施肥措施对小麦生长、发育以及养分吸收等方面影响较大^[1-2]，主要在小麦生理生化^[3]、养分吸收^[4-6]及产量^[7]等研究领域。研究发现，与不施肥比较，NPK配施能明显提高小麦籽粒蛋白质、氨基酸含量，改善品质^[8]；NPK配施能明显提高籽粒湿面积和蛋白质含量，有机无机肥配施可以提高籽粒蛋白质含量^[9-10]，但也有相异的研究结论^[11]。产量方面，NPK配施或与有机肥配施，均可提高小麦产量^[12-15]，且NPK配施增产效果显著^[16-18]。

农田小气候是指农田中作物层里形成的特殊气候，对农作物的生长、发育和产量以及病虫害都有很大的影响。不同农作物、植株密度、株行距、行向、生育期以及叶面积大小等都能形成特定的小气候^[19]。研究表明，在相同播种量下，冬小麦较小行距比较大行距、种子均匀分布比非均匀分布群体叶面积较大，冠层下部漏光较少、温度较低，相对湿度较高^[20]。种群分布较均匀的行株距处理较非均匀处理能够明显降低近地面空气温度和0～5 cm土壤温度，增加空气相对湿度；降低湍流热通量和土壤热通量，提高潜热通量，改变近地面的微气候^[21]；在灌浆期，冷型小麦陕229比9430光照度偏小0.3～6.8 klx，0～20 cm土壤温度偏低0.2～3.5 ℃（8:00—20:00地面温度除外），株间气温偏低0.2～1.9 ℃；株间水汽压和相对湿度分别偏高20～170 Pa和1%～9%^[22]。改变其他措施也可以改善群体小气候，如秸秆覆盖和耕作措施等；秸秆覆盖在14:00时的土壤温度明显低于不覆盖处理，秸秆覆盖能够降低近地面空气湿度和提高近地面空气温度^[23]；粉垄耕作对小麦灌浆期群体的冠层温度、群体内地表的温度以及群体内CO₂浓度影响较大；拔节期，粉垄耕作的土壤耕层温度比CK低1～2 ℃，孕穗期比CK高0～0.5 ℃；同时，能够有效地改善小麦生育中后期田间微环境，提高抗逆能力，增加产量^[24]。此外，研究发现，小麦分蘖成穗受群体环境的影响要强于遗传因素，大穗型品种分蘖成穗特性对群体环境响应比中、多穗型敏感^[25]。这说明小麦群体微环境在小麦生长、发育等方面发挥着相当重要的作用，有关施肥对小麦群体小气候（微环境）的研究报道则较少。因此，研究不同施肥措施对小麦田间群体小气候影响，协调小麦生长与群体微环境关系，为进一步完善施肥措施，提高群体抗逆能力，获得小麦高产提供参考。

试验地位于郑州国家潮土土壤肥力与肥料效益长期监测站（113°40′E, 34°47′N），气候类型为暖温带季风气候，四季分明，年平均气温14.4 ℃，＞10 ℃积温约5 169 ℃。7月最热，平均27.3 ℃；1月最冷，平均0.2 ℃；年平均降雨量645 mm，无霜期224 d，年平均蒸发量1 450 mm，年日照时间约2 400 h。土壤类型为潮土。试验地开始于1990年，试验开始时土壤样品的养分情况为：pH 8.3，土壤有机质（SOM）10.1 g·kg^-1，土壤碱解氮（Alkali-hydrolysable N）76.6 mg·kg^-1，有效磷（Olsen-P）6.5 mg·kg^-1，有效钾（Exchangeable K）74.5 mg·kg^-1，土壤全氮（Total N）0.65 g·kg^-1，土壤全磷（Total P）0.64 g·kg^-1，土壤全钾（Total K）16.9 g·kg^-1。通过多年的定位施肥，土壤养分情况逐渐趋于稳定^[6]。

试验小区为完全随机排列，本研究设5个处理：（1）N（单施尿素）；（2）NP（施氮磷肥, 不施钾肥）；（3）NK（施氮钾肥, 不施磷肥）；（4）NPK（氮磷钾配施）；（5）CK（种植且不施肥）。小区面积为5 m×9 m，每个处理重复3次。研究选用的氮肥为尿素CO（NH₂）₂，磷肥为磷酸二氢钙Ca（H₂PO₄）₂，钾肥为硫酸钾（K₂SO₄）。除不施肥CK处理外，各处理施氮量（或标准）相同，磷肥、钾肥作基肥一次施入，氮肥的基肥:追肥比为6:4，各处理施肥量见表 1。小麦品种为郑麦0856，播量为300 kg·hm^-2，分别在2012、2013年当年的10月中上旬播种，次年6月上旬收获。各处理的田间管理措施均一致。

