施氮量和播种量互作对不同基因型冬小麦植株氮浓度、群体动态及产量的影响

摘要

2014-2016年连续两年在河南禹州，选用多穗型品种豫麦49-198(YM49-198)和大穗型品种周麦16(ZM16)作为供试材料，设置N1(0kg·hm-2)、N2(180kg·hm-2)、N3(360kg·hm-2)三个施氮水平，D1(75kg·hm-2)、D2(150kg·hm-2)、D3(225kg·hm-2)、D4(300kg·hm-2)四个播种量，研究了不同施氮量和播种量及其交互作用对两种基因型小麦的群体茎蘖动态、干物质转运分配及氮素吸收利用的影响及调控作用。主要结果如下:
　　1、氮密互作对小麦群体茎蘖变化动态的影响
　　施氮量和播种量对小麦的群体数量影响显著。同一施氨水平下，随播种量的增加两基因型小麦总茎数均显著上升。同一播种量下，施氮处理小麦总茎数显著高于不施氮处理，N2、N3处理间差异不显著。分蘖成穗率则表现出随施氮量和播种量的增加而降低的趋势，豫麦49-198分蘖成穗率显著高于周麦16，2014-2015年两基因型小麦分蘖成穗率在D1N1、D1N2处理下最高，2015-2016年则在D2N1、D2N2处理时最高。
　　2、氮密互作对小麦干物质累积、转运的影响v小麦干物质累积量随生育期的延伸逐渐增加，累积比例以拔节-开花期最大，开花-成熟期次之。随播种量和施氮量的增加，开花-成熟期干物质累积比例增加，拔节-开花期比例降低。施氮量和播种量的增加能够显著促进成熟期小麦干物质的累积。豫麦49-198成熟期干物质累积量两年均以D3N3处理最高，周麦16成熟期干物质累积量以D4N3(2014-2015)、D3N3(2015-2016)处理最高，而两基因型小麦在高氮高密处理组合(D4N3、D4N2、D3N3、D3N2)之间的干物质累积量差异不显著。
　　小麦成熟期干物质累积量在各器官的分配表现为:籽粒＞茎鞘＞穗轴+颖壳＞叶片。营养器官的干物质累积随着施氮量的增加而增加，籽粒产量在播种量＜D3时随施氮量的增加而增加，播种量为D4时则随施氮量的增加先升高后降低。同一施氮量下，茎鞘、叶片、穗轴+颖壳的干物质累积量均随播种量的增加而升高。随着播量的增加，小麦成熟期干物质分配在叶片和穗轴+颖壳的比例增加，而籽粒和茎鞘的干物质分配比例却有所降低。
　　对小麦干物质转运特征来说，低播种量D1下，小麦花前干物质转运量、转运率及对籽粒的贡献率均高于其他播种量，花后光合同化量及对籽粒的贡献率则低于其他处理。同一播种量下，增加施氮量提高了花前干物质转运及花后同化量，花后同化量对籽粒的贡献率则随施氮量的增加而降低。
　　3、氮密互作对小麦氮素累积、分配、再利用的影响
　　同一播种量下，小麦植株氮素累积量随施氮量的增加而升高。施氮量为N1时，不同播种量处理间的植株氮素累积量差异不显著，施氮量由N2增加至N3时，小麦氮素累积量则随播种量的增加而显著增加。
　　施氮量和播种量对小麦氮素转运、分配影响显著。施氮量为N1时，各器官花前贮藏氮素转运量表现为叶片＞茎鞘＞穗轴+颖壳，施氮量为N2、N3时，各器官氮素转运量及贡献率表现为茎鞘＞叶片＞穗轴+颖壳。随施氮量的增加，各器官的氮素转运量显著升高，叶片、穗轴+颖壳的氮素转运比例及对籽粒的贡献率则显著降低。随播种量的增加，主要增加了茎鞘和叶片花前氮素转移，氮素转运量对籽粒的贡献率则影响不显著。
　　两基因型小麦各时期整株氮浓度随施氮量的增加而显著升高，随播种量的增加而降低。开花期和成熟期各部位氮浓度均与施氮量呈显著正相关，施氮量为N1时，各器官氮浓度随播种量的增加而降低，N2、N3施氮量时各器官氮浓度则随播种量的增加先升高后降低。相比于开花期，成熟期叶片氮浓度降幅最大。低播种量(D1、D2)时，施氮效应显著，播种量增加至D4时，则消减了施氮量对氮浓度的影响，不利于各器官氮浓度的提高。
　　两年小麦成熟期各层土壤硝态氮累积量均以0-30cm土层最高，30-60cm土层硝态氮累积量最少，60-90cm土层又逐渐升高。在小麦季土壤氮素平衡系统中，豫麦49-198和周麦16在施氮量为N2时氮输入与输出基本一致，施氮量充足的条件下(N3)，播种量由D1增加至D4，土壤氮素盈余降低了40.9-44.7％。表明在适宜的施氮量下，增加播种量可提高作物对土壤氮素的吸收，降低土壤氮素盈余。
　　4、氮密互作对小麦籽粒产量及构成要素的影响
　　一定范围内增施氮肥或增加播种量均对产量有正效应。同一施氮量下，播种量D1处理籽粒产量显著低于其他播种量处理，D2、D3、D4播种量处理间的差异则不显著。高施氮量和高播种量处理组合D2N3与D3N2、D3N3、D4N2、D4N3籽粒产量间无显著差异，表现出了显著的减氮减密潜力。
　　以不同氮密组合的产量结果为样本，分析不同产量水平小麦养分吸收及干物质累积规律，结果表明:要实现产量＞8.5t·hm-2的高产水平，群体高峰值应在1170-1250×104·hm-2，成熟期亩穗数应保证620-680×104·hm-2，即成穗率不低于49.6％。返青期与成熟期的植株氮浓度分别为2.82mg·kg-1和1.13mg·kg-1。成熟期干物质累积量和氮素累积量分别为17-20t·hm-2和260-280kg·hm-2。
　　通过对籽粒产量与播种量、施氮量进行曲线拟合，综合两年年际间差异，经过计算得知，在本试验条件下，推荐豫麦49-198适宜的播种量为190-200kg·hm-2，施氮量为220-250kg·hm-2;推荐周麦16适宜的播种量为210-230kg·hm-2，施氮量为210-270kg·hm-2。

