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。     

施氮量对杂交棉干物质积累、分配和氮磷钾吸收、分配与利用的影响

在高产条件下,研究了施氮0、75、150、225、300和375kg·hm-2对杂交棉干物质积累、分配和氮、磷、钾的吸收、分配与利用的影响,结果表明:施氮量与杂交棉的干物质和氮、磷、钾的积累间均表现显著正相关,増施氮肥促进了杂交棉的干物质和氮、磷、钾的积累,但是当施氮量增加到300kg·hm-2后,促进效果不显著。施氮量与各器官干物质、氮、磷、钾的分配比例关系:与叶片呈显著或极显著正相关,在棉花生育中期与茎呈负相关,生育后期呈正相关,在棉花生育中期与蕾、花、铃呈显著正相关,生育后期呈显著负相关。施氮量增到300kg·hm-2后,棉花生育后期干物质和氮磷钾在生殖器官的分配比例明显下降,在茎叶的分配比例明显提高,表现营养生长过旺。氮积累和分配与磷、钾积累和分配间表现很好的正相关,从产量水平看,以每公顷施氮300kg的子棉产量最高,比施氮225kg的增产1.66%,增产不显著。施氮量达375kg·hm-2时,子棉产量比300kg·hm-2的减产3.92%、比225kg·hm-2减产2.23%。随施氮量增加,氮肥利用率明显下降,而磷和钾的利用率提高。     

施氮量对强筋小麦品种济麦20氮硫积累与再分配及籽粒品质的影响

为了探讨施氮量对小麦籽粒加工品质调控的生理基础,选用强筋品种济麦20,在山东省龙口市前诸留村和中村(在中村进行了连续两年定位试验),研究了田间高产条件下,小麦氮与硫积累和再分配与籽粒品质的关系及施氮量对其调控的效应。结果表明,随施氮量由0增加至195~204 kg hm^-2,开花期营养器官中氮和硫的积累量及开花后吸收分配至籽粒的氮量和硫量增加,开花后各营养器官中的氮向籽粒的再分配量及叶片和穗轴+颖壳中的硫向籽粒的再分配量增加,籽粒中氮和硫含量提高,氮、硫含量比（N/S比）由16.38~16.98降至14.22~14.48,谷蛋白含量比例提高,籽粒品质改善;施氮量为276~285 kg hm^-2时,植株氮积累量无显著变化,茎秆+叶鞘中氮转移量减少,残留量增多,抑制了硫向籽粒的转移,导致籽粒硫积累量和含量降低,N/S比升高至15.20~15.27,谷蛋白含量占总蛋白质含量的比例减少,籽粒品质下降。说明施氮量影响了植株氮、硫积累量及向籽粒再分配的数量,调节了籽粒氮和硫含量及N/S比,导致籽粒蛋白质组分比例的差异,进而影响了籽粒的加工品质。使品质改善的适宜籽粒N/S比为14.22~15.27。兼顾高产和优质的适宜施氮量为195~204 kg hm^-2。     

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。     

冬小麦光合速率对施氮量与光照强度的响应分析

为了探索施氮量在不同光照强度下对冬小麦光合速率的影响,基于小区施氮控制试验,设置4个施氮量水平和5个光照强度,分析施氮量对冬小麦叶片氮素含量的响应规律,研究光照强度和叶片氮素对冬小麦叶片净光合速率的影响。结果表明,随施氮量的提高,叶片含氮量逐渐上升,过量施氮会抑制灌浆初期和灌浆中期叶片含氮量的增加;从拔节期-灌浆中期,叶片含氮量总体降低,冬小麦净光合速率随光照强度的增大呈增加趋势,光合速率在低施氮量下先上升后下降,而在不施氮和中、高施氮量下随生育时期推进呈下降趋势;在人工控制的固定光照强度下,冬小麦叶片净光合速率与叶片含氮量呈极显著正相关,即随着叶片含氮量的增加光合速率呈上升趋势,故适量增施氮肥有助于冬小麦光合速率的提高。     

