水氮互作对小麦籽粒蛋白质组分和品质的影响

为了给强筋小麦高产优质高效栽培提供理论依据,选用高产强筋小麦品种济麦20为材料,研究了施氮量和灌溉量对小麦籽粒蛋白质组分和品质的影响.结果表明,施氮量由120 kg/ha(N1)增加至240 kg/ha(N2),籽粒蛋白质含量、清蛋白和球蛋白含量增加(醇溶蛋白+麦谷蛋白含量)/(清蛋白+球蛋白含量)比值(谷醇/清球比值)降低,面团稳定时间降低.同一施氮量条件下,由不灌水(W0)到灌2水(W1),籽粒蛋白质含量增加,谷醇/清球比值降低,面团稳定时间缩短;由灌2水(W1)到灌3水(W2)和5水(W3),籽粒蛋白质含量降低,蛋白质组分中清蛋白和球蛋白含量升高,醇溶蛋白和麦谷蛋白含量降低,谷醇/清球比值降低,面团稳定时间亦缩短.试验结果表明, 在本试验条件下,增加施氮量和灌水量导致面团稳定时间缩短,其原因是清蛋白和球蛋白占总蛋白含量的比例,即谷醇/清球比值降低.     

水氮互作对小麦籽粒蛋白质组分和品质的影响

为了给强筋小麦高产优质高效栽培提供理论依据,以高产强筋小麦品种济麦20为材料,研究了施氮量和灌溉量对小麦籽粒蛋白质组分和品质的影响.结果表明,施氮量由120 kg*ha-1(N1)增加至240 kg*ha-1(N2),籽粒蛋白质含量、清蛋白和球蛋白含量增加,(醇溶蛋白+麦谷蛋白含量)/(清蛋白+球蛋白含量)比值(谷醇/清球比值)降低,面团稳定时间缩短.同一施氮量条件下,由不灌水(W0)到灌2水(W1),籽粒蛋白质含量增加,谷醇/清球比值降低,面团稳定时间缩短;由灌2水(W1)到灌3水(W2)和5水(W3),籽粒蛋白质含量降低,蛋白质组分中清蛋白和球蛋白含量升高,醇溶蛋白和麦谷蛋白含量降低,谷醇/清球比值降低,面团稳定时间亦缩短.以上结果表明,在本试验条件下,增加施氮量和灌水量导致面团稳定时间缩短,原因是清蛋白和球蛋白占总蛋白含量的比例,即谷醇/清球比值降低.     

水分与氮素及其互作对水稻产量和水肥利用效率的影响研究进展

了解水分、氮素及其互作对水稻产量与水、氮利用效率的影响,对协同提高水稻产量与水氮利用效率有重要意义。本文概述了水稻节水灌溉技术、氮肥利用效率与氮肥施用技术、水分与氮素对水稻产量及水氮利用效率的耦合效应、作物-土壤关系及水氮调控机制等方面取得的进展;讨论了存在的问题,这些问题包括:高产水稻作物与土壤的水氮互作效应尚不明确;高产水稻水氮耦合与高效利用的分子机理不清楚;协同提高水稻产量与水氮利用效率的调控途径尚未掌握。针对这些问题,建议今后重点研究:高产水稻作物与土壤的水氮互作效应及其机制;水氮互作调控水稻吸收利用水分和氮素的生理与分子机理;协同提高水稻产量和水氮利用效率的调控途径与关键技术。     

水氮互作对作物生理特性和氮素利用影响的研究进展

水、肥是作物生长发育过程中既相互促进又相互制约的两个因子。随着农业水资源紧缺日趋严峻和不合理施肥造成的污染范围扩大,减少作物灌溉用水、提高肥料利用效率以实现农作物稳产高产的理论和技术研究受到广泛重视。本文就水氮互作对作物生长发育、光合特性、产量和氮素利用的影响、水氮互作对作物响应干旱胁迫的调控研究现状进行了综述,并对目前水氮互作研究中存在的问题进行了分析和讨论。     

