强筋小麦花后氮素积累和转运对氮肥追施时期和比例的响应

为探究氮肥追施时期和比例对强筋小麦花后氮素积累和转运的调控作用，以强筋小麦品种泰山27和中麦578为材料，分析拔节期和孕穗期5种氮肥追施比例[100%:0%(N1)、75%:25%(N2)、50%:50%(N3)、25%:75%(N4)、0%:100%(N5)]下花后小麦对氮素吸收、积累和转运的差异。结果表明，2个小麦品种花后营养器官的氮素积累量、转运量、转运效率及对籽粒的贡献率均表现为N2处理最高。泰山27的氮素转运主要是由茎+鞘和颖壳+穗轴在灌浆中后期和叶片在灌浆前期直至成熟期的氮素显著转移贡献的，而中麦578的氮素转运主要是由各营养器官灌浆前期和灌浆后期的氮素显著转移贡献的，且中麦578茎+鞘在生育后期的氮素转移较快，对籽粒氮素积累的贡献率较大。在N3处理下，中麦578对氮素的转运和利用效率均高于同水平处理下的泰山27，说明不同小麦品种在不同氮肥追施时期和比例下的花后氮素转运能力不同，主要与品种基因型有关。不同氮肥追施时期和比例对2个小麦品种的籽粒产量影响也不同，泰山27和中麦578的籽粒产量均为N2处理最高。2个小麦品种籽粒蛋白质及其组分含量在不同氮肥追施时期和比例下均达到优质...     

水分和氮肥运筹对小麦氮素吸收分配的影响

试验结果表明，两种灌溉方法下各处理之间的产量不存在显著差异，与两水处理相比，四水处理公顷穗数提高，但拔节水导致千粒重极显著降低。四水条件下小麦的氮素吸收量高于两水条件下的相应氮肥处理，而氮素生理效率降低。灌四水使氮素在小麦营养器官中的分配比例提高，两水灌溉更有利于氮素向子粒转运。各营养器官对子粒氮的贡献率依次为叶片＞茎秆＝颖壳＞叶鞘＞根系，其中叶片的氮素转移量最高，两水灌溉制度下，常规施肥量适宜于部分基施、部分于拔节期追施，而省肥用量可以考虑全部基施。     

不同氮素利用效率型小麦品种的生理差异分析

以不同氮素利用效率型小麦品种（2个氮高效、2个氮低效和2个中间型）为材料,分别在灌溉及雨养条件下测定其花后旗叶氮素同化及转运相关酶等生理性状的动态变化,同时在开花期和成熟期测定氮素积累及转运相关性状。结果表明,氮高效型品种晋麦54和晋麦66具有更高的植株氮素积累总量、氮素籽粒生产效率、氮素干物质生产效率、花后氮素转运量、花后氮素转运效率和单株产量,以及更低的花前氮素转运量和花前对籽粒氮积累的贡献率。同时,氮高效型品种的各酶活性及可溶性蛋白质含量高于其他4个品种,而中间型品种晋麦73和泰麦269又高于氮低效型品种晋麦61和泰农18。相关性分析结果显示,参试小麦品种多数关键酶活性与氮素籽粒生产效率、氮素干物质生产效率、花后氮素转运量、花后氮素转运效率、花后对籽粒氮积累的贡献率和单株产量呈显著正相关;与花前对籽粒氮积累的贡献率和花前氮素转运量呈显著负相关。     

