氮肥施用时期对小麦产量形成及品质调控研究

论文摘要

试验于20082010年在河南郑州和兰考两点大田种植条件下进行。以两个不同穗型的冬小麦品种为试验材料,设置5个施氮时期,研究了不同施氮时期对小麦群体消长、光合特性、穗花发育动态、碳氮代谢及物质积累转运、产量及其构成和主要品质指标的影响。主要试验结果如下:1、施氮时期对小麦光合指标的影响试验结果表明,适量适期施氮可提高两个品种分蘖成穗率。返青后10d追氮（T2）（郑州基点）和返青后20d追氮（T3）（兰考基点）明显提高了两个品种的LAI,品种间对氮素的响应表现有差异。同时,追氮T3处理籽粒灌浆期旗叶保持有较高的SPAD值,提高了花后旗叶的光合速率。表明,适宜的施氮时期能够保证小麦生育中期对氮素营养的需求,使其维持较高的光合能力,可保证小麦籽粒灌浆期间有较多的光合同化物供应,为籽粒形成与灌浆提供充裕的物质来源。2、施氮时期对小麦穗花发育的影响试验结果表明,延迟施氮对两个穗型品种的幼穗发育进程有延缓作用。两个试验点兰考矮早八追氮处理第3、第9小穗各花位小花分化与发育在拔节后21d前较快,到拔节后28d时追氮T3处理小花发育相对缓慢。郑州点豫麦49-198品种,拔节后28d时追氮T4处理不同小穗位各花位小花发育有减缓趋势。表明,推迟施氮能够满足幼穗发育期小花对养分的需求,适当延缓不同小穗位各花位小花的发育,同时还能促进小花的分化的速度。两个基点两个品种追氮T3处理完善小花数目与对照T0差异达到显著或极显著水平。表明,适宜的施氮时期可促进完善小花的形成,提高可孕小花的数目,从而为穗粒数的增加奠定基础。3、施氮时期对小麦碳氮代谢酶活性的影响本试验条件下,两个品种花后旗叶中SPS、SS、NR、GS活性均呈单峰曲线,在花后1015d维持较高的酶活性,延迟施氮提高了籽粒灌浆期两个品种旗叶中碳、氮代谢酶活性。两个品种籽粒中SPS、GS活性自花后5d开始均呈下降趋势,花后5d,强势粒中SPS活性较弱势粒分别低2.69%和11.08%。籽粒灌浆前中期多穗型品种籽粒中GS活性高于大穗型品种,以追氮T3、T4处理强、弱势粒中GS活性较高。两个品种籽粒中SS活性在花后20d前维持在较高的水平,尔后开始下降,追氮处理籽粒中SS活性明显较对照T0高。表明,延迟施氮时期可提高两个品种旗叶和籽粒中的碳氮同化酶活性。4、施氮时期对小麦碳氮代谢及积累转运的影响试验结果表明,两个品种追氮T3处理提高了旗叶中的可溶性糖和蔗糖含量。与对照T0相比,追氮处理均提高了两个品种籽粒中可溶性糖含量,籽粒蔗糖含量以追氮T3处理分别较对照T0高19.36%和31.28%。整个灌浆期,两个品种花后干物质积累量以追氮T3处理较高,兰考点表现较明显。两个品种各营养器官贮藏氮素的转运量和转运率以叶片最高,花前贮藏氮素总转运量对成熟期籽粒的贡献率均在80%左右,追施氮肥提高了花前各营养器官的氮素贮藏量,增加了成熟期籽粒氮素含量。表明,适宜的施氮时期增加了籽粒灌浆期旗叶和籽粒的可溶性糖和蔗糖含量,同时增加了花后干物质量,提高了各营养器官花后碳氮转运量,最终增大了成熟期籽粒干物质积累量。5、施氮时期对小麦产量及产量构成因素的影响研究结果表明,延迟施氮增加了两个品种的籽粒产量,均以追氮T3、T4处理籽粒产量最高,与对照T0相比,差异均达极显著水平。返青后2030d追氮处理的籽粒产量兰考矮早八在郑州和兰考点分别较T0高12.84%和14.27%,豫麦49-198则分别高8.51%和13.50%。成穗数仅在郑州点豫麦49-198的T3与T2处理差异达到极显著水平。两个品种穗粒数和千粒重追施氮肥处理与对照T0处理差异达显著或极显著水平,以追氮T3处理最高。表明,在本研究条件下,推迟施氮时期主要通过增加穗粒数和千粒重,从而提高两个品种籽粒产量。6、施氮时期对小麦重要品质性状的影响试验结果表明,两个品种籽粒蛋白质含量的变化动态呈现“高-低-高”的变化趋势,以追氮T3、T4处理较高。返青后20d追氮提高了两个品种成熟期籽粒总淀粉含量及淀粉各组分含量,差异达显著或极显著水平。延迟施氮肥均提高了两个品种面粉的淀粉糊化各参数,以返青后20d追氮处理最突出。与对照T0相比,追施氮肥提高了两个品种面粉的吸水率、面粉的形成时间、稳定时间,降低了面粉的弱化度,提高了两个品种面粉的粉质质量指数的幅度分别为1.19%18.06%和0.76%13.79%。追施氮肥提高了兰考矮早八面团的拉伸面积、拉伸阻力、延伸度、最大拉伸阻力,也提高了豫麦49-198面团的最大拉伸阻力和延伸度,差异达显著或极显著水平。表明延迟施氮可以改善小麦的加工品质和食用品质。鉴于上述研究结果,在当前小麦生产中的中高产肥力条件下,每公顷施纯氮总量180240kg,采用基追比为5:5,在返青后2030d追氮（雌雄蕊原基分化期雌蕊凹期）,能提高两种穗型小麦品种的光合速率、碳氮代谢酶活性、物质的积累转运,增加了结实粒数、千粒重和籽粒产量,同时提高了小麦的主要品质参数,为小麦产量的提高和品质的改善起到了积极作用。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• 1 文献综述
