不同施氮量和基追比对豫北高产麦田花后氮代谢、产量及土壤硝态氮的影响

论文摘要

为探讨施氮量和基追比对小麦花后的氮代谢特征及土壤硝态氮积累的影响,实现高肥力条件下小麦的高产、高效、安全生产的目标。在大田条件下,以矮抗58为供试材料,研究了0、150、200、250和300kg/hm25个施氮水平和3:7、5:5、6:4三个基追比条件下小麦群体质量、旗叶GS活性、游离氨基酸含量、氮素利用效率、0-100cm土壤各层硝态氮积累量的差异。结果如下:随着生育期的推进,小麦分蘖数不断增加,到拔节期达到最大。同一基追比水平,在150-250 kg N/hm2施氮量范围内成穗率均随施氮量的增加而增加,高施氮量300 kg N/hm2的小麦成穗率低于250 kg N/hm2的施氮量,过高的施氮量降低小麦的成穗率:相同施氮量条件下三个基追比之间差异均不显著。全生育期干物质积累量在相同施氮量下均以基追比例5:5最高;3:7处理与6:4处理间差异不显著。同一基追比水平,全生育期干物质积累量随施氮量增高而增高,200,250和300 kg N/hm2三个施氮量处理间差异不显著。越冬期,小麦叶面积指数在同一基追比水平,均在250 kg N/hm2施氮量达到最高;拔节期,相同施氮量条件下,均以基追比为3:7时叶面积指数最大;抽穗期,相同施氮量条件下,以基追比为3:7时叶面积指数最高。小麦旗叶谷氨酰胺合成酶活性开花后整体呈“降-升-降”的大趋势。在同一基追比水平,都在施氮量达到250 kg/hm2时出现最高的GS活性,且300 kg N/hm2处理的花后旗叶GS活性与250 kg N/hm2相比都呈现下降趋势。在相同的施氮量条件下,旗叶GS活性均以基追比为3:7时处于较高水平,但与另外两个基追比条件差异不显著。籽粒中谷氨酰胺合成酶活性呈现先升后降的趋势。同一基追比水平,花后籽粒GS活性各时期均在250 kg N/hm2的施氮量时最高;在相同的施氮量条件下,籽粒花后GS活性均以基追比为3:7时处于较高水平,但与5:5的基追比条件差异不显著。各处理旗叶游离氨基酸含量随着灌浆进程的进行呈现出先升高后降低的趋势。与不施肥的N0处理相比,所有施肥处理均能显著的提高旗叶中游离氨基酸含量。同一基追比水平,花后冬小麦旗叶游离氨基酸含量随着施氮量增加而增加,施氮量达250 kg/hm2后变化不明显。籽粒游离氨基酸含量均呈现随生育时期推进而下降的趋势。开花后各个时期,相同施氮量条件下,籽粒游离氨基酸含量在花后7天以3:7基追比条件下为最高;在同一基追比水平,花后7天、14天和花后21天籽粒中游离氨基酸含量随施氮量的增加而增加,在250和300 kg/hm2施氮量条件下差异不显著。花后28天,各施氮处理间籽粒游离氨基酸差异不显著。在同一基追比水平,各个时期植株氮素含量均随施氮量的增加而增加。在越冬期和拔节期,相同施氮量下,6:4基追比处理的植株含氮量均高于另外两个基追比处理;在抽穗期和灌浆期植株氮素含量则以3:7的基追比各个施氮量高于另外两者。本实验条件下,小麦的氮肥表观利用率,氮肥农学效率在同一基追比水平下均在200 kg/hm2施氮量下达到最高值,之后随着施氮量的增加呈下降趋势;氮素生产效率在同一基追比水平随施氮量增加递减同一基追比水平,在0200kg/hm2的施氮量范围内,随着施氮量增加,籽粒产量显著增加,以5:5处理产量最高,200和250 kg/hm2施氮量处理产量差异不显著,300 kg/hm2的施氮量处理则显著低于200和250 kg/hm2两个处理。相同施氮量条件下,不同基追比之间籽粒产量差异不显著。在小麦成熟期,各处理0-20cm土层,硝态氮含量在7.58-21.68mg/kg之间,越往下其硝态氮含量越少;300 kg/hm2施氮量处理的各层土壤硝态氮含量均显著高于N150和N200处理,高施氮量处理N250和N300在0-20cm,60-80cm土层硝态氮含量差异显著,其他土层则差异不显著。豫北高地力条件下,矮抗58采用5:5的基追比条件下200kg/hm2施氮量,既能尽可能提高氮效率,减少土壤硝态氮累积量,又能最大限度提高小麦籽粒产量;为本地区最适氮肥运筹模式。以小麦籽粒品质为生产目标时可适当增加施氮量,但不宜高于250kg/hm2。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• 1 文献综述
• 1.1 我国小麦生产现状
• 1.2 氮素使用现状
• 1.3 小麦氮素吸收、同化和再分配的研究进展
• 1.4 施氮量和基追比例对小麦籽粒产量和品质影响的研究进展
• 1.5 施氮量和基追比对小麦氮代谢和氮效率的影响
• 1.6 叶绿素及氮代谢中间产物可溶性蛋白,游离氨基酸的研究进展
• 1.7 土壤硝态氮残留的研究进展
• 2 引言
• 3 材料与方法
• 3.1 试验处理和设计
• 3.2 测定项目与方法
• 3.2.1 样品的采集和处理
• 3.2.2 GS活性测定
• 3.2.2.1 GS酶液的提取
• 3.2.2.2 GS活性测定
• 3.2.3 游离氨基酸含量的测定
• 3.2.4 植株及籽粒全氮含量的测定及氮素利用效率的计算
• 3.2.5 叶面积的测定
• 3.2.6 土壤各层中硝态氮含量的测定
• 3.2.7 产量及其构成因素
• 3.3 数据分析
• 4 结果与分析
• 4.1 施氮量和基追比对小麦群体质量的影响
• 4.1.1 施氮量和基追比对小麦分蘖、有效穗及成穗率的影响
• 4.1.2 施氮量和基追比对小麦干物质积累的影响
• 4.1.3 施氮量和基追比对小麦叶面积指数的影响
• 4.2 施氮量和基追比对冬小麦氮代谢生理指标的影响
• 4.2.1 施氮量和基追比对小麦叶面积指数的影响
• 4.2.2 对冬小麦花后叶片和籽粒GS活性的影响
• 4.3 施氮量和基追比对小麦氮效率的影响
• 4.3.1 对冬小麦各时期全氮含量的影响
• 4.3.2 对冬小麦氮肥表观利用率、氮素生产效率和氮肥农学效率的影响
• 4.3.3 对冬小麦氮收获指数的影响
• 4.4 施氮量和基追比对小麦籽粒产量和产量构成因素及籽粒品质的影响
• 4.5 施氮量和基追比对成熟期小麦根际土壤硝态氮的影响
• 5 结语与讨论
• 5.1 施氮量和基追比对小麦群体特征的影响
• 5.2 施氮量和基追比对小麦氮代谢指标的影响
• 5.3 施氮量和基追比对冬小麦氮效率的影响
• 5.4 施氮量和基追比对小麦产量、品质的影响
• 5.5 施氮量和基追比对土壤硝态氮含量的影响
• 参考文献
• Abstract