水分亏缺和施氮对作物生长和氮素吸收的影响

论文摘要

为研究在水分亏缺和施氮条件下对作物生长和养分吸收利用的影响机制,论文利用盆栽小麦和大田玉米试验,采用试验和理论分析相结合的方法,盆栽小麦以小偃22号为试验材料,设置了不同生育期水分亏缺和施氮2个因素。其中设11个水分亏缺处理:单一生育期水分亏缺,包括返青期、拔节期、抽穗期和灌浆期水分亏缺和两个生育期水分亏缺,包括返青+拔节期、返青+抽穗期、返青+灌浆期、拔节+抽穗期、拔节+灌浆期和抽穗+灌浆期水分亏缺处理,另设全生育期充分供水（CK）处理作为对照。施氮设不施氮（N0）、低氮（0.1 g/kg,N1）、中氮（0.3 g/kg,N2）和高氮（0.5 g/kg,N3）4个水平。大田玉米以蠡玉16号为试验材料,设水分和施氮水平2个因素,其中水分处理设7个水平,分别为全生育期灌水（CK）、苗期+拔节期灌水、苗期+抽穗期灌水、苗期+灌浆期灌水、拔节期+抽穗期灌水、拔节期+灌浆期灌水、抽穗期+灌浆期灌水。施氮设不施氮肥ZN（0 kg/hm2）、低氮LN（60kg/hm2）和高氮HN（180kg/hm2）3个水平。系统地研究和分析了小麦和玉米在不同生育期水分亏缺条件下各生理生态指标、产量及产量构成要素、水分利用效率以及氮素吸收利用机制的影响,主要的结论如下:1.拔节期、抽穗期和拔节+抽穗期水分亏缺处理对冬小麦的株高、叶面积的降低效果最明显,尤其是拔节期和抽穗期连续两个生育期水分亏缺严重抑制了植株茎秆的伸长,后期复水对其补偿作用不大,且随着施氮量的增加株高、叶面积出现了先增大后减小的趋势,在中氮处理达到最大值。2.拔节期、抽穗期、返青+拔节期、拔节+抽穗期水分亏缺处理对地上部和根系生物量的有很大程度的降低,返青+灌浆期水分亏缺处理对地上部生物量的影响程度最小,且水分和养分对冬小麦冠层生长的促进作用大于根系。3.从冬小麦耗水量的构成来看,随着生育期的推进,阶段耗水量和日耗水强度均出现了“低-高-低”的趋势,充分供水中氮处理的全生育期累积耗水量最大,达到44687.7 g/pot。无论小麦在水分充足还是水分亏缺条件下,抽穗期以前冬小麦的生长主要受水分的影响比较大,抽穗期以后肥料效应起到了主导作用。但随着施氮量的增加耗水量并不是呈增加的趋势,达到一定程度耗水量反而下降。4.冬小麦返青期水分亏缺处理在中氮条件下产量和水分利用效率均最高。拔节期、拔节期+灌浆期和拔节期+抽穗期水分亏缺处理主要使有效穗数和穗粒数减少,拔节期+抽穗期水分亏缺处理显著减少了千粒重和籽粒产量。在不施氮条件下,拔节期和抽穗期以及连续两个生育期水分亏缺均会造成水分利用效率下降,其中拔节+抽穗期水分亏缺处理对水分利用效率的影响最大,且随着施氮量的增加有效穗数、穗粒数、千粒重、籽粒产量及水分利用效率均出现了先增大后降低的趋势。5.拔节期、抽穗期、返青+拔节期、拔节+抽穗期和拔节+灌浆期水分亏缺处理对冬小麦根系活力有显著的降低作用,且除返青期的根系活力返青期水分亏缺低氮处理的根系活力高于其他三种施氮处理以外,其他各处理根系活力均为中氮处理最高,即随着施氮量的增加根系活力也出现了先增加后降低的趋势。6.随着施氮量的增加,冬小麦茎叶和籽粒含氮量呈增加的趋势,而根系含氮量则出现了先增加后减小的趋势。氮素累积量表现为:籽粒>茎叶>根系。随着施氮量的增加,冬小麦籽粒和茎叶氮素累积量有增有降,根系氮素累积量则出现了先增加后减小的趋势。