磷素对小麦生长发育特性、产量和品质的影响

论文摘要

磷效率评价试验于2005-2007年在扬州大学江苏省作物栽培生理重点实验室、试验场进行,以长江中下游地区中筋、弱筋小麦品种各12份为材料,以不施磷和施磷条件下的单株籽粒产量、磷肥生产效率和磷肥农学效率为磷效率评价的主要指标进行聚类,分析得出磷高效和磷低效品种,结合研究磷素对不同专用小麦生长发育的影响和磷效率差异的机理。本文参照前人提出的磷效率指标,通过研究不同小麦品种根系特性、剑叶相关酶活性和相关农艺性状差异,探讨磷素对小麦生长发育的影响,探索不同磷效率差异的机理,为筛选适宜长江中下游地区栽培的磷高效专用小麦品种提供参考依据。磷素对小麦籽粒产量和品质调控效应试验于2005-2007年在江苏泰兴农科所试验场进行大田试验、扬州大学江苏省作物栽培生理重点实验室进行分析测定,以弱筋小麦扬麦13,扬麦15,宁麦9号,宁麦13为试验材料,在缺磷土壤（速效磷含量2005～2006年为6.27 mg·kg-1,2006～2007年为6.37mg·kg-1）上研究不同磷肥种类（复合肥〈N 16%,P2O5 16%,K2O 16%〉、磷酸二铵〈N 13%,P2O5 44%〉、过磷酸钙〈P2O5 12%〉）对弱筋小麦产量和品质的影响、不同施磷量和磷肥基追比对弱筋小麦产量和品质的调控效应,以期选出优质高产弱筋小麦适宜的磷肥品种和适宜的施磷技术,提高小麦产量品质和肥料利用率,为大面积生产提供指导意见。主要结果如下:1中筋、弱筋小麦品种的磷效率小麦对磷素吸收利用效率的应答的确存在磷素高效、低效和一般品种之差别。本试验结果认为:成熟期植株磷素积累量不能准确衡量磷效率的高低,磷高效品种成熟期植株的磷积累量并不是最高,磷低效品种的磷积累量也不是最低,只有籽粒的磷素积累量和植株磷素向籽粒的运转率高的品种籽粒产量才高,因此籽粒的磷素积累量和植株磷素向籽粒的运转率可以作为磷效率高低的衡量指标。由此提出,确定磷素高效或低效品种应是指在施磷和不施磷条件下,籽粒产量、磷素生产效率、磷素农学效率都高或都低的双效品种才可定为磷高效或磷低效品种,在不施磷或施磷条件下的高效和低效品种,应属单效品种,并不是实际意义上的磷素高效或低效品种。本试验供试品种中,扬麦9号、扬麦13、宁麦13、郑麦004和宁麦8号为磷高效品种,太空5号、扬麦17和淮麦18为磷低效品种。2不同类型磷肥对弱筋小麦产量和品质的影响及其相关生理特性本试验中三种类型磷肥的施用对弱筋小麦的产量和品质均有不同程度的提高。三种磷肥均提高了分蘖发生率、茎蘖成穗率和最终成穗数,同时提高了单株和群体干物质生产量和花后积累量,当氮素和钾素（K2O）施用量相同时,三种磷肥的增产效应均表现为复合肥>磷二铵>过磷酸钙处理,差异显著。施用不同磷肥均显著降低了籽粒蛋白质含量,但由于单位面积籽粒产量的提高,单位面积蛋白质产量也增加,施磷处理的蛋白质含量均低于11.5%,不同磷肥对籽粒淀粉及其组分也有显著的调节作用,各种磷肥均显著降低了籽粒总淀粉、直链淀粉、支链淀粉含量,但不同磷肥的调节作用因品种而各异。施用各种磷肥籽粒的湿面筋含量均低于22%,而面团稳定时间只有磷二铵和复合肥处理的小于等于2.5min,符合国标要求。不同专用小麦品种的单株叶面积、单株干物重、剑叶SPAD值受低磷胁迫的影响较小,施磷处理与不施磷处理的差异不大,而单株穗数、茎蘖成穗率、每穗粒数、每盆产量受磷胁迫的影响较大,不施磷处理后期剑叶净光合速率、剑叶可溶性蛋白含量、根系体积、根系吸收面积、活跃吸收面积、根系活力,较施磷处理下降的幅度相对较大。