根箱种植下不同水肥管理模式对小麦生育后期根系氮代谢酶活性及产量的影响

该研究以小麦‘矮抗58’为材料,采用根箱种植,设计3种不同产量水平的水肥管理模式[高产高效(HH)、高效(HE)、超高产(SH)],于小麦花后(0、7、14、21、28d)测定不同土层(0～20cm和20～40cm)根系谷氨酰胺合成酶(GS)、谷氨酸合成酶(GOGAT)、谷丙转氨酶(GPT)和硝酸还原酶(NR)的活性,并分析籽粒产量及其构成因素,以探讨水分控制、肥料管理等方面集成的大田管理模式下小麦生育后期根系氮代谢的生理机制,为生产中提高氮素利用效率、实现高产优质提供理论依据和技术支持。结果显示:(1)在小麦生育后期,20～40cm土层根系的氮代谢酶活性高于0～20cm土层根系;HH模式下不同土层根系的4种氮代谢酶活性均显著高于SH和HE模式,而SH与HE模式间则在大部分时期差异不显著。(2)3种模式下0～20cm和20～40cm土层根系的GS活性在花后14d有一个小高峰,之后又下降,呈现出降-升-降的变化趋势。(3)HH模式下根系的GOGAT活性强度及维持时间均高于SH和HE模式;HH模式和SH模式下0～20cm和20～40cm土层根系的GPT活性在开花期至花后7d无明显变化,7～14d时GPT活性迅速下降,但14～28d时GPT活性无明显变化。(4)3种模式下不同土层根系的NR活性在开花期至花后21d下降比较缓慢,花后21～28d时NR活性迅速下降。(5)3种模式间的小麦籽粒产量及其构成因素差异显著,且HH模式的籽粒产量显著高于SH和HE模式。研究表明,采用合理的栽培管理模式能够更好地调控小麦花后根系氮代谢相关酶活性,促进花后根系氮同化能力,从而更好地协调小麦地上与地下部的生理活动,保障小麦高产,且HH栽培模式下的小麦根系氮同化能力最强,收获的产量也最高。