追氮量对黑小麦品种(系)籽粒产量和品质的影响

为探究追氮量对不同黑小麦品种(系)籽粒产量和品质的影响,本研究采用大田裂区试验设计,主区为11个黑小麦品种(系),副区为追施氮量0(N0,对照)、34.5(N1)、51.8(N2)、69.0(N3)kg·hm²,于小麦灌浆期测定旗叶叶绿素含量(SPAD值),成熟期测定籽粒产量及产量构成要素、籽粒氮素含量和品质指标。结果表明,旗叶SPAD值在追氮处理下均增加,除B145-2、L10056、L10058的旗叶SPAD值在N1最高,其余8个品种(系)的旗叶SPAD值均随追氮量增加而升高。追施氮肥均有利于增加黑小麦产量,与N0相比,N1、N2和N3的产量增幅分别为15.2%~99.7%、17.5%~80.9%和0.7%~69.9%。11个品种(系)获得最高产量的适宜追氮量因品种而异,其中L10056、B120-2、运黑14207籽粒产量随追氮量增加而增加,B145-2、L10058籽粒产量在N2最高,其余6个品种(系)籽粒产量在N1最高。追氮量、品种及二者交互均对产量及构成因素存在极显著影响。追施氮肥能够提高多数黑小麦品种籽粒氮素含量,其中B145-2、L10058和运黑14207在N2最高,18鉴46、临黑131、冬黑1号、临黑187、2002-4、运黑161在N1最高。追氮量与籽粒产量、氮含量、蛋白含量呈正相关(相关性不显著),而产量与籽粒蛋白含量及多数品质指标存在极显著负相关关系。综合考虑黑小麦产量及品质的提高,追氮量在34.5~51.8 kg·hm²之间较为适宜。本研究结果可为黑小麦合理施用氮肥提供参考。     

追氮量对强筋和中筋小麦产量与品质的影响

目的探究追氮量对强、中筋小麦品种产量及品质的影响,为强、中筋小麦优质高产提供参考。方法试验于2016—2017年在中国农业科学院作物科学研究所北京试验基地进行,采用两因素随机区组设计,A因素为小麦品种,包括藁优2018 (强筋)、师栾02-1 (强筋)、中麦8号 (中筋)、中麦175 (中筋)。B因素为追氮量,在基施N 105 kg/hm2基础上,设拔节期追施N 75、105、135 kg/hm2三个水平。于成熟期取样,测量单位面积穗数、穗粒数、千粒重、生物产量和籽粒产量,并测定籽粒粗蛋白质含量、蛋白质组分、湿面筋含量、沉淀值和面团流变学特性。结果在追施N 75～135 kg/hm2范围内,籽粒产量、单位面积穗数、穗粒数、千粒重、蛋白质产量及生物产量均随追氮量的增加而提高,平均增幅分别达到6.1%、2.6%、8.5%、4.6%、10.3%、15.3%。随着追氮量的增加,蛋白质总量及组分含量呈增加趋势,其中谷蛋白增加幅度较高,与N₇₅相比,N₁₀₅、N₁₃₅处理下分别增加了13.2%和14.6%;追施氮肥对两种筋型小麦的沉淀值、湿面筋、吸水率、面团形成时间、稳定时间的影响规律相同,均随追氮量增加而增加,其中强筋小麦各加工品质指标增幅分别为4.3%、2.2%、1.6%、13.8%、22.0%;中筋小麦各指标增幅分别为13.8%、7.4%、0.8%、9.5%、10.2%;弱化度则随追氮量增加而降低,两种类型品种小麦分别降低9.65%及12.0%。结论在基施N 105 kg/hm2基础上,综合考虑肥料投入、小麦产量及品质指标,中筋小麦于拔节期追N 105 kg/hm2、强筋小麦于拔节期追N135 kg/hm2时,可获得较高的产量和品质。     