磷素能够延缓MDA的增加速度,防止叶片早衰,保证了籽粒充足的灌浆来源。不同磷肥品种处理下群体叶面积指数、剑叶SPAD值、剑叶净光合速率、剑叶SOD酶活性均以复合肥处理最高,而剑叶MDA含量则以复合肥处理最低,表明复合肥最有利于提高籽粒产量和改善籽粒品质。3磷肥基追比和施磷量对弱筋小麦产量和品质的调控效应磷肥基肥:拔节肥=0.5:0.5处理比磷肥:拔节肥=1.0:0.0处理更有利于小麦产量和品质的提高。在施磷量（P2O5）0 kg/ha～108 kg/ha范围内,随着施磷量的增加,干物质积累量,群体茎蘖数,茎蘖成穗率,产量及其构成因素都相应增加,LAI值、剑叶SPAD值、剑叶净光合速率、剑叶SOD酶活性均随着施磷量的增加而增加,而剑叶的MDA含量则随着施磷量的升高而下降。两种磷肥基追比下,施磷量108kg/ha时蛋白质含量、直链淀粉、支链淀粉、总淀粉含量、湿面筋含量、面团稳定时间最低,继续增加施磷量,蛋白质含量、直链淀粉、支链淀粉、总淀粉含量、湿面筋含量和面团稳定时间又有所回升,蛋白质产量则在施磷量108kg/ha时表现最高,增加施磷量,蛋白质产量下降。综上所述,在本试验条件下,以复合肥（N 16%,P2O5 16%,K2O 16%）、施磷量108kg/ha、磷肥基追比为基肥:拔节肥=0.5:0.5的磷肥运筹技术方案最有利于提高弱筋小麦的产量和品质。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 第一章 磷素对小麦生长发育影响的研究进展
• 1 土壤供磷特性
• 1.1 不同土壤供磷特性
• 1.1.1 石灰性土壤中磷素的形态
• 1.1.2 酸性土壤磷素的形态
• 1.2 不同磷源的供磷特性
• 1.3 根际对土壤磷的影响
• 2 小麦植株吸磷特性
• 2.1 小麦磷吸收变化动态
• 2.2 小麦植株磷积累动态
• 3 磷素对小麦生长发育的影响
• 3.1 磷素对小麦根系的影响
• 3.2 磷素对小麦光合作用的影响
• 4 磷素对小麦产量和品质的调控
• 4.1 施磷与产量的关系
• 4.2 磷素对小麦品质的影响
• 4.2.1 磷素对小麦蛋白质含量及组分的影响
• 4.2.2 磷素对小麦淀粉含量及组分的影响
• 5 磷素对小麦生长发育调控的机理
• 6 磷效率的研究进展
• 6.1 磷效率的含义
• 6.2 磷效率的筛选指标
• 6.3 小麦磷效率遗传特性的研究
• 7 本研究的目的与意义
• 第二章 小麦磷吸收利用效率的评价及其生理特性
• 1 材料与方法
• 1.1 试验设计
• 1.1.1 小麦磷素吸收利用效率试验
• 1.1.2 小麦磷素营养特性研究
• 1.2 测定项目与方法
• 1.3 数据分析方法
• 2 结果与分析
• 2.1 不同小麦品种磷吸收利用效率评价
• 2.1.1 磷素对成熟期植株性状和产量的影响
• 2.1.2 磷素对穗部性状和产量的影响
• 2.1.3 不同小麦品种磷效率聚类分析评价
• 2.2 不同小麦品种植株磷素积累量的比较
• 2.3 磷素对不同专用小麦品种物质生产能力的影响
• 2.3.1 对单株叶面积的影响
• 2.3.2 对单株干物质积累动态的影响
• 2.3.3 对茎蘖消长动态的影响
