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不同水氮处理对冬小麦干物质生产、耗水特性及产量的影响

作　者: 侯翠翠
导　师: 郭天财
学　校: 河南农业大学
专　业: 作物栽培学与耕作学
关键词: 冬小麦水氮干物质耗水特性产量
分类号: S512.11
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

本试验于2010-2012年连续两年在大田条件下以当前生产上大面积推广的百农矮抗58为试验材料，设置3个灌水水平和5个施氮水平系统研究不同灌溉次数和氮肥用量对小麦干物质生产、耗水特性及产量的影响，以探讨冬小麦高产优质的节水省氮关键栽培技术。主要试验结果如下：1.不同水氮处理对冬小麦干物质生产及转运的影响冬小麦随着生育时期推进，各处理干物质积累量均呈“慢-快-慢”变化趋势，在成熟期达到最高值，其中，拔节至开花期旺盛生长阶段干物质增长速率最大。干物质量随灌水次数增加而增加，而随施氮增加则因生育期间降水差异而不同。在降水较少年份（2010-2011），W0和W1条件下的花前干物质运转量及其对籽粒的贡献率以N2处理最高，花后干物质的输入量以N3处理最高；而在降水较多年份（2011-2012），N3和N4处理间干物质积累量差异不显著，且以N3处理花前干物质运转量及其对籽粒的贡献率最高。降水较少年份（2010-2011）灌两水和降水较多年份（2011-2012）灌一水可提高花后干物质对籽粒的贡献率。2.不同水氮处理对冬小麦氮素积累、转运及利用的影响小麦植株氮素积累量随生育时期推进呈持续增加趋势，且施有氮肥处理显著高于N0处理；成熟期植株氮素和籽粒氮素积累量分别以N3和N4处理较高，且灌水处理显著高于不灌水处理。花后营养器官氮素向籽粒转移量及其对籽粒的贡献率因水分条件不同而异，在水分供应不足条件下（2010-2011年的W0和W1；2011-2012年的W0），N4处理较大；而在水分供应充足条件下（2010-2011年的W2；2011-2012年的W1和W2），则以N3处理较高。增加施氮量氮肥生产效率降低，氮肥吸收效率受灌水条件的影响较大，不灌水处理下氮素吸收效率随施氮量增加而降低，灌水条件下则呈先增加后降低趋势。3.不同水氮处理对冬小麦耗水特性的影响因受灌水和降水差异的影响，2010-2011年棵间蒸发量以拔节-开花期最高，2011-2012年以越冬-拔节期最高，日均蒸发量两年度均以拔节至成熟阶段较高。棵间蒸发量随灌水次数增加而增加，增施氮肥则降低棵间蒸发量。两年度N3处理的累积蒸发量较N0降低了约24%，而N4处理的累积蒸发量较N0降低幅度为29%-32%。总耗水量随施氮量增加呈先增加后降低趋势，且N2、N3和N4处理间差异不显著。总耗水量及灌水所占比例均随灌水次数增加而显著提高，降水、土壤贮水消耗所占比例则呈相反趋势；土壤贮水消耗量在灌水处理间差异表现为W0> W1>W2。