播期和施氮量对冬小麦氮代谢及子粒蛋白质含量的影响

为了阐明播期变化与施氮量对冬小麦氮代谢及蛋白质的影响,采用裂区设计,研究播期和施氮量对冬小麦花后茎叶氮含量、积累量和子粒蛋白质含量的影响。结果表明,适度晚播可以提高冬小麦茎、叶的氮含量、氮素积累量和子粒蛋白质含量。与不施氮肥相比,施用氮肥可以显著增加冬小麦不同生育时期地上部氮素累积量,且随着施氮量的提高,茎、叶的氮积累量也表现为先升高后降低的趋势。在同一播期条件下,子粒蛋白质含量以施氮150和225kg/hm ²的处理最高,说明适宜的施氮量能改善子粒品质。分析播期与施氮量对子粒蛋白质含量的作用程度可知,施氮量是引起冬小麦子粒蛋白质含量变化的主要因素,作用程度占66.85%。在本试验条件下,兼顾冬小麦花后茎叶氮素代谢及产量,实现高子粒蛋白质含量的推荐播期是10月11日,施氮量为150kg/hm ²。研究结果可为山西省冬小麦调优栽培提供理论和技术支持。     

CO2浓度升高和施氮对冬小麦花前贮存碳氮转运的影响

为探讨大气CO₂浓度升高对冬小麦花前贮存碳氮转运的影响及氮素营养的调节作用,以小偃22和小偃6号为材料,于2007—2009连续2个生长季,利用开顶式气室进行盆栽试验,对背景CO₂浓度(375 μL L^-1)和高CO₂浓度(2007—2008年度680 μL L^-1, 2008—2009年度750 μL L^-1)条件下不同施氮处理的干物质和氮素在籽粒、花前地上部中的累积以及花后营养器官的转运进行了评价。2007—2008年度设4个施氮水平,分别是0、0.1、0.2和0.3 g kg^-1土; 2008—2009年度设3个施氮水平,分别是0、0.15和0.30 g kg^-1土。结果表明,施氮和CO₂浓度升高促进了干物质和氮素在籽粒和花前营养器官的积累,增加了花前营养器官和地上部贮存干物质和氮素向籽粒的转运量,适量施氮提高了CO₂浓度升高对花前营养器官干物质和氮素累积以及花后向籽粒转运的正向效应。与背景CO₂浓度相比,高CO₂浓度提高了花前营养器官和地上部干物质对籽粒产量的贡献率和转运率,但CO₂浓度升高对花前氮素的贡献率和转运率的影响因年份和品种而异。CO₂浓度升高后,2007—2008年度各营养器官和地上部,以及2008—2009年度茎鞘和穗的氮素贡献率和转运率均增加,但2008—2009年度2个品种叶片和地上部氮素贡献率在施氮时均显著降低,小偃22叶片和地上部氮素转运率在各施氮水平下以及小偃6号地上部氮素转运率在0.13 g kg^-1土施氮水平下均明显增加。适量施氮也在大多数情况下增强了CO₂浓度升高对营养器官干物质和氮素的贡献率和转运率的正向效应。说明CO₂浓度升高后小麦产量和氮素积累增加与其促进花前干物质和氮素积累及花后向籽粒的转运密切相关。     

施氮量对冬小麦产量和氮肥利用率的影响

通过田间试验,研究了不同施氮量对冬小麦经济性状、产量、氮肥农学利用效率和利用率的影响。结果表明,合理施用氮肥能改善小麦的经济性状,增加穗粒数、有效穗数、千粒重,提高小麦的产量和氮肥利用率;与不施氮肥相比,施氮肥能显著提高冬小麦的产量。随着施氮量的增加,冬小麦产量和氮肥农学利用效率和利用率出现了先增加后下降的趋势,以A3处理(施氮225kg/hm~2)产量最高。     

施氮量对晋南旱地冬小麦光合特性、产量及氮素利用的影响

在自然降水条件下,通过2年大田试验研究了施氮量对晋南旱地冬小麦光合特性、产量、氮素利用效率以及0~200 cm土层NO₃-N残留的影响。结果表明,在0~270 kg hm^-2施氮量范围内,随施氮量的增加,旗叶的净光合速率和叶绿素含量增加,气孔导度增大,胞间二氧化碳浓度降低,旗叶蒸腾速率显著提高; 但施氮量超过180 kg hm^-2时,除蒸腾速率外其他光合指标均无显著变化。N180处理的氮素当季回收率及氮素农学效率均最高,且显著高于N90处理。生物产量以N270处理最高,且与其他处理差异显著; 但施氮量超过180 kg hm^-2时,氮素营养对籽粒产量不再有显著贡献。从产量构成因素来看,提高穗数和穗粒数是增加当地旱作小麦籽粒产量的关键。施氮量90~270 kg hm^-2会造成土壤NO₃-N的残留,残留量占施氮量的35%左右,其中20~40 cm和40~60 cm土层出现NO₃-N积累峰值,NO₃-N残留会导致氮素淋失风险增加及产量对氮肥反应不明显。综合考虑光合特性、产量、氮素利用率和NO₃-N残留量,当地旱作冬小麦施氮量以180 kg hm^-2左右为宜。     

