开花期渍水对小麦产量及氮素分配的影响

为探究江汉平原小麦生育期间雨水过多对小麦造成的影响,于2020-2021年以耐渍品种襄麦55和主推品种郑麦9023为供试材料开展大田试验,分析了开花期连续渍水7 d小麦产量、干物质和氮素积累与转运的变化。结果表明,与无渍水的对照（CK）相比,渍水导致小麦旗叶SPAD值下降。渍水后郑麦9023旗叶比襄麦55衰老更早,旗叶功能期相对更短。开花期渍水致使成熟期营养器官干物质和氮素积累量下降,促进花前储存的干物质和氮素在花后向籽粒的转运,提高了花前储存的干物质和氮素对籽粒产量和氮素的贡献率,但依然使成熟期单茎籽粒干物质和氮素积累量分别下降10.87%~13.59%和19.32%~23.60%。襄麦55成熟期茎鞘的干物质和氮素积累量下降量较大,花前干物质和氮素转运效率高于郑麦9023。开花期渍水影响籽粒灌浆速率和灌浆时间。渍水导致襄麦55最快灌浆期由花后21~35 d缩短至花后28~35 d,但单粒重下降不显著;渍水后郑麦9023灌浆在花后35 d时基本停止,单粒重下降显著。开花期渍水显著降低小麦产量,使襄麦55和郑麦9023分别减产7.7%和15.6%,减产主因分别是穗粒数和千粒重的显著下降。总之,开花期渍水会导致小麦减产,但促进了花前储存的干物质和氮素向籽粒的转运,对襄麦55花前干物质和氮素转运的影响大于郑麦9023。     

氮肥运筹对稻茬小麦氮素转运、干物质积累、产量及品质的影响

为明确氮肥运筹对江淮地区稻茬小麦氮素转运、干物质积累、产量及品质的影响,选用当地主栽小麦品种扬麦20,在3种施氮量（180、225、270 kg·hm^-2 ）和3个氮素基追比例（6∶4、5∶5、4∶6）组合的氮肥运筹模式下,分析了施氮量和基追比例对氮素转运、干物质积累及其贡献率、产量和品质的影响。结果表明,施氮量和基追比例显著影响了小麦氮素在不同器官的分配比率、氮素利用率、氮收获指数、氮素转运效率、转运氮素对籽粒氮素的贡献率、干物质分配量和产量。在相同基追比例下,在施氮量180~270 kg·hm^-2范围内增施氮肥,成熟期籽粒干物质分配量、花后干物质积累量及其对籽粒产量的贡献率、产量呈现先升高后下降趋势,以施氮量225 kg·hm^-2处理最高,270 kg·hm^-2处理次之,180 kg·hm^-2处理最低;小麦蛋白质和湿面筋含量呈上升趋势。在相同施氮量下,小麦氮素利用率、成熟期籽粒干物质分配量、花后干物质积累量及产量以基追比例6∶4处理最高。在施氮量225 kg·hm^-2、基追比例6∶4时,氮素在成熟期籽粒中的分配比率、氮素利用率和氮收获指数高于其他组合,氮素转运效率、籽粒干物质分配量、花后干物质积累及其对籽粒产量贡献率和产量显著高于其他组合,且籽粒蛋白质含量、湿面筋含量和沉降值符合弱筋小麦标准。从提高产量和氮素利用效率两方面综合考虑,施氮量225 kg·hm^-2、基追比例6∶4可作为江淮稻麦轮作区域实现小麦高产优质的最佳氮肥运筹模式。     

氮肥运筹对稻茬小麦干物质、氮素转运及氮素平衡的影响

为给稻茬小麦高产、优质栽培中合理施氮提供依据,以低蛋白小麦品种宁麦9号和高蛋白小麦品种豫麦34号为材料,设置不同施氮水平(0、150、225和300 kg·hm-2)及基追比(基肥∶追肥为1∶9、3∶7、5∶5和7∶3),研究氮肥运筹对小麦植株C-N积累与转运规律、产量、蛋白质含量及氮素利用的影响。结果表明,适当增加施氮量及追肥比例可同步提高两小麦品种籽粒产量和蛋白质含量。随施氮量和追肥比例的增加,两品种干物质转运量均呈先增后降的趋势,而干物质转运效率及其对籽粒产量的贡献率则显著降低。营养器官氮素转运量随施氮量增加而增加,随追肥比例增加先增后降;氮素转运率及其对籽粒氮素贡献率则随施氮量和追肥比例增加而下降。相关分析表明,提高花后干物质积累是提高小麦产量的重要途径,而促进花前营养器官贮存氮素向籽粒的转运是提高小麦蛋白质含量的重要措施。增加施氮量和基肥比例显著增加了两品种氮素的表观损失量并降低了氮素利用效率。本试验条件下,增施氮肥至225 kg·hm-2,追肥比例宁麦9号≤50%、豫麦34号为50%～70%可同步提高两品种籽粒产量、品质和氮素利用效率,降低氮素损失。     

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...     

