测墒补灌条件下施氮量对小麦干物质积累转运和产量的影响

为筛选测墒补灌节水条件下实现小麦高产和氮素高效利用的最优施氮量,以小麦品种烟农1212为材料,在拔节期和开花期将0~40 cm土层土壤相对含水量补灌至70%条件下,设置0、120、180和240 kg·hm^-2施氮量处理（分别用N0、N1、N2和N3代表）,分析施氮量对测墒补灌小麦旗叶光合特性、干物质积累与转运和氮素利用率的影响。结果表明,N2处理下小麦花后7~28 d旗叶光合性能显著高于N0和N1处理,但施氮量增至N3时光合性能无显著变化。N2处理的营养器官花前贮藏干物质在花后向籽粒的转运量显著高于其他处理;花后光合同化物积累量显著高于N0和N1处理,但与N3处理无显著差异。成熟期N2处理干物质在籽粒中的分配比例较N0和N1处理分别高5.00和2.86个百分点。N2处理的籽粒灌浆持续时间和活跃灌浆期长,最大灌浆速率下粒重高,籽粒产量较N0和N1处理分别高41.01%和22.44%,且氮肥农学效率最高,氮肥偏生产力较高。综合考虑,180 kg·hm^-2施氮量为测墒补灌节水条件下最佳施氮量。     

施氮量对高产小麦光合特性、干物质积累分配与产量的影响

为明确山东省高产麦区高产节肥高效的施氮量,以高产小麦品种济麦22和烟农1212为材料,在大田试验测墒补灌条件下,设置0(N0)、180(N1)、210(N2)、240 kg·hm~(-2)(N3)四个施氮量水平,研究施氮量对小麦旗叶光合特性、干物质积累分配和籽粒产量的影响。结果表明,适量施氮可显著提高灌浆中后期旗叶的叶绿素相对含量、净光合速率、蒸腾效率和气孔导度,增加拔节期至成熟期小麦的干物质积累量,提高干物质在籽粒中的分配量及其对籽粒产量的贡献率;与不施氮肥处理相比,施氮180～240 kg·hm~(-2)时,济麦22增产10.1%～28.2%,烟农1212增产27.1%～42.8%。在同一施氮处理下,开花期至成熟期,烟农1212的干物质积累量比济麦22高12.77%～19.92%;花后14～28 d,烟农1212的旗叶净光合速率比济麦22高8.61%～24.11%;灌浆期间,烟农1212花前营养器官贮藏干物质向籽粒的转运量比济麦22高6.10%～11.68%,花后光合同化物积累量比济麦22高12.63%～22.00%,籽粒产量增加12.73%～19.46%。说明适量施氮有利于灌浆中后期小麦旗叶保持较高的光合性能,促进花后光合同化物的积累和向籽粒的分配,发挥品种的高产潜力。当施氮量为210 kg·hm~(-2)时,济麦22和烟农1212的籽粒产量、氮肥农学效率和氮肥偏生产力均最高,是该试验条件下的最优施氮量。     

水肥一体化条件下施氮量对小麦旗叶叶绿素荧光特性及产量的影响

为探讨水肥一体化条件下施氮量对小麦旗叶叶绿素荧光特性及籽粒产量的影响,以小麦品种济麦22为试验材料,设每公顷施纯氮0（N0）、150（N1）、180（N2）、210（N3）和240 kg（N4）五个处理,通过大田试验分析了不同处理间小麦旗叶PSⅡ 最大光化学量子效率（F_v/F_m）、PSⅡ实际光化学效率（Φ_PSⅡ）、叶绿素相对含量、籽粒灌浆速率及产量的差异。结果表明,花后14~35 d,小麦旗叶F_v/F_m在N3和N4处理间无显著差异,但二处理显著高于其他处理。花后0~35 d,N3处理的旗叶Φ_PSⅡ最高,施氮量再增加至N4时,Φ_PSⅡ无显著变化。花后14~28 d,N3和N4处理的旗叶叶绿素相对含量显著高于其他处理;花后35 d,N3处理显著高于N4处理。粒重和灌浆速率在灌浆前期均随施氮量增加而降低;灌浆后期N3与N4处理间粒重和灌浆速率无显著差异,但二处理显著高于其他处理。籽粒产量在N3处理下最高;在施氮量增加至N4时,籽粒产量不再增加,且氮肥生产效率和氮肥农学效率分别下降了14.6%和24.0%。在本试验条件下,210 kg·hm^-2是兼顾高产和高效的最佳施氮量。     

