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土壤水分和灌溉水配置对冬小麦产量及水氮利用效率的影响

李慧

   为探明不同土壤含水量、等量灌溉水和氮肥的不同配置方式,对两个冬小麦品种生长发育、产量构成、光合特性、籽粒品质及水氮利用效率的影响,为小麦节水高产栽培提供理论依据和技术支撑。在露天和旱棚控制两种条件下,采用池栽、管栽及15N示踪技术,对上述指标进行了系统研究,主要研究结果如下: 1不同土壤水分含量对生长发育、粒源比及产量的影响 从起身至蜡熟期,将土壤相对含水量控制在50%~80%范围四种梯度条件下,随土壤含水量的提高,经济产量随之提高,80%水分处理与50%、60%和70%相比,济麦20分别提高180.9%、42.23%和12.67%,鲁麦21分别提高160.48%、32.52%和8.86%。表明,土壤水分含量低于60%以下时,即产生干旱胁迫;鲁麦21的耐旱能力高于济麦20。提高土壤含水量不仅有利于单位面积穗数的提高,而且有利于单茎绿叶面积的扩大,及其不同茎生叶片光合性能的增强;当土壤水分达到70%时,各茎生叶片的叶绿素含量和光合速率与80%处理差异不显著。但是,随着土壤水分含量的降低,可有效提高非叶器官在总绿色面积中的比例和粒源比,但成熟期的粒叶比稳定在27 mg·cm-2左右,粒源比稳定在11.5 mg·cm-2左右产量最高。 2等量灌溉水不同配置对产量品质及水分利用效率的影响 总灌水量控制在3600 kg·hm-2的基础上,随着灌水次数的增加,单位面积穗数,面粉的沉降值、湿面筋含量,籽粒蛋白质含量等指标均随之提高,但经济产量和蛋白质产量以T2最高;济麦20的经济产量分别比T1、T3提高15.55%和7.93%,鲁麦21分别提高12.40%和13.95%。对氨基酸组分的影响因品种而异,济麦20籽粒中必需和非必需氨基酸含量以T2最高,而鲁麦21以T3处理最高。 三种灌水配置处理对水分利用效率的影响不同,济麦20和鲁麦21各处理0-100cm土层的水分利用率分别变化在14.60 kg·hm~(-2)·mm~(-1)~17.11 kg·hm~(-2)·mm~(-1)和15.22kg·hm~(-2)·mm~(-1)~17.53kg·hm~(-2)·mm~(-1),其中T2处理比T1、T3分别提高17.19%、9.12%和13.98%、15.18%;0-200cm土层水分利用效率,T2处理比T1、T3分别提高21.42%、16.63%和18.02%、23.08%。 不同处理的总耗水量主要集中在0-100cm土层,约占总耗水量的93.46%,100-200cm仅占总耗水量的6.54%。 3等量灌溉水不同配置对光合性能及氮素积累与运转的影响 等量灌溉水的不同配置对不同茎生叶片叶绿素含量,旗叶光合速率和荧光参数,旗叶和倒二叶抗氧化酶活性均产生影响。T1处理可导致倒二叶和倒三叶生育后期叶绿素含量迅速下降;增加灌水次数,可延长叶片功能期,延缓植株早衰,以T2处理优势最明显。旗叶光合速率的变化总趋势也以T2最高,但T1和T3因品种不同互有高低。灌水配置对不同时期荧光参数的影响微弱;对SOD、POD和CAT酶活性的影响与光合速率趋势基本相同。 增加灌水次数有利于济麦20开花期之前单茎的氮素积累,但成熟期籽粒氮素积累量和转移率均表现为T1>T2>T3,转移量和对籽粒的贡献率均表现为T3>T2>T1。鲁麦21开花期营养器官中氮素积累量表现为T2>T3>T1,转移量T2>T1>T3,转移率T1>T2>T3,对籽粒的贡献率表现为T2>T3>T1。 4施氮方式和灌溉水配置对产量的影响 在总灌水量相同的前提下,采用起身、挑旗和灌浆初期三次灌溉,配以底追各50%的施氮方式,经济产量、生物产量和总吸氮量最高。在氮肥施用量相等的前提条件下,总灌水量增加13.9%且有深层地下水补给的露天管栽,经济和生物产量分别比无地下水补给的旱棚控制管栽提高179.38%和138.43%。 5施氮方式和灌溉水配置对氮素吸收利用效率的影响 成熟期小麦植株吸收不同氮源的比例,露天条件下不同处理NDFF为28.24%~31.77%,NDFS为66.90%-71.76%;旱棚控制条件下,NDFF为35.43%-38.84%,NDFS为61.16%-64.36%。不同水氮配置六个处理的氮素利用率平均值,在露天和旱棚控制两种栽培条件分别为54.71%、38.27%,残留率平均值分别为32.23%、29.48%,损失率平均值分别为13.06%、32.25%。露天栽培条件下氮素利用率高42.96%,损失率降低59.50%。相同栽培条件下,底追各50%处理比全部基施处理的氮素利用率分别提高了11.71%和10.06%,而损失率分别降低了18.59%和18.81%。不同水分配置以三次灌溉的氮素利用率最高,露天栽培时分别比两次和四次提高10.75%和38.43%,旱棚控制栽培分别提高19.74%和37.44%,而残留和损失率低于其它两个处理。 等量灌溉水分三次灌溉加底追各50%的施氮方式有利于氮素利用率的提高和肥料损失率的降低。……   
[关键词]:冬小麦;土壤含水量;等量水氮;配置方式;光合性能;产量品质;水氮效率
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:山东农业大学2010年
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