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测墒补灌下水肥一体化对小麦耗水特性和氮素利用特性的影响

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1 前言

1.1 目的意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1黄淮海地区水资源状况

1.2.2黄淮海地区氮肥施用情况

1.2.3小麦的耗水特性

1.2.4小麦光合特性和干物质积累与转运

1.2.5小麦氮素利用特性

1.2.6小麦籽粒产量和水氮利用效率

2 材料与方法

2.1 试验地概况

2.2 试验设计

2.3 试验方法

2.4 测定项目与方法

2.4.1 灌水量的计算

2.4.2 土壤含水量测定

2.4.3 土壤贮水消耗量的计算

2.4.4 棵间蒸发量的测定

2.4.5 农田耗水量的计算

2.4.8 旗叶叶绿素荧光参数测定

2.4.9 叶面积指数和冠层光合有效辐射的测定

2.4.12 植株氮素含量的测定

2.4.13 土壤硝态氮含量的测定

2.4.14 拔节期灌水后土壤硝态氮含量和植株全氮含量

2.4.15 旗叶超氧物歧化酶活性(SOD)、丙二醛(MDA)和可溶性蛋白质含量测定

2.4.16 成熟期测产

2.4.17 水分利用效率和氮肥利用效率的计算

2.5 数据分析

3 结果与分析

3.1 不同灌溉施肥方式对小麦耗水特性的影响

3.1.1 拔节期和开花期补灌水量

3.1.2 麦田耗水量及其水分来源

3.1.3 全生育期0~200 cm土层土壤贮水消耗量

3.1.4 不同生育阶段土壤贮水消耗量

3.1.5 阶段耗水量、日耗水量和耗水模系数

3.1.6 棵间蒸发量

3.2 不同灌溉施肥方式对小麦光合特性和干物质积累转运的影响

3.2.1 旗叶光合特性

3.2.2 旗叶叶绿素相对含量

3.2.3 旗叶叶绿素荧光特性

3.2.4 群体冠层特性

3.2.5 开花后旗叶蔗糖含量和磷酸蔗糖合成酶活性

3.2.6 干物质积累与分配

3.3 不同灌溉施肥方式对小麦氮素利用特性的影响

3.3.1 氮素积累与转运

3.3.2 拔节期灌水后植株氮素和土壤硝态氮含量

3.3.3 成熟期0~200 cm土层土壤硝态氮含量

3.4 不同灌溉施肥方式对小麦旗叶衰老特性的影响

3.4.1 旗叶超氧化物歧化酶(SOD)活性

3.4.2 旗叶丙二醛(MDA)含量

3.4.3 旗叶可溶性蛋白质含量

3.5 不同灌溉施肥方式对小麦籽粒产量和水氮利用效率的影响

3.6 水肥一体化条件下不同施氮量对小麦耗水特性和氮素利用特性的影响

3.6.1 不同施氮量对小麦耗水特性的影响

3.6.2 旗叶光合特性

3.6.3 不同施氮量对氮素积累与转运的影响

3.6.4 不同施氮量对小麦籽粒产量、水分利用效率和氮肥利用

3.7 施氮量和灌溉施肥方式对小麦耗水、光合、氮素利用及衰老特性,籽粒产量和水氮利用效率影响的双因素方差分析

4 讨论

4.1灌溉施肥方式与小麦耗水特性

4.1.1耗水量及水分来源

4.1.2 土壤贮水消耗量

4.2 灌溉施肥方式与小麦光合特性

4.2.1 旗叶光合特性

4.2.2 旗叶叶绿素荧光特性

4.2.3 群体冠层光截获特性

4.3 灌溉施肥方式与干物质积累转运

4.4 灌溉施肥方式与小麦氮素利用特性

4.4.1 氮素积累与转运

4.4.2 土壤硝态氮的运移

4.5 灌溉施肥方式与小麦旗叶衰老特性

4.6 灌溉施肥方式与小麦籽粒产量、水分利用效率和氮肥利用效率

4.7 施氮量与小麦籽粒产量、水分利用效率和氮肥利用效率

5 结论

参考文献

致谢

攻读学位期间发表论文情况

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摘要

