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密度、氮肥互作对小麦产量及氮素利用效率的影响

作　者: 曹倩
导　师: 贺明荣
学　校: 山东农业大学
专　业: 作物栽培学与耕作学
关键词: 小麦密度施氮量氮密互作群体光合产量氮素利用效率
分类号: S512.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

为了探明小麦产量和氮素利用效率同步提高的最佳施氮量和种植密度,以大穗型品种泰农18(T18)和中穗型品种山农15(S15)为试验材料,于2008~2009和2009~2010连续两年在山东农业大学试验农场进行。在大田条件下设置4个播种密度(60、75、90和105 kg/hm~2)和3个施氮水平(0、180和240 kg/hm~2),研究了氮密互作对小麦子粒产量和氮素利用效率的影响。主要研究结果如下:1密度与氮肥互作对小麦产量及其构成因素的影响施氮量和种植密度对产量构成因素均有显著影响。大穗型品种泰农18和中穗型品种山农15两个小麦品种的单位面积有效穗数随着施氮量和密度的增加而提高,穗粒数随着施氮量的增加而增多,但随着种植密度增大而呈现降低的趋势,千粒重均随施氮量和种植密度提高而降低。氮肥水平和种植密度显著影响小麦子粒产量。施氮量相同条件下,两个品种的子粒产量均表现为随播种量增加先提高后降低的趋势,但两品种达到最高子粒产量的播种量不一致。其中,大穗型品种泰农18的子粒产量以播量为90 kg/hm~2的处理最高,而中穗型品种山农15的子粒产量以播量为75 kg/hm~2的处理最高。播种量相同条件下,随施氮量增加,两品种的子粒产量均表现为提高的趋势,但由N 180增至N 240 kg/hm~2时,产量提高幅度显著降低。在达到最高子粒产量的播种量条件下,两施氮处理的子粒产量差异不显著。不同氮密处理对产量的影响存在极显著的互作效应,计算氮肥,密度二因子效应可知,氮肥和密度处理对两个品种的小麦产量都表现为正效应,并且密度效应大于施氮效应,是影响产量的主导因子。同一密度下,施氮效应随着施氮量的增加而提高,表现为施氮量240 kg/hm~2大于施氮量180 kg/hm~2的处理,但密度效应和互作效应表现随着施氮量的增加而降低,表现为施氮量180 kg/hm~2大于施氮量240 kg/hm~2的处理;同一施氮量下,施氮效应,密度效应和互作效应变化规律一致,对于大穗型品种泰农18随着密度的增加各效应呈现先上升后下降的趋势,表现为密度90 kg/hm~2处理最高,密度105 kg/hm~2处理次之,密度75 kg/hm~2处理最低,而中穗型品种山农15随着密度的增加各效应呈现一直降低的趋势,表现为密度75 kg/hm~2处理最高,密度90 kg/hm~2处理次之,密度105 kg/hm~2处理最低。2密度与氮肥互作对小麦群体光合特性的影响提高播种密度和增施氮肥均会增加大穗型品种泰农18和中穗型品种山农15两个小麦品种的花后群体光合速率最大值,但是提高播种密度同时会使后期群体光合速率衰减加快,而增施氮肥则会延缓小麦群体光合速率的衰减。大穗型品种泰农18花后各阶段的群体光合速率值均与产量显著或极显著相关,中穗型品种山农15仅有灌浆后期的群体光合速率值与产量相关达到显著程度。两个小麦品种的旗叶光合速率最大值均表现为随播种密度的增加而逐渐降低,随着施氮量的增加逐渐增大。随着播种密度和施氮量的增加,两个小麦品种在开花期的叶面积指数最大值表现为逐渐增大的趋势。降低播种密度与增施氮肥都会延缓开花后旗叶光合速率和叶面积指数的衰减。密度主要影响了叶面积指数并进而引起群体光合速率的变化,而施氮水平主要影响了旗叶光合速率的变化进而引起群体光合速率的变化,密度是影响群体光合速率的主导因子,密度和施氮水平通过调控群体光合速率的变化来影响产量。3密度与氮肥互作对氮素利用效率的影响施氮量相同条件下,种植密度提高显著增加单位面积上植株氮的积累量,随种植密度提高,氮肥农学利用率、氮肥吸收利用率、氮肥偏生产力以及氮素养分利用效率呈现先增加后降低的趋势,其中大穗型品种泰农18的种植密度为90 kg/hm~2、中穗型品种山农15为75 kg/hm~2的条件下,上述指标达到最大值。种植密度相同条件下,增施氮肥显著提高了单位面积植株中氮素积累量,但显著降低了氮肥农学利用率、氮肥吸收利用率和氮肥偏生产力等指标,但两个施用氮肥水平间氮素养分利用效率无显著差异。T18在D90、N180处理,S15在D75、N180处理,能够实现产量与氮素利用效率的同步改善。由子粒产量和干物质积累量与氮素利用效率相关指标间的相关分析显示,氮肥农学利用效率、氮肥吸收利用率、氮肥偏生产力以及氮素养分利用效率间呈现显著或极显著正相关,说明本试验中所涉及到的氮素效率指标受氮肥水平和种植密度影响呈现同向变化的趋势。同时还可以看出,氮素养分利用效率与氮积累量呈极显著负相关,氮肥农学利用效率、氮肥吸收利用率与子粒产量呈显著或极显著正相关,子粒产量、氮积累量与干物质积累量呈极显著正相关而子粒产量与经济系数呈极显著负相关。表明受氮肥水平和种植密度影响,单位面积氮吸收量减少是氮素养分利用效率提高的主要原因,子粒产量提高引起氮肥农学利用效率和氮肥吸收利用率的协同提高,而子粒产量的提高主要归因于干物质积累量的增加。