• 2.4 不同磷效率小麦品种磷效率差异的机理分析
• 2.4.1 对剑叶SPAD 值的影响
• 2.4.2 对剑叶光合速率的影响
• 2.4.3 对剑叶酸性磷酸酶活性的影响
• 2.4.4 对剑叶丙二醛含量的影响
• 2.4.5 对根系功能的影响
• 2.4.5.1 对根系活力的影响
• 2.4.5.2 对根系吸附面积的影响
• 2.4.5.3 对根系体积动态变化的影响
• 2.4.6 对剑叶可溶性蛋白含量的影响
• 2.5 磷素对中、弱筋小麦籽粒品质的影响
• 2.5.1 对籽粒蛋白质及其组分含量的影响
• 2.5.2 对籽粒淀粉及其组分含量的影响
• 3 小结与讨论
• 第三章 不同磷肥种类对弱筋小麦产量和品质的影响
• 1 材料与方法
• 1.1 试验设计
• 1.2 测定项目与方法
• 1.3 数据分析方法
• 2 结果与分析
• 2.1 不同磷肥种类对产量及其构成因子的影响
• 2.2 不同磷肥种类对群体质量和植株生理特性的影响
• 2.2.1 对群体质量的影响
• 2.2.1.1 叶面积指数
• 2.2.1.2 茎蘖动态
• 2.2.1.3 干物质积累
• 2.2.2 对植株生理特性的影响
• 2.2.2.1 对剑叶SPAD 值的影响
• 2.2.2.2 对剑叶净光合速率（Pn）的影响
• 2.2.2.3 对剑叶SOD 酶活性的影响
• 2.2.2.4 对剑叶MDA 含量的影响
• 2.3 不同磷肥种类对籽粒品质的影响
• 2.3.1 对籽粒营养品质的影响
• 2.3.1.1 对籽粒蛋白质含量的影响
• 2.3.1.2 对籽粒蛋白质组分含量的影响
• 2.3.1.3 对籽粒淀粉及其组分含量的影响
• 2.3.2 对籽粒加工品质特性的影响
• 2.3.2.1 对面粉粉质参数的影响
• 2.3.2.2 对面粉RVA 特性的影响
• 3 小结与讨论
• 第四章 施磷量与磷肥基追比对弱筋小麦产量和品质的影响
• 1 材料与方法
• 1.1 试验设计
• 1.2 测定项目与方法
• 1.3 数据分析方法
• 2 结果与分析
• 2.1 对产量的影响
• 2.2 对群体质量和生理特性的影响
• 2.2.1 对群体质量的影响
• 2.2.1.1 干物质积累
• 2.2.1.2 叶面积指数
• 2.2.1.3 茎蘖动态
• 2.2.2 对植株生理特性的影响
• 2.2.2.1 对剑叶SPAD 值的影响
• 2.2.2.2 对剑叶净光合速率（Pn）的影响
• 2.2.2.3 对剑叶SOD 酶活性的影响
• 2.2.2.4 对剑叶MDA 含量的影响
• 2.3 对籽粒品质形成特性的影响
• 2.3.1 对籽粒营养品质的影响
• 2.3.1.1 对籽粒蛋白质含量的影响
• 2.3.1.2 对籽粒蛋白质组分含量的影响
• 2.3.1.3 对籽粒淀粉及其组分含量的影响
• 2.3.2 对籽粒加工品质特性的影响
• 2.3.2.1 对面粉粉质参数的影响
• 2.3.2.2 对面粉RVA 特性的影响
• 3 小结与讨论
• 第五章 讨论与结论
• 1.1 讨论
• 1.1.1 不同磷肥种类对弱筋小麦产量、品质和群体质量的调控效应
• 1.1.2 施磷量与磷肥基追比对弱筋小麦产量、品质和群体质量的调控效应
• 1.1.3 不同小麦品种磷吸收利用效率评价
• 1.2 结论
• 今后进一步研究的思路
• 参考文献
• 致谢