表 1 各处理施肥措施下氮、磷、钾肥料的施用量 Table 1 Nitrogen, phosphorus and potassium fertilizer applications of different treatments

表选项

在小麦苗期（2012/12/10、2013/12/03）、拔节期（2013/04/02、2014/3/23）、灌浆期（2013/5/21、2014/05/16）、成熟期（2013/06/10、2014/06/09）调查田间群体动态；小麦拔节期、灌浆期，选晴朗天气，在测定当日的11点至14点光照条件良好的时间段测定群体内土壤耕层（0~20 cm）温度（℃）、湿度（%）；田间群体的冠层温度（℃）、群体内地表温度（℃）；群体内二氧化碳（CO₂）浓度、相对湿度（%）、温度（℃）以及上部完全展开叶片（灌浆期为旗叶）SPAD等指标，各指标每个点重复测定6次取平均值。成熟期各处理实收4 m²测产。

土壤温度、湿度用Aquameter计（Made in USA）直接测定，冠层和群体内地表温度用红外线测温仪测定，群体内二氧化碳、湿度、温度用CO₂ Meter计（Made in USA）测定，叶片SPAD用SPAD计测定，群体动态在田间固定1 m双行进行测定。文中数据用Excel、DPS等软件进行整理分析，用LSD法进行显著性分析，P≤0.05、P≤0.01表示显著、极显著差异水平。

由图 1可以看出，小麦苗期，各处理的田间群体数差别不大，NK、NP处理略低，但是各处理间差异不显著。拔节期，CK、N、NK处理的群体明显较小，均不超过320万茎·hm^-2，与NP、NPK处理相差超过880万茎·hm^-2，达到极显著水平。灌浆期，N、NK处理的群体穗数分别为458.36万茎·hm^-2、507.68万茎·hm^-2，极显著低于NP（883.35万茎·hm^-2）、NPK（838.39万茎·hm^-2）处理。成熟期与灌浆期类似，N、NK处理的群体显著或极显著低于其他处理，NP、NPK处理相对较高。

图中不同处理间小、大写字母分别表示P≤0.05、P≤0.01差异水平，下同 图 1 小麦不同生育期时期田间群体动态的变化 Figure 1 Wheat′s group numbers at different growing stages under different treatments

图选项

不同施肥措施下，由表 2可以看出，小麦最上部完全展开叶的叶绿素含量存在差异。2013年小麦拔节期，施肥处理叶片SPAD值均高于CK（36.10），高出4~17个单位，其中N、NK处理在施肥处理中相对较低。灌浆期N、NP、NK、NPK处理旗叶的SPAD值低于CK（45.96），分别为28.92、33.47、44.27、32.46。2014年小麦拔节期，施肥处理最上部完全展开叶SPAD值均显著或极显著高于CK（36.32），高出3~15个单位。灌浆期，施肥处理的SPAD值则高于CK（33.49），其中NP（44.03）、NPK（43.64）处理显著高于CK。

表 2 不同施肥措施下小麦上部完全展开叶片SPAD值的变化 Table 2 Effects of various fertilizations on SPAD values of the upper expanded wheat′s leaves

表选项

由表 3可以看出，2013年小麦灌浆期，N处理的群体冠层温度较高，为30.41 ℃，而CK、NPK处理的温度显著低于N处理，降温幅度超过2 ℃。2014年小麦灌浆期，CK、N、NK处理的群体冠层温度稍高，分别达到28.73、27.29、27.76 ℃，均显著或极显著高于其他处理；其中NP、NPK处理的群体冠层温度下降幅度达2～4 ℃。

表 3 不同施肥措施下小麦不同生育期田间冠层、地表温度的变化（℃） Table 3 Effects of different fertilizations on wheat′s group canopy temperature and surface ground temperature(℃)

表选项

地面温度的变化，2013年小麦拔节期，CK、N、NK处理的群体地面温度分别极显著高于NP、NPK处理，平均低10～16 ℃。灌浆期群体地面温度与拔节期相近，CK、N、NK处理的群体地面温度显著或极显著高于其他处理，分别为34.47、33.13、31.89 ℃，NP、NPK处理的群体地面温度较低，分别为25.29、25.83 ℃。2014年小麦拔节期，CK、NK处理群体地面的温度稍高，而N、NP、NPK处理的群体地面温度稍低。小麦灌浆期，CK、N、NK处理群体内地面温度较高，分别达到31.67、31.03、29.61 ℃，NP、NPK处理较低，分别为24.56、23.84 ℃（表 3）。

