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氮肥运筹对土壤—小麦系统氮素时空分布及氮素利用效率的影响

作　者: 夏晓亮
导　师: 戴廷波
学　校: 南京农业大学
专　业: 作物栽培学与耕作学
关键词: 冬小麦氮肥运筹氮素利用效率氮素时空分布
分类号: S512.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

施用氮肥是提高小麦籽粒产量及品质的重要措施,但不合理施氮不仅降低了产量和品质,还会降低氮肥利用率,增加环境污染压力。如何优化氮肥管理,在提高产量和氮肥利用效率的同时,又能保护环境是小麦生产中亟待解决的问题。基于土壤供氮能力和小麦吸氮特性确定合理施肥量和施肥时期,是实现氮肥优化管理,保证作物高产高效的重要途径。本研究在大田条件下,研究了氮肥运筹对土壤-小麦系统氮素时空分布及氮素利用效率的影响,主要研究结果如下:1、研究了氮肥运筹对冬小麦产量及氮素利用效率的影响。结果表明,籽粒产量随施氮量的增加而增加。相同施氮量下,适当增加追肥比例,可以提高籽粒产量。氮素利用效率随施氮量的增加而降低,增加追肥比例提高了氮素利用效率。相关分析表明,籽粒产量与氮素农学效率、氮素吸收效率和氮素生理效率均呈极极显著负相关,而与氮素收获指数相关性则比较差。2、明确了氮肥运筹对土壤氮素时空分布及氮素表观盈亏量的影响。结果表明,不同生育时期各处理土壤碱解氮含量随土层深度的增加而降低,但不同氮肥处理和生育时期存在差异。硝态氮和铵态氮含量在冬前最高,拔节期追肥,提高了药隔期各土层225kg/ha和300kg/ha施氮量处理硝态氮含量;追施孕穗肥显著提高了开花期各施氮处理硝态氮含量。追施拔节肥和孕穗肥显著提高了药隔期和开花期0-40cm土层土壤铵态氮含量,40-60cm土层没有显著变化。各施氮处理在播种-冬前阶段均表现为氮素表观盈余,而在冬前-拔节阶段均表现为氮素亏缺;低氮处理在拔节-开花和开花-成熟阶段表现为氮素亏缺,而高氮处理则出现氮素表观盈余。3、探明了氮肥运筹对冬小麦不同生育期氮素吸收、分配及利用的影响。结果表明,植株氮积累量随施氮量的增加显著增加,拔节至开花阶段累积量和累积比例均最高,为小麦氮素积累的高峰期。随施氮量的增加,氮素在籽粒中的分配比例呈降低趋势,而在茎和叶中的分配比例则呈升高趋势。施氮可以显著促进氮素在籽粒中的积累,而氮素运转效率则随施氮量的增加而降低,两品种氮素运转量对籽粒氮的贡献率无显著差异。全生育期氮肥利用率随施氮量的增加而降低,但植株对不同阶段的氮肥利用率存在差异,小麦对后期的氮肥利用率较高,而对基肥的利用率较低,表明应当控制基肥的用量,适当增加后期追肥的比例。4、揭示了冬小麦冠层氮素时空分布特征及其与氮素利用效率的关系。结果表明,两品种叶片和茎鞘氮含量的时间分布表现一致,不施氮处理叶片及茎鞘氮含量拔节期最高,拔节后呈不断下降趋势,施氮处理叶片氮含量药隔期最高,而茎鞘拔节期最高,其后均呈下降趋势.茎鞘氮素垂直梯度变化不如叶片明显,宁麦9号梯度大小、生育期内变化不如豫麦34号显著。植株氮含量随施氮水平增加而增加,随生育进程而降低。两品种叶片氮素垂直梯度值与籽粒蛋白质含量间的相关性存在差异,其中豫麦34号第三梯度值与蛋白质含量相关性达极显著水平。宁麦9号氮素利用效率的高低易受开花期下部叶片的影响。