减氮处理对不同小麦品种干物质积累及氮素转运特性的影响

为了解低氮对小麦的氮累积量、干物质累积量、产量及氮利用率的影响,在豫北高产田常规施氮量的基础上,研究了减氮处理下小麦品种漯麦18、豫麦49-198、西农509和豫农202开花期和成熟期氮素积累量、花前和花后干物质和氮素转运、积累特性及产量和氮素利用效率的差异。结果表明,减氮处理下,漯麦18和豫麦49-198开花期和成熟期的氮素积累量均大于西农509和豫农202,且氮素积累量下降幅度均小于后两个小麦品种;4个小麦品种花前贮存氮素对籽粒的贡献率均在73.78%以上,而花后氮素积累量对籽粒的贡献率较低;4个小麦品种花前干物质转运量对籽粒的贡献率为35.05%~39.71%,而花后干物质积累量对籽粒的贡献率均高于60.29%。减氮处理后,漯麦18和豫麦49-198的产量、氮肥偏生产力和产投比均高于西农509和豫农202,产量降低幅度小于西农509和豫农202,植株氮素利用效率、氮肥偏生产力和产投比提高幅度均显著高于西农509和豫农202。说明减氮处理下种植漯麦18和豫麦49-198更有利于在获得较高产量的同时,提高氮素利用效率和经济效益,减少氮素损失。     

减量施氮对滴灌春小麦干物质和氮素积累转运特征的影响

为探明新疆滴灌春小麦氮高效利用特征,于2019年采用田间试验研究了减氮对强筋型小麦品种新春38号和中筋型品种新春49号的干物质和氮素积累、转运及氮素利用效率的影响。结果表明,新春38号和新春49号拔节期、开花期、成熟期的各器官及植株的干物质积累量和花前干物质转运效率及其对籽粒产量贡献率随减氮比例的增大呈现先增大后减小的趋势,均在CF_2(较正常施氮减10%)处理下达到最大值;氮素积累量和花前氮素转运量及花后氮素积累量均随减氮比例的增大呈逐渐减小的趋势,均在正常施氮(CK_1)处理下达到最大值;花前氮素转运效率和花前氮素对籽粒氮的贡献率呈增大趋势。新春38号和新春49号的氮肥利用效率均随减氮比例的增大呈先升高后降低的趋势,在CF_2处理下达到最大值,为37.53%和35.91%,比CK_1提高12.36%和10.21%。小麦籽粒产量随施氮量减少呈先增大后减小的趋势,在CF_2处理下最大,与不施氮(CK_2)相比,各施氮处理下小麦籽粒产量均显著增加,新春38号和新春49号分别提高24.04%～39.22%和32.05%～45.38%。综合考虑,推荐较正常施氮减氮10%(CF_2,270 kg·hm~(-2))为新疆滴灌春小麦栽培模式的适宜施氮量。     

施氮模式对强筋小麦氮素积累和籽粒蛋白质含量的影响

为探索冀东平原强筋小麦适宜的氮肥施用模式,选用2个强筋小麦品种（津农7号和中麦998）,在总施氮量为210 kg·hm_-2的前提下设置4种施氮模式（CK：底肥50%+拔节肥50%;N1：底肥30%+起身肥20%+拔节肥50%;N2：底肥50%+拔节肥30%+孕穗肥20%;N3：底肥30%+拔节肥50%+孕穗肥20%）,研究了不同施氮模式对强筋小麦氮素积累、转运、籽粒蛋白质及其组分含量的影响。结果表明,与CK相比,N2和N3处理提高了强筋小麦干物质积累量,显著增加植株花前氮素积累量及其转运量。花前氮素对籽粒氮素的贡献率因品种和处理而异,津农7号花前氮素对籽粒氮素的贡献率以CK最高,中麦998花前氮素对籽粒氮素的贡献率以N2处理最高。与CK相比,N2和N3处理显著增加小麦籽粒的蛋白质含量,提高醇溶蛋白和谷蛋白含量;2个强筋小麦品种籽粒产量均以N2处理较高。综上所述,本试验条件下,总施氮量的20%后移至孕穗期可提高强筋小麦植株干物质积累量,促进花前积累氮素向籽粒转移,提高籽粒蛋白质含量;N2处理可使津农7号获得最高的籽粒产量和蛋白质含量;中麦998在N2处理下籽粒产量最高,N3处理下蛋白质含量最高。     