花后叶面喷施尿素对冬小麦氮素吸收利用和产量的影响

小麦开花后叶面喷施氮肥能延缓衰老、提高产量,但其对小麦氮素利用效率的影响鲜见报道。本研究以强筋冬小麦品种济麦229为试验材料,采用两因素随机区组设计,设置2个叶面喷施尿素的时期,分别为开花后7 d (S)和21 d (T),设置4个尿素溶液浓度(0、2%、6%和10%),探索开花后叶面喷施尿素对冬小麦氮素吸收积累及籽粒产量和氮素利用效率的影响。结果表明,小麦籽粒产量随喷施尿素溶液浓度的提高呈先增加后降低的趋势,并在2%浓度水平下达到最高(比对照增产5.1%),这主要得益于千粒重的增加(比对照提高3.3%)。开花后不同时间喷施2%浓度尿素溶液均促进了开花前营养器官贮藏氮素向籽粒中的再分配,亦增加了开花后同化氮素输入籽粒量,平均增幅分别为8.8%和21.1%;单位面积籽粒氮积累量及氮素收获指数的增幅分别为10.9%和7.9%,进而显著提高了籽粒含氮量、蛋白质含量及氮素利用效率。采用2%的尿素溶液叶面喷施,将喷施时间由开花后7d推迟至开花后21d,籽粒氮素积累量、籽粒产量和氮素利用效率的增幅更大。综上所述,开花后叶面喷施2%的尿素溶液可促进强筋冬小麦花后氮素的吸收及营养器官临时贮存氮素向籽粒...     

不同小麦品种对氮素吸收利用差异及其分类研究

采用山东省不同时期的30个主推小麦品种为材料,在高、低2种肥力条件下,研究了不同品种间氮素吸收和分配利用效率的差异,并对氮高效型品种进行了筛选。结果表明,不同品种间整株和茎叶、颖壳、籽粒中氮含量存在极显著差异;高、低2种肥力下的最高值比最低值分别提高22.62%和42.58%,58.18%和78.67%,70.15%和59.92%,24.26%和42.64%;而且各器官的氮含量随着土壤肥力的提高而提高,各品种在高肥土壤中种植的平均氮含量分别比低肥提高12.47%,30.16%,9.83%,5.47%。各品种在2种地力下的平均氮素分配比例:籽粒为72.13%和74.14%,茎叶为21.61%和18.70%,颖壳为6.25%和7.16%。低肥地颖壳和籽粒的分配率分别比高肥地提高14.56%和2.79%,而茎叶则降低了13.47%。采用类平均法聚类,筛选出烟农19号、鲁麦21号、山农8355和鲁麦15号4个氮素利用效率和氮素收获指数均较高的品种;同时还筛选出济麦20号、淄麦12、山农12、红蚰包4个高氮收获指数型品种和小偃6号、烟农15两个仅适于低肥种植的高氮收获指数型品种;鲁麦14和鲁麦22号2个高氮利用效率型品种。     

不同灌溉次数和灌溉量对冬小麦氮素吸收转移的影响

通过6个灌溉处理的田间试验,研究了不同灌溉次数和灌溉量对麦田60 cm土层土壤硝态氮(NO3--N)淋失以及冬小麦各个生育阶段氮素吸收转移的影响.试验结果显示,水分条件影响土壤NO3--N的含量和分布,土壤NO3--N含量随着灌水次数和灌水量的增多而降低,而且集中分布在20～40 cm土层.冬小麦植株在返青期不灌水处理积累的氮素最高,拔节期后显著低于其他灌水处理(P<0.05),开花-成熟期,灌1水、2水和3水处理植株积累氮高于灌4水和5水处理.花后叶中氮向穗部的转移率为82%左右,且随着灌溉量的增大而升高,茎中氮的转移率偏低,平均75%.成熟期,花后叶茎(未考虑根)及花后植株同化氮素对穗部的贡献率分别为34%,32%,34%,植株总氮在穗部的分配比之间无显著差异,灌3水处理氮素吸收效率最高.上述结果表明,灌水量促进土壤NO3--N向下淋溶,使土壤60 cm以上NO3--N含量降低,不利于作物吸收.适度干旱有利于冬小麦植株氮素的积累和吸收利用效率的提高.花后营养器官氮向穗部的转移率叶>茎,穗中氮约66%来源于营养器官的转移,34%来源于花后同化氮量.权衡水分利用效率和氮素吸收利用率,灌2水或3水是华北地区较好的灌溉选择.     

