水氮限量供给下两个高产小麦品种氮素吸收与利用特征

为给华北地区冬小麦节水高产高效栽培提供理论依据,选用当地两个主栽冬小麦品种济麦22和石麦15为材料,在大田春灌一水(W1)和春灌二水(W2)2个灌水条件下均设置192kg.hm-2(N1)和270kg.hm-2(N2)2个施氮水平,研究了在水氮限量供给下冬小麦氮素吸收利用特征。结果表明:(1)在W1水平下,济麦22籽粒产量N1与N2处理无显著差异,石麦15籽粒产量N1处理显著高于N2处理;在W2水平下,两个小麦品种均以N1处理籽粒产量最高;在相同施氮水平下,两个小麦品种籽粒产量均以W2处理最高;在不同水氮处理下,济麦22籽粒产量高于石麦15。(2)在相同灌溉水平下,两品种氮素利用效率和氮肥生产效率均以N1处理较高;在相同施氮水平下,两个品种氮素利用效率和氮肥生产效率均以W2处理较高;在不同水氮处理下,济麦22氮素利用效率和氮肥生产效率高于石麦15。(3)在相同灌溉水平下,两小麦品种花后氮素积累量和分配比例均以N1处理最高;在相同施氮水平下,两小麦品种花后氮素积累量和分配比例均以W2处理最高。在不同水氮处理下,石麦15花后氮素积累量和分配比例高于济麦22。(4)方差分析表明,灌溉、品种、氮肥以及氮肥与品种、灌溉与氮肥的互作对籽粒产量影响均达显著水平,其中灌溉效应起主导作用。综合分析认为,两个小麦品种在限量供水(W2水平)、适量供氮(N1)处理下可以协调促进花后氮素积累、分配和有效转运,获得高产、高氮素利用效率和高氮肥生产效率。     

灌浆期高温对小麦旗叶与非叶器官光合和抗氧化酶活性的影响

为揭示小麦叶与非叶器官抗氧化系统对灌浆期高温胁迫的反应特征,探讨不同品种和不同器官耐热性差异机制,以小麦强耐热品种石家庄8号和弱耐热性品种河农341为材料,于灌浆期用塑料膜搭棚进行增温处理(花后第8天至第22天),研究高温胁迫对旗叶光合速率(Pn)、叶绿素含量、旗叶和非叶器官中丙二醛(MDA)和脯氨酸(Pro)含量及超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)活性的影响。高温处理下,两品种Pn比正常温度下(对照)低18.7%~24.9%,叶绿素含量低5.7%~6.2%;旗叶、旗叶鞘、穗下节、颖片和籽粒的MDA含量和Pro含量均升高,其中MDA升高幅度为旗叶非叶器官,Pro升高幅度为非叶器官旗叶。旗叶、颖片、籽粒的SOD活性和旗叶、旗叶鞘、籽粒的CAT活性以及旗叶、旗叶鞘、颖片的POD活性在高温胁迫初期即诱导增强,而其他器官的抗氧化酶活性则在高温持续一段时间后诱导增强,之后随着高温的持续各器官抗氧化酶活性多表现为低于对照,高温解除后旗叶鞘、穗下节、颖片的SOD活性和旗叶、颖片、籽粒的POD活性有恢复迹象,高温对其他器官的SOD和POD活性以及所有器官的CAT活性造成不可逆影响;总体来看,非叶器官持续抗氧化能力和耐热性强于叶片。石家庄8号叶与非叶器官细胞膜稳定性、抗氧化酶活性均高于河农341,显示其整株耐热性强于河农341,这是石家庄8号在高温胁迫下产量下降幅度低于河农341的重要生理基础。因此认为,非叶器官在小麦适应灌浆期高温逆境中发挥重要作用。     

水氮限量供给下高产小麦品种籽粒灌浆特性及氮磷钾积累动态

选用华北地区两个主栽小麦品种济麦22和石麦15,在大田条件下,设置2个灌溉水平:春灌一水(W1)和春灌二水(W2);在每个灌溉水平下设置2个施氮处理:192kg/hm2(N1)和270kg/hm2(N2)。研究并探讨了在水氮限量供给下高产高效群体强、弱势粒灌浆特性及其籽粒氮磷钾积累的变化。结果表明,在籽粒灌浆期,两小麦品种强、弱势粒重均呈"S"型的变化趋势,而灌浆速率呈"抛物线"的变化趋势;且强势粒的粒重和灌浆速率显著高于弱势粒。在相同灌溉水平下,N1处理强、弱势粒灌浆持续天数均高于N2处理,而灌浆速率则低于N1处理;在相同施氮水平下,W2处理强、弱势粒灌浆持续天数高于W1处理。在不同水氮模式下,济麦22强、弱势粒重、灌浆速率和灌浆持续天数均高于石麦15。在籽粒灌浆期,两小麦品种籽粒氮磷钾积累量均呈"S"型变化趋势。在相同灌溉水平下,两小麦品种N2处理籽粒氮磷钾素积累量总体高于N1处理。在相同施氮水平下,W2处理籽粒氮磷钾素积累量均高于W1处理。在不同水氮模式下,济麦22籽粒氮磷钾素积累量高于石麦15。综合研究认为,适当水氮投入,提高了两小麦品种灌浆后期强、弱势粒灌浆速率,延长了灌浆持续期,促进了强、弱势粒均衡灌浆和籽粒中营养元素均衡分配,最终实现高产高效,对提高粒重和品质具有重要作用。