晚播条件下施氮量对稻茬小麦氮素吸收及产量的影响

为给安徽省江淮稻麦轮作区域晚播稻茬小麦高产栽培的氮肥合理施用提供依据,选用当地主栽品种扬麦18和皖垦麦076为试验材料,设置5个施氮水平(0、90、180、270和360 kg·hm~(-2)),分析施氮量对晚播小麦氮素积累与分配、糖氮比、氮素同化酶活性及产量的影响。结果表明,增施氮肥能显著提高小麦各器官的氮积累量以及营养器官花前贮存氮素转运量、转运效率和转运氮素对籽粒氮素的贡献率,氮素收获指数随着施氮量的增加而降低。随施氮量的增加,小麦各生育时期不同器官的糖氮比值显著降低。小麦的氮素分配比例在生育前期以叶片最高,成熟期籽粒中氮素分配比例显著高于其余部位,而小麦的可溶性糖分配比例在生育前期以茎鞘最高,成熟期籽粒较高。在0～270 kg·hm~(-2)施氮量范围内,增施氮肥后,两个小麦品种的硝酸还原酶、谷氨酰胺合成酶和谷氨酸合成酶活性均显著提高,穗数、穗粒数和籽粒产量均明显增加。继续增加施氮量至360kg·hm~(-2)时,氮素同化酶活性和产量无显著变化,说明施氮过多对小麦氮素同化和产量无益。土壤氮贡献率、氮肥农学利用效率和氮素偏生产力均随施氮量增加而降低。推荐江淮区域稻茬小麦晚播条件下适宜施氮量为180～270kg·hm~(-2)偏下限,可兼顾高产及氮素高效吸收和利用。     

花后弱光对江汉平原稻茬小麦的产量及碳、氮分配效应的影响

为了探究连阴雨天气弱光逆境导致小麦减产的机理,于2017-2018年度对长江中下游流域适宜推广的48个小麦品种开展了灌浆期全程遮光试验（遮去自然光强的45%）,初步筛选出两个弱光敏感品种（扶麦1228和生选6号）和两个弱光钝感品种（襄麦55和扬麦158）,2018-2019年以此4个品种和江汉平原主推品种郑麦9023为供试材料,研究了开花期至成熟期遮光对小麦干物质积累与分配、植株氮素转运及籽粒产量的影响。结果表明：（1）花后遮光后小麦籽粒产量显著降低,两年度5个品种平均减产49.1%～61.1%,千粒重平均下降34.4%～42.5%,遮光对穗数和穗粒数的影响两年度均未达0.05显著水平。（2）花后遮光抑制了小麦干物质的积累,显著减少各营养器官干物质积累量,使成熟期干物质积累总量较CK平均下降23.4%,降低籽粒灌浆速率。花后遮光增大了营养器官花前同化物的转运量及其对籽粒产量的贡献率,而减少了花后光合同化物量及其贡献率,降低收获指数。（3）花后遮光后营养器官中氮素向籽粒的再分配受抑,较多的氮素滞留在营养器官中,茎鞘氮素积累量平均增加了88.0%,穗轴与颖壳次之,叶片增加了32.8%。遮光导致各营养器官花前贮存氮素向籽粒的转运量和转运效率均显著下降,使籽粒氮素积累对花后吸收氮素的依赖加大。总之,花后遮光会导致小麦显著减产,其主要原因是粒重大幅度下降;遮光加大了籽粒干物质积累对花前碳水化合物再分配的依赖,以及籽粒氮素积累对花后氮素吸收的依赖。襄麦55和扬麦158遮光条件下籽粒产量下降幅度较小,是稻麦周年高产适宜推广品种。     