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。     

施氮对稻麦轮作区小麦地上器官干物质及氮素累积运转的影响

为给长江中下游稻麦轮作区小麦的高产栽培提供理论依据,以扬麦10号为材料,设置0、93.75、168.75和243.75 kg/ha四个氮肥处理水平(分别用N0、N1、N2和N3表示),研究了施氮对小麦地上器官干物质及氮素累积运转的影响.结果表明,增施氮肥提高了小麦群体叶面积指数,N3处理与N2处理差别不大,增施氮肥不影响叶面积指数的动态变化规律.干物质量随着施氮量的增加而增大,营养器官转运率以不施氮(N0)处理最大,对籽粒的贡献率以N2处理最大.增加施氮量提高了小麦各个生长时期氮素累积量,N3处理在收获时茎秆中有较高的氮素残留,降低了氮肥利用效率.增施氮肥提高了小麦产量,N2处理与N3处理之间差异不显著.氮肥生理效率以N1最高,氮肥利用效率和农学效率均以N2最高.     

稻秸还田下播种密度与氮肥运筹对小麦产量及氮素利用效率的影响

为明确秸秆还田条件下稻茬小麦高产高效栽培的适宜播种密度和氮肥运筹方式,采用大田试验,以济麦22号为材料,研究了稻秸还田下不同播种密度(播量120kg·hm-2、180kg·hm-2)、施氮量(180、225和270kg N·hm-2)及氮肥基追比(基肥∶拔节肥∶孕穗肥为6∶3∶1、5∶3∶2和4∶3∶3)对小麦产量和氮素利用效率的影响。结果表明,在施氮量180kg·hm-2(低氮)和225kg·hm-2(适氮)下,提高播种密度显著提高了小麦叶面积指数、开花期旗叶光合速率、花后干物质积累量和籽粒产量;而在施氮量270kg·hm-2(高氮)下,提高播种密度显著降低了小麦生育后期叶面积指数、开花期旗叶光合速率、花后干物质积累量和籽粒产量。提高播种密度、降低施氮量均降低了土壤中无机氮的盈余量,氮肥吸收效率和氮肥农学效率显著提高。产量、氮肥吸收效率及氮肥农学效率均在氮肥基追比为基肥∶拔节肥∶孕穗肥=6∶3∶1时最大。因此,稻秸还田条件下提高小麦播种密度、适当降低施氮量并提高基肥比例,可以实现小麦产量和氮素利用效率的同步提高。     

水氮互作对济麦20籽粒蛋白质品质及氮素和水分利用效率的影响

为给强筋小麦高产优质栽培的水氮合理运筹提供理论依据,以强筋小麦济麦20为试验材料,在大田条件下设置了3个施氮水平：0 kg·hm-2（N0）、180 kg·hm-2（N1）、240 kg·hm-2（N2）;每个施氮水平下设置4个灌水处理：不灌水（W0）、底水+拔节水+开花水（W1）、底水+冬水+拔节水+开花水(W2)、底水+冬水+拔节水+开花水+灌浆水(W3),每次灌水量60 mm,研究了水氮互作对强筋小麦济麦20籽粒蛋白质品质及其相关酶活性、产量及氮素和水分利用效率的影响。结果表明,旗叶硝酸还原酶、谷氨酰胺合成酶、内肽酶、羧肽酶和氨肽酶活性均为N2处理最高,N0处理最低。各施氮水平下硝酸还原酶活性和谷氨酰胺合成酶活性均以W0处理最低,W3处理与W1和W2处理相比,灌浆后期硝酸还原酶活性和谷氨酰胺合成酶活性提高,但各蛋白质水解酶活性降低。不施氮条件下,W3处理促进了籽粒蛋白质积累;施氮条件下,W1、W2和W3处理的籽粒蛋白质含量无显著差异。每公顷施纯氮180 kg条件下,W1处理的沉淀值高于其他灌水处理,湿面筋含量、面团稳定时间、籽粒产量、氮肥表观利用率和氮肥农学效率与W2处理无显著差异,高于W0和W3处理,水分利用效率高于W2和W3处理。综合考虑籽粒品质、产量、氮素和水分利用效率,施氮量为180 kg·hm-2、全生育期灌底水+拔节水+开花水的N1W1处理为高产优质高效的最佳组合。     