水氮互作对旱地春小麦氮肥利用效率和经济产量的影响

为明确水氮互作对旱地春小麦氮素利用效率和经济产量的影响,通过盆栽试验分析了不同水氮处理下春小麦关键生育期茎秆、叶片、麦穗（不含籽粒）和籽粒的全氮含量及经济产量。结果表明,水氮互作下,春小麦茎秆、叶片和麦穗（不含籽粒）的全氮含量均随生长发育进程的推进而呈现下降趋势;正常水分条件（土壤含水量为最大持水量的75%～85%）下,春小麦茎秆、叶片、麦穗（不含籽粒）和籽粒的全氮含量均表现为中氮处理（每公斤土壤施纯氮0.１5 g）＞高氮处理（每公斤土壤施纯氮0.25 g）＞空白对照（不施氮肥）,且中氮处理的氮肥利用率、农学效率和生产效率均显著高于高氮处理（P＜0.05）,但经济产量却显著低于高氮处理（P＜0.05）;水分胁迫条件（土壤含水量为最大持水量的35%～45%）下,春小麦茎秆、叶片、麦穗（不含籽粒）和籽粒的全氮含量均表现为高氮处理＞中氮处理＞空白对照,但中氮处理的氮肥利用率、农学效率和生产效率及经济产量均显著高于高氮处理（P＜0.05）。说明正常水分条件下,增加氮肥用量有利于提高旱地春小麦的经济产量,而水分胁迫条件下,减少氮肥用量更有利于旱地春小麦的生产。     

水氮互作对水稻产量形成的影响研究进展

协同利用水分和氮素这两个相互促进、相互制约的因子是提高作物产量与水氮利用效率的重要途径。本文从水氮互作的效应、水氮互作对水稻产量形成的影响以及高产高效栽培技术等方面进行了综述,并总结了存在的问题,提出了研究展望,以期为水稻高产、优质、高效栽培提供理论参考。     

不同水氮环境条件下小麦氮素含量和氮素利用效率的遗传模型研究

为了研究不同水氮环境条件下小麦氮素含量和氮素利用效率（NUE）的遗传模型,随机选用8个亲本组配成28个双列杂交组合,在正常和水氮亏缺胁迫两种环境下进行随机区组试验,采用Hayman的分析方法研究了各性状的遗传模型。结果表明,在正常环境下籽粒和茎秆的氮素含量为加性-显性-上住性模型遗传,叶片氮素含量和氮素利用效率为加性-上住性模型遗传。在水氮亏缺胁迫环境条件下,籽粒和叶片氮素含量为加性-显性模型遗传。茎秆氮素含量和氮素利用效率为加性-显性-上位性模型遗传。可见,小麦氮素含量和氮素利用效率的遗传模型在不同的水氮环境中不完全一样。     

不同水氮处理对济麦20蛋白组分和加工品质的影响

为了明确水氮处理时小麦品质的影响,在防雨棚肥水控制池条件下研究了不同水氮处理对强筋小麦济麦20蛋白组分和加工品质的影响.结果表明,灌水效应大于施氮效应.随灌水次数增加,蛋白组分和加工品质指标均有下降的趋势,其中开花水和灌浆水的影响最为显著.籽粒蛋白质及各组分含量除谷蛋白外均对灌水反应敏感,对氮肥反应迟钝;增施氮肥有利于谷蛋白、贮藏蛋白含量的提高;面粉加工品质指标除形成时间和稳定时间外均对灌水反应敏感,增施氮肥有利于吸水率的提高以及面包体积的减小.总蛋白、醇溶蛋白、贮藏蛋白含量均与沉淀值和湿面筋含量呈极显著正相关;贮藏蛋白含量与形成时间呈显著正相关;总蛋白、醇溶蛋白含量与面包体积呈显著正相关.在本试验条件下,适当减少灌水次数,适量施用氮肥有利于小麦品质的综合提高.     

限水灌溉对极端晚播密植小麦籽粒产量、蛋白质含量和水氮利用效率的影响

为了解极端晚播密植小麦的限水灌溉效果,2012年11月至2014年6月以弱春性小麦偃展4110和半冬性小麦矮抗58为材料,在华北地区典型水浇地进行晚播(11月中旬)密植(600万株·hm-2)试验,比较了常规灌溉(拔节期和开花期各灌水60mm)和限水灌溉(拔节期灌水60mm)的小麦开花后氮素吸收转运分配、籽粒产量和蛋白质含量以及水氮利用效率。与常规灌溉相比,限水灌溉可促进极端晚播密植小麦开花前氮素在开花后向籽粒的转运量、转运效率及其对籽粒氮素的贡献率,显著提高氮素收获指数和籽粒蛋白质含量,但对开花后氮素积累量以及小麦氮素吸收效率、籽粒产量和水分利用效率的影响因生长季而异。与常规灌溉相比,限水灌溉下偏旱的2012-2013生长季开花后氮素积累量和氮素吸收效率降低,籽粒产量和水分利用效率无显著变化;偏湿润的2013-2014生长季开花后氮素积累量和氮素吸收效率维持稳定,籽粒产量和水分利用效率分别提高4.3%~5.3%和10.4%~13.3%。极端晚播密植栽培模式下,限水灌溉不仅可促进小麦营养器官氮素向籽粒的转运,提高小麦氮收获指数和籽粒蛋白质含量,还能在偏湿润的年份提高籽粒产量和水分利用效率。     