分蘖和拔节期干旱对小麦植株氮素积累转运的影响

为明确分蘖和拔节期干旱对小麦氮素积累转运的影响,采用盆栽试验,以扬麦13和扬麦16为材料,研究了小麦分蘖和拔节期轻度和重度干旱条件下产量、氮代谢相关酶活性、氮素积累和转运的特征。结果表明,分蘖和拔节期干旱对两个小麦品种植株氮素积累转运的影响基本一致,分蘖和拔节期轻度干旱对小麦籽粒产量和蛋白产量影响不显著,而重度干旱可显著降低籽粒产量和蛋白产量。两时期干旱处理均显著降低小麦叶片硝酸还原酶(NR)和谷氨酰胺合成酶(GS)活性,且重度干旱降幅更大;胁迫解除后,叶片NR和GS活性增强。分蘖期轻度干旱提高了分蘖-拔节、拔节-开花阶段植株氮素积累量,而拔节期轻度干旱提高了拔节-开花、开花-成熟阶段的氮积累量。分蘖期轻度干旱提高了花前氮素转运量及其对籽粒贡献率;拔节期轻度干旱提高了花后氮素积累量及其对籽粒氮贡献率,而降低花前氮素转运量。成熟期籽粒氮素积累量与籽粒产量和蛋白产量均呈显著正相关。分蘖期和拔节期轻度干旱解除后,植株氮代谢相关酶活性增强,有利于植株氮素积累,并协调花前和花后氮素积累对籽粒氮贡献,从而获得高籽粒产量和蛋白产量。     

不同小麦品种氮素利用效率特征差异的研究

为了给氮高效优质小麦品种的选育和栽培提供理论依据,采用盆栽试验,研究了郑麦0943、郑麦0856和郑麦7698三个中强筋小麦品种的氮素利用效率特征以及茎叶中氮组分、氮代谢酶活性的差异。结果显示,施氮可显著促进小麦氮素的吸收和累积,不同小麦品种氮素利用效率特征存在明显差异。3个小麦品种中,郑麦0943氮素吸收量最大,氮素吸收效率和氮素利用效率均较高,氮素收获指数也显著高于其他两个品种,且籽粒中氮素来源以后期根系氮素的吸收和转移为主,前期地上部营养体的氮素转移能力也明显强于其他两个品种;不施氮条件下,郑麦0943开花期茎叶中具有较高的营养性氮含量和较低的结构性氮和功能性氮含量,且施氮后功能性氮含量增幅最大,硝酸还原酶和谷氨酰胺合成酶活性也最高;不施氮条件下,郑麦7698氮素干物质生产效率和氮素收获指数均最低,郑麦0856氮素干物质生产效率最高,但氮素收获指数低于郑麦0943。综合而言,郑麦0943的氮肥生产效率最高,而郑麦0856的氮素农学利用效率最高,二者的氮素吸收效率和氮素表观回收率均高于郑麦7698。     

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。     

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。     

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)。     

控释氮肥施用策略对稻茬小麦产量和氮肥吸收利用的影响

为探究控释氮肥施用策略对稻茬小麦产量和氮肥吸收利用的影响,在大田条件下,以小麦品种扬麦16和扬麦20为材料,设置不施氮（T1）、常规速效氮肥分次施用（T2,对照）、常规控释氮肥一次性基施（T3）、速效氮肥减量分次施用（T4）、控释氮肥减量一次性基施（T5）、控释+速效氮肥一次性基施（T6）、控释+速效氮肥配合分次施用（T7）共7种氮肥处理,比较分析了不同处理下稻茬小麦产量、叶面积指数（LAI）、叶绿素相对值（SPAD值）、干物质积累量、氮素积累量、根系吸收面积和根系氧化力等性状的差异。结果表明,两个品种的产量均表现为T6>T7>T3>T5>T2>T4>T1。与T2处理相比,两个品种的平均产量在T3、T6和T7处理下分别增加17.9%、30.3%和25.1%,平均氮肥农学效率（AE）分别增加40.0%、84.8%和72.4%,平均氮肥偏生产力（PFP）分别增加22.2%、52.3%和45.6%。与单一施用速效氮肥（T2、T4）或控释氮肥（T3、T5）处理相比,在控释氮肥与速效氮肥配施（T6、T7）处理下两个品种的地上部农艺性状（干物质积累量、LAI和SPAD值）显著改善,氮素积累量、根干重、根冠比、根系氧化力、根系总吸收表面积和活跃吸收表面积均显著增加。因此,控释氮肥配施速效氮肥策略可以同步促进稻茬小麦地上部与地下部生长,最终实现高产与氮肥高效吸收利用。