追氮时期对不同粒色类型小麦产量和品质的影响

为了研究追施氮肥时期对不同粒色类型小麦产量和品质的影响,以白粒小麦、黑粒小麦、绿粒小麦各两个品种为材料在大田里进行不同追氮时期的试验。结果表明,春5叶追氮在提高小麦的子粒蛋白及组分含量方面要优于春2叶追氮。绿粒小麦、黑粒小麦的子粒蛋白质含量显著高于本试验所选的白粒小麦,且通过追氮时期的后移可以拉大这种差距。追氮时期对加工品质的影响不存在品种差异,各品种春5叶追氮处理的结果均高于春2叶。追氮时期对不同粒色类型小麦的形成时间和稳定时间的影响较小,但它会影响黑粒小麦的沉降值和湿面筋含量,所以氮肥运筹对黑粒小麦加工品质的改善有一定意义。和春2叶追氮相比,春5叶追氮更有利于提高小麦的产量,绿粒小麦和白粒小麦的产量及相关指标受追氮时期的影响相对较大,黑粒小麦受追氮时期的影响较小。     

灌水量对不同小麦品种籽粒品质、产量及土壤硝态氮含量的影响

选用强筋小麦济麦20和中筋小麦泰山23两个品种，在大田条件下设置不灌水（0mm）、灌水180mm，240mm和300mm4个处理，研究了灌水量对籽粒品质和产量及土壤硝态氮含量的影响。结果表明，灌水180mm和240mm的处理比不灌水和灌水300mm的处理提高了强筋小麦济麦20的籽粒谷蛋白含量、谷蛋白含量／醇溶蛋白含量比值（谷／醇比值）、谷蛋白大聚合体（GMP）含量和湿面筋含量，延长了面团稳定时间，改善了籽粒品质；中筋小麦泰山23的不灌水处理的籽粒蛋白质含量高于灌水180mm，240mm和300mm的处理，但是GMP含量、湿面筋含量和面团稳定时间各处理间无显著差异。两品种的籽粒产量均以灌水240mm的处理最高，但泰山23灌水180mm的处理与灌水240mm的处理无显著差异。随灌水量增加，土壤中的硝态氮向深层土壤的淋溶增加。本试验条件下，综合考虑品质、产量和土壤中硝态氮的淋溶，济麦20和泰山23可供生产中参考的灌水量分别为180～240mm和180mm。     

追氮量和种植密度对春性强筋小麦镇麦12号籽粒产量和品质的影响

为了明确春性强筋小麦产量和品质协同的适宜施氮量和种植密度,本研究以高产、优质春性强筋小麦品种镇麦12号为材料,在大田条件下基施45%复合肥375 kg·hm^-2,尿素150 kg·hm^-2,设置4个追氮水平(90、120、150、180 kg·hm^-2)和3个种植密度(225、300、375万株·hm^-2),研究追氮量和种植密度对镇麦12号籽粒产量和品质的影响。结果表明,追氮量和种植密度对镇麦12号籽粒产量及其产量构成因素的影响达显著或极显著水平。籽粒产量随着追氮量的增加呈先增后降的变化趋势,追氮量超过150 kg·hm^-2时,籽粒产量开始下降;随着种植密度的增加,籽粒产量呈下降趋势。增加追氮量显著提高了籽粒粗蛋白含量、湿面筋含量和面团稳定时间;一定种植密度范围内,籽粒粗蛋白含量和湿面筋含量随着种植密度的增加略有提高,吸水率和面团稳定时间差异不显著。本试验条件下,实现协同提高镇麦12号产量和品质的最适密氮组合为追氮量150 kg·hm^-2,种植密度225万...     