全文目录

符号说明  4-8
摘要  8-11
Abstract  11-15
1 引言  15-23
  1.1 研究目的和意义  15-16
  1.2 国内外研究现状  16-23
    1.2.1 播种密度对小麦产量的影响  16-17
    1.2.2 播种密度对小麦光合特性的影响  17-18
      1.2.2.1 播种密度对小麦生育期的影响  17
      1.2.2.2 播种密度对小麦群体质量及茎蘖动态的影响  17-18
      1.2.2.3 播种密度对小麦灌浆特性的影响  18
    1.2.3 施氮量对小麦产量的影响  18-19
    1.2.4 施氮量对小麦生理生化特征的影响  19-22
      1.2.4.1 施氮量对小麦光合作用的影响  19-20
      1.2.4.2 施氮量对小麦不同生育时期干物质与氮素积累的调控  20-22
    1.2.5 氮素利用效率的评价指标及影响因素  22-23
      1.2.5.1 氮素利用效率的评价指标  22
      1.2.5.2 影响氮素利用效率的因素  22-23
2 材料与方法  23-25
  2.1 供试材料与试验设计  23
  2.2 取样时间与方法  23
  2.3 测定项目与方法  23-25
    2.3.1 叶面积指数与干物质积累  23
    2.3.2 群体光合(CAP)速率的测定  23-24
    2.3.3 旗叶叶光合速率的测定  24
    2.3.4 叶绿素荧光参数的测定  24
    2.3.5 生物产量和籽粒产量的测定  24
    2.3.6 植株氮磷钾含量的测定  24
    2.3.7 干物质积累转移相关指标计算方法  24-25
    2.3.8 氮素利用效率计算方法  25
    2.3.9 各因素效应的计算  25
    2.3.10 数据处理与分析  25
3 结果与分析  25-51
  3.1 密度与氮肥互作对产量及其构成因素的影响  25-27
  3.2 密度与氮肥互作对产量的效应  27-28
  3.3 密度与氮肥的产量效应曲线  28-29
  3.4 密度与氮肥互作对小麦花后光合特性的影响  29-37
    3.4.1 密度与氮肥互作对小麦花后CAP 动态变化的影响  29-30
    3.4.2 密度与氮肥互作对小麦花后LAI 各时期动态变化的影响  30-31
    3.4.3 密度与氮肥互作对小麦花后FPn 动态变化的影响  31-32
    3.4.4 密度与氮肥互作对小麦花后CAP、SSP、LAI、FPn 变化规律的影响  32-35
    3.4.5 密度与氮肥互作对花后旗叶蒸腾速率、细胞间隙二氧化碳浓度的影响  35-37
  3.5 小麦花后各时期CAP、LAI、FPn 与产量的相关分析  37-39
  3.6 密度与氮肥互作对小麦旗叶荧光特性的影响  39-41
    3.6.1 不同处理对Fv/Fm 的影响  39-40
    3.6.2 不同处理对ΦPSⅡ的影响  40-41
  3.7 密度与氮肥互作对小麦群体发育的影响  41-42
  3.8 密度与氮肥互作对小麦干物质积累量及经济系数的影响  42-43
  3.9 密度与氮肥互作对小麦开花前贮存干物质再分配的影响  43-45
  3.10 密度与氮肥互作对小麦不同生育阶段植株氮、磷、钾吸收积累的影响  45-47
    3.10.1 氮素  45-46
    3.10.2 磷素  46
    3.10.3 钾素  46-47
  3.11 密度与氮肥互作对小麦花后氮素转运的影响  47-48
  3.12 密度与氮肥互作对氮素利用效率的影响  48-50
  3.13 子粒产量和干物质积累量与氮素利用效率相关指标间的相关分析  50-51
4 讨论  51-57
  4.1 密度与氮肥互作对小麦产量及其构成因素的影响  51
  4.2 密度与氮肥互作对小麦光合特性的影响  51-55
  4.3 密度与氮肥互作对氮素利用效率的影响  55-57
5 结论  57-59
参考文献  59-66
致谢  66-67
在读期间发表论文情况  67-68
硕士学位论文内容简介及自评  68

密度、氮肥互作对小麦产量及氮素利用效率的影响

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