追施氮肥对苏丹草种子产量及氮肥吸收利用规律的响应性研究

摘要

苏丹草是一年生禾本科优质牧草，营养价值高，适口性好，再生能力强，产草量高，对自然环境具有高度的适应性，非常适合大面积种植和推广，种子生产是扩大苏丹草种植范围的先决条件。在农艺措施中氮肥对苏丹草种子生产作用显著，然而，由于氮肥施用的不合理，造成了氮素利用率降低，生产成本增加，不仅使种子产量和品质受到影响，还引发了严重的环境问题。因此，本文在拔节、抽穗和灌浆期按固定比例，采用单因素（追施尿素）6水平完全随机区组设计，研究追施氮肥对苏丹草光合特性、碳氮代谢、碳氮代谢关键酶活性、种子产量及种子产量构成因素的影响，以期为苏丹草种子生产过程的施肥管理提供科学依据，主要研究结果如下:
　　1、追施氮肥可以促进苏丹草植株生长，扩大其单株叶面积，增加一级穗柄数、穗粒数及种子千粒重，从而使苏丹草种子产量明显增加。追施氮肥600 kg/hm2种子产量达最大，增加追肥，产量增幅明显减小，落粒率升高，种子产量降低。
　　2、拔节期和抽穗期茎粗和茎粗日增长率随追肥量增加而增大，追肥量超过450 kg/hm2后，茎秆生长受到抑制;追施氮肥600 kg/hm2苏丹草单株叶面积及叶片长度最大，继续追肥，叶片生长速度减慢，导致单株叶面积减小。
　　3、追施氮肥显著提高了苏丹草叶片SPAD值，追肥量超过450 kg/hm2后，SPAD值增幅不明显，在灌浆中前期追施氮肥与叶片SPAD值之间成极显著相关关系，灌浆后期也保持显著性相关。随着追氮量的增加，光合速率、气孔导度和蒸腾速率也随之增加。然而，当追肥量大于600 kg/hm2光合作用受到抑制。
　　4、，追氮300-750 kg/hm2苏丹草叶片SPAD值日最大值出现在北京时间15:00，不追肥和追氮肥150 kg/hm2在北京时间17:00达到峰值，各处理中光合日变化除对照以外，其它处理一天中最大值均出现在北京时间13:00，蒸腾速率日变化曲线呈双峰分布，日最大值出现在北京时间15:00，气孔导度在北京时间9:00达到峰值。
　　5、各生长阶段随追施氮肥量的增加，苏丹草茎叶总糖积累量总体呈升高趋势，当追氮量为600kg/hm2时，各生育阶段叶片中的总糖积累量最高，继续增施氮肥，总糖含量下降;苏丹草叶片全氮含量随追肥量的增加而升高，追氮600 kg/hm2，拔节期和灌浆期叶片全氮含量最高，继续增加追肥量，叶片全氮含量开始下降;追施氮肥对碳氮代谢具有明显促进作用，碳代谢进程与氮代谢相比具有延时性。
　　6、硝酸还原酶活性随追肥量的增加而增强，在抽穗期各处理的硝酸还原酶活性与灌浆期相比更为活跃;氮肥对谷氨酰胺合成酶及蔗糖磷酸合成酶活性同样具有促进作用，追肥450 kg/hm2酶活性最强，继续追肥酶活性降低。
　　7、碳氮代谢酶对植物体内糖分和氮素的积累起到催化和调节作用，抽穗期SPS和GS活性增强催化植株体内碳氮代谢更为旺盛，促进苏丹草营养生长和小花分化，提高结实率，使种子获得高产。灌浆期GS活性增强有利于籽粒中氮素的积累和蛋白质含量的增加，使种子产量增加。拔节期和抽穗期茎叶中全氮含量均对种子产量的形成具有显著影响，其中，叶片内氮含量作用突出，灌浆期茎叶中碳氮代谢产物向籽粒中转运、沉积，穗粒部的全氮含量与种子产量间具有极显著正相关关系。
　　8、随追氮量增加，氮肥农学利用率、偏生产力、利用效率及生理效率呈下降趋势，追施氮肥600 kg/hm2氮肥贡献率最大，此时，氮肥利用效率相对较大，并可获最大种子产量3815 kg/hm2。
　　综合以上结果，认为在本试验条件下，分阶段追氮600 kg/hm2为最优施肥模式。