施氮量对土壤无机氮分布和微生物量氮含量及小麦产量的影响

在高肥力土壤条件下,研究了施氮量对土壤无机氮分布和微生物量氮含量及小麦产量的影响。结果表明,小麦生长期间,施氮处理0100.cm土层硝态氮积累量显著大于不施氮处理;当施氮量大于150.kg/hm2时,随施氮量增加,0100.cm土层硝态氮积累量显著增加;随小麦生育进程推进,施氮处理上层土壤硝态氮下移趋势明显,至小麦成熟时,施氮1952～85.kg/hm2处理60100.cm土层硝态氮含量显著大于其它处理。小麦生长期间,0100.cm土层铵态氮积累量较为稳定,施氮处理间亦无显著差异。与不施氮肥相比,施氮提高小麦生长期间040.cm土层土壤微生物量氮含量;当施氮量小于240.kg/hm2时,随施氮量增加,土壤微生物量氮含量增加。小麦的氮肥利用率随施氮量增加而降低;施氮1051～95.kg/hm2,收获时小麦植株吸氮量、生物产量、子粒产量和子粒蛋白质含量提高;而施氮量大于240.kg/hm2时,小麦生育后期的氮素积累量降低,收获时植株吸氮量、生物产量和子粒蛋白质含量降低。说明本试验条件下,施氮1051～50.kg/hm2可满足当季小麦氮素吸收利用,获得较高的子粒产量和蛋白质含量。继续增加施氮量,土壤微生物量氮含量增加,但土壤中残留大量硝态氮,易淋溶损失。     

追氮量对不同试点小麦旗叶光合特性及产量的影响

为探究小麦在不同地区合理的追氮量,在北京和石家庄2个试点以强筋小麦藁优2018(B₁)和师栾02-1(B₂)为试验材料,设置75 kg·hm^-2(C₁)、105 kg·hm^-2(C₂)、135 kg·hm^-2(C₃)3种追氮水平的大田试验,研究不同追氮量对不同试点小麦光合特性及产量的影响。结果表明,在75～135 kg·hm^-2追氮量范围内,增加追氮量,可提高小麦旗叶净光合速率(Pn),增大气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr),降低胞间CO₂浓度(Ci)。随着开花后天数的增加,藁优2018的旗叶Pn和Gs下降速度均较师栾02-1快,且Ci升高;随着追氮量的增加,各处理叶绿素(Chl)(a+b)含量均呈增加趋势,开花后14 d,C₂、C₃处理Chl(a+b)含量相对C₁分别平均增加了6.01%和13.81%。...     

不同施氮量对弱筋小麦产量与品质的影响

通过对3个弱筋小麦品种的5个不同施氮量的研究,探索出弱筋小麦对氮肥量的需求。研究结果表明,弱筋小麦产量与施氮量呈正相关关系,但品质与施氮量呈负相关关系。综合分析,在磷、钾肥确定的条件下,施纯氮量120kg hm-2的处理,既兼顾了产量又确保了弱筋粉小麦的优良品质。     

小麦根蘖发育和产量对耕作和追氮方式以及施氮量的响应

  【目的】  黄淮平原小麦生产中大量施用氮肥,探讨不同耕作和施肥方式对小麦根蘖发育的影响,以期实现减氮不减产并提高氮肥利用率的目标。  【方法】  2016—2018年连续两个种植年度,以半冬性中熟小麦品种矮抗58为材料,采用裂裂区设计试验方法,主区为施氮量 (240 、180 kg/hm2),副区为耕作方式 (旋耕、深耕),副副区为追肥方式 (撒施、隔行开沟追肥、隔二行开沟追肥),研究了小麦根系生长和生理活性、主茎和分蘖发育动态与成穗、籽粒产量和氮肥利用率。  【结果】  小麦不同生育时期单株次生根数、根系活力、单位面积茎蘖数、叶面积指数 (LAI) 均随施氮量降低而降低。与旋耕相比,深耕条件下小麦生育中、后期单株次生根数和单位面积茎蘖数增多、根系活力提高、LAI增大。生育后期,隔行开沟追肥的单株次生根数、根系活力、单位面积茎蘖数和LAI最高,撒施次之,隔二行开沟追肥最低。减量施氮较常规施氮籽粒产量降低了2.41%,氮肥偏生产力、氮肥吸收效率和氮肥内在利用率分别增加了29.67%、25.69%和2.29%。与旋耕相比,深耕条件下籽粒产量增加了5.60%,氮肥偏生产力和氮肥吸收效率分别提高了4.48%和8.47%。不同追肥方式中,隔行开沟追肥的籽粒产量最高,氮肥偏生产力和氮肥吸收效率显著提高,较撒施分别提高了3.62%、3.98%和7.38%,较隔二行开沟追肥分别提高了5.93%、6.34%和12.93%。  【结论】  深耕可提高生育中、后期小麦单株次生根数、根系活力和单位面积茎蘖数。常规施氮 (纯氮240 kg/hm2) 结合深耕 (深度25～30 cm)、隔行开沟追肥,可获得最高小麦产量;减施25%氮肥 (180 kg/hm2) 会导致籽粒产量降低,但结合深耕并采用隔行开沟施肥方式,可显著提高氮肥利用率,部分降低减氮所造成的产量损失,是获得高产高效的最佳组合。     