施氮量对强筋小麦氮素积累和氮肥农学利用效率的影响

为探究冀东平原强筋小麦高产优质高效的最佳施氮量,在大田选用石优20号和中麦998两个强筋小麦品种,设置施氮量0 (N_0)、180 (N_1)和240 (N_2)kg·hm~(-2),研究了施氮量对强筋小麦氮素积累、转运和氮肥农学利用效率的效应。结果表明,小麦花前氮素积累量占成熟期植株地上部总氮素积累量的59%～66%,花后占34%～41%。随施氮量增加,小麦植株花前氮素积累量和转运量均提高,叶是花前氮素积累和转运的主要器官。小麦籽粒灌浆过程中,营养器官的氮素积累量逐渐下降,籽粒氮素积累量逐渐提高,营养器官氮素转运高峰与籽粒氮素积累高峰一致,石优20号为花后14～21d,中麦998为花后7～21d。施氮量从180 kg·hm~(-2)增加到240kg·hm~(-2),石优20号和中麦998的产量分别提高了6.10%和7.58%,籽粒蛋白质含量分别提高了3.68%和3.73%,而氮肥农学利用效率分别降低了25.68%和23.93%。综上所述,促进花前氮素的积累和转运可提高强筋小麦蛋白质含量;适当减少施氮量可实现强筋小麦的提质增效。本试验条件下,冀东平原强筋小麦生产的适宜施氮量为180kg·hm~(-2)。     

施氮量对小麦旗叶光合速率和光化学效率、籽粒产量与蛋白质含量的影响

为给小麦高产高效栽培提供依据,在大田高产条件下,研究了施氮量对开花后小麦旗叶光合速率和光化学效率、旗叶和籽粒蔗糖含量及籽粒产量和蛋白质含量的影响。结果表明,适量施氮有利于提高灌浆中、后期的旗叶光合速率、旗叶PSⅡ实际光化学效率,以及灌浆末期旗叶PSⅡ最大光化学效率;施氮过多不仅不能继续提高旗叶光合速率,而且使PSⅡ实际光化学效率降低。施氮有利于提高旗叶蔗糖含量,促进灌浆前期籽粒中蔗糖的供应;施氮较多的处理中,灌浆后期有较多蔗糖滞留于旗叶中,致使施氮处理间籽粒蔗糖含量无显著差异。与不施氮的处理相比较,施氮105~195 kg.ha-1显著提高籽粒产量,施氮105~240 kg.ha-1显著提高籽粒蛋白质含量;继续增施氮肥至285 kg.ha-1,籽粒蛋白质含量、粒重和籽粒产量均降低。综合考虑籽粒产量和蛋白质含量,施氮量以150~195 kg.ha-1为宜。     

水氮交互对弱筋小麦蔗糖含量和籽粒淀粉积累及品质的影响

为了解弱筋小麦产量和品质的水氮调控效应,于2003~2004年度在大田条件下研究了水氮因素及其交互作用对弱筋小麦旗叶蔗糖合成、籽粒淀粉积累、产量和品质性状的影响。结果表明,就弱筋小麦品种豫麦50而言,150kg/hm2的氮肥用量有利于促进旗叶蔗糖合成,增加籽粒淀粉积累量和籽粒产量,而氮肥施用量过多(270kg/hm2)或全生育期不施氮肥均不利于弱筋小麦产量和品质的形成;在试验条件下,灌拔节水 灌浆水(花后15d)有利于后期旗叶蔗糖合成和籽粒淀粉积累,其籽粒产量最高,品质性状最优;而灌拔节水(1水)或拔节水 灌浆水 麦黄水(3水)均不利于旗叶蔗糖合成和籽粒淀粉积累,导致籽粒产量和品质不同程度的下降。从水、氮的交互效应看,以全生育期施氮量150kg/hm2并保证拔节水和灌浆水是弱筋小麦较为理想的水氮运筹方式。     

施氮量对滴灌冬小麦干物质积累、分配与转运的影响

为明确施氮量对滴灌冬小麦干物质积累、分配、转运及产量的影响,于2013-2015年连续两个冬小麦生长季,以新冬18号为试验材料,在大田滴灌条件下,设置了0(N_0)、94.5(N_1)、180(N_2)、240(N_3)、300(N_4)、360kg·hm~(-2)(N_5)共6个施氮量处理,通过单因素随机区组试验,研究了不同施氮量下滴灌冬小麦干物质积累、分配及转运的特点。结果表明,不同施氮量处理下滴灌冬小麦单茎干物质积累量随生育进程均呈"S"曲线变化。成熟期干物质积累量、花前干物质的转运量及其转运效率、花后同化物积累量均以N_3处理最高;花前干物质转运对籽粒产量的贡献率以及籽粒产量在两年中均随施氮水平的提高呈先增后减趋势,也均以N_3处理最高,其中产量两年分别较N_0处理增产68.01%和67.39%。因此,在本试验条件下,240kg·hm~(-2)施氮量最有利于滴灌冬小麦干物质积累、转运和高产。     

