开花期渍水对不同施氮量条件下小麦产量及土壤矿质氮的影响

【目的】探讨开花期渍水对不同施氮量条件下小麦植株干物质积累与转运、产量及土壤矿质氮含量的影响,以期为江汉平原小麦抗渍高产栽培提供理论依据。【方法】以适宜长江中下游流域种植的小麦品种襄麦55和扬麦23为材料,设置3个施氮水平[N0(不施氮)、N1(纯氮135 kg/hm^(2))、N2(纯氮180 kg/hm^(2))],用盆栽方法于开花期进行7 d渍水试验,分析小麦旗叶SPAD值、地上部干物质积累与转运、籽粒产量及土壤矿质氮含量的变化。【结果】开花期渍水显著降低小麦旗叶SPAD值和地上部干物质积累量,旗叶SPAD值降低8.61%~39.78%,地上部干物质积累量降低4.49%~12.24%,降低幅度随施氮量增加而减少。渍水条件下,随着施氮量的提高小麦花前干物质转运量及贡献率、花后干物质积累量均有所增加,分别增加35.39%~58.37%、6.04%~21.88%、8.94%~29.32%。在渍水期间(花后0~7 d)土壤硝态氮含量显著降低41.81%~63.50%;铵态氮含量显著升高21.89%~62.15%。花后7~21 d表现为硝态氮含量升高,铵态氮含量下降。21~28 d硝态氮含量下降,铵态氮含量上升。渍水处理下,增加施氮量,硝态氮及铵态氮含量均在增加。开花期渍水导致小麦减产,千粒重降低是减产的主要因素。与不施氮相比,渍水条件下N1、N2的小麦产量分别增加229.75%~235.32%、290.28%~358.12%。【结论】渍水显著降低了小麦旗叶SPAD值、干物质积累量、产量及土壤硝态氮含量,增加土壤铵态氮含量。施氮量在0~180 kg/hm^(2)条件下,增加施氮量可以缓解渍害对小麦的伤害,减少产量的损失。

不同小麦品种旗叶叶绿素含量、叶片显微结构及产量对花后遮光的响应机制

开花期至成熟期弱光是小麦生产中的环境胁迫之一,本研究以江汉平原大面积推广品种郑麦9023、襄麦55、扬麦158和扶麦1228为试验材料,研究弱光对小麦产量的影响及其适应机制。自开花期至成熟期进行遮光(AS),并以不遮光处理为对照(CK),测定了旗叶叶绿素含量、叶绿素a/b和叶片显微结构,以及耐弱光指标—超氧化物歧化酶活性、干物质量和产量等指标。结果表明,与对照相比,花后遮光导致各品种小麦旗叶SPAD值、超氧化物歧化酶活性、叶绿素a含量及叶绿素b含量升高,栅栏组织海绵组织厚度、叶片结构紧密度、干物质积累量和产量降低。不同小麦品种对花后弱光的响应表现不同,襄麦55和扬麦158旗叶叶肉细胞形态和分布受影响小于郑麦9023和扶麦1228。与郑麦9023和扶麦1228相比,襄麦55和扬麦158旗叶SPAD值、叶绿素a含量、叶绿素b含量和超氧化物歧化酶活性增幅较大,叶绿素a/b降幅较大。遮光处理下襄麦55(29%)和扬麦158(34%)减产幅度小于郑麦9023(38%)和扶麦1228(47%),表明襄麦55和扬麦158能够保持较高的产量,对弱光环境具有较高的适应性。能够保持较高的旗叶生理活性是襄麦55和扬麦158在光照不足环境下生产力高于郑麦9023、扶麦1228的生理基础。

开花期渍水对土壤不同形态氮素含量及小麦氮素积累运转和产量的影响

【目的】探讨开花期渍水对土壤不同形态氮素含量的影响及其与小麦籽粒产量、植株氮素积累量的关系,以期为江汉平原小麦抗渍栽培提供理论依据。【方法】采用大田裂区试验,以襄麦55和郑麦9023为试验材料,设不渍水(CK)和开花期连续渍水7 d(WL)处理,测定土壤不同形态氮素含量、小麦植株氮素积累量及产量和产量结构等指标,并分析土壤不同形态氮素含量变化与籽粒产量、植株氮素积累量的关系。【结果】0~20 cm土层各形态氮素含量对渍水的反应强度较20~40 cm和40~60 cm表现更剧烈。与CK相比,WL处理下(渍水后0~7 d),0~20 cm土层硝态氮含量显著下降,下降幅度达65.7%~81.2%,铵态氮含量则上升48.7%~54.8%;碱解氮含量有所下降,总氮含量上升,但变化幅度较小。当撤去水分处理后(渍水后7~14 d),硝态氮含量急剧上升,甚至恢复至与CK相同水平,铵态氮含量逐渐下降,与CK变化趋势相反;总氮和碱解氮含量变化与CK趋势一致。随后至小麦成熟期,CK和WL处理下各氮素含量总体上均逐渐降低。开花期渍水显著降低了襄麦55和郑麦9023的花后氮素积累量(P<0.05,下同),并导致成熟期营养器官氮素积累量和籽粒氮素积累量均显著下降;襄麦55花后氮素积累量下降幅度显著小于郑麦9023。此外,WL处理显著降低了襄麦55和郑麦9023的千粒重和籽粒产量,与CK相比襄麦55和郑麦9023的产量分别降低25.24%和34.81%。通过对渍水条件下土壤各形态氮素含量与产量及成熟期植株氮素积累量的冗余分析可知,渍水第7 d(渍水终止当天)土壤硝态氮含量与小麦产量和成熟期植株氮素积累量均呈正相关,铵态氮和总氮含量与小麦籽粒产量和成熟期植株氮素积累量呈负相关,与土层深度关系较小;碱解氮含量与小麦籽粒产量和成熟期植株氮素积累量的关系存在土层间差异。【结论】开花期渍水显著降低小麦产量和花后氮素积累量,对土壤各形态氮素的影响主要在0~20 cm土层,以硝态氮和铵态氮含量变化对渍水的响应最敏感,其中硝态氮含量与成熟期植株氮素积累和籽粒产量呈正相关,而铵态氮与成熟期植株氮素积累和籽粒产量呈负相关。

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。