施氮量对不同小麦品种产量及氮素吸收利用的影响

为给鲁中山区小麦的栽培选育及氮素利用率的提高提供科学依据,连续2年选用鲁中山区栽培面积较广的泰农18号临麦4号和汶农5号3个优质小麦品种,设置0,120,240 kg/hm~2施氮水平,采用大田试验,研究不同小麦品种的产量及氮素利用效率等对施氮量的响应。结果表明,增施氮肥可以增加小麦叶片光合色素的合成与积累,促进光合作用,提高小麦干物质积累及其向籽粒的转运,有利于小麦群体的构建,促进产量形成,3个小麦品种在N120和N240水平下的产量较N0水平分别增加0.67～2.10,0.97～2.62倍;随着施氮量的增加,小麦对氮肥的响应度减小,氮素吸收、利用效率和氮肥偏生产力、农学效率显著降低。品种差异对小麦生长和产量形成有显著影响。相同施氮量下,小麦各项指标均表现为泰农18号临麦4号汶农5号,泰农18号产量最高,具有更强的氮素吸收和利用能力,而汶农5号对氮素最为敏感,泰农18号在N0水平下的产量较临麦4号和汶农5号分别增加15.83%～26.42%和34.50%～42.43%,在N120水平下分别增加4.97%～5.05%和12.23%～12.54%,在N240水平下分别增加4.13%～5.75%和8.49%～11.08%。综上,在本试验条件下,鲁中山区小麦最佳施氮量为240 kg/hm~2,泰农18号为最适宜推广小麦品种,汶农5号具有较大的增产潜力,可为小麦品种选育提供科学依据。     

Effect of Nitrogen Topdressing at Anthesis and the Association of Flag-Leaf Nitrogen with Grain Protein Concentration in Irrigated Spring Wheat

ABSTRACT

Grain protein is an important component affecting the market value of hard red spring wheat (Triticum aestivum). In high-yielding irrigated environments, consistently attaining desired protein levels is a chronic problem. Nitrogen (N) management has a strong effect on protein concentration. The objective of this experiment was to evaluate the robustness of using flag-leaf N concentration as a tool for guiding in-season N application in order to obtain high-protein wheat. Three on-farm trials were conducted (each location using a cultivar of the farmer's choice) where N rates were varied. Nitrogen rates evaluated were 0, 79, 157, 236, and 314 kg ha^?1. To evaluate the benefit of topdressing, all N was applied basally, or 45 kg ha^?1 N was reserved from the basal dose for application at heading. Yield and protein response to applied N were variable across the three sites. This study postulated that this response was a function of initial soil-N availability. Where there was a yield response to N, it appeared that reserving a portion of N for topdressing increased protein but tended to decrease yield. At levels of N where yield was not limited, reserving a portion of N for topdressing did not appear to affect yield or protein. Although a linear relationship between grain protein and flag-leaf N was obtained by pooling data across sites, there was enough variation in this relationship to limit its utility as a tool for guiding in-season N application.     