冬小麦同化物、氮素转移量和转移效率对氮肥的反应

为探究不同品种冬小麦花前同化物和氮素转移对氮肥的反应,以NR9405、9430、偃师9号、小偃6号、陕229号和西农2208等冬小麦品种为供试材料，通过盆栽试验，测定和分析了土壤不同供氮状况下冬小麦花前同化产物和氮素转移的变化。结果表明，施用氮肥可显著增加冬小麦花前干物质转移量和转移效率以及花前和花后吸氮量、花前氮转移量，提高花前干物质对籽粒的贡献率、总吸氮量和籽粒产量，但降低了花前氮的转移效率、对籽粒的贡献率和氮素利用效率。品种间花前干物质转移量、转移效率、对籽粒的贡献率、籽粒产量以及花前吸氮量、花后吸氮量、总吸氮量、花前氮转移量、转移效率、对籽粒的贡献率、氮素利用效率均存在显著或极显著差异。施氮后不同品种的干物质和氮素各性状指标变化幅度明显不同，说明品种之间对氮肥反应的敏感程度有差异。因此通过改变遗传因素和氮肥施用量可促进冬小麦花前同化物和氮素向籽粒的转移．提高籽粒产量和氮素利用效率。     

不同水氮处理对小麦耗水特性及产量的影响

为给小麦高产节水栽培提供理论依据,以百农矮抗58为材料,在大田条件下设置3个灌水水平[不灌水(W0),灌1水(W1,拔节水),灌2水(W2,拔节和开花水)]和5个施氮水平[0kg·hm-2(N0)、90kg·hm-2(N1)、180kg·hm-2(N2)、240kg·hm-2(N3)、300kg·hm-2(N4)],研究水氮处理对冬小麦耗水特性及产量的影响。结果表明,随着施氮量的增加,小麦总耗水量和土壤贮水消耗量先增加后降低,以N3处理最高,各种水分利用效率也表现出相似趋势。随灌水次数的增加,总耗水量、土壤水利用效率和降水利用效率均提高,而水分利用效率和灌水利用效率则相反。阶段耗水量均随灌水次数增加而提高,施氮对阶段耗水量的影响因灌水不同而异,其中,N2和N3处理在拔节至开花期的耗水量较高,而在开花至成熟期则较低。籽粒产量随施氮量增加呈先升后降趋势,随灌水次数增加则持续提高。综合考虑产量和生产成本,W1N3处理为本试验条件下节水高产的水氮运筹推荐模式。     

施氮对花后遮光条件下小麦产量与蛋白质含量的影响

为探讨施氮对花后弱光逆境下小麦籽粒产量和蛋白质含量的影响,选用2个对弱光敏感性不同的小麦品种（济麦22和济核916）,设置3个施氮水平（0、120和240 kg·hm^-2）,在花后遮去60%的自然光条件下研究了施氮量对小麦籽粒产量与蛋白质含量的调控效应。结果表明,增施氮肥可延缓花后遮光条件下两个小麦品种旗叶叶绿素下降,使PSⅡ实际光化学效率和净光合速率维持较高水平,促进旗叶可溶性糖含量合成,提高籽粒灌浆速率,增加穗数、穗粒数和籽粒产量。增施氮肥提高了遮光条件下两个小麦品种旗叶硝酸还原酶活性、籽粒谷氨酰胺合成酶活性和籽粒游离氨基酸含量,增加籽粒蛋白质含量。济麦22的籽粒产量以240 kg·hm^-2施氮处理最高,籽粒蛋白质含量在120 kg·hm^-2和240 kg·hm^-2施氮处理间无显著差异;济核916的籽粒产量和蛋白质含量均以120 kg·hm^-2施氮处理最高。由此可见,在花后遮光条件下适量施氮可提高小麦光合能力和促进碳氮代谢,最终增加籽粒产量和蛋白质含量。     