高产条件下施氮量对冬小麦氮素吸收分配利用的影响

通过2年田间定位试验,采用15N示踪技术,研究了高产条件下不同施氮量处理对冬小麦氮素吸收、分配、利用及产量和品质的影响。结果表明,在本试验土壤肥力条件下,当施氮量超过150 kg/hm²时,不能显著增加植株氮素积累量,对小麦生育后期植株氮素吸收无显著促进效应。随施氮量增加,氮素在籽粒中的分配比例降低,在茎和叶的分配量及比例显著增加。15N示踪试验指出,施氮量由195 kg/hm²增至240 kg/hm²,植株吸收的肥料氮素增加,吸收的土壤氮素减少,植株总的氮素积累量无显著差异;施氮量增加,开花后营养器官中的氮素向籽粒的转移无显著差异,而转移效率及氮素转移对籽粒的贡献率降低。施氮量增加,氮素吸收效率和氮素利用效率下降,氮肥生产效率降低,氮素收获指数亦降低。施氮量为105～240 kg/hm²时,氮肥当季回收率为36.22%～50.54%,其中追肥氮回收率大于基肥氮;施氮量增加,氮肥回收率先增加后降低,195 kg/hm²处理氮肥当季回收率较高。适量施氮,籽粒产量增加,蛋白质含量提高,加工品质改善;过量施氮,籽粒产量降低,加工品质趋于变劣。本试验条件下,综合考虑产量、品质和氮素利用率,施氮量为150～195 kg/hm²可供生产中参考。     

水氮调控对小麦植株干物质积累、分配与转运的影响

为明确陕西关中地区节水高肥效的生产最优灌溉和施肥技术,以陕西关中3个品种为供试材料,设置不同灌水模式、施氮量、施肥方式,采用裂区设计,对不同小麦品种植株各器官干物质的积累、分配和转运进行研究。结果表明:3个品种间籽粒干物质分配量和比例均无显著差异,各器官中的干物质向籽粒的转运量、转运率及其对籽粒的贡献率表现不一致;施氮量对小麦干物质氮素积累、分配和转运的影响均无显著差异;施氮量相同的情况下,60%底肥+40%追肥处理,各器官中干物质的积累量和分配比例,以及各营养器官中干物质向籽粒的转运量、转运率和贡献率均高于100%底肥处理。四因素对小麦植株干物质积累分配与转运的影响顺序为:品种>灌溉模式>施氮量>施氮方式。     

公顷产9000 kg小麦氮素吸收分配的研究

与7500 kg/hm2小麦相比较,9000kg/hm2小麦氮素吸收量和氮素生产力显著提高,开花后吸氮强度显著提高;开花期叶片氮素分配量增加但分配比例降低,穗和根系的氮素分配量和分配比例均提高;成熟期籽粒的氮素分配量和分配比例均提高;开花后营养器官的氮素向籽粒转移量增加但转移率差异不显著;籽粒品质改善。     

不同类型小麦品种灌浆期蔗糖代谢关键酶的活性变化

测定池栽条件下小麦强筋品种藁城8901、中筋品种豫麦49号和弱筋品种洛麦1号灌浆期旗叶、旗叶鞘、穗茎、籽粒中蔗糖磷酸合成酶(SPS)、蔗糖合成酶(SS)活性变化的结果表明,3种不同类型小麦品种灌浆期旗叶、旗叶鞘、穗茎、籽粒中SPS和SS活性变化均呈单峰曲线。豫麦49号旗叶、旗叶鞘和籽粒中SPS酶活性较高,而洛麦1号穗茎中SPS酶活性较高。豫麦49号的旗叶、旗叶鞘、穗茎和籽粒中SS活性高于其他两品种,表明豫麦49号和洛麦1号营养器官和籽粒中蔗糖合成和降解代谢比较活跃。     

