高氮条件下硫氮互作对冬小麦幼苗生长及氮、硫吸收利用的影响

本试验在水培条件下,研究了不同氮、硫水平对小麦幼苗生长及氮、硫吸收利用的影响。结果表明,同一供氮水平下,在0.15 mmol/L～2.40 mmol/L供硫水平范围内,小麦幼苗根系活力随供硫水平的提高而显著下降。在4 mmol/L供氮水平下提高供硫水平,小麦幼苗植株地上部含硫量和含氮量均增加,叶片光合速率提高,对叶片和次生根的发育均有促进作用,增加了地上部和根系干物质积累量,但硫素利用效率和氮素利用效率降低。在8 mmol/L供氮水平下,随供硫水平的提高,小麦幼苗地上部含硫量增加,含氮量无显著变化;供硫水平过高则导致幼苗叶片光合同化能力降低,对幼苗发育、地上部和根部干物质及氮硫素积累不利,氮、硫利用效率降低。在0.15 mmol/L供硫水平下提高供氮水平有利于增加小麦幼苗地上部和根系含氮量,在2.40 mmol/L供硫水平下提高供氮水平对小麦幼苗地上部和根系含氮量无显著影响。说明在一定的氮、硫供应水平下,氮素和硫素之间存在互促效应;供应水平过高,则相互抑制,不利于小麦对氮、硫的吸收和利用。不同品种对氮、硫供应水平的反应不同,与鲁麦21和烟农19相比,在4 mmol/L供氮水平下,较高的供硫水平更有利于豫麦34和淄麦12各器官硫素和氮素的积累;在8 mmol/L供氮水平下,豫麦34和淄麦12对过高供硫水平的耐受能力较强。     

拔节后补灌对不同穗型冬小麦耗水和籽粒产量的影响

为探究拔节期和开花期不同补灌方案对不同穗型冬小麦耗水特性、籽粒产量和水分利用效率的影响,于2017-2019年在山东省泰安市以大穗型品种山农23和中多穗型品种山农29为试验材料,以拔节后无灌水(T1)为对照,设置拔节期补灌目标为0~20 cm土层相对含水率达100%田间持水率(T2)、拔节期和开花期补灌目标为0~20 cm土层相对含水率达100%田间持水率(T3)和拔节期补灌目标为0~40 cm土层相对含水率达100%田间持水率(T4) 3种补灌方案。结果表明,拔节后不同补灌方案对大穗型和多穗型小麦品种影响基本一致。与T1处理相比,T4处理显著提高了0~100 cm土层土壤相对含水率,使60~100 cm土层土壤相对含水率在开花期仍保持较高水平;T3处理显著提高了拔节期0～60 cm和开花期0~40 cm土层土壤相对含水率。与T3处理相比,T4处理的拔节至开花阶段耗水量增加了28.9%,其中对上层土壤总供水的表观消耗量增加了66.4%;T4处理在开花至成熟阶段对深层土壤总供水的表观消耗量增加了68.0%,对上层土壤总供水的表观消耗量降低了37.4%。在开花至成熟期降水较多(121.2 mm)的年份,T4处理的开花至成熟阶段耗水量、开花后旗叶净光合速率和籽粒产量相对于T3处理均无显著变化,但总耗水量较高,水分利用效率显著降低;在开花至成熟期降水较少(45.2 mm)的年份,T4处理的开花至成熟期的阶段耗水量、开花后旗叶净光合速率、籽粒产量和水分利用效率较T3处理均显著降低。因此,在小麦全生育期降水量为111.6~220.2 mm、开花后降水量为45.2~121.2 mm的条件下,大穗型和中多穗型小麦品种均以在拔节期和开花期将0~20 cm土层补灌至100%田间持水率的补灌方案最优,可同时实现高产和高水分利用效率。     

微喷补灌对麦田土壤物理性状及冬小麦耗水和产量的影响

黄淮海麦区水资源短缺,探明畦灌和微喷补灌对麦田土壤物理性状及冬小麦耗水特性、产量和水分利用效率调节的差异,可为该地区冬小麦节水高产栽培提供理论和技术支持。2016—2018年冬小麦生长季,设置畦灌和微喷补灌两处理,研究其对麦田0～40 cm土层土壤容重、总孔隙度、毛管孔隙度、田间持水率,及冬小麦各生育阶段棵间蒸发量、蒸腾量、籽粒产量和水分利用效率的影响。结果表明微喷补灌处理与畦灌处理相比, 0～20 cm土层土壤容重降低,总孔隙度、毛管孔隙度和田间持水率增加;冬小麦返青后春季分蘖明显减少,返青至拔节期的棵间蒸发量和蒸腾量及全生育期总耗水量均显著减少;籽粒产量无明显变化,但水分利用效率显著提高,说明微喷补灌可以改善麦田土壤物理性状,优化冬小麦群体结构,通过减少棵间蒸发和植株无效蒸腾降低麦田耗水量,从而在维持高产水平的同时提高水分利用效率。     