群体内环境的CO₂浓度与灌浆期群体数关系密切，由图 2可以看出，2013年和2014年小麦拔节期群体内CO₂浓度不同处理间差异不显著。2013年灌浆期群体内CO₂浓度各处理差异不显著；但是2014年灌浆期差异显著，除N（359.20 mg·L^-1）处理外，NK、NP、NPK处理的群体内CO₂浓度均比CK（360.00 mg·L^-1）持平或略高，分别为386.08、363.58、378.42 mg·L^-1，其中NK处理的CO₂浓度显著或极显著高于CK、N、NP处理。由图 3可见，不同处理之间小麦拔节期和灌浆期群体内相对湿度差异不显著，不同施肥措施对群体相对湿度无显著影响。

图 2 不同施肥措施下小麦群体内CO2浓度的变化 Figure 2 Effects of various fertilizations on wheat′s group CO2 concentration

图选项

图 3 不同施肥措施下小麦群体内相对湿度的变化 Figure 3 Effects of various fertilizations on wheat′s group relative humidity

图选项

2013年，CK、N、NK处理的产量较低（图 4），分别为1 301.25、1 019.01、1 110.52 kg·hm^-2；NP、NPK处理均极显著高于CK、N、NK，分别为5 152.70、4 658.94 kg·hm^-2。2014年，NP、NPK处理的籽粒产量较高，分别为5 205.56、5 234.71 kg·hm^-2，均极显著高于CK（1 184.79 kg·hm^-2）、N（1 306.33 kg·hm^-2）、NK（1 511.87 kg·hm^-2）处理。

图 4 不同施肥措施下小麦籽粒产量的变化 Figure 4 Effects of various fertilizations on wheat′s grain yield

图选项

农作物的不同植株密度、株行距、行向、生育期以及叶面积大小等都能形成特定的群体小气候^[19]。如小麦相同播量条件下，行距、种子分布的均匀程度等都会引起群体叶面积、冠层对光的吸收、温度以及湿度等变化^[20]，进而影响土壤温度和土壤热通量，改变近地面的微气候^[21]。通过本研究发现，不同施肥措施下，CK、N、NK处理群体冠层、地面温度高，而NP、NPK处理冠层、地面温度低。这是由于NP、NPK处理群体数也较高，叶片的SPAD值和群体穗数表明小麦灌浆期群体总光合作用、蒸腾作用自然也较强，通过植株上部、下部叶片进行蒸腾散失的水分较多，相对吸热降温速度快以及冠层下部漏光较少等原因造成。这说明通过施肥措施的改变，也可以达到改善群体小气候的效果。

以往的研究发现，小麦撒播和窄行条播可有效地增加单位面积穗数，提高挑旗和灌浆中期群体中、上层的光截获率，对挑旗后群体内部CO₂浓度有微弱的影响^[25]。本研究通过对不同施肥措施的对比发现，施肥措施也能够影响群体内CO₂浓度，小麦拔节期、灌浆期，施肥处理群体内CO₂浓度均与CK持平或略高；灌浆期，CK处理的群体内CO₂浓度为360.00 mg·L^-1，NK处理极显著高于CK，达到386.08 mg·L^-1。此外，不同施肥措施下，小麦的群体穗数在灌浆期、成熟期差异最大，N、NK处理的群体显著或极显著低于NP、NPK处理。最终的籽粒产量上也表现在CK、N、NK处理的产量较低且极显著低于NP、NPK处理，这与以往有关研究结论^[5]相一致，说明本研究的年份是正常年份，研究结论具有一定代表性。

由于受诸多因素的影响，本研究仅选取了小麦拔节期、灌浆期时间段中晴朗天气，光照条件较好的11点至14点进行点状的测定，研究的结论有待于进一步的验证和完善。

本研究初步得出，长期不施肥（CK）、单施氮肥（N）、氮钾肥配施（NK）措施在小麦拔节期、灌浆期容易导致较高的群体冠层温度和群体内地面温度，群体叶片SPAD值较低，不利于小麦的生长，造成减产；而氮磷肥配施（NP）、氮磷钾肥配施（NPK）措施则相反，更有利于小麦的生长，获得较高的产量，冠层温度调控幅度在0.5～8 ℃，地面温度调控幅度0.5~16 ℃，群体叶片SPAD值改善幅度3~17个单位。此外，不同施肥措施对小麦群体内相对湿度、CO₂浓度的影响没有表现出一定的规律性。