不同水氮管理模式对杂交籼稻F优498产量及水氮利用效率的影响

以F优498为材料,设置淹灌和控制性间歇灌溉方式以及5种施氮水平共10个处理,研究其对水稻产量及水、氮利用效率的影响。结果表明,合理的水氮管理模式能够提高水稻产量及水、氮利用效率。控制性间歇灌溉模式较淹灌模式产量平均提高3.22%,其增产原因是每穗总粒数、结实率、千粒重均有一定程度的提高;淹灌模式能够获得较多的有效穗数,从而保证产量不显著降低。与淹灌模式相比,控制性间歇灌溉模式能增加水稻生育后期的氮素积累,促进茎鞘氮素转运,提高氮素利用效率,提高水分生产效率和灌溉水生产力。综合产量与水、氮利用效率,淹灌模式下施氮量180 kg/hm~2表现较好,控制性间歇灌溉模式下施氮量135 kg/hm~2节水节肥效果较明显。     

施氮量对强筋小麦产量、氮素利用率和品质的影响

为探明协同提高强筋小麦产量、氮素利用率和品质的施氮量,以强筋小麦品种济麦20（中穗型）和洲元9369（大穗型）为材料, 研究了180、240和300 kg·hm^-2三个氮肥水平（分别用N180、N240和N300表示）对强筋小麦产量、氮素利用率、品质及其相关指标的影响。结果表明,相同施氮量下,洲元9369的产量、氮素利用率、面团形成时间、面团稳定时间、面包体积和面包评分均高于济麦20。当施氮量由N180增至N240时,2个品种的产量无显著变化,但沉降值、面团形成时间、面团稳定时间、面包体积和面包评分均显著提高;施氮量增至N300后,2个品种的产量和品质又都显著下降,籽粒总蛋白含量、谷蛋白含量、SDS-不可溶性谷蛋白含量、醇溶蛋白含量和谷蛋白聚合指数均明显降低,而SDS-可溶性谷蛋白含量和谷醇比却表现为上升趋势。经相关分析,SDS-不可溶性谷蛋白含量、谷蛋白聚合指数与面团形成时间、面团稳定时间、面包体积和面包评分均呈显著正相关。以上结果表明,谷蛋白聚合程度降低是过量施氮条件下强筋小麦品质下降的主要原因。综合考虑小麦产量、氮素利用率和籽粒品质,240 kg·hm^-2为本研究条件下的最佳施氮量。     

施氮量和灌水模式对小麦产量、品质和氮肥利用的影响

为探明河套灌区小麦实现高产、高效、优质相统一的施氮量范围,以中强筋小麦品种永良4号为供试材料,通过田间试验系统分析了不同施氮量和灌水模式对小麦产量、品质和氮肥利用效率的影响。结果表明,节水灌溉较常规灌溉,小麦籽粒产量并未显著降低,籽粒品质显著提升;植株吸氮量明显降低,氮素生理效率和氮素生产效率显著提高。小麦产量随着施氮量的增加呈先升高后降低的趋势,籽粒品质随施氮量增加呈增加趋势;多数氮素利用相关指标与施氮量均呈极显著负相关,过量施氮导致氮肥利用效率降低。河套灌区小麦高产、高效、优质相统一的适宜施氮量为:节水灌溉模式185.5 kg·hm~(-2)～209.5 kg·hm~(-2),常规灌溉模式212.5 kg·hm~(-2)～240.9 kg·hm~(-2)。     

休闲期覆膜与施氮量对旱地小麦水氮利用效率和籽粒产量的影响

为探寻旱地小麦休闲期覆盖下的适宜施氮量,在旱地小麦休闲期覆盖与不覆盖条件下,分别设置75、150和225kg·hm-2三个施氮量,分析了休闲期覆盖配施氮肥对旱地小麦水氮利用效率和籽粒产量的影响。结果表明,休闲期覆盖显著提高播种至孕穗期0~300cm土壤蓄水量,其中播种期土壤水分增加70~81mm,其蓄水保墒效果可延续至孕穗期,进而提高了小麦产量和水分利用效率。休闲期覆盖促进了小麦植株对氮素的吸收和积累,增加了植株花前氮素转运量、花后氮素积累量以及籽粒氮素积累量,提高了氮素收获指数和氮素生产效率。休闲期覆盖配施氮素150kg·hm-2时,蓄水、增产和水分高效利用、氮素积累与转运的效果最好。     

