不同产量水平麦田植株氮素转运和籽粒氮素积累的差异

【目的】提高开花后营养器官氮素转运量和开花后氮素积累量,改善籽粒氮素积累特性,有利于提高小麦氮素积累量和产量。为明确不同产量水平麦田植株氮素利用效率差异形成的生理机制,缩小产量差和提高氮素利用率,实现小麦高产高效生产提供理论依据。【方法】于2020—2022年连续两年在山东省小孟镇史王村进行大田试验,以烟农1212为种植材料,选择常年冬小麦产量水平在10500 kg·hm^(-2)(S)、9000 kg·hm^(-2)(H)和7500 kg·hm^(-2)(M)左右的3个产量水平麦田,比较分析不同产量水平麦田植株氮素积累与转运、籽粒氮素积累特征和籽粒产量的差异。【结果】相较于H和M麦田,S麦田显著提高了单位面积穗数和千粒重,籽粒产量比H、M麦田分别高19.64%—27.91%、51.68%—80.87%,从而获得了最高的氮素吸收效率、氮肥偏生产力和氮素收获指数;S麦田开花期营养器官氮素积累量较H、M麦田分别提高14.22—42.11、53.74—103.16 kg·hm^(-2),成熟期营养器官氮素积累量表现为S、H>M;与H和M麦田相比,S麦田显著提高了开花前营养器官氮素的转运量和开花后氮素积累量,提高了开花后营养器官氮素积累量对籽粒的贡献率,从而获得最高的成熟期籽粒氮素积累量;S麦田显著提高了开花后旗叶游离氨基酸和可溶性蛋白含量,促进了氮素的源库间转运;Logistic方程拟合可知,S麦田显著提高了籽粒氮素最大积累速率和平均积累速率,延长籽粒氮素积累持续时间,是其获得最高籽粒氮素积累量的主要原因。【结论】S麦田适宜的土壤环境显著提高了单位面积穗数和千粒重,有利于促进营养器官贮存氮素向籽粒的转运量,提高籽粒氮素积累速率,延长籽粒氮素积累持续期,是其获得最高籽粒产量和氮肥利用效率的主要原因。

不同产量水平麦田小麦光合特性和^(13)C同化物分配的差异

为明确不同产量水平麦田产量形成特征,以高产小麦品种烟农1212为材料,基于^(13)C稳定同位素标记法,选择10 500 kg·hm^(-2)(S)、9 000 kg·hm^(-2)(H)和7 500 kg·hm^(-2)(M)3个产量水平麦田,比较分析不同产量水平麦田小麦光合特性、^(13)C同化物分配、籽粒灌浆速率和产量的差异。结果表明,S麦田开花后21 d,旗叶SPAD值达52.6,比H、M麦田分别高12.15%和27.98%;旗叶净光合速率达18.8μmol·m^(-2)·s^(-1),比H、M麦田分别高14.63%和37.23%;旗叶功能期延长,有利于成熟期^(13)C同化物在籽粒中的分配和转运,在籽粒中的分配量达338.97 g·hm^(-2),比H、M麦田分别高7.22%和23.67%。S麦田在籽粒灌浆中后期保持较高的灌浆速率,成熟期千粒重达48.83 g,比H、M麦田分别高6.73%和10.68%,获得11 280.54 kg·hm^(-2)的产量。

不同产量水平麦田小麦冠层光能利用和干物质积累特性研究

为深入实施藏粮于地战略,提高小麦产量,本试验以高产小麦品种烟农1212为供试材料,研究每公顷产10500 kg(S)、9000 kg(H)和7500 kg(M)水平麦田小麦光能利用和干物质积累转运的差异。结果表明:S麦田拔节期至成熟期群体总茎数显著高于H和M麦田,开花期叶面积指数达8.9,开花期冠层光合有效辐射截获率高达96.85%并分别比H和M麦田显著高出6.00%和11.71%,开花后光能利用率和光能转化率分别比H和M麦田显著高出7.85%、17.65%和4.25%、10.28%。S麦田越冬期至成熟期干物质积累量显著高于其他麦田,开花后同化物在籽粒中的分配量达8163.03 kg/hm^(2),分别比H和M麦田显著高出38.15%和102.51%;S麦田单位面积穗数、穗粒数和千粒重分别达689.95万/hm^(2)、39.79粒和48.83 g,单位面积穗数、千粒重分别较H和M麦田显著提高12.67%、27.14%和6.73%、10.68%,S麦田产量达11280.54 kg/hm^(2),较H和M麦田分别显著提高19.64%和51.68%。在10500 kg/hm^(2)产量水平麦田,小麦光能利用率显著提高,促进了开花后干物质的积累,通过提高穗数和千粒重获得高产。