增加灌水次数有利于提高耗水量、耗水强度和耗水模系数，施氮效应则因降水和灌水条件而异。在降水较少年型，拔节至开花期耗水模系数以W1最高，继续增加灌水（W2）可提高开花至成熟期的耗水比例；而在降水较多年份，开花至成熟期耗水模系数较拔节至开花期的提高幅度W1和W2处理分别为6.3%和2.6%。降水较少年份生育期内灌两水，降水较多年份灌一水施氮量为240kg hm-2，水分利用效率较高，有利于灌水、降水和土壤贮水的充分利用。4.不同水氮处理对冬小麦灌浆期温度、衰老及灌浆的影响不同水氮处理小麦冠层温度日变化趋势基本一致，均呈单峰曲线，而峰值出现时刻则因降水年型和灌水条件不同而异。适量增施氮肥（N3）有利于提高8:00-10:00冠层温度，降低12:00-18:00冠层温度；各处理冠层温度随灌水次数增加而降低，灌两水且施氮量为240kg hm-2时，冠层温度变幅较小。冠层温度过高不利于籽粒灌浆，灌浆中后期冠层温度与灌浆速率呈负相关（-0.29*）。耕层20cm温度日变化（8:00-18:00）呈缓慢持续增加。N0处理显著高于施氮处理，增加灌水次数和适量施氮（N3）可抑制地温快速增加，延缓植株后期衰老，促进籽粒灌浆。灌浆期地温与灌浆速率相关性不显著。适量施氮（N3）可提高过氧化氢酶(CAT)活性和可溶性蛋白含量，二者均随灌水次数增加而提高；脯氨酸和MDA含量均随施氮量增加而呈先降低后增加的趋势，二者均随灌水次数的增加而降低。两年度灌浆期冠层温度和地温与MDA和脯氨酸含量均呈显著正相关，而与可溶性蛋白含量和CAT活性呈负相关。5.不同水氮处理对小麦籽粒产量的影响籽粒产量随灌水次数增加而增加，而施氮量效应则呈先增加后降低趋势，施氮处理显著高于N0处理，降水较少年份不灌水条件下N2处理产量最高，其他均以N3处理（240kg hm-2）产量最高。土壤水分不足（2010-2011的W0和W1）和水分比较充分条件下(2011-2012的W2）穗数随施氮量增加先增加后降低。穗粒数随施氮量增加呈先增加后降低趋势，两年度分别以N2和N3处理最高；千粒重随施氮量的增加而降低，灌水对穗粒数和千粒重的影响因受降水和施氮水平不同而异。产量三因素对产量的影响因产量水平不同而异，产量低于7500kg hm-2时，小麦产量随穗数增加而增加，而产量高于7500kg hm-2时，穗数对产量的影响较小。小麦产量随穗粒数增加而增加，低产条件下穗粒数易饱和（31-38粒），高产条件下穗粒数的增产潜力较大（32-48粒）。不同水氮管理条件下千粒重变化幅度均较大，其对产量影响较小。因此，加强田间肥水管理与调控，在稳定提高穗数基础上，增加穗粒数，协调千粒重对小麦高产再高产具有重大意义。本试验条件下，2010-2011年和2011-2012年全生育期灌2水较灌1水处理增产幅度分别为10.7%和1.9%。因此，降水较少年份灌两次水(拔节水和开花水)，降水较多年份灌一次水(拔节水)，且施纯氮240kg hm-2，对灌溉水利用较充分，产量和水分利用效率均较高，可作为本地区较佳的水氮管理模式在生产上推荐应用。

