水氮管理对豫南稻茬小麦产量与品质的影响

摘要

本研究以国审小麦品种兰考198为供试材料，连续两年在豫南稻茬麦区（河南信阳）系统研究了水（正常和渍水）、氮（0、75、150、225、300kg hm-2）处理对小麦生长发育、产量和品质的影响，并提出了相应的豫南稻茬小麦水肥优化管理对策。主要研究结果如下: (1)水氮处理对豫南稻茬小麦产量的影响:正常水分处理下，与N0比较，2015/2016季N75～N300的产量分别显著提高105.05％、125.59％、119.53％和135.35％，2016/2017季分别显著提高95.83％、175.54％、126.79％和137.50％。渍水条件下，与N0比较，2015/2016季N75～N300的产量分别显著提高74.92％、110.89％、120.79％和118.52％，2016/2017季分别显著提高75.53％、169.50％、164.54％和163.83％。其中产量的提高主要在于穗数与穗粒数的显著提高，而千粒重在各处理间差异不显著。同时，施氮量与产量呈显著的二次相关关系。渍水较正常水分处理，2015/2016季产量仅在N75、N300两个施氮水平下分别显著降低12.92％、5.27％，2016/2017季在N75、N150两个施氮水平下分别显著降低24.77％、17.93％。渍水仅对千粒重存在显著的降低作用，而对穗数、穗粒数、籽粒产量的影响因施氮量的不同而有所差异。当施氮量225kg hm-2左右产量相对较高。 (2)水氮处理对豫南稻茬小麦品质的影响:同一水分处理下，与N0比较，N75～N300显著提高籽粒容重、籽粒（面粉）蛋白质含量与籽粒湿面筋含量，且沉降值、膨胀势、淀粉含量与粉质特性具有相同趋势。而渍水对籽粒容重无显著影响，渍水降低籽粒（面粉）蛋白质含量，且仅在部分氮水平上差异达显著水平，湿面筋含量、沉降值、膨胀势、淀粉含量具有相同趋势。其中，2015/2016季，渍水较正常水分处理仅在N225与N300显著降低籽粒湿面筋含量，在N300面粉蛋白质含量显著降低，在N0～N300沉降值、形成时间、稳定时间均显著降低，在N75膨胀势显著降低，淀粉含量在N75、N150显著降低，FQN在N0、N75显著降低，弱化度在五个氮水平上均显著提高。2016/2017季渍水对面粉蛋白质含量、籽粒湿面筋含量、沉降值、膨胀势均无显著影响，而淀粉含量在N150显著降低，形成时间、稳定时间、FQN在N225显著降低，渍水对弱化度的影响同第一季。同时，籽粒蛋白质含量、湿面筋含量、沉降值与产量呈极显著正相关，当施氮量225kg hm-2左右品质指标与产量相对较好。 (3)水氮处理对豫南稻茬小麦生长指标的影响:同一水分条件下，与N0比较，施氮处理提高开花期叶龄、次生根数目、叶面积指数、叶绿素含量、群体数目。同时，施氮处理提高开花期（成熟期、花后）干物质积累量、花前干物质转运量与转运效率、转运干物质对籽粒的贡献率，土壤0～20cm硝态氮含量在施氮处理时显著提高。当施氮量150～225kg hm-2以上指标相对较好。渍水降低叶龄、次生根数目，开花期干物质积累、成熟期干物质积累、花前干物质转运量、干物质转运效率呈相同趋势，但渍水对叶绿素含量、叶面积指数、群体茎蘖数、0～20cm土壤硝态氮含量作用趋势不明显。0～20cm、20～40cm土壤水分含量在渍水条件下均提高。 (4)水氮处理对豫南稻茬小麦氮素积累与转运的影响:施氮处理提高开花期（花后、成熟期、籽粒）氮素积累量，同时，花前氮素转运量也呈相同趋势。渍水仅在部分氮水平上显著影响开花期（花后、成熟期、籽粒）氮素积累量，花前氮素转运量、氮素转运效率、转运氮素对籽粒贡献率具有相同趋势。而氮素的积累与转运和产量、籽粒蛋白质含量、沉降值均呈显著正相关，仅花前氮素转运量与籽粒湿面筋含量呈显著正相关。 (5)水氮处理对豫南稻茬小麦氮肥利用率的影响:氮肥农学利用率与氮肥吸收利用率随施氮量的增加呈先增后降的趋势，且两者与产量、花前氮素转运量呈显著或极显著正相关。而氮肥偏生长力、氮肥养分利用效率随施氮量的增加呈降低趋势，且氮肥养分利用率与产量、籽粒蛋白质含量、籽粒湿面筋含量、沉降值、氮素的积累与转运均呈显著负相关。氮肥偏生长力则与籽粒蛋白质含量、花后氮素积累量呈显著或极显著负相关。渍水仅在N75、N150两个氮水平上降低氮肥利用效率。当施氮量225kg hm-2左右时，氮肥利用率相对较高，减少了氮素在土壤中的残留。 上述结果表明，适宜施氮可显著提高豫南稻茬小麦产量、品质。在本试验条件下，施氮量225kg hm-2左右能同步提高产量、氮肥利用率，改善品质。渍水仅在部分施氮水平下对产量、氮肥利用率存在显著影响，渍水仅降低豫南稻茬小麦部分品质指标。因此，在当前土壤含水量相对较高的豫南稻茬麦区水分不是影响该区小麦产量与品质的关键因子，氮肥仍是影响小麦产量、品质的关键因素。

目录

声明

致谢

摘要

1文献综述

1．1水氮处理对小麦籽粒产量及产量构成因素的影响

1．2水氮处理对小麦品质的影响

1．3水氮处理对小麦生理指标的影响

1．4水氮处理对土壤耕层硝态氮含量的影响

1．5水氮处理对花后干物质积累与转运的影响

1．6水氮处理对花后氮素积累与转运的影响

1．7水氮处理对氮素利用效率的影响

2引言

3．1试验设计

3．2测定项目及方法

3．2．1籽粒产量及产量相关指标

3．2．2品质指标

3．2．3主要生育时期生理指标

3．2．4土壤理化性质

3．2．6花后氮素积累与转运相关指标

3．2．7氮素利用效率相关指标

3．3数据处理

4结果与分析

4．1水氮处理对小麦产量及其相关指标的影响

4．1．1产量及其构成因素

4．1．2收获指数

4．2水氮处理对小麦品质的影响

4．2．1籽粒品质

4．2．2面粉品质

4．3水氮处理对小麦生理指标的影响

4．3．1叶龄

4．3．2次生根数目

4．3．3 SPAD值

4．3．4叶面积指数

4．3．5群体动态

4．3．6地上部干物质积累

4．4水氮处理对小麦土壤耕层硝态氮含量的影响

4．5水氮处理对花后干物质积累与转运的影响

4．6水氮处理对花后氮素积累与转运的影响

4．7水氮处理对氮素利用效率的影响

4．8水氮处理下各指标相关性分析

5结论与讨论

5．1水氮处理对稻茬小麦产量的影响

5．2水氮处理对稻茬小麦品质的影响

5．3水氮处理对稻茬小麦氮肥利用率的影响

5．4小结与展望

参考文献

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