减氮条件下分期施钾对冬小麦籽粒产量和氮素利用效率的影响

为探究钾肥分期施用对冬小麦产量和氮素利用效率的影响,确定减氮条件下冬小麦高产高效的钾肥运筹方案,本试验选用高产强筋冬小麦品种藁优5766作为试验材料,于2018—2020年度冬小麦生长季,采用二因素随机区组设计,设置3个施氮水平:常规施氮水平(240 kg hm^–2, N1)、减氮20%(192 kg hm^–2, N2)、减氮40%(144 kg hm^–2, N3),两种钾肥运筹方案:钾肥全部底施(K1)和分期施钾(底施50%、拔节期追施50%, K2)。结果表明,相同钾肥运筹方案下, N2处理的籽粒产量与N1处理无显著差异, N3处理的籽粒产量比N1处理显著降低,降幅达9.0%～11.6%。在相同施氮水平下,分期施钾可显著提高冬小麦籽粒产量和氮素利用效率。与K1处理相比, K2处理显著抑制硝态氮向深层土壤的淋溶,增加冬小麦植株氮素积累量,提高旗叶光合速率和硝酸还原酶活性、籽粒灌浆速率、穗粒数和千粒重;籽粒产量和氮素利用效率在常规施氮水平下两年度分别提高21.7%和20.2%,在减氮20%水平下两年度分别提高26.9%和...     

稳定性同位素~(13)C标记小麦植株δ~(13)C值的检测方法研究

为准确检测稳定性同位素13C标记的小麦植株δ13C值,对元素分析仪-同位素比质谱仪联用技术(EA-IRMS)测定13C标记的小麦植株各器官中δ13C值进行了研究。结果表明,该方法对蔗糖标准物质(IAEA-CH-6)、小麦粉标准物质(OAS/Isotope)和13C标记小麦植株样品测定结果的精度良好,稳定性碳同位素的标准偏差小于0.11‰。对仪器的稳定性进行了测试,标准偏差为0.02‰;同位素信号在1e-9至1e-8A范围内,总体线性为0.003‰·n A-1。测得样品δ13C值的范围为-25.25%~23.32%。试验结果为研究光合产物在小麦植株体内的运转分配提供了可靠的技术支撑。     

微喷补灌水肥一体化对冬小麦产量及水分和氮素利用效率的影响

为探明微喷补灌水肥一体化对冬小麦产量及水分和氮素利用效率的影响,于2019—2021年冬小麦生长季进行不同水肥管理模式试验。以山农29为试验材料,采用裂区设计,设置畦灌(W1)、微喷补灌(W2)两个主区,设置拔节期随水追施均匀供氮(T1)和开沟条施局部供氮(T2)两个副区。结果表明,与W1处理相比, W2处理全生育期灌水量两年度分别减少53.3 mm和45.9 mm,节约用水35.5%和30.6%。同一灌溉模式下, T2处理施肥行在开花期0～80 cm土层和成熟期0～120cm土层土壤硝态氮含量均显著高于T1处理。W1模式下,T1处理开花期和成熟期0～30cm土层土壤硝态氮含量显著高于T2处理非施肥行相应土层,开花期和成熟期0～100cm土层根长密度、根表面积密度显著高于T2处理的施肥行和非施肥行,开花后0～20 cm土层根系活力、开花后氮素同化量和营养器官氮素向籽粒转运量、氮肥偏生产力、氮素利用效率、水分利用效率和籽粒产量与T2处理均无显著差异。W2模式下, T1处理开花期和成熟期0～60 cm土层土壤硝态氮含量显著高于T2处理非施肥行相应土层,开花期和成熟期0～100 cm土层根长...     

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...     

不同品质类型小麦籽粒贮藏蛋白组分含量及相关酶活性

以小麦品种藁城8901、9411、济南17、烟农19、泰山23和鲁麦21为材料,采用反相高效液相色谱法研究了不同小麦品种籽粒贮藏蛋白各组分含量积累动态及相关酶活性的差异。依据国家标准GB/T17892-1999,将6个品种分为一等强筋(I)、二等强筋(II)和中筋(III) 3组。I组和II组比较,籽粒贮藏蛋白和总蛋白含量无显著差异,I组籽粒谷蛋白含量高于II组,醇溶蛋白含量与谷蛋白含量的比值(醇/谷比值)低于II组。花后20~36 d,籽粒醇溶蛋白含量为II组>I组>III组;花后20 d,谷蛋白含量为I组显著高于II组和III组,醇/谷比值为II组显著高于I组和III组;花后28 d和36 d,谷蛋白含量为I组>II组>III组,醇/谷比值为II组> III组>I组,表明灌浆中后期谷蛋白和醇溶蛋白积累速率的不一致性,导致不同品种醇/谷比值的差异。花后12 d,I组的高分子量谷蛋白亚基含量显著高于II组和III组;花后20 d至成熟期,为I组>II组>III组。不同组间低分子量谷蛋白亚基含量积累动态的差异与谷蛋白一致。花后12 d和20 d,旗叶谷氨酰胺合成酶活性与籽粒谷蛋白含量、高分子量谷蛋白亚基与低分子量谷蛋白亚基含量的比值(HMW/LMW)呈极显著或显著正相关,而花后20 d,其活性与醇/谷比值呈显著负相关;花后20 d和28 d,内肽酶活性与谷蛋白含量、HMW/LMW呈极显著正相关,与醇溶蛋白含量呈显著正相关,说明在籽粒灌浆前中期旗叶谷氨酰胺合成酶活性高,中后期内肽酶活性高,则籽粒谷蛋白、醇溶蛋白含量及HMW/LMW高,醇/谷比值低,利于形成一等强筋小麦的蛋白质品质。     