耕作方式和氮肥水平对旱地冬小麦籽粒品质的影响

为研究不同耕作方式和氮肥水平对旱地冬小麦籽粒品质的影响,选择常规耕作(CT)、秸秆还田(CTI)、全膜覆土穴播(PM)、免耕秸秆覆盖(NTS)4种耕作方式和75(N1)、150(N2)、225(N3)、300 kg·hm~(-2)(N4)4个氮肥水平,在典型的西北旱作雨养农业区甘肃省农业科学院小麦研究所清水试验站设计大田试验。结果表明,耕作方式和氮肥水平对小麦蛋白质及其组分含量、湿面筋、面团稳定时间、籽粒产量均有显著或极显著影响。与CT相比,PM显著提高了谷蛋白含量和谷醇比,延长了面团稳定时间,有利于加工品质的改善;而NTS的蛋白质总量、湿面筋、球蛋白、麦谷蛋白、谷醇比均显著低于CT。施氮显著提高了籽粒蛋白质、湿面筋、蛋白质各组分含量,增加了面团延伸性和吸水率。与N1相比,N4冬小麦的醇溶蛋白、麦谷蛋白、球蛋白、清蛋白分别增加了56.38%、27.60%、20.87%、17.03%;在4种蛋白组分中,施氮更有利于醇溶蛋白的累积,因此过量的氮肥应用显著降低了谷醇比、缩短了面团稳定时间和最大拉伸比值。同一氮肥水平下,不同耕作方式处理的小麦籽粒平均产量依次为PMCTICTNTS,PM下的平均产量为6 259.63 kg·hm~(-2),比CTI、CT、NTS分别高6.24%、10.54%和20.95%。同一耕作方式下,不同氮肥水平处理的小麦籽粒平均产量依次为N2N3N4N1,其中N2下小麦籽粒平均产量达到6 184.64 kg·hm~(-2),比N3、N4、N1分别高5.78%、7.31%、19.06%。综上可知,在甘肃半干旱雨养农业区实施全膜覆土穴播栽培模式,并增施150 kg·hm~(-2)氮肥,既能大幅度增加小麦籽粒产量,也有利于加工品质的改善,是该地区小麦生产实现高产和优产的最佳耕作和供氮模式。本研究结果为甘肃旱作雨养农业区冬小麦的高产、优质栽培提供了理论参考。     

氮肥底追比例及施硫对小麦氮素吸收利用的调控

为明确氮肥底追比例与施硫间的互作效应,采用盆栽方式,以京冬8号和济麦20为供试材料,设置氮肥底追比例为3∶7(N_1)、5∶5(N_2)和7∶3(N_3)3个处理水平,每个底追比例下设置2个硫肥施用量:0kg·hm~(-2)(S0)和45kg·hm~(-2)(S_1),运用15N示踪技术研究开花期、成熟期营养器官及籽粒中氮素积累、分配以及对不同来源氮素利用的情况,同时对花后营养器官贮藏氮素的转运、对籽粒的贡献率及氮素利用效率进行分析比较。结果表明,2个小麦品种植株中积累氮素主要来自肥料氮,京冬8号成熟期来自肥料氮的积累量达60%~70%,而济麦20则达70%~80%。氮肥底追比例及硫肥互作对2个品种氮素吸收、转运和分配的影响存在差异,其中京冬8号成熟期籽粒氮素积累量、营养器官贮藏氮素花后的转运量、转运率、对籽粒的贡献率、籽粒产量以及氮肥的利用效率均在N_1S_0时较高;济麦20营养器官贮藏氮素花后的转运量、转运率、对籽粒的贡献率在N1S0时较高,而在N3S1时,成熟期籽粒氮素积累量、籽粒产量、氮肥的利用效率均较高。综上所述,本试验栽培环境下,氮肥底追比例为N1时能够提高花前贮藏氮素的转运量、转运率、对籽粒的贡献率、籽粒蛋白质含量及氮素收获指数;氮肥底追比例为N3时有利于提高籽粒产量、氮肥生产效率。综合考虑籽粒产量、氮肥生产效率、氮肥利用效率和氮素收获指数,京冬8号最优肥料组合为N_1S_0,济麦20最优肥料组合为N_3S_1。本研究结果为冬小麦大田生产中合理的肥料运筹提供了理论参考。     