2016~2018年小麦生长季,在山东省兖州市史王村进行大田试验,供试品种为济麦22。采用裂区试验设计,设置每公顷施纯氮0(N0)、150(N1)、180(N2)、210(N3)和240kg(N4)共5个施氮量处理,每个施氮量处理下,均设置不灌水和撒施追氮(W0)、畦灌和撒施追氮(W1)和利用微喷带灌溉实行追氮水肥一体化(W2)3个灌溉施肥方式处理。研究测墒补灌下不同灌溉施肥方式对小麦耗水特性和氮素利用特性的影响。结果如下: 1、不同灌溉施肥方式对小麦耗水特性的影响 两年度同一施氮量下,小麦生育期开花期补灌量和总补灌量为W2显著低于W1;小麦生育期总耗水量表现为W1、W2>W0;W2灌水量占总耗水量的比例显著低于W1处理;土壤贮水消耗量及其占总耗水量的比例、60~120cm土层土壤贮水消耗量,开花至成熟期土壤贮水消耗量均为W0>W2>W1;两生长季拔节期和灌浆期7日平均棵间蒸发量均为W2<W1<W0。 2、不同灌溉施肥方式对小麦光合特性的影响 两年度同一施氮量下,W2开花后14~28d旗叶净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、叶绿素相对含量、最大光化学效率、实际光化学效率、蔗糖含量和磷酸蔗糖合成酶活性均最高,W1次之,W0最低;W2开花后10~30d冠层叶面积指数和光合有效截获率均最高,W1次之,W0最低;W2开花期和成熟期干物质积累量、开花后干物质在籽粒中的分配量均最高,W1次之,W0最低。 3、不同灌溉施肥方式对小麦氮素利用特性的影响 两年度同一施氮量下,小麦开花期和成熟期植株氮素积累量为W2>W1>W0;成熟期植株氮素在籽粒、叶片和茎秆+叶鞘中的积累量、开花后营养器官氮素转运量和对籽粒的贡献率均为W2>W1>W0;拔节期灌水后6d和8d,W2植株氮素含量和0~40cm土层土壤硝态氮含量均显著高于W1处理。W2成熟期60~140cm土层土壤硝态氮含量显著低于W1处理。 4、不同灌溉施肥方式对小麦旗叶衰老特性的影响 两年度同一施氮量下,开花后14~28d旗叶超氧化物歧化酶活性为W2>W1>W0;开花后14~28d旗叶可溶性蛋白质含量为W2>W1>W0;开花后14~28d旗叶丙二醛含量均为W0>W1>W2; 5、不同灌溉施肥方式对小麦籽粒产量和水氮利用效率的影响 两年度同一施氮量下,小麦籽粒产量和氮肥生产效率均为W2>W1>W0;N0、N1、N2和N3条件下水分利用效率为W2>W1>W0;N3和N4条件下W1和W2的氮肥农学效率显著高于W0处理。表明,利用微喷带灌溉实行追氮水肥一体化是有利于提高产量、水分利用效率和氮肥生产效率的灌溉施肥方式。 6、水肥一体化下施氮量对小麦耗水特性和光合特性的影响 两生长季水肥一体化条件下,N3和N4处理生育期总耗水量、土壤贮水消耗量及其占总耗水量的比例均显著高于其他处理,N3和N4之间无显著差异。N3和N4处理拔节期和灌浆期7日平均棵间蒸发量均显著低于其他处理,N3和N4之间无显著差异。N3处理灌浆期旗叶净光合速率、蒸腾速率、气孔导度,成熟期干物质积累量、开花后干物质向籽粒的转运量均最高。 7、水肥一体化下施氮量对小麦氮素积累与转运的影响 两生长季水肥一体化条件下,开花期和成熟期氮素积累量为N3、N4>N2>N1>N0;成熟期植株氮素在籽粒、茎秆+叶鞘的分配量均为N3、N4>N2>N1>N0;N3和N4处理开花后营养器官向籽粒氮素转运量及开花后营养器官氮素对籽粒的贡献率均显著高于其他处理,N3和N4之间无显著差异。 8、水肥一体化下施氮量对小麦籽粒产量和水氮利用效率的影响 两生长季水肥一体化条件下,N3和N4处理籽粒产量显著高于其他处理,N3和N4之间无显著差异;施氮处理间水分利用效率无显著差异;氮肥农学效率为N3>N4>N2>N1。表明N3处理获得了最高的籽粒产量和氮肥农学效率,210kg·hm-2是本试验条件下的最佳施氮量。基于小麦产量和水氮利用效率,生产上推荐使用水肥一体化灌溉施肥方式和210kg·hm-2的施氮量。

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