不同施氮水平下两种品质类型小麦植株氮素形态的变化特征

籽粒氮素获取能力对提高小麦产量和品质非常重要。选用小麦品种豫麦47(高籽粒蛋白含量,15.5%)和豫麦50(籽粒蛋白含量12.4%),研究了不同施氮水平下小麦植株不同器官营养性N素（AN）、功能性N素（FN）和结构性N素（SN）的变化及其基因型差异。结果表明,花后籽粒从营养器官获取氮素的能力以及利用营养器官氮素形成产量的能力,高蛋白品种豫麦47均显著高于低蛋白品种豫麦50。施氮水平对3类N素含量的影响小于品种效应,且3类N素的品种间差异在花后显著大于花前。在叶片和茎秆中,豫麦50的AN含量从拔节至灌浆期持续下降,而豫麦47持续升高;籽粒中,豫麦50的AN含量花后表现下降（由1.98~2.35 mg g^–1下降到1.38~1.70 mg g^–1）,而豫麦47先降（由5.51~5.70 mg g^–1陡降至花后17 d时的1.15~1.38 mg g^–1）后升（由1.15~1.38 mg g^–1缓慢上升至成熟时的1.29~3.29 mg g^–1）。FN含量,两品种间在叶片和茎秆中的差异不显著。SN含量,在叶片和茎秆中两品种不同生育阶段变化趋势基本相同,均先升后降,以开花期最高,但豫麦47比豫麦50花后表现大幅度的显著下降;在籽粒中,两品种均呈现一定的下降趋势。但豫麦47开花时SN含量（3.70%~4.28%）极显著高于豫麦50（1.38%~1.74%）,因此,其花后下降幅度也极显著大于豫麦50,3个施氮水平下成熟期比开花期豫麦47分别下降49%、49%和49%,而豫麦50仅下降7%、23%和21%。说明豫麦47籽粒比豫麦50具有较强的从营养器官获取氮素的能力,其开花时籽粒具有较高的SN含量,胚及胚乳细胞分裂对AN的需求较大,为籽粒从营养器官获取较多氮素提供了较大的“源动力”。SN合成决定着氮素的流动方向,是驱使氮素流动的重要因素;叶片和茎秆SN的分解物是花后转运氮素的主要来源。     

氮密调控对冬小麦籽粒产量及氮素利用效率的影响

为探究氮肥用量和种植密度对冬小麦籽粒产量和氮素利用效率的互作效应,2017—2018年在大田定位试验条件下,以‘矮抗58’为试验材料,设置112.5、150、187.5 kg/hm² 3个种植密度,0、180、240、300 kg/hm²4个施氮水平,研究了氮肥用量和种植密度对小麦干物质积累转运、籽粒产量及氮素利用效率的影响。结果表明,同一种植密度下,花后贮藏干物质的转运量及对籽粒产量的贡献率随施氮量的增加呈先升后降趋势,而花前趋势相反;冬小麦群体分蘖数、穗数、穗粒数和产量随施氮量的增加呈升高趋势,然而千粒重和氮肥利用效率随施氮量的增加呈降低趋势。可以通过提高种植密度来减小施氮量降低对小麦产量和氮素利用效率的负面影响。因此,适宜氮肥用量与种植密度可提高小麦籽粒产量和氮素利用效率。在本试验条件下,施氮量240 kg/hm²与种植密度150 kg/hm²相匹配是获得更高产高效的最优组合。     

不同水肥调控对冬小麦群体动态及产量的影响

为探索渭北旱塬冬小麦高产高效栽培措施,通过大田试验研究渭北旱塬干旱气候条件下优化水氮管理、有机无机肥结合和秸秆覆盖对冬小麦群体数量与产量的影响。结果表明,各处理冬小麦群体数量从出苗期不断增加,到返青期达最大后开始下降。返青期以前,各处理群体数量没有显著差异,且以返青期漫灌的农户传统耕作处理最高;返青期后经拔节期追氮补灌,小麦群体数量和干物质量出现显著性差异,最终以增加秸秆覆盖和有机肥的优化水氮处理OM3最高。从经济效益上看,小麦籽粒产量和利润以有效穗数最多的OM3处理最高,分别为4500 kg/hm2和4534元/hm2,产量较传统耕作方式和对照分别提高了33.4%、127.8%,利润分别提高了22.7%、322.2%。因此,在渭北旱塬有限灌溉条件下,优化水氮管理不仅节约大量水资源,而且显著提高了小麦产量和农民的收益,具有很大的推广潜力。     