施氮量和底追比例对小麦氮素利用和土壤硝态氮含量的影响

利用^15N同位素示踪技术研究了不同的施氮量和底追比例对小麦氮素利用和土壤硝态氮的影响。结果表明：底追比例均为5：5，处理2（纯氮施用量为168kg／hm^2）与处理1（纯氮施用量为240kg／hm^2）比较，处理2成熟期植株中土壤氮素的积累量，肥料氮的利用率均高于处理1的，但处理2的土壤硝态氮含量低；籽粒产量、蛋白质含量、湿面筋含量和面团稳定时间处理间无显著差异。纯氮施用量均为168kg／hm^2，氮肥全部用于拔节期追施的处理3与处理2比较，处理3成熟期植株中土壤氮素的积累量，籽粒蛋白质含量、面团稳定时间和0～40cm土层土壤硝态氮的含量均高于处理2的；肥料氮的利用率和籽粒产量处理间无显著差异。成熟期不同处理0～60cm土层土壤硝态氮含量均低于播种前，在60～80cm土层形成累积峰并高于播种前，但80cm以下层次与播前相比无明显差异。     

不同供氮条件下施硫对冬小麦光合特性及籽粒产量的影响

在大田条件下，以强筋小麦豫麦34为供试材料，在330kg／hm^2（高氮）、240kg／hm^2（中氮）2个供氮水平下施用纯硫0，20，60，100／hm^2，研究了不同供氮条件下施硫对小麦光合特性及产量的影响。结果表明：在适宜的供氮水平下施硫对小麦氮同化的关键酶硝酸还原酶（NR）活性、叶绿素SPAD值、叶片可溶性蛋白、旗叶光合速率均有促进的影响，高氮条件下有随施硫量的增加NR活性、叶片中可溶性蛋白含量以及旗叶光合速率有减少的趋势。在2个供氮水平下施硫均对干物质积累量和籽粒产量影响效果明显，在N330水平下，各施硫处理的产量高低依次为S100〉S60〉S20〉S0；与S0相比，施硫处理籽粒产量分别提高了28．6％，12．6％和1．9％，S100与S20和S0相比达显著水平，S100和S60间差异不显著。在N240水平下，施硫肥处理籽粒产量分别提高了25．7％，25．3％和12．2％，S100，S60和S20差异不显著，但均显著大于S0。     

Winter Wheat Yield,Quality, and Nitrogen Removal Following Compost- or Manure-Fertilized Sugarbeet

To efficiently use nitrogen (N) while protecting water quality, one must know how a second-year crop, without further N fertilization, responds in years following a manure application. In an Idaho field study of winter wheat (Triticum aestivum L.) following organically fertilized sugarbeet (Beta vulgaris L.), we determined the residual (second-year) effects of fall-applied solid dairy manure, either stockpiled or composted, on wheat yield, biomass N, protein, and grain N removal. Along with a no-N control and urea (202 kg N ha^?1), first-year treatments included compost (218 and 435 kg estimated available N ha^?1) and manure (140 and 280 kg available N ha^?1). All materials were incorporated into a Greenleaf silt loam (Xeric Calciargid) at Parma in fall 2002 and 2003 prior to planting first-year sugarbeet. Second-year wheat grain yield was similar among urea and organic N sources that applied optimal amounts of plant-available N to the preceding year’s sugarbeet, thus revealing no measurable second-year advantage for organic over conventional N sources. Both organic amendments applied at high rates to the preceding year’s sugarbeet produced greater wheat yields (compost in 2004 and manure in 2005) than urea applied at optimal N rates. On average, second-year wheat biomass took up 49% of the inorganic N remaining in organically fertilized soil after sugarbeet harvest. Applying compost or manure at greater than optimum rates for sugarbeet may increase second-year wheat yield but increase N losses as well.

Abbreviations CNS, carbon–nitrogen–sulfur