积较大，总产量较高[1]。近年来，春季低温灾害（倒春寒）已成为该地区小麦生产的主要农业气象灾害之一，影响着小麦的产量与品质[2-3]。倒春寒一般发生在晚春3月中下旬或4月上旬，气温急剧降低，甚至下降到0 ℃以下，此时小麦正处于穗分化的关键时期，对外界环境温度十分敏感，此时若遭遇极端低温天气，将严重影响小麦的生长发育和产量形成[4-7]。因此，生产中亟需研发针对小麦倒春寒灾害的防灾减灾措施。
磷、钾作为作物生长发育的重要矿质营养元素，参与作物的光合作用、碳水化合物合成分解转运等代谢活动，合理施用磷、钾肥不仅能增强作物抗逆能力，还能提高产量和改善品质[8-9]。孙东岳等[10]研究表明，磷肥后移可有效增强小麦旗叶细胞抗氧化能力，降低细胞膜脂过氧化程度，提高倒春寒下小麦旗叶的光合能力。Xu等[11-12]研究指出，磷肥后移可通过维持倒春寒下小麦旗叶较高的光合性能，促进干物质向穗部的转运与分配，从而促进幼穗发育，进而提高结实特性。黄伟祥等[13]和代雯慈等[14]研究表明，叶面喷施磷钾肥可提高倒春寒下小麦花后旗叶SPAD值、根系活力和抗氧化酶活性，降低旗叶和根系中的丙二醛（MDA）含量，延缓旗叶和根系的衰老，进而提高小麦穗部的结实粒数和粒重，减少产量损失。Fang等[15]研究发现，磷钾肥后移通过提高倒春寒下小麦根系的生理活性，从而促进植株对养分的吸收。现阶段，关于磷钾肥后移对倒春寒下小麦不同部位小穗结实粒数与粒重影响的研究报道较少。为此，本研究结合黄淮海麦区拔节期追施氮肥的生产经验，在拔节期追施氮磷钾复合肥，将常规磷、钾肥全部基施模式改为基追并重，既不增加施肥量，也不增加施肥次数，在前期研究的基础上进一步探究磷钾肥后移对倒春寒下小麦不同部位小穗结实粒数与粒重的影响，为相关麦区小麦生产的防灾减灾提供参考。
1 材料与方法
1.1 供试材料
试验于2021年11月—2022年5月在安徽农业大学国家高新技术农业园进行（31 °55′38″ N，117 °11′44″ E，海拔42 m）。在前期品种筛选试验的基础上[8]，选择烟农19（抗倒春寒性强）和新麦26（抗倒春寒性弱）作为参试品种。
1.2 试验方法
试验以11 ℃为对照（CK），设置4 ℃（T1）、–4 ℃（T2）不同程度倒春寒，基追比设置全部基施10∶0（R1）、基追并重5∶5（R2）2种磷钾肥运筹模式，设置常温+磷钾肥全部基施（CKR1）、常温+磷钾肥基追并重（CKR2）、4 ℃+磷钾肥全部基施（T1R1）、4 ℃+磷钾肥基追并重（T1R2）、–4 ℃+磷钾肥全部基施（T2R1）、–4 ℃+磷钾肥基追并重（T2R2）6个处理。
采用盆栽方式种植。盆体高30 cm，直径约25 cm，盆底共有6个排水孔。试验用土取自0~20 cm耕层土壤，土壤有机质含量14.53 g/kg，全氮含量1.03 g/kg，速效磷含量18.25 mg/kg，速效钾含量256.02 mg/kg。耕层土壤经自然风干后，过筛入盆，每盆装土10 kg。装土后将盆埋入大田，盆内土壤高度与大田一致。全生育期按纯氮225 kg/hm2、磷（P2O5）112.5 kg/hm2、钾（K2O）112.5 kg/hm2进行施肥。基肥在小麦播种前施用，将肥料与土壤混合均匀，施肥后浇水自然沉实，待晾干后每盆播种18粒小麦，播种后覆盖细土，3叶期间苗，每盆保留生长基本一致的麦苗9株。追肥均在小麦拔节期进行，基肥和追肥均施用复合肥（N∶P2O5∶K2O为15∶15∶15）。氮肥全部按照基追比6∶4施用，基肥和追肥来源于复合肥，不足部分用尿素（含N 46%）配平。待小麦幼穗发育到药隔期后，选择生长状况基本一致的小麦，于超低温光照培养箱（DWGZ-1008B3，合肥右科仪器设备有限公司）进行不同程度的倒春寒模拟试验，具体操作参考Fang等[15]的方法。处理结束后立即将盆栽桶搬回大田原位置。
1.3 测定项目与方法
小麦成熟期每个处理选取长势一致的植株5株，取每个植株的主茎穗，将麦穗划分为上、中、下3个部分（分别为第16～顶小穗、第8～第15小穗、第1～第7小穗），分别调查每个小穗位的结实粒数，将籽粒自然风干后测定千粒重。
1.4 数据分析