目录

声明

致谢

摘要

1 文献综述

1．1 施氮量和播种量对小麦群体动态及分蘖成穗的影响

1．2 施氮量和播种量对小麦干物质累积、转运及分配的影响

1．3 施氮量和播种量对小麦氮素累积转运的影响

1．4 施氮量和播种量对小麦氮素利用率的影响

1．5 施氮量和播种量对小麦土壤氮素平衡的影响

1．6 施氮量和播种量对小麦籽粒产量及产量三要素的影响

2 引言

3 材料与方法

3．1 试验地点

3．2 试验设计

3．3 样品采集及测定

3．3．1 土壤采集与测定

3．3．2 群体数量监测

3．3．3 收获考种

3．3．4 植株氮浓度

3．3．5 SPAD的测定

3．3．6 茎基部硝酸盐的测定

3．4 数据处理

4 结果与分析

4．1 氮密互作对冬小麦群体变化的影响

4．1．1 氮密互作对小麦茎蘖动态变化的影响

4．1．2 氮密互作对小麦分蘖成穗的影响

4．2 氮密互作对冬小麦植株氮浓度的影响

4．2．1 氮密互作对小麦植株氮浓度变化的影响

4．2．2 氮密互作对小麦茎基部硝酸盐的影响

4．2．3 氮密互作对小麦花后各器官氮素含量的影响

4．2．4 氮密互作对不同生育时期小麦SPAD值的影响

4．3 氮密互作对小麦干物质累积、分配及转运的影响

4．3．1 氮密互作对小麦干物质累积的影响

4．3．2 氮密互作对小麦成熟期不同器官干物质累积和分配的影响

4．3．3 氮密互作对小麦干物质转运的影响

4．4 氮密互作对小麦氮素吸收、转运及分配的影响

4．4．1 氮密互作对小麦不同生育时期氮素累积量的影响

4．4．2 氮密互作对小麦花前各器官氮素转运及贡献率的影响

4．5 氮密互作对小麦氮素利用效率的影响

4．5．1 氮密互作对小麦氮素利用效率的影响

4．5．2 氮密互作对小麦百公斤籽粒需氮量的影响

4．5．3 小麦产量、物质转运特征与氮素利用效率的相关性分析

4．6 氮密互作对小麦土壤硝态氮累积和氮素平衡的影响

4．6．1 氮密互作对小麦土壤硝态氮累积的影响

4．6．2 氮密互作对小麦土壤氮素平衡的影响

4．7 土壤和植物氮素营养与群体动态的关系分析

4．7．1 植株氮浓度与群体数量的关系

4．7．2 不同器官氮含量与群体数量的关系

4．7．3 茎基部硝酸盐含量与群体数量的关系

4．7．4 小麦不同时期SPAD与群体数量的关系

4．7．5 小麦土壤硝态氮累积与群体数量的关系

4．8 氮密互作对小麦产量的影响

4．8．1 氮密互作对小麦籽粒产量及其构成要素的影响分析

4．8．2 氮密互作对小麦产量的效应方程的建立

4．9 不同产量水平下冬小麦生长特征分析

4．9．1 不同产量水平下小麦产量结构特征

4．9．2 不同产量水平小麦群体发育动态及植株氮浓度变化特征

4．9．3 不同产量水平小麦干物质累积和氮素吸收变化特征

5 讨论

5．1 不同施氮量和播种量对小麦群体数量变化的影响

5．2 不同施氮量和播种量对小麦产量构成的影响

5．3 不同施氮量和播种量对小麦干物质累积转运的影响

5．4 不同施氮量和播种量对小麦氮素吸收利用的影响

5．5 实现小麦高产高效生产的途径

6 结论

参考文献