追氮时期和基追比例对强筋小麦产量和品质的调控效应

为给小麦高产优质栽培中氮肥合理运筹提供依据,以济麦20号为材料,在施氮量为240kg·hm-2下,研究追氮时期(起身、拔节、孕穗、开花)和基追比例(1∶1、3∶7和3∶17)对强筋冬小麦产量和品质的调控效应。结果表明,起身期和拔节期追氮处理间产量差异不显著,但二者显著高于孕穗期和开花期追氮处理。起身和拔节期增加追氮比例可提高产量,孕穗和开花期增加追氮比例则使产量降低。在起身和拔节期追氮时,籽粒蛋白质、醇溶蛋白和清、球蛋白含量随追氮比例增加均呈下降趋势;在孕穗和开花期追氮时,籽粒蛋白质、醇溶蛋白和清、球蛋白随追氮比例增加呈上升趋势。在各时期增加追氮比例均可提高谷蛋白、HMW-GS、LMW-GS含量和面团稳定时间。在一定的基追比条件下,拔节期追氮处理的谷蛋白、HMW-GS、LMW-GS含量和面团稳定时间均高于起身期追氮处理,追氮时期自拔节期后移至孕穗和开花期时谷蛋白、HMW-GS、LMW-GS含量和面团稳定时间均不同程度降低。本试验条件下,综合考虑产量和品质,强筋小麦济麦20号以基肥∶拔节肥比例为3∶17为最佳氮肥运筹方式。     

施氮量对强筋小麦物质积累与籽粒产量的影响

为探究冀东地区强筋小麦适宜施氮量,选用2个强筋小麦品种津农7号(氮高效型)和中麦998(氮低效型)为试验材料,设置0 kg·hm^-2(N₀)、180 kg·hm^-2(N₁)、210 kg·hm^-2(N₂)和240 kg·hm^-2(N₃)4个施氮量处理,研究施氮量对强筋小麦籽粒产量和干物质与氮素积累转运的影响。结果表明,在N₀～N₂处理范围内,2个强筋小麦品种的籽粒产量、花前干物质转运量和氮素转运量随施肥量增加均显著增加,N₃处理下2品种的籽粒产量和花前氮素转运量较N₂处理无显著变化,说明适量施氮可促进强筋小麦氮素转运与籽粒产量的提高。增加施氮量可促进花前干物质向籽粒的转运,津农7号的干物质转运率高于中麦998,2个品种的花后干物质对籽粒的贡献率为60.59%～77.16%,说明小麦籽粒产量主要来源于花后干物质积累。2个品种开花...     

水肥管理模式对小麦氮素吸收及转运的影响

为优化冬小麦水肥管理模式,在2013-2016三个小麦生长季,通过裂区试验,以春季5个不同水肥管理模式作为主区［M₀：不灌溉+趁墒追肥模式;M₁：拔节水+拔节肥模式;M₂：拔节和扬花或灌浆初灌溉2水+拔节肥模式;M₃：返青-拔节水（+追肥）+孕穗或扬花水+灌浆水的3水模式;M₄：起身水（+1/2追肥）+拔节水（+1/2追肥）+扬花或灌浆初浇水+灌浆水的4水模式］,以2个当地主推冬小麦品种作为裂区（衡观35和衡4399）,比较分析了不同水肥管理模式下小麦不同生育阶段生物量、氮素吸收量、氮素利用效率、花后氮素转运效率、氮素贡献率及产量的差异。结果表明,冬小麦干物质积累量在起身到拔节期平均以M₀模式最高,从扬花期开始平均以M₀模式最低,成熟期M₁、M₂、M₃和M₄模式分别较M₀模式高 15.9%、27.6%、40.0%和39.5%。随春季灌溉量和灌溉次数的增加,籽粒产量和氮素吸收量呈现增加趋势,与M₀模式相比,M₁、M₂、M₃和M₄模式的产量分别提高28.5%、36.7%、44.7%和45.7%,氮素吸收量分别提高 21.2%、36.3%、48.2%和48.1%,氮素利用效率以M₂模式最高。M₁、M₂、M₃和M₄模式的营养器官氮素花后向籽粒的转运总量较M₀模式分别高26.7%、15.2%、30.1%和20.2%,但氮素转运效率及对籽粒氮素的贡献率均随灌溉次数和灌水量的增加呈现降低的趋势。衡4399三年较衡观35平均增产3.4%,差异显著;两个品种间干物质积累量、氮素积累量及氮素的吸收和利用效率差异均不显著;衡4399的氮素转运效率和贡献率分别较衡观35高5.1和12.2个百分点。在水肥利用效率较高的M₂模式下,衡4399的水分利用效率和氮素利用效率较衡观35分别提高1.1%和5.6%。因此,在缺水的华北低平原区采用M₂模式,选用产量潜力大、水氮利用效率高、花后营养器官氮素转运效率高的衡4399,对保证小麦产量和区域农业的可持续发展意义重大。