氮素和小麦条锈病胁迫下小麦高光谱遥感估产模型研究

为了构建不同施氮水平和条锈病发病条件下的小麦估产模型,设置了不同氮素水平及人工接种小麦条锈病,通过采用将多个关键生育期的光谱植被指数、一阶微分参数与小麦条锈病病情指数、叶片含氮量、产量构成因子、产量进行相关分析,植被指数、一阶微分参数与产量进行回归分析的方法,研究与产量相关性高的植被指数、微分参数,结果表明分别利用绿光红光比值植被指数(GR)和绿光波段一阶微分值总和(SDg)、蓝光波段一阶微分值总和(SDb)在灌浆期构建的估产模型预测效果较好,2010年预测准确率分别可以达到99.87%、99.98%,2011年预测准确率分别可以达到97.9%和95%。通过试验研究发现高光谱遥感技术在氮素和小麦条锈病双重胁迫下也可以较好的预测产量,这对研究多重胁迫、多种栽培措施下的小麦估产模型有重要意义。     

春季氮素处理对小麦可溶性糖含量及产量的影响

不同小麦品种对氮素吸收和利用效率不同,为了研究不同小麦品种对氮素吸收和利用的差异,选择目前10个华北平原区推广面积较大的小麦品种为材料,采用随机区组设计试验,于2009-2010年对春季氮素处理对不同小麦品种可溶性糖含量和产量的影响进行研究。结果表明,在拔节期不同施氮处理对不同小麦品种可溶性糖含量影响不大,在开花期不同小麦品种可溶性糖都有较大幅度的提高,并且施氮处理比不施氮处理有更大的提高,不同施氮处理对不同小麦品种产量也有影响,施氮处理的产量比不施氮处理的产量高,其中品种‘中科9818’产量最高。试验表明,春季施氮肥有利于改善小麦生育后期的碳代谢能力从而增加产量,可为小麦氮高效育种和小麦生产合理施用氮肥提供科学依据。     

秸秆还田与减氮对砂姜黑土理化指标及小麦产量的影响

旨在为砂姜黑土区减肥增效技术在小麦生产上的推广应用提供参考,在豫南典型砂姜黑土区小麦/玉米轮作体系下进行大田试验。田间试验以秸秆还田作为主处理,以不同氮肥施用为副处理,包括：0%（不施氮肥,CK）、普通尿素100%（农民习惯施肥,普N100）、普通尿素70%（普N70）、控失氮肥70%（控N70）。结果表明,与不还田条件下的减氮处理相比,还田条件下普N70和控N70处理土壤容重分别显著降低12.3%、17.9%,土壤全氮含量显著提高25.0%、27.3%,然而减氮处理与全量氮肥处理之间无明显差异。与不还田的对应处理相比,还田处理的普N70、控N70和CK的土壤有机碳显著增加38.6%、30.5%、30.6%。秸秆还田显著影响土壤容重、全N和有机碳含量,施肥处理间并不显著。小麦氮肥利用率(NRE)以及氮肥收获指数(NHI)均以控N70处理最高,但与普N100、普N70处理无显著差异。小麦产量以还田条件下的控N70处理最高,较不还田的普N100增产13.9%。综上,秸秆还田比减氮(30%)对砂姜黑土理化性状和产量的影响更大,与普通尿素100%相比,施用控失氮肥70%与普通尿素70%的产量无明显差异。     

Nitrogen Accumulation and Translocation for Winter Wheat under Different Irrigation Regimes

The translocation of pre‐anthesis nitrogen to the grain is an important source for winter wheat. The relation between the nitrogen translocation and irrigation regime was studied in the field under a rain‐proof trough shelter. Nitrogen (N) translocation amount, N translocation efficiency decreased with a decline in irrigation amount or by excessive irrigation. Compared with different organs, the leaf and stem had higher N translocation amounts, and contributions to grain for both cultivars – Jinan 17 and Lumai 21, indicating that stem also is a major N source for grain development. The contribution of pre‐anthesis total above ground N to grain N ranged from 57 to 76 %, indicating the importance of pre‐anthesis storage of N for achieving high grain N concentrations. Grain nitrogen and yield (kg ha^?1) were positively and significantly correlated with the N translocation amounts and contributions, respectively, suggesting that the sink strength may be involved in the translocation of N from a vegetative organ to the grain. N harvest index (NHI) was significantly correlated with N translocation efficiency, suggesting that the latter is a prerequisite for increasing grain N and improving grain quality. The experiment showed that N translocation status is enhanced by better irrigation practices, but limited by severely deficient or excessive irrigation.     