目录

声明

摘要

论文说明

第1章 引言

1．1 研究背景

1．2 国内外研究动态

1．2．1 氮肥利用状况概述

1．2．2 作物对氮肥的吸收与利用及氮肥对种子生产的影响

1．2．3 碳氮代谢及碳氮平衡的研究进展

1．2．4 氮素对植物叶片光合作用的影响

1．2．5 硝酸还原酶的研究现状

1．2．6 谷氨酰胺合成酶的研究现状

1．2．7 蔗糖磷酸还原酶的研究现状

1．2．8 SPAD值的研究现状

1．2．9 苏丹草概况介绍

1．3 研究目的及意义

第2章 研究内容与技术路线

2．1 研究内容与技术路线

2．1．1 研究内容

2．1．2 技术路线

2．2 研究目标

第3章 追施氮肥对苏丹草农艺性状及种子产量的影响

3．1 材料与方法

3．1．1 供试材料及研究区概况

3．1．2 试验设计

3．1．3 测定项目及方法

3．1．4 数据处理

3．2 结果与分析

3．2．1 追施氮肥对苏丹草农艺性状的影响

3．2．2 追施氮肥对苏丹草种子产量及其构成因素的影响

3．3 结论与讨论

第4章 追施氮肥处理苏丹草光合生理特性分析

4．1 材料与方法

4．1．1 供试材料

4．1．2 试验设计

4．1．3 测定项目与方法

4．1．4 数据处理

4．2 结果与分析

4．2．1 追施氮肥对苏丹草不同生育阶段光合特性的影响

4．2．2 追施氮肥对苏丹草SPAD值动态变化的影响

4．3 结论与讨论

第5章 追施氮肥对碳氮代谢的响应性分析

5．1 材料与方法

5．1．1 供试材料

5．1．2 试验设计

5．1．3 测定项目及方法

5．1．4 数据处理

5．2 结果与分析

5．2．1 追施氮肥对苏丹草不同生长阶段茎叶碳、氮含量及碳氮比的影响

5．2．2 追施氮肥对苏丹草茎叶C／N的影响

5．2．3 追施氮肥与各生长阶段苏丹草茎叶碳氮比均值响应性分析

5．3 结论与讨论

第6章 追施氮肥对籽粒形成关键期碳氮代谢关键酶活性的影响

6．1 材料与方法

6．1．1 供试材料

6．1．2 试验设计

6．1．3 测定项目与方法

6．1．4 数据处理

6．2 结果与分析

6．2．1 追施氮肥对苏丹草可溶性蛋白含量的影响

6．2．2 追施氮肥对苏丹草氮代谢关键酶活性的影响

6．3 结论与讨论

第7章 追施氮肥对氮肥利用效率及种子产量的影响

7．1 材料与方法

7．1．1 供试材料

7．1．2 试验设计

7．1．3 测定项目及方法

7．1．4 数据处理

7．2 结果与分析

7．2．1 追施氮肥处理与苏丹草农艺性状及种子产量间的相关性分析

7．2．2 追施氮肥处理与叶片光合特性及种子产量的相关性分析

7．2．3 追施氮肥处理与苏丹草碳氮含量及种子产量间的相关性分析

7．2．4 追施氮肥与苏丹草碳氮代谢关键酶活性及种子产量的相关关系

7．2．5 追施氮肥对苏丹草氮利用效率的影响

7．2．6 产量与边际产量的关系

7．3 结论与讨论

结论与展望

参考文献

致谢

作者简介