限水减氮对豫北冬小麦产量和植株不同层次器官干物质运转的影响

采用节水栽培并减少氮肥用量是实现豫北冬小麦生产的高产、高效和环境友好发展的必然选择,探明限水减氮对冬小麦产量和植株各层次器官干物质运转的影响,可为该地区冬小麦节水栽培和合理施用氮肥提供科学依据。2009—2010和2010—2011年连续2年在河南浚县钜桥进行小麦田间裂区试验,主区设置2个灌溉水平[拔节水(W1)和拔节水+开花水(W2)],副区设置5个氮肥水平[330 kg hm~(–2) (N4,豫北地区小麦生产中常规施氮量)、270 kg hm~(–2) (N3)、210 kg hm~(–2) (N2)、120 kg hm~(–2) (N1)、0 kg hm~(–2) (N0)],测定了籽粒产量和植株各层次器官干物质运转量、运转率和对籽粒贡献率。减量施氮与N4相比,各营养器官向籽粒运转的干物质量均有增加,其中,穗轴+颖壳的干物质运转量增加了323.2%,增幅远高于茎节的24.5%和叶片的4.6%,且穗轴+颖壳的干物质运转率和对籽粒贡献率增幅也远高于茎节和叶片。减量施氮处理的叶片干物质运转量的增加主要源于倒三叶和倒四叶,分别增加28.7%和201.1%,而茎节干物质运转量的增加主要源于除穗位节外的其他茎节,分别增加21.7%(倒二节)、71.8%(倒三节)、44.5%(倒四节)和31.1%(余节)。与W2相比, W1干物质运转量无显著差异,但干物质运转率略高(24.6%vs. 23.8%),对籽粒贡献率较高(35.1%vs. 30.0%),籽粒产量降低11.2%,水分供应量减少750 m3 hm~(–2)。可见,减量施氮促进了营养器官,尤其是穗轴+颖壳和下层器官(倒三叶、倒四叶、倒三节、倒四节和余节)的干物质向籽粒的运转,提高了对籽粒贡献率,有利于提高籽粒产量。     

水分胁迫对不同耐旱性玉米土壤水分消耗、水分利用和产量的影响

以郑单958(耐旱性强)和驻玉309(耐旱性弱)为供试材料,通过池栽试验研究水分胁迫对两个玉米品种的吐丝前后土壤水消耗、水分利用和子粒产量的影响。正常供水下,两个品种吐丝前和吐丝后土壤水消耗量、生育期耗水量、水分利用效率和子粒产量均无显著差异。水分胁迫下,全生育期各土层(0.2～1.6 m)水分消耗量均为郑单958少于驻玉309,吐丝前和吐丝后郑单958土壤水消耗量分别比驻玉309少12 mm和21mm,且分别以0.2～0.4 m(吐丝前)和0.8～1.0 m(吐丝后)土层品种间差异最大。水分胁迫下,郑单958和驻玉309的生育期耗水量分别为454 mm和487 mm,子粒产量分别为8 320 kg/hm~2和7 290 kg/hm~2,表明水分胁迫条件下,耐旱品种郑单958以较少的水分消耗生产更多子粒,表现出较高的水分利用效率。     

减氮对豫北限水灌溉冬小麦冠层结构和光合特性的影响

为了解节水栽培条件下冬小麦光合对减氮的反应,以豫北地区冬小麦为研究对象,在限水灌溉(春浇一水)条件下,以当地冬小麦生产中常规施氮量(底施氮量+追施氮量:120+210 kg·hm~(-2))为对照,设置不同减氮处理(底施氮量+追施氮量分别为120+150、120+90、120+0、0+0 kg·hm~(-2)),研究减氮对冬小麦冠层叶片和非叶器官形态特征、冠层光分布和光合速率的影响。结果表明,随施氮量的减少,小麦开花期单茎叶面积、上三叶面积及旗叶节以上非叶绿色器官面积均呈下降趋势,降幅分别为9.7%～28.0%、10.6%～30.3%和5.2%～16.8%,叶器官面积和上三叶面积下降幅度均高于旗叶节以上非叶绿色器官面积的下降幅度。减氮处理下,开花期上三叶长和宽分别减少4.4%～8.8%和11.8%～15.6%,叶片变窄变短,而倒四叶叶型无明显变化。另外,上三叶平均比叶重随氮肥减少总体呈增加趋势,表明适量减氮有助于改善上三叶叶片质量。随施氮量的减少,花后各叶层透光率呈增加趋势,其中灌浆中前期(开花至花后20 d)减氮处理的倒四叶层、倒三叶层、倒二叶层和旗叶层透光率分别比对照高39.0%、38.0%、23.8%和9.4%。随施氮量的减少,花后上三叶光合速率总体均呈先略升后降的趋势,其中旗叶和倒二叶光合速率在花后均以120+210 kg·hm~(-2)、120+150 kg·hm~(-2)和120+90 kg·hm~(-2)处理较高,且处理间差异较小,而倒三叶光合速率在开花至花后18 d均以120+150 kg·hm~(-2)和120+90 kg·hm~(-2)处理较高,分别比对照高38.7%和24.7%。这说明,减氮减少了冬小麦单茎叶面积,增加了非叶器官面积占单茎总光合面积的比例,且上三叶叶片变小,叶片质量提高,增加了花后冠层下部叶片受光比率,改善了冠层下部叶片的受光状况,有利于提高冠层下部叶片的光合速率。