• 1.1 我国农业生产中氮肥施用现状
• 1.2 作物对氮素的吸收
• 1.3 氮肥对小麦产量构成因素的调控
• 1.3.1 氮肥对小麦分蘖成穗数的调控
• 1.3.2 氮肥对小麦穗粒数形成的调控
• 1.3.3 氮肥对小麦粒重的调控
• 1.4 氮肥对小麦品质性状的影响
• 1.5 合理运筹氮肥的重要性
• 2 引言
• 3 材料与方法
• 3.1 供试材料和试验设计
• 3.2 测定项目与方法
• 3.2.1 群体动态及叶面积指数（LAI）的测定
• 3.2.2 光合特性的测定
• 3.2.2.1 SPAD 值的测定
• 3.2.2.2 旗叶净光合速率的测定
• 3.2.3 幼穗发育进程的观察
• 3.2.4 碳代谢及其关键酶活力的测定
• 3.2.4.1 小麦各器官蔗糖和可溶性糖（WSC）含量的测定
• 3.2.4.2 蔗糖合成酶（SS）和蔗糖磷酸合成酶（SPS）活性的测定
• 3.2.5 氮代谢及其关键酶活力的测定
• 3.2.5.1 小麦各器官氮含量的测定
• 3.2.5.2 旗叶硝酸还原酶（NR）活力的测定
• 3.2.5.3 旗叶和籽粒谷氨酰胺合成酶（GS）活力的测定
• 3.2.6 碳、氮积累与运转的测定
• 3.2.7 产量及产量构成因素分析
• 3.2.8 主要品质指标的测定
• 3.2.8.1 籽粒淀粉含量及组分的测定
• 3.2.8.2 淀粉糊化特性的测定
• 3.2.8.3 粉质参数的测定
• 3.2.8.4 拉伸参数的测定
• 3.3 试验数据统计分析方法
• 4 结果与分析
• 4.1 不同施氮时期对小麦群体动态变化和叶面积指数（LAI）的影响
• 4.1.1 对小麦群体分蘖动态的影响
• 4.1.2 对小麦叶面积指数（LAI）的影响
• 4.2 不同施氮时期对小麦光合特性的影响
• 4.2.1 对旗叶SPAD 值的影响
• 4.2.2 对旗叶光合速率的影响
• 4.3 不同施氮时期对小麦幼穗发育的影响
• 4.3.1 对幼穗发育进程的影响
• 4.3.2 对不同穗位穗花发育的影响
• 4.3.3 对每穗总小花数的影响
• 4.3.4 对每穗完善小花数的影响
• 4.4 不同施氮时期对小麦碳代谢及其关键酶活力的影响
• 4.4.1 对小麦旗叶可溶性糖和蔗糖含量的影响
• 4.4.1.1 对可溶性糖含量的影响
• 4.4.1.2 对蔗糖含量的影响
• 4.4.2 对小麦籽粒可溶性糖和蔗糖含量的影响
• 4.4.2.1 对可溶性糖含量的影响
• 4.4.2.2 对蔗糖含量的影响
• 4.4.3 对小麦旗叶和籽粒蔗糖合成酶（SS）活性的影响
• 4.4.3.1 对旗叶蔗糖合成酶（SS）活性的影响
• 4.4.3.2 对籽粒蔗糖合成酶活性（SS）的影响
• 4.4.4 对小麦旗叶和籽粒蔗糖磷酸合成酶（SPS）活性的影响
• 4.4.4.1 对旗叶蔗糖磷酸合成酶（SPS）活性的影响
• 4.4.4.2 对籽粒蔗糖磷酸合成酶（SPS）活性的影响
• 4.4.5 对花后干物质积累的影响
• 4.5 不同施氮时期小麦氮代谢及其关键酶活性的影响
• 4.5.1 对小麦旗叶硝酸还原酶（NR）活性的影响
• 4.5.2 对小麦旗叶和籽粒谷氨酰胺合成酶活性的影响
• 4.5.2.1 对旗叶谷氨酰胺合成酶（GS）活性的影响
• 4.5.2.2 对籽粒谷氨酰胺合成酶（GS）活性的影响
• 4.6 不同施氮时期对小麦碳、氮积累与运转的影响
• 4.6.1 对碳积累转运的影响
• 4.6.2 对氮积累转运的影响
• 4.7 不同施氮时期对小麦产量及产量构成因素的影响
• 4.7.1 对小麦籽粒灌浆的影响
• 4.7.2 对小麦产量及产量构成因素的影响
• 4.8 不同施氮时期对小麦主要品质指标的影响
• 4.8.1 对花后籽粒蛋白质含量的影响
• 4.8.2 对籽粒淀粉含量及组分的影响
• 4.8.3 对淀粉糊化特性的影响
• 4.8.4 对小麦粉质拉伸参数的影响
• 4.8.4.1 对面粉粉质参数的影响
• 4.8.4.2 对面粉拉伸参数的影响
• 5 结语与讨论
• 5.1 施氮时期对小麦光合指标的影响
• 5.2 施氮时期对小麦幼穗发育的影响
• 5.3 施氮时期对小麦碳代谢及关键酶活性的影响
• 5.4 施氮时期对小麦氮代谢及关键酶活性的影响
• 5.5 施氮时期对小麦产量及产量构成的影响
• 5.6 施氮时期对小麦主要品质性状的影响
• 参考文献
• ABSTRACT