不同施氮量对高产冬小麦产量、品质及氮肥利用的调控效应研究

论文摘要

于2007-2009年试验在河南温县、兰考两试验基点,以两个具有高产潜力的超高产冬小麦品种为供试材料,在施氮0、90、180、270和360 kg N/ha条件下,研究了不同施氮量对高产冬小麦群体动态、花后光合特性、干物质积累、幼穗发育进程、碳氮代谢、籽粒产量品质及氮肥利用效率的影响。主要试验结果如下:1、不同施氮量对冬小麦群体动态变化的影响试验结果表明,两个品种小麦分蘖数变化趋势基本一致,分蘖数最大均出现在拔节期,拔节期后急剧下降,直至开花期趋于稳定至成熟。分析各期调查数据,除温县点豫麦49-198在成熟期成穂数N270、N360kg /ha与其余处理差异达显著水平外,其余处理以及兰考点差异不大,表明在超高产攻关田的高肥力基础上,单位面积分蘖数以及成穂数已基本达到饱合,靠增施氮肥来提高分蘖及分蘖成穂数,进而提高产量可能性不大。两个小麦品种LAI变化均呈升高趋势,花期达到最大值。豫麦49-198各时期均表现N270>N360>N180>N90>N0,但差异不显著,而兰考矮早八则表现为N180>N270>N360>N90>N0,前期差异不大,开花期N2显著高于N0,表明合理的施氮量能有效减缓小麦生育后期绿叶面积的下降,为提高粒重、增加产量奠定基础。2、不同施氮量对冬小麦光合特性的影响根据本研究结果,超高产麦田在施足有机肥,氮磷钾合理配比的前提下,兰考矮早八每公顷施纯氮180kg,豫麦49-198每公顷施纯氮270kg,能明显提高小麦旗叶光合速率。低氮水平下小麦的光合速率明显下降,高氮条件下小麦分蘖过多,群体较大,导致光合速率降低;适宜施氮量能显著提高花后小麦旗叶SPAD值,当施氮量小于270 kg/ha以下时,随氮水平的提高SPAD值提高,而N360 kg/haSPAD值反而有所降低,表明较高的施氮量可能使群体增长过快,消耗过多的养分,到灌浆中后期使叶片衰老加快,以致叶绿素含量降低,进而影响物质积累和籽粒产量。3、不同施氮量对冬小麦花后碳代谢的影响豫麦49-198籽粒的蔗糖合成酶（SS）和旗叶的磷酸蔗糖合成酶（SPS）均在花后的14d达到最大值,而兰考矮早八在花后的21d达到最大值,适宜的施氮量（N180、N270）在灌浆盛期期（花后14-21d）维持较高同化酶的活性,并能有效的提高花后籽粒的蔗糖含量,这可为籽粒中淀粉的积累转运提供充足的库源。低氮和高氮处理花前物质转运及花后物质的积累量均低于中氮处理,表明适宜的施氮量能有效的提高干物质的转运量及转移率,并能提高花后干物质积累对籽粒的贡献率。4、不同施氮量对冬小麦花后氮代谢的影响。不同施氮量对两品种的营养器官花前贮藏氮素的再运转及花后氮素同化均有一定影响,但随施氮量的增加有所下降,而中氮处理（N180、N270）总体转运量维持较高水平,中氮处理一直维持较高的GS活性,有利于氮代谢和积累运转,对提高籽粒的灌浆,增加穗粒重有一定的作用;中氮处理并能维持叶片和籽粒中游离氨基酸的含量,为蛋白质合成提供最大的库源。5、不同施氮量对冬小麦穗花发育的影响不同基点和不同施氮量两个品种均在越冬期幼穗发育进程差异不大,自返青后随小麦幼穗发育进程加快,不同处理有差异,低氮（N0）幼穗发育快,高氮水平（N360）幼穗发育较缓慢,各期有延迟的趋势。豫麦49-198总体前期慢,后期快。到后期与兰考矮早八发育进程相近。兰考矮早八前期发育进展较快,后期先对迟缓;幼穗退化高峰出现在拔节后20d左右。中氮处理发育进程平缓,完善小花数及小花数较多;高氮处理发育迟缓,小花数较多,但完善小花数较少;两品种相比,豫麦49-198中氮处理与低氮处理相近,显著高于高氮水平,兰考矮早八中氮处理与高氮相近,显著低于低氮处理。6.不同施氮量对冬小麦产量构成及加工品质的影响在公顷施氮量在180-270千克条件下,在两试验点2个小麦品种产量最高,均实现了超高产的产量指标,在施氮量对产量构成因素的影响中,对穗粒数和千粒重的影响达显著水平,对穗数的影响处理间差异较小,也表明了随产量水平提高和主攻目标改变,适宜施氮量前后并重施用,对调整植株体内适宜碳氮比,提高群个体质量,在稳定足够穗数的基础上,增加穗粒数,提高千粒重,最终实现超高产具有十分重要的意义[17]。本试验所采用的2个小麦品种在两地最高产量出现所需施氮量不同,证实了品种氮营养特性的差异[8]。增施氮肥有利于提高拉伸参数和降落值,当氮肥用量达到一定量的时候,效果不显著。淀粉糊化特征除稀懈值随氮肥的施用量增加而降低外,其他糊化特征均呈增加趋势。表明在提高产量的基础上,合理的氮肥用量有助于改善冬小麦的加工品质。7、不同施氮量对冬小麦氮素利用率及经济效益的影响随氮肥用量增加,氮素吸收效率、氮素利用效率、氮肥偏生产力显著下降。豫麦49-198每100公斤产量氮素携出量、氮肥当季利用率都是以270 kg/hm2氮水平下最高;兰考矮早八以180 kg/hm2氮水平下最高。氮素农学效率均以180 kg/hm2氮水平下最高,360 kg/hm2氮水平下最低