全文目录

致谢  4-8
摘要  8-10
1 文献综述  10-15
  1.1 水分在小麦生产中的作用  10-12
    1.1.1 土壤水分对小麦的物质积累与氮肥利用的影响  10-11
    1.1.2 土壤水分对小麦的耗水量和耗水特性的影响  11
    1.1.3 土壤水分对小麦生育后期衰老的影响  11-12
    1.1.4 土壤水分对作物产量的影响  12
  1.2 氮肥在小麦生产中的地位  12-15
    1.2.1 氮肥的生理功能  12
    1.2.2 氮肥对碳、氮代谢的影响  12-13
    1.2.3 氮肥对冬小麦耗水特性的影响  13
    1.2.4 氮肥对小麦生育后期衰老的影响  13
    1.2.5 氮肥对小麦产量的影响  13-15
2 引言  15-16
3 材料与方法  16-20
  3.1 试验设计  16
  3.2 测定项目和方法  16-20
    3.2.1 干物质的积累与转运  16
    3.2.2 氮肥的转运与利用  16-17
    3.2.3 土壤含水率  17
    3.2.4 农田耗水量  17
    3.2.5 水分利用效率  17
    3.2.6 土壤蒸发的测定  17-18
    3.2.7 冠层温度和地温的测定  18
      3.2.7.1 冠层温度的测定  18
      3.2.7.2 地温的测定  18
    3.2.8 小麦旗叶抗逆性指标的测定  18-19
      3.2.8.1 可溶性蛋白含量测定  18
      3.2.8.2 过氧化氢酶(CAT)活性的测定  18
      3.2.8.3 丙二醛(MAD)含量的测定  18-19
      3.2.8.4 脯氨酸含量的测定  19
    3.2.9 产量的测定  19-20
4 结果与分析  20-48
  4.1 不同水氮处理对冬小麦干物质积累与转运的影响  20-22
    4.1.1 不同水氮处理对冬小麦干物质积累的影响  20-21
    4.1.2 不同水氮处理对冬小麦干物质转运的影响  21-22
  4.2 不同水氮处理对冬小麦氮素积累、转运及利用的影响  22-26
    4.2.1 不同水氮处理对冬小麦氮素积累的影响  22-24
    4.2.2 不同水氮处理对冬小麦氮素转运的影响  24-25
    4.2.3 不同水氮处理对冬小麦氮素利用率的影响  25-26
  4.3 不同水氮处理对冬小麦耗水特性的影响  26-34
    4.3.1 不同水氮处理对土壤蒸发的影响  26-29
      4.3.1.1 不同水氮处理对小麦棵间蒸发量的影响  26-27
      4.3.1.2 不同水氮处理对冬小麦棵间累积蒸发量的影响  27-28
      4.3.1.3 不同水氮处理对冬小麦各生育阶段日均蒸发量的影响  28-29
    4.3.2 不同水氮处理对耗水来源及其所占比例的影响  29-31
    4.3.3 不同水氮处理对阶段耗水量和耗水模系数的影响  31-33
    4.3.4 不同水氮处理对水分利用效率的影响  33-34
  4.4 不同水氮处理对冬小麦灌浆期间冠（地）温、衰老及灌浆速率的影响  34-43
    4.4.1 不同水氮处理对冬小麦灌浆期间冠（地）温的影响  34-36
      4.4.1.1 不同水氮处理对冠层温度的影响  34-35
      4.4.1.2 不同水氮处理对灌浆期地温的影响  35-36
    4.4.2 不同水氮处理对冬小麦灌浆速率的影响  36-37
    4.4.3 不同水氮处理对冬小麦生育后期衰老的影响  37-40
      4.4.3.1 不同水氮处理对旗叶过氧化氢酶活性的影响  37-38
      4.4.3.2 不同水氮处理对旗叶脯氨酸含量的影响  38
      4.4.3.3 不同水氮处理对旗叶丙二醛含量的影响  38-39
      4.4.3.4 不同水氮处理对旗叶可溶性蛋白的影响  39-40
    4.4.4 冠层温度、土壤温度与灌浆速率和冬小麦生育后期衰老指标的影响  40-43
      4.4.4.1 冠层温度与灌浆速率、冬小麦后期衰老指标的关系  40-42
      4.4.4.2 土壤温度与灌浆速率、冬小麦后期衰老指标的关系  42-43
  4.5 不同水氮处理对小麦籽粒产量的影响  43-48
    4.5.1 不同水氮处理对小麦籽粒产量构成因素的影响  43-44
    4.5.2 不同产量水平下穗粒数、穗数和千粒重对产量的影响  44-45
    4.5.3 不同产量水平下干物质与穗数、穗粒数的相关关系  45-48
5 结论与讨论  48-54
  5.1 不同水氮处理对冬小麦干物质积累与转运的影响  48
  5.2 不同水氮处理对冬小麦氮素积累、转运及利用的影响  48-49
  5.3 不同水氮处理对冬小麦耗水特性的影响  49-50
  5.4 不同水氮处理对冬小麦灌浆期温度、衰老及灌浆的影响  50-52
  5.5 不同水氮处理对冬小麦籽粒产量的影响  52-54
参考文献  54-65
ABSTRACT  65-68

不同水氮处理对冬小麦干物质生产、耗水特性及产量的影响

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