施氮量和底追比例对超高产小麦碳氮代谢的影响

摘要

为确定小麦超高产栽培中氮肥的合理运筹方式，于2009-2010年小麦生长季，在连续三年小麦公顷产10000kg以上的地块上，选用高产小麦品种济麦22，研究了施氮量和底追比例对小麦碳氮代谢及产量品质的影响。试验采用裂区设计，主区为施氮量，设置三个处理：每公顷施纯氮210、270和330kg，分别用N210、N270和N330表示；副区为氮肥底追比例，设置三个处理：7:3、5:5和3:7，分别用N1、N2和N3表示。以全生育期不施氮（N0）为对照，于小麦拔节期进行追肥。结果如下：
　　 1.施氮量和底追比例对小麦碳代谢的影响
　　 1.1施氮量和底追比例对小麦旗叶光合特性的影响
　　 在每公顷施纯氮210和270kg条件下，提高氮肥追施比例有利于提高开花后14、28和35天旗叶气孔导度、实际光化学效率和净光合速率；在每公顷施氮330kg条件下，提高氮肥追施比例对开花后14和28天旗叶气孔导度、PSⅡ实际光化学效率和净光合速率无显著影响，降低了开花后35天的旗叶气孔导度、PSⅡ实际光化学效率和净光合速率。
　　 同一底追比例下，N270处理灌浆中后期旗叶气孔导度、PSⅡ实际光化学效率和净光合速率显著高于N210和N330处理。
　　 1.2施氮量和底追比例对小麦群体光合速率和群体呼吸速率的影响
　　 同一施氮量下，N2处理小麦灌浆后期群体净光合速率和群体呼吸速率显著高于N1处理，在此基础上增加追施氮肥比例，群体净光合速率降低，呼吸速率和CAR/(CAR+CAP)显著提高。
　　 同一底追比例下，N270处理灌浆期小麦群体净光合速率和群体呼吸速率显著高于N210处理，在此基础上增加施氮量，群体呼吸速率增加，灌浆后期群体净光合速率下降，CAR/(CAR+CAP)显著提高。
　　 1.3施氮量和底追比例对小麦干物质积累与分配的影响
　　 同一施氮量下，增加底施氮肥的比例有利于植株拔节前干物质积累，增加追施氮肥的比例有利于植株拔节后干物质积累，成熟期N1、N2和N3处理植株干物质积累量无显著差异。
　　 N2处理成熟期单茎干物质积累量在籽粒的分配比例显著高于N3处理，与N1无显著差异，在营养器官中的分配比例显著低于N3处理，与N1无显著差异；开花后干物质积累量显著高于N1和N3处理。
　　 同一底追比例下，随施氮量增加，各生育时期植株干物质积累量提高。
　　 N270处理成熟期单茎籽粒干物质积累量及分配比例高于N210处理，在此基础上增加施氮量，显著提高了营养器官干物质积累量和分配比例，不利于提高籽粒干物质积累量和分配比例。N270处理营养器官开花前贮藏干物质转运量和对籽粒的贡献率显著低于N210处理，开花后干物质积累量和对籽粒的贡献率显著高于N210处理，在此基础上增加施氮量，开花前干物质转运量和开花后干物质积累量均无显著提高。
　　 1.4施氮量和底追比例对小麦旗叶磷酸蔗糖合成酶（SPS）和蔗糖含量的影响
　　 同一施氮量下，N2处理磷酸蔗糖合成酶活性显著高于N1和N3处理，蔗糖含量灌浆期显著高于N1处理，灌浆前期显著高于N3处理，灌浆后期显著低于N3处理。
　　 同一底追比例下，N270处理磷酸蔗糖合成酶活性显著高于N1和N3处理，蔗糖含量灌浆期显著高于N210处理，灌浆前期显著高于N330处理，灌浆后期显著低于N330处理。
　　 1.5施氮量和底追比例对小麦籽粒淀粉含量的影响
　　 同一施氮量下，随氮肥追施比例增加，直链淀粉、支链淀粉和总淀粉含量呈降低趋势；N2处理支/直比显著高于N1处理，与N3无显著差异。
　　 同一底追比例下，N270处理直链淀粉、支链淀粉和总淀粉含量显著高于N210和N330处理，支/直比显著低于N210，与N330无显著差异。
　　 2施氮量和底追比例对小麦氮素积累与转运的影响
　　 同一施氮量下，增加氮肥底施比例有利于植株拔节前氮素积累，增加氮肥追施比例有利于植株拔节后氮素积累，成熟期N2和N3处理植株氮素积累量无显著差异，均显著高于N1处理。
　　 N2处理籽粒中氮素积累量和氮素向籽粒的转运量显著高于N1，在N2基础上增加追施氮肥比例，不利于提高籽粒氮素积累量，开花前氮素向籽粒的转运量、转运率和对籽粒的贡献率。
　　 同一底追比例下，随施氮量增加，冬前、返青、拔节、开花和成熟期的植株氮素积累量增加；植株成熟期营养器官、籽粒氮素积累量和氮素转运量提高，氮素转运率无显著提高。
　　 在N1水平下，N270处理籽粒和营养器官氮素积累量显著高于N210，在此基础上增加施氮量，不利于籽粒氮素积累量和分配比例的提高。在N2和N3水平下，随施氮量增加，氮素积累量在籽粒和营养器官中增加，对分配比例无显著影响。
　　 3施氮量和底追比例对小麦籽粒产量、品质和氮素利用效率的影响
　　 在每公顷施氮量210kg条件下，N2和N3籽粒产量显著高于N1处理；在每公顷施氮量270和330kg条件下，N2籽粒产量显著高于N1和N3处理。
　　 同一施氮量下，N2处理籽粒蛋白质含量、面团形成时间和稳定时间、氮肥农学利用率、生产效率和吸收效率显著高于N1处理，面团形成时间和稳定时间与N3无显著差异，氮素利用效率显著高于N3处理。
　　 同一底追比例下，N270处理籽粒产量、蛋白质含量、面团形成时间和稳定时间显著高于N210处理，在此基础上增加施氮量，蛋白质含量提高，籽粒产量、面团形成时间和稳定时间无显著提高，氮肥农学利用率、生产效率、吸收效率和利用效率均显著降低。
　　 综合考虑籽粒产量、品质及氮素利用率，在超高产水平下，每公顷施氮量270kg、底追比例为5:5为宜。

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