论文目录

• 致谢
• 摘要
• 1 文献综述
• 1.1 不同施氮量对冬小麦群体动态变化的影响
• 1.2 不同施氮量对冬小麦花后光合特性的影响
• 1.2.1 对冬小麦花后旗叶光合速率的影响
• 1.2.2 对冬小麦 SPAD 值的影响
• 1.2.3 对冬小麦花后干物质积累量的影响
• 1.3 不同施氮量对冬小麦碳代谢的影响
• 1.4 不同施氮量对冬小麦幼穗发育进展的影响
• 1.5 不同施氮量对氮代谢的影响
• 1.5.1 对游离氨基酸含量及蛋白质的影响
• 1.5.2 对氮代谢的关键酶的影响
• 1.5.3 对氮素吸收累积规律研究的影响
• 1.6 不同施氮量对高产冬小麦产量构成及加工品质的影响
• 1.6.1 对产量及产量构成的影响
• 1.6.2 对加工品质的影响
• 1.7 不同施氮量对氮素利用效率的影响
• 2 引言
• 3 材料与方法
• 3.1 试验设计
• 3.2 测定项目与方法
• 3.2.1 群体分蘖动态及叶面积指数（LAI）的测定
• 3.2.2 光合特性的测定
• 3.2.2.1 光合速率的测定
• 3.2.2.2 SPAD 值的测定
• 3.2.3 干物质积累的测定
• 3.2.4 幼穗发育进展的观察
• 3.2.5 氮代谢及其关键酶活力的测定
• 3.2.5.1 旗叶及籽粒氮含量的测定
• 3.2.5.2 GS 活性测定
• 3.2.5.3 游离氨基酸含量
• 3.2.6 碳代谢及其关键酶的测定
• 3.2.6.1 蔗糖的测定
• 3.2.6.2 SS 和 SPS 活性的测定
• 3.2.7 籽粒产量及产量构成的分析
• 3.2.8 主要品质的测定
• 3.3 数据处理分析
• 4 结果与分析
• 4.1 不同施氮量对冬小麦群体动态变化及叶面积指数（LAI）的影响
• 4.2 不同施氮量对花后光合特性及干物质积累的影响
• 4.2.1 对花后旗叶光合速率的影响
• 4.2.2 对花后旗叶的 SPAD 值的影响
• 4.2.3 对小麦花后干物质积累的影响
• 4.3 不同施氮量对冬小麦碳代谢的影响
• 4.3.1 不同施氮量对花后籽粒蔗糖含量的影响
• 4.3.2 花后蔗糖合成酶及磷酸还原酶活性活性
• 4.3.3 不同施氮量对花后旗叶硝酸蔗糖合成酶的影响
• 4.3.4 不同施氮量对花后碳运转的影响
• 4.4 不同施氮量对冬小麦穗花发育的影响
• 4.4.1 对幼穗发育进程的影响
• 4.4.2 不同施氮量对不同小穗位小花分化的影响
• 4.4.3 不同施氮量对小花总数的影响
• 4.4.4 对完善小花数的影响
• 4.5 不同施氮量对冬小麦氮代谢的影响
• 4.5.1 对小麦花后氮代谢的影响
• 4.5.2 对游离氨基酸含量的影响
• 4.5.3 对花后籽粒蛋白质含量的影响
• 4.5.4 对超冬小麦整个生育期内氮素累积的影响
• 4.5.5 对花前和花后氮素积累转运的影响
• 4.6 不同施氮量对冬小麦产量、产量构成及加工品质的影响
• 4.6.1 对产量及产量构成的因素的影响
• 4.6.2 不同施氮量对冬小麦主要加工品质的影响
• 4.6.2.1 对冬小麦粉质拉伸参数及降落值的影响
• 4.6.2.2 对冬小麦淀粉糊化参数的影响
• 4.7 不用施氮量对冬小麦氮肥利用效率及经济效益的影响
• 4.7.1 对冬小麦氮素利用效率的影响
• 4.7.2 最佳施氮量的确定
• 4.7.3 对经济效益的影响
• 5 结语与讨论
• 5.1 不同施氮量对冬小麦群体动态及叶面积指数的影响
• 5.2 不同施氮量对花后光合特性及干物质积累的影响
• 5.3 不同施氮量对高产冬小麦碳氮代谢的影响
• 5.4 不同施氮量对不同穗位穗花分化的影响
• 5.5 不同施氮量对冬小麦产量、产量构成及主要加工品质的影响
• 5.6 不用施氮量对冬小麦氮素利用效率及经济效应的影响
• 参考文献
• ABSTRACT