采用Microsoft Excel 2021软件进行数据处理，运用IBM SPSS Statistics 23软件进行数据统计分析，采用Duncan氏新复极差法进行差异性分析和多重比较。
2 结果与分析
2.1 对上部小穗位结实粒数与千粒重的影响
倒春寒降低了2个供试小麦品种上部小穗位的结实粒数和千粒重。对于烟农19，T2处理的上部小穗位结实粒数较CK降低了53.57%，T1和T2处理的千粒重较CK分别降低2.54%、6.72%；对于新麦26，T1和T2处理的上部小穗位结实粒数较CK分别降低了12.77%和63.83%，千粒重分别降低3.94%和9.91%（表1）。可见，抗倒春寒性强的品种烟农19在拔节孕穗期遭遇倒春寒危害后，上部小穗位结实粒数和千粒重降幅明显低于抗倒春寒性弱品种新麦26。
表1 磷钾肥后移对倒春寒下小麦上部小穗位结实粒数与千粒重的影响 |
| 处理 | 烟农19 | 新麦26 | ||
|---|---|---|---|---|
| 结实粒数 | 千粒重/g | 结实粒数 | 千粒重/g | |
| CKR1 | 8.0±1.0 bc | 46.23±1.08 b | 9.0±0.7 ab | 45.49±0.87 a |
| CKR2 | 8.8±1.3 ab | 47.63±0.82 a | 9.8±1.3 a | 46.40±0.36 a |
| T1R1 | 7.4±1.1 c | 45.53±0.40 bc | 8.0±1.0 b | 43.20±1.73 b |
| T1R2 | 9.4±0.5 a | 45.95±0.49 bc | 8.4±0.5 b | 45.07±1.51 a |
| T2R1 | 3.2±0.8 e | 42.99±1.52 d | 2.8±0.8 d | 40.76±0.48 c |
| T2R2 | 4.6±0.9 d | 44.56±1.00 c | 4.0±0.7 c | 42.02±0.57 bc |
|
对于烟农19，T1R2的上部小穗位结实粒数和千粒重较T1R1分别提高27.03%和0.92%；T2R2的上部小穗位结实粒数和千粒重较T2R1分别提高43.75%和3.65%。对于新麦26，T1R2的上部小穗位结实粒数和千粒重较T1R1分别提高5.00%和4.33%；T2R2的上部小穗位穗粒数和千粒重较T2R1分别提高42.86%和3.09%。结果表明，磷钾肥后移有利于提高上部小穗位结实粒数和千粒重。
2.2 对中部小穗位结实粒数与千粒重的影响
倒春寒明显降低了2个供试小麦品种中部小穗位结实粒数，对千粒重影响较小（表2）。磷钾肥后移有利于提高中部小穗位穗粒数和千粒重。对于烟农19，T1R2的中部小穗位结实粒数和千粒重较T1R1分别提高1.22%和2.21%；T2R2的上部小穗位结实粒数和千粒重较T2R1分别提高1.41%和2.99%。对于新麦26，T1R2的中部小穗位结实粒数较T1R1降低了0.59%，千粒重提高了3.92%；T2R2的上部小穗位结实粒数和千粒重较T2R1分别提高7.55%和3.45%。结果表明，倒春寒对中部小穗位籽粒产量的影响较小。
表2 磷钾肥后移对倒春寒下小麦中部小穗位结实粒数与千粒重的影响 |
| 处理 | 烟农19 | 新麦26 | ||
|---|---|---|---|---|
| 结实粒数 | 千粒重/g | 结实粒数 | 千粒重/g | |
| CKR1 | 34.0±1.0 a | 50.94±0.48 a | 37.4±0.9 a | 51.47±1.16 bc |
| CKR2 | 33.8±2.5 a | 51.64±1.25 a | 38.6±1.7 a | 53.35±0.92 a |
| T1R1 | 32.8±0.8 a | 50.33±1.17 ab | 34.0±1.0 b | 50.98±1.20 c |
| T1R2 | 33.2±1.1 a | 51.44±1.06 a | 33.8±1.3 b | 52.98±0.65 a |
| T2R1 | 28.4±0.9 b | 49.54±0.17 b | 31.8±1.3 c | 50.67±1.30 c |