提高小麦氮素利用效率的可行性分析

为了进一步给氮素高效利用小麦品种选育提供理论依据,对以往国内外小麦氮素利用方面的研究工作进行梳理。结果表明,通过常规育种或基因工程选育氮素高效利用小麦品种在实践上具有可行性。阐明氮素代谢途径关键调控基因对最终氮素利用的贡献率有利于今后通过基因工程或分子标记育种途径提高小麦氮素利用效率。中国大规模、多年多点筛选鉴定氮素高效利用小麦种质资源的研究亟待开展。     

Applications of Foliar Fertilizers Containing Glycinebetaine Improve Wheat Yields

Nitrogen availability and drought influence wheat (Triticum aestivum L.) grain yields in the semiarid and subhumid Pampas region of Argentina. The application of fertilizers containing osmoprotectants, such as glycinebetaine, to crop canopies might reduce crop losses caused by environmental stresses. The objectives of this study were (a) to determine the effects on wheat grain yields of the foliar application of a commercial fertilizer with glycinebetaine, and (b) to establish, under farmers’ field conditions, the relation between soil properties and the productivity of wheat crops treated with the same product. Two experiments were conducted in the north‐western part of the Buenos Aires province of Argentina on Typic Hapludolls and Entic Hapludolls. In the first, the treatments were N fertilization (0, 23 and 46 kg ha^?1) and the foliar application to the wheat crop, in the vegetative stages, of a foliar fertilizer containing N, P, Zn and glycinebetaine (0 and 2.5 l ha^?1). The second experiment was carried out on 10 farmers’ fields, for each of which the treatment was the foliar application to the wheat crop, in the vegetative stages, of the same foliar fertilizer (0 and 2.5 l ha^?1). In both experiments, the grain yield, the individual grain weight, the number of grains per spike and the spike and plant density at the physiological maturity of the crops were determined. Soil organic matter (SOM) and available P were determined in each of the 10 fields of the second experiment. Wheat grain yields were increased by N fertilization and glycinebetaine treatment. The number of grains per spike was higher in the treatments with glycinebetaine application. In the farmers’ fields, the grain yields of the treatments with the application of the product with glycinebetaine were, on average, 18 % higher than those of the non‐treated plots, with greater responses at sites with low SOM levels. We conclude that, in subhumid regions with a dry period between the tillering and flowering stages of wheat, the foliar application of foliar fertilizers containing glycinebetaine at the vegetative stages of crop development enhances grain yields by increasing the number of grains per spike. This response is independent of the SOM level or the N fertilization rate.     

施氮量对稻麦干物质转运与氮肥利用的影响

为探讨太湖地区稻麦轮作农田适宜施氮量及氮素对干物质转运与氮肥利用的影响,于2007—2009年间在中国科学院常熟农业生态实验站建立田间定位试验。设置4个氮肥处理水平,分别用N0、N1、N2和N3表示。水稻各处理的施氮量分别为0、125、225和325kghm-2;小麦相应处理施氮量分别为0、94、169和244kghm-2(为稻季相应处理施氮量的75%)。结果表明,水稻施氮量超过225kghm-2,小麦施氮量超过169kghm-2后,产量增加不显著。水稻、小麦开花期干物质积累量均随施氮量的增加而增加,但花前营养器官干物质转运对籽粒贡献率均随氮肥用量增加而降低;氮肥农学效率与氮肥生理效率均随氮肥用量增加而降低,且N2与N3处理之间差异不显著;边际产量均随施氮量增加而下降,N3处理边际效益水稻平均低于3.1kgkg-1,小麦平均低于2.4kgkg-1。综上所述,无论水稻还是小麦,N2处理既能保证较高物质转运率,又能保证较高的氮肥利用效率与经济效益。