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摘要  7-9
ABSTRACT  9-12
第一章文献综述  12-32
  1 土壤中氮素转化与损失研究现状  12-17
    1.1 土壤中氮素的存在形式  12
    1.2 土壤中氮素的转化  12-14
      1.2.1 土壤有机氮的矿化  12-13
      1.2.2 氮的固定  13-14
      1.2.3 硝化与反硝化过程  14
      1.2.4 尿素的水解  14
    1.3 土壤中氮素的损失  14-16
      1.3.1 土壤氮素的淋溶损失  14-15
      1.3.2 土壤氮素的径流损失  15
      1.3.3 气态氮的挥发损失  15-16
    1.4 土壤中肥料氮的转化与去向  16-17
  2 小麦冠层氮素时空分布研究现状  17-21
    2.1 冠层氮素垂直分布梯度的研究方法  17-18
    2.2 冠层叶片氮素垂直分布的影响因素  18-20
      2.2.1 冠层光分布  18-19
      2.2.2 冠层结构  19-20
      2.2.3 氮素供应量  20
    2.3 存在问题与展望  20-21
  3 氮素利用效率研究进展  21-24
    3.1 氮素利用效率的定义  21
    3.2 氮素利用效率的评价指标  21-22
    3.3 氮素利用效率的影响因素  22-23
      3.3.1 土壤因素  22
      3.3.2 作物因素  22-23
      3.3.3 其它因素  23
    3.4 提高氮素利用效率的技术途径  23-24
      3.4.1 生产管理与施肥管理  23-24
      3.4.2 新型肥料的研制与施用  24
  4 本研究的目的及意义  24-25
  参考文献  25-32
第二章氮肥运筹对冬小麦产量及氮素利用效率的影响  32-44
  1 材料与方法  32-33
    1.1 试验设计  32-33
    1.2 取样与测定方法  33
    1.3 数据分析  33
  2 结果与分析  33-39
    2.1 氮肥运筹对冬小麦籽粒产量及产量构成因子的影响  33-35
    2.2 氮肥运筹对冬小麦生物产量的影响  35-36
    2.3 氮肥运筹对冬小麦氮素利用效率的影响  36
    2.4 氮素利用效率与产量及其构成因素之间的关系  36-38
    2.5 氮素利用效率指标间的关系  38-39
  3 小结与讨论  39-40
  参考文献  40-44
第三章氮肥运筹对土壤氮素变化及表观盈亏量的影响  44-56
  1 材料与方法  44-45
    1.1 试验设计  44-45
    1.2 田间取样与测定方法  45
    1.3 计算方法  45
    1.4 数据分析  45
  2 结果与分析  45-52
    2.1 氮肥运筹对土壤碱解氮含量的变化  45-46
    2.2 氮肥运筹对土壤硝态氮含量变化的影响  46-48
      2.2.1 不同生育时期土壤硝态氮含量的变化  46-47
      2.2.2 氮肥运筹对不同土层土壤硝态氮含量的影响  47-48
    2.3 氮肥运筹对土壤铵态氮含量变化的影响  48-51
      2.3.1 不同生育时期土壤铵态氮含量的变化  48-49
      2.3.2 氮肥运筹对不同土层土壤铵态氮含量的影响  49-51
    2.4 氮肥运筹对0-60cm土层土壤无机氮积累的影响  51
    2.5 土壤氮素表观盈亏量估算  51-52
  3 小结与讨论  52-53
  参考文献  53-56
第四章氮肥运筹对冬小麦不同生育期氮素吸收、分配及利用的影响  56-66
  1 材料与方法  56-57
    1.1 试验设计  57
    1.2 取样与测定方法  57
    1.3 计算方法  57
    1.4 数据分析  57
  2 结果与分析  57-61
    2.1 氮肥运筹对冬小麦氮素吸收的影响  57-58
      2.1.1 不同生育时期小麦植株氮素积累量的变化  57-58
      2.1.2 不同生育阶段小麦植株氮素积累量的变化  58
    2.2 氮肥运筹对冬小麦氮素分配的影响  58-60
    2.3 氮肥运筹对冬小麦氮素转运的影响  60
    2.4 氮肥运筹对冬小麦氮肥利用率的影响  60-61
  3 小结与讨论  61-62
  参考文献  62-66
第五章冬小麦冠层氮素时空分布特征及其与氮素利用效率的关系  66-76
  1 材料与方法  66-68
    1.1 试验设计  67
    1.2 取样与测定方法  67-68
    1.3 数据分析  68
  2 结果与分析  68-72
    2.1 叶片及茎鞘氮含量的时间变化  68-69
    2.2 叶片及茎鞘氮含量的空间变化  69-70
    2.3 植株氮含量的动态变化  70
    2.4 叶片氮素与籽粒蛋白质含量及氮素利用效率的关系  70-72
  3 小结与讨论  72-73
  参考文献  73-76
第六章讨论与结论  76-82
  1 讨论  76-79
    1.1 氮肥运筹对冬小麦产量和氮素利用效率的影响  76-77
    1.2 氮肥运筹对土壤硝态氮、铵态氮时空分布及氮素表观盈亏的影响  77-78
    1.3 氮肥运筹对冬小麦氮素吸收、分配及利用的影响  78
    1.4 小麦冠层氮素时空分布特征及其与氮素利用效率的关系研究  78-79
    1.5 本研究创新之处  79
    1.6 今后的研究设想  79
  2 结论  79-80
  参考文献  80-82
Diseussion and Conclusion  82-83
致谢  83-84
附录在校期间发表或投稿的论文  84

氮肥运筹对土壤—小麦系统氮素时空分布及氮素利用效率的影响

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