氮、硫肥配施对稻茬麦氮素利用及籽粒产量和品质的影响

为探讨稻茬小麦的氮硫肥施用技术,在水稻秸秆全量还田条件下设置0、195和270 kg·hm^-2 3个施氮水平和0、30和60 kg·hm^-23个施硫水平,研究氮、硫肥配施对小麦氮素吸收利用、籽粒产量和品质的影响。结果表明,随施氮量的增加,小麦穗数、穗粒数和产量均显著增加,面团形成时间和稳定时间延长,但施氮量达270 kg·hm^-2时氮肥农学效率和表观利用率显著下降,籽粒支链淀粉、清蛋白、醇溶蛋白和谷蛋白含量降低。增施硫肥可使籽粒产量显著增加,延长面团形成时间和稳定时间,并提高籽粒支链淀粉、谷蛋白和总蛋白含量。相比其他氮、硫肥组合处理,施氮195 kg·hm^-2配合施硫60 kg·hm^-2提高了总氮素积累量、氮肥农学效率和氮肥利用效率;该组合处理下籽粒产量比仅施氮270 kg·hm^-2处理提高了5.7%。此外,195 kg·hm^-2施氮量配施硫60 kg·hm^-2还提高了面团形成时间、稳定时间和蛋白各组分含量。这说明氮硫合理配施可提升小麦对氮素的吸收利用,起到提高籽粒产量、改善籽粒蛋白品质和粉质质量的作用;减氮条件下通过适量配施硫肥可作为小麦优质高效生产的栽培途径。     

不同小麦品种产量和氮素吸收利用的差异

为明确不同氮肥水平下不同小麦品种产量、氮素吸收和利用的差异,在大田条件下,以山东省主推的21个小麦品种为材料,研究了0、120、180、240和300kg·hm~(-2)共5个氮肥水平下不同小麦品种的产量、氮素利用率、氮素吸收效率和氮素利用效率等指标。结果表明,氮肥、品种及两者的互作效应显著影响冬小麦籽粒产量、氮素利用率、氮素吸收效率和利用效率;氮肥水平不同则品种间的氮效率差异程度不同。大部分供试品种的氮效率类型在不同氮肥水平下的聚类结果不一致,仅临麦4号、鲁原502、泰山28和山农25在各氮肥水平下的产量、氮素利用率均较高,可划为氮高效品种。氮高效品种达到高氮效率的途径不同,临麦4号通过高氮素吸收效率、泰山28通过高氮素利用效率、鲁原502和山农25通过氮素吸收效率和利用效率共同作用实现氮高效。由此可知,应在不同氮肥水平下对冬小麦品种进行产量和氮素利用率的综合评价,以筛选出适应不同地力环境的品种和与品种特性相适应的施肥技术;在氮高效品种的选育和推广中,应针对不同小麦品种的氮素吸收和利用特性进行鉴别和调控,才能最大程度挖掘和利用其高产、高效潜力,实现增产增效。     

深松与施氮量对春玉米产量及氮素吸收利用率的影响

以郑单958为供试材料,采用裂区试验,设置深松模式为主区（CK：不深松;T1：隔行深松;T2：行行深松）,施氮量为副区（N0：不施氮肥;N1：纯氮112.5 kg/hm²;N2：纯氮225 kg/hm²;N3：纯氮337.5 kg/hm²）,研究不同栽培模式下春玉米产量形成特点和氮素吸收利用特征。试验结果表明,深松与施氮量对春玉米产量的影响均达到显著水平,行行深松和隔行深松产量分别较不深松高9.62%和8.81%;N2、N1和N3处理产量分别较不施氮肥提高65.32%、62.60%和49.09%,穗粒数和千粒重的提高是深松和合理的施氮量显著提高春玉米产量的原因。随着氮肥用量的增加,作物氮肥偏生产力、氮肥吸收利用率和氮肥农学利用率呈降低趋势,隔行深松和行行深松的氮吸收利用率和氮肥偏生产力均高于不深松,且隔行深松的氮吸收利用率更高。