不同施氮量对滴灌春小麦根系时空分布、氮素利用率及产量的影响

为明确新疆干旱区滴灌春小麦不同施氮量对小麦根系的时空分布、氮素利用率及产量的影响。以‘新春19号’为试验材料,利用田间定位试验,研究在小麦拔节期、抽穗期、开花期及成熟期施氮量0kg/hm^2(N_0对照)、150kg/hm^2(N_1)、300kg/hm^2(N_2)、450kg/hm^2(N_3)4个处理,对小麦根系根长密度、根体积、根质量等在0~100cm土层的垂直分布、动态变化及产量构成因素和产量的影响。结果表明:开花期是各处理小麦根长密度、根体积与根质量变化最为剧烈阶段;0~20cm是各处理根量值(根质量、根体积、根长密度)最大层;施氮量适宜(N_2)时,表层根量增加,氮素利用率最高;施氮量过高(N_3)可获得较高的表层根量和产量,但导致最低的氮素利用率;施氮量过少(N_1)可获得较高氮素利用率,但土层根量和产量较低;氮素严重缺乏(N_0)导致表层土壤根系数量减少,影响养分吸收并导致产量最低。建议在新疆干旱区滴灌春小麦区域采用施氮量300kg/hm^2更有利于实现节肥和高产的统一。

施肥水平对全膜覆土穴播冬小麦中粱30号群体动态及产量的影响

通过采用不同施肥水平研究对全膜覆土穴播冬小麦中梁30号群体动态及产量的影响,结果表明,低肥(折合施N 50.60 kg/hm^2,P_2O_514.88 kg/hm^2,K_2O 10.20 kg/hm^2)、中肥(折合施N 101.20 kg/hm^2,P_2O_536.60 kg/hm^2,K_2O 25.50 kg/hm^2)、高肥(折合施N 151.8 kg/hm^2,P_2O_554.96 kg/hm^2,K_2O 40.80 kg/hm^2)处理下中梁30号的出苗期、分蘖期、拔节期、抽穗期均随施肥量的增加而提前1～2 d,而成熟期则推迟,说明施肥能促进冬小麦的前期生长。成穗数、结实小穗数和有效穗数均随施肥量的增加而增加,而穗均粒数和千粒重在中肥水平下为最高,高肥处理反而使穗均粒数和千粒重下降。氮磷钾配施高肥与中肥相比增产不显著,中肥施用量较适宜。

淮北麦区不同产量水平小麦主要农艺性状及其抗倒性的基因型差异

为明确淮北麦区最新育成品种的抗倒情况及其与产量的关系。以来自不同地域的62个半冬性小麦新品种为试验材料,研究了不同产量水平小麦品种茎秆特征及其抗倒性的基因型差异。结果表明:供试品种籽粒产量、株高、穗长、节间长度、穗鲜重、节间鲜重以及倒5节间倒伏指数均存在显著或极显著基因型差异,变异系数分别为10.3%、7.6%、11.9%、8.7%、22.0%、16.3%和34.4%。按籽粒产量聚类后,高产类群品种株高、穗长、节间总长、穗鲜重、节间总鲜重及倒伏指数均显著大于中产和低产类群品种,而中、低产类群品种间无显著差异。相关分析表明,供试小麦品种株高、穗长、节间总长、穗鲜重、节间总鲜重及籽粒产量与基部节间倒伏指数均存在显著或极显著正相关。综上,小麦茎秆性状及抗倒能力存在显著或极显著基因型差异,且高产品种倒伏风险显著高于中低产品种,其主要原因为高产品种较高的株高和较重的穗鲜重导致其弯曲力矩显著增大所致。

有机肥不同量级对小麦产量和土壤培肥的影响

为研究有机肥不同量级对小麦产量和土壤培肥的影响,在北京房山区布置田间小区定位试验。试验设置空白对照(CK)、施用0.5倍有机肥(0.5 ON)、常规施肥等氮量的有机肥(ON)、施用1.5倍有机肥(1.5 ON)、施用2倍有机肥(2 ON)、施用3倍有机肥(3 ON)共6个处理。长期定位试验结果表明:施用3倍有机肥(3 ON)处理的小麦产量最高,3 ON处理在5年来小麦产量均处于较高水平,对每hm2小麦穗数、穗粒数和千粒重影响最大。施用有机肥明显提高土壤有机质、速效氮磷钾、微生物生物量等指标。所有施用有机肥的处理中以1.5 ON和3 ON处理对土壤有机质、全氮、有效磷含量影响最为明显,施用不同量级的有机肥均会增加土壤的微生物碳和脲酶含量,1.5 ON处理对土壤脲酶影响最为显著,3 ON处理对土壤微生物碳影响最为显著,施用不同量级有机肥的处理均可以增加土壤0.01~0.05 mm粒径比例。该研究结果表明,3 ON处理是值得推广的小麦有机肥施用处理。