| T2R2 | 28.8±1.3 b | 51.02±0.77 a | 34.2±0.8 b | 52.42±0.92 ab |
2.3 对下部小穗位结实粒数与千粒重的影响
倒春寒明显降低了2个供试小麦品种下部小穗位结实粒数和千粒重（表3）。对于烟农19，T1和T2处理较CK的下部小穗位结实粒数分别降低7.02%、47.37%，千粒重分别降低2.08%、9.33%；对于新麦26，T1和T2处理较CK的下部小穗位穗粒数分别降低28.17%、70.42%；千粒重分别降低5.17%、14.86%。可见，抗倒春寒性强品种烟农19在拔节孕穗期遭遇倒春寒危害后，下部小穗位结实粒数和千粒重降幅明显低于抗倒春寒性弱品种新麦26。
表3 磷钾肥后移对倒春寒下小麦下部小穗位结实粒数与千粒重的影响 |
| 处理 | 烟农19 | 新麦26 | ||
|---|---|---|---|---|
| 结实粒数 | 千粒重/g | 结实粒数 | 千粒重/g | |
| CKR1 | 5.4±0.9 ab | 49.18±0.90 a | 6.6±0.9 a | 51.24±0.35 ab |
| CKR2 | 6.0±1.0 a | 49.66±0.45 a | 7.6±1.1 a | 52.83±0.94 a |
| T1R1 | 4.4±1.1 bc | 47.96±0.50 b | 3.6±0.9 b | 48.76±2.20 c |
| T1R2 | 6.2±0.4 a | 48.82±1.08 ab | 6.6±1.1 a | 49.93±1.20 bc |
| T2R1 | 2.6±0.9 d | 43.67±1.07 d | 1.2±0.4 c | 42.91±1.87 e |
| T2R2 | 3.4±0.9 cd | 45.95±0.58 c | 3.0±1.0 b | 45.70±1.52 d |
磷钾肥后移有利于提高下部小穗位结实粒数和千粒重。对于烟农19，T1R2的上部小穗位结实粒数和千粒重较T1R1分别提高40.19%和1.79%；T2R2的上部小穗位结实粒数和千粒重较T2R1分别提高30.77%和5.22%。对于新麦26，T1R2的上部小穗位结实粒数和千粒重较T1R1分别提高83.33%和2.40%；T2R2的上部小穗位结实粒数和千粒重较T2R1分别提高150.00%和6.50%。结果表明，随着倒春寒程度的增加，磷钾肥后移提高下部小穗位穗粒数和千粒重效果越加明显。
3 结论与讨论
倒春寒是危害黄淮麦区冬小麦生产的主要农业气象灾害之一，常发生在3月中下旬至4月上旬，此时是小麦幼穗分化的关键时期，不同程度的倒春寒可能对幼穗造成伤害，导致穗部发育受损，产量降低[2-7，16]。磷素营养在植物生长过程中起着重要的调节作用，研究表明，磷肥可以调节植物细胞膜的稳定结构，促进其同化物运输[9，11]。此外，小麦开花前，穗中磷元素含量与可孕小花数呈正相关，药隔形成期至四分体形成期缺磷会影响性细胞的发育，导致小花退化和结实率降低[17-18]。钾是植物生长发育的重要元素之一，施用钾肥可保障小麦稳产稳质。Ma等[19]研究表明，施用钾肥可以缓解小麦小花不育，提高其在霜冻环境下的抗性。合理的磷、钾肥施用可提高作物的抗逆能力。倒春寒逆境下，喷施磷酸二氢钾可通过提高小麦下部小穗位和各小穗位的弱势粒位结实粒数和粒重来减少产量损失[14]。本研究表明，磷钾肥后移处理可以提高不同程度倒春寒下小麦不同小穗位的结实粒数和千粒重，对上部小穗位和下部小穗位提高效果较明显。综合比较发现，品种烟农19的受害程度轻于新麦26，烟农19抗倒春寒能力较强，因此生产中选用抗倒春寒性强的小麦品种是减轻倒春寒危害的有效手段之一。此外，本研究是在超低温智能培养箱中进行倒春寒模拟，后续还需在大田倒春寒条件下进一步验证。关于倒春寒下磷钾肥后移调控小麦不同部位小花发育及结实成粒的内在生理机制仍需进一步探究。
综上，倒春寒降低了2个供试小麦品种上部小穗位和下部小穗位的结实粒数和千粒重。磷钾肥后移能提高倒春寒下小麦穗部的结实粒数和千粒重，进而减少倒春寒造成的产量损失。