不同灌水处理对强筋小麦济麦20耗水特性和籽粒淀粉组分积累的影响

 【目的】研究不同土壤质地下灌水处理对小麦耗水特性和籽粒淀粉组分积累及粒重与产量的影响,为小麦节水高产栽培提供理论依据。【方法】在2004－2005年和2006－2007年小麦生长季,以强筋小麦济麦20为材料进行田间试验,采用水分平衡法计算小麦生育期间耗水量,双波长法测定籽粒淀粉含量,以淀粉含量乘以粒重求得淀粉积累量。【结果】2004－2005生长季,在土壤质地为壤土的条件下,W1处理（底墒水、拔节水和开花水各灌60 mm,籽粒产量为8 701.23 kg•hm-2）的耗水量低于W2处理（底墒水、冬水、拔节水和开花水各灌60 mm,籽粒产量为9 159.30 kg•hm-2）,土壤水利用效率与W2处理无显著差异,降水占耗水量的百分率、灌水利用效率和水分利用效率高于W2处理;成熟期各处理粒重无显著差异。2006－2007生长季,在土壤质地为砂质壤土的条件下,W3’处理（底墒水、冬水、拔节水和开花水各灌60 mm）获得最高籽粒产量,耗水量和降水占耗水量的百分率与其他灌水处理无显著差异;土壤水和降水利用效率、水分利用效率均显著高于其它处理,灌水利用效率显著低于其他处理;成熟期粒重与W2’处理（底墒水、拔节水和开花水各灌60 mm）无显著差异,均高于其它处理。在W1处理冬前期和开花期0～140 cm土层和拔节期0～80 cm土层土壤相对含水量高于W0处理（生育期不浇水）的基础上,拔节期和开花期各灌水60 mm,增加了灌浆后期支链淀粉积累量,减少了直链淀粉积累量,提高了支链淀粉含量/直链淀粉含量比值（支/直比）;在W2处理拔节期和开花期80～140 cm土层土壤相对含水量高于W1处理的基础上,拔节期和开花期各灌水60 mm,对灌浆末期支链淀粉和直链淀粉积累量无显著调节效应。【结论】在保水能力较强的壤土上,W1处理灌浆末期籽粒直链淀粉积累量低于W0处理,支链淀粉积累量和支链淀粉含量/直链淀粉含量比值高于W0处理,并获得了较高的籽粒产量和水分利用效率,进一步增加灌水量对淀粉组分积累量无显著调节效应,水分利用效率降低。在保水能力较差的砂质壤土上,W3’处理获得最高籽粒产量和水分利用效率。可供壤土和砂质壤土条件下小麦生产中确定灌水方案参考。     

不同播种方案下补灌对冬小麦水分利用和产量的影响

为明确不同的群体结构下冬小麦的合理补灌水时间和数量,于2018-2019年冬小麦生长季,通过裂裂区试验,以品种为主区,选用大穗型品种山农23和中多穗型品种山农29;以播种方案(播期+种植密度)为副区,设10月5日播种+基本苗120×10~4株·hm~(-2)(适期精播,A1)和10月12日播种+基本苗240×10~4株·hm~(-2)(晚播增密,A2)两个水平;以补灌方案为副副区,设拔节期和开花期补灌使0～20 cm土层土壤相对含水率达100%田间持水率(W1)和拔节期补灌使0～40 cm土层土壤相对含水率达100%田间持水率(W2)两个水平,分析了拔节期和开花期补灌对不同播期和种植密度下冬小麦水分利用和籽粒产量的影响。结果表明,在A1条件下,与W2处理相比,W1处理显著降低了小麦对土壤贮水的消耗,增加了对补灌水的利用,提高了自群体总茎蘖数量达到最大值至开花期的分蘖消亡速率,增加了成熟期群体干物质积累量,显著提高穗粒数、千粒重、水分利用效率和灌水生产效率;在A2条件下,与W2处理相比,W1处理提高了拔节至开花期间的分蘖消亡速率、成熟期群体干物质积累量、穗粒数、籽粒产量和灌水生产效率,显著增加小麦对土壤贮水的消耗量和农田耗水量。上述结果说明,拔节期和开花期补灌使麦田0～20 cm土层土壤相对含水率达100%田间持水率,提高了两种播种方案下大穗型和中多穗型小麦品种的穗粒数、千粒重和灌水生产效率,尤其提高了适期精播小麦的水分利用效率和晚播增密小麦的籽粒产量,是调控不同群体结构下冬小麦实现高产和高水分利用效率的最优补灌方案。