不同施氮量对冬小麦产量、效益及土壤理化性状的影响

为探明豫北地区高肥力地块不同施氮量对冬小麦产量、经济效益及土壤理化性状的影响,在安阳市北关区壤质潮土上开展了冬小麦不同施氮量试验,设常规施磷钾肥（W1,CK）、常规施肥减施氮肥30%（W2）、常规施肥减施氮肥15%（W3）、常规施肥减施氮肥5%（W4）、常规施肥（W5）和常规施肥增施氮肥5%（W6）6个处理。结果表明,随着氮肥施用量的减少冬小麦主茎叶龄、次生根数、茎蘖数、株高及穗长等农艺性状呈下降趋势,以W6处理最佳。冬小麦产量随着施氮量的增加呈上升趋势,W4、W5、W6处理与W1处理相比增幅分别达48.7%、48.9%、49.1%,W4、W5、W6处理间差异不显著;但与W2、W3处理间差异达到显著水平。不同施氮量处理经济效益较W1处理均有不同程度增加,W4较W1处理净增效益5 869.80元/hm ²,较W5处理净增效益24.45元/hm ²。不同施氮量处理对土壤有机质、全氮、有效磷、速效钾、缓效钾含量和土壤容重有显著影响,但对pH影响不显著。土壤全氮含量随施氮量的增加呈上升趋势;W4处理土壤容重最低。综合分析,以常规施肥减施氮肥5%处理效果最佳。     

灌溉量对小麦氮素吸收和运转的影响

在田间遮雨棚中研究了两种灌溉模式和两个冬小麦品种的氮素吸收和运转规律,在本试验条件下,开花期吸收的氮来自土壤的占75.77%～83.09%,到成熟期为79.31%～83.74%。灌浆期间灌水增加植株各器官吸收肥料氮的比例,而降低了吸收土壤氮素的比例。小麦籽粒氮素的67.47%～83.37%来自开花前营养器官的贮存氮,虽然叶片的总含氮量     

不同施氮比例和时期对冬小麦氮素利用的影响

利用＾１５Ｎ同位素示踪技术研究不同施肥处理对小麦各器官氮素含量、ＮＤＦＦ（氮素含量来自肥料氮的百分比）、植株的氮素利用率以及产量和蛋白质含量的影响。结果表明：在收获期小麦各器官的含氮量为子粒〉叶片〉根系〉叶鞘〉颖壳;各器官的ＮＤＦＦ以根系最多,其次为子粒和茎秆;以增加底肥的比例和分次追肥处理的植株氮素利用率较高;以分次追肥处理的产量最高;以增加追肥比例处理的子粒蛋白质含量最高。     

不同类型高产小麦氮素积累及施氮对策探讨

本文通过对３个不同类型的高产小麦品种的植株定期取样分析测定,讨论了高产小麦全生育期中植株茎秆和叶片氮素含量,积累强度及积累进程的差异及变化,进而探讨了超高产小麦的合理施氮对策。     

氮肥运筹对孕穗期受渍冬小麦旗叶叶绿素荧光与籽粒灌浆特性的影响

以小麦品种皖麦54为试验材料,研究不同氮肥运筹对孕穗期受渍冬小麦旗叶叶绿素荧光特性的影响。结果表明,孕穗期小麦旗叶叶绿素含量最高,随后下降,至成熟期降到最低;渍水处理叶绿素含量下降幅度高于对照处理。对照处理孕穗期后叶绿素荧光参数F_v/F_m、F_v/F_o和q_p随小麦生育期的推进呈先增加后降低的变化趋势,于渍水处理孕穗期后第11~20天达到最高峰,NPQ呈先降低再升高的趋势。孕穗期渍水7 d后F_v/F_m、F_v/F_o和q_p均呈“低–高–低”的变化趋势,与对照相比,F_v/F_m低1.8%~2.3%,F_v/F_o低8.0%~10.9%,Φ_PSII则显著低于对照。基肥30%+拔节肥50%+孕穗肥20%(N4)处理生育后期旗叶叶绿素含量显著高于全部氮肥基施(N1)处理,而F_v/F_o、F_v/F_m和q_p显著高于N1和基肥70%+拔节肥30%(N2)处理。叶绿素含量与F_v/F_m、q_p和Φ_PSII呈显著正相关,与NPQ呈显著负相关。ETR-PAR响应曲线的拟合结果表明,孕穗期渍水7 d小麦生育后期旗叶ETR_max、α和E_k值较对照降低。N4的旗叶ETR_max、α和E_k均高于N1和N2。孕穗期渍水7 d条件下不同氮肥运筹方式间各叶绿素荧光参数变异系数高于对照,氮肥的补偿效应较对照明显。氮肥后移运筹方式显著减轻渍水逆境对光合器官的破坏,使小麦生育后期功能叶具有较强的光捕获能力和光化学效率,改善了旗叶光合性能,使灌浆期延长,平均灌浆速率提高,从而较氮肥前移处理显著提高小麦千粒重。     