返青期水分亏缺处理的含氮量和氮素累积量高于充分供水处理,拔节期、抽穗期和拔节+抽穗期水分亏缺处理均显著降低了植株各器官含氮量和氮素累积量。7.不同生育期灌水和施氮对夏玉米的株高、叶面积、地上部干物质、产量及水分利用效率均有一定的影响。与全生育期灌水（CK）相比,在氮肥平均水平下,苗期+灌浆期灌水及抽穗期+灌浆期灌水处理对夏玉米的株高、叶面积、地上部干物质累积量和籽粒产量显著降低,且后者的水分利用效率最低。苗期+拔节期灌水、苗期+抽穗期灌水以及拔节期+抽穗期灌水处理的有利于维持玉米产量并提高灌溉水利用效率,而施氮也可以显著增加了玉米的产量和水分利用效率。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究目的与意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 作物调亏灌溉理论的提出及研究进展
• 1.2.2 调亏灌溉效应的影响因素
• 1.2.2.1 调亏灌溉的时期和亏水度
• 1.2.2.2 施肥对调亏灌溉的影响
• 1.2.3 水分和养分对作物生长及其生理特性的影响
• 1.2.4 水分和养分对作物产量和水分利用效率的影响
• 1.2.5 水分和养分对作物氮素吸收和根区土壤养分迁移的影响
• 1.3 需要进一步研究的问题
• 第二章 研究内容和方法
• 2.1 研究内容
• 2.2 技术路线
• 2.3 研究方法
• 2.3.1 试验区概况
• 2.3.2 试验材料
• 2.3.3 试验方案设计
• 2.3.4 测定项目与方法
• 2.4 数据分析与处理方法
• 第三章 水分亏缺和施氮对冬小麦生长的影响
• 3.1 不同生育期水分亏缺和施氮对冬小麦株高的影响
• 3.2 不同生育期水分亏缺和施氮对冬小麦叶面积的影响
• 3.3 不同生育期水分亏缺和施氮对冬小麦干物质累积量的影响
• 3.3.1 地上部干物质累积量的影响
• 3.3.2 根系干物质累积量的影响
• 3.4 结论和讨论
• 第四章 水分亏缺和施氮对冬小麦耗水、产量和水分利用的影响
• 4.1 不同生育期水分亏缺和施氮对各生育期耗水量和日耗水强度的影响
• 4.2 不同生育期水分亏缺和施氮对冬小麦产量及产量构成要素的影响
• 4.3 不同生育期水分亏缺和施氮对冬小麦水分利用效率的影响
• 4.4 耗水量、产量及水分利用效率的关系
• 4.5 结论与讨论
• 第五章 水分亏缺和施氮对冬小麦根系活力及氮素吸收的影响
• 5.1 不同生育期水分亏缺和施氮对冬小麦根系活力的影响
• 5.2 不同生育期水分亏缺和施氮对冬小麦含氮量的影响
• 5.3 不同生育期水分亏缺和施氮对冬小麦株氮素累积量的影响
• 5.4 讨论与结论
• 第六章 不同生育期灌水和施氮对夏玉米生长、产量和水分利用效率的影响
• 6.1 不同生育期灌水和施氮对夏玉米株高和叶面积的影响
• 6.2 不同生育期灌水和施氮对夏玉米地上部干物质累积量的影响
• 6.3 不同生育期灌水和施氮对夏玉米产量及水分利用效率的影响
• 6.4 结论与讨论
• 第七章 结论与讨论
• 7.1 结论
• 7.2 讨论
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介