玉米秸秆还田条件下麦田氮素运转和籽粒产量对氮肥的响应

为给秸秆全部还田条件下豫北麦玉两熟高产地区冬小麦合理施用氮肥提供理论依据,以周麦18和济麦22为试材,于2011-2013年研究了不同施氮处理(小麦全生育期不施氮肥,及底施纯氮120 kg/hm2基础上拔节期分别追施0,60,100,140,180,210 kg/hm2)下麦田土壤和植株氮素含量的动态变化,分析了不同追氮量对植株氮素吸收、麦田氮肥利用率和籽粒产量的影响。结果表明,小麦植株氮素吸收积累和籽粒产量随施氮量的增加呈单峰曲线变化,周麦18和济麦22分别在220,260 kg/hm2和120,180 kg/hm2施氮量下植株氮素吸收积累达到峰值,籽粒产量较高。麦田氮流失量随施氮量增加呈先升后降变化趋势。秸秆还田配施适量氮肥能够显著提高氮肥偏生产力、氮肥农学利用率;随着施氮量的持续增加氮肥偏生产力、氮肥农学利用率显著降低。综合来看,玉米秸秆还田条件下兼顾氮肥效率和籽粒产量,豫北麦玉两熟区周麦18适宜的氮肥配施量为220~260 kg/hm2,种植济麦22适宜的氮肥配施量为120~180 kg/hm2。     

高产麦田氮素利用、氮平衡及适宜施氮量

选用大穗型小麦品种兰考矮早八, 研究了施氮水平对小麦籽粒产量、蛋白质含量、氮素利用及氮平衡的影响。结果表明, 适量增施氮肥有利于提高籽粒产量, 且以180 kg hm^-2 (N3)、360 kg hm^-2 (N4)处理的产量最高, 且在N4条件下, 继续增施氮肥仍能显著提高籽粒蛋白质含量。随施氮量的增加, 植株地上部氮积累量提高。氮平衡分析结果表明, 未被当季作物利用的氮主要以氮表观损失和残留无机氮的形式损失, 且随施氮水平的增加, 氮表观损失量和土壤残留量均随之增多。通过环境经济学的Coase原理和边际收益分析, 综合考虑蛋白质含量、籽粒产量、经济和生态效益, 确定202~239 kg hm^-2为兰考矮早八兼顾多目标适宜的氮肥用量, 其相应的产量水平为8 628~8 680 kg hm^-2, 蛋白质含量为14.6%~14.8%。     

施氮量对滴灌冬小麦光合特性、产量及氮素利用效率的影响

在田间研究了5 种施氮量N0 (0 kg/hm2)、N1 (90 kg/hm2)、N2 (180 kg/hm2)、N3 (270 kg/hm2)、N4(360 kg/hm2)处理对‘新冬18 号'旗叶光合特性、干物质积累、产量及氮素利用效率的影响。结果表明：拔节期增加施氮量,增加孕穗期旗叶的叶绿素和可溶性蛋白质含量、光合速率、叶面积指数、春季总光合势。孕穗期施氮肥延缓旗叶叶绿素和可溶性蛋白含量、光合速率、叶面积指数的衰减;孕穗后均以N3、N4的旗叶叶绿素和可溶性蛋白质含量、光合速率、叶面积指数、春季总光合势较高,干物质积累量和产量也以N3、N4较高。随施氮量的增加干物质积累量和产量增加,氮肥利用效率降低。在本试验条件下增加施氮量使旗叶叶绿素和可溶性蛋白含量、光合速率、叶面积指数增加及其功能期的延长是‘新冬18号’增产的主要原因。综合考虑施氮量在180~270 kg/hm2范围内,氮肥农学利用效率为6.9 kg/kg,可满足‘新冬18号’产量为8004.85 kg/hm2的需要。