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施氮与灌水对冬小麦土壤水、氮运移及产量的影响

作　者: 李娜娜
导　师: 谢迎新
学　校: 河南农业大学
专　业: 作物栽培学与耕作学
关键词: 冬小麦施氮灌水耗水特性硝态氮物质积累产量
分类号: S512.11
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

本研究以冬小麦品种“平安8号”为材料，通过大田试验，系统研究了3个灌水处理（W0-全生育期不灌水，W1-灌拔节水，W2-灌拔节水和灌浆水）和4个施氮水平（0、180、240和300kgN/hm2）下土壤水分含量、耗水量、硝态氮含量和累积量、干物质的积累和转运、氮素的积累和分配及产量和淀粉含量的变化特点。研究结果可为区域实现小麦高产、高效的栽培提供理论依据和技术指导。主要结论如下：1、施氮和灌水与冬小麦土壤含水量、耗水特性的关系试验结果表明，播种至越冬期各处理40-60cm土壤含水量较低，返青期在20-40cm含量相对较高，但各层含水量均低于越冬期，拔节期各层次土壤含水量随深度的增加而增加，灌水处理略高于不灌水处理，开花期不灌水处理0-60cm土壤水分含量较低，灌1水处理0-40cm相对较低，但均高于不灌水处理，灌浆期灌水处理各层含水量高于不灌水处理，而灌2水处理0-60cm含水量明显高于灌1水处理，成熟期各层含水量随深度的增加而增加，灌水处理高于不灌水处理。对耗水量及不同水分来源的分析表明，随施氮量的增加，田间耗水量和土壤贮水消耗量先增加后降低，降水和灌水量占总耗水量的百分率呈降低趋势；随灌水的增加，田间耗水量和灌水所占百分比增加，降水和土壤贮水消耗百分率逐步下降。播种至拔节耗水量随施氮量的增加逐渐增加，随灌水次数的增加逐渐降低，各处理间日耗水量和耗水模系数差异不明显，拔节至灌浆期W0处理耗水量、日耗水量随施氮增加呈降低趋势，W1先增后降，W2处理下N1较高，灌浆至成熟耗水量、日耗水量、耗水模系数随施氮量的增加先升高后降低，随灌水次数的增加而增加。2、施氮和灌水对土壤硝态氮含量和累积的影响结果表明，各水、氮处理下氮肥施用均明显增加土壤硝态氮的累积量。各时期硝态氮含量和累积随施氮的增加而增加，均表现为N3处理累积量最高，（开花期W0处理下施氮处理间差异不明显）。越冬期硝态氮含量20-40cm较高，主要累积在20-40cm土层，返青期硝态氮含量在20-40cm和100-120cm土层含量较高，硝态氮主要累积在20-40cm和100-120cm土层。拔节期、开花期、灌浆期、成熟期不灌水处理硝态氮主要累积在0-60cm土层中；而灌水处理在拔节期0-60cm和120-160cm累积量较高，在开花期表层累积量略高，在灌浆期，灌2水处理下，表层硝态氮略高于灌1水，深层则明显高于灌1水，而灌1水处理硝态氮累积随土壤深度增加依次增大，且80-100cm土层灌水处理明显高于不灌水处理，在成熟期灌水处理80-100cm明显高于不灌水处理，灌2水处理表层0-40cm和100-160cm明显高于灌1水处理。3、施氮和灌水对冬小麦水、氮利用率的影响试验研究表明，在相同灌水处理下，随施氮量增加，水分利用率、降水利用率和灌水利用率（W1N3则略微下降）均逐渐升高，而氮肥农学效率和氮肥偏生产力则逐渐降低；等量施氮水平下，随灌水次数的增加，水分利用率、降水利用率和氮肥偏生产力增加，而灌水利用率则逐渐降低。4、施氮和灌水对冬小麦干物质及氮素的积累和分配的影响试验结果表明，在一定施氮量范围内，叶面积随施氮量的增加而逐渐增大，随灌水次数的增加，叶面积指数不断增大。干物质积累随生育进程的推进逐渐增大，并在灌浆期达最大值，且随施氮和灌水次数的增加而升高，N2、N3间差异不明显，灌2水处理干物质积累量最高。营养器官花前贮藏物质运转量随施氮和灌水的增加而增加，花前贮藏干物质随灌水的增加减小，花后随灌水的增加而增加，花后干物质输入籽粒量也随灌水的增加而增加。成熟期干物质在各器官中的积累和分配表现为：籽粒最大，茎、叶次之，穗轴+颖壳最小。成熟期地上部氮素的积累在不灌水处理下随施氮和灌水次数的增加而增加。籽粒中氮素的积累随施氮和灌水的增加而增加，氮素的转运量随施氮的增加而升高，转运率则施氮和灌水的增加而降低。花前贮藏氮素对籽粒的贡献率随灌水的增加逐渐减少，而花后贮藏氮素对籽粒的贡献率随灌水的增加逐渐增大。氮素在不同器官中的分配表现为：籽粒>茎>叶>穗轴+颖壳。5、施氮和灌水对冬小麦产量和籽粒淀粉含量的影响试验结果表明：在一定量施氮范围内，籽粒产量和成穗数随施氮量的增加而增加，穗粒数则降低，千粒重以N0处理较高，生物量则随施氮的增加逐渐上升。随灌水次数的增加，籽粒产量、成穗数、千粒重、生物量增加。籽粒灌浆速率自然降水处理前期快，结束早，灌浆高峰期出现在花后15d，灌1水处理灌浆高峰期在20d，灌2水处理灌浆在15-20d均保持较高。氮肥施用对籽粒淀粉含量影响不明显，直链淀粉含量随灌水次数的增加而降低；籽粒支链淀粉含量和总淀粉含量随灌水次数的增加而增加。

全文目录

致谢  4-7
摘要  7-9
1 文献综述  9-14
  1.1 氮肥的施用现状  9-11
    1.1.1 氮肥对硝态氮的影响  9-10
    1.1.2 氮肥对干物质积累和分配的影响  10
    1.1.3 氮肥对小麦产量的影响  10-11
  1.2 水分的重要作用  11-14
    1.2.1 水分对冬小麦耗水特性的影响  11-12
    1.2.2 水分对土壤硝态氮的影响  12
    1.2.3 水分对干物质积累和分配的影响  12
    1.2.4 土壤水分对小麦产量的影响  12-14
2 引言  14-15
3 材料与方法  15-17
  3.1 试验设计  15
  3.2 测定项目及方法  15-17
    3.2.1 土壤含水量和农田耗水量  15
    3.2.2 水分利用率和灌溉效率  15-16
    3.2.3 土壤硝态氮含量及累积量的测定  16
    3.2.4 碳、氮积累与运转的测定  16
    3.2.5 干物质积累量  16
    3.2.6 籽粒灌浆动态  16
    3.2.7 淀粉含量及组分的测定  16-17
    3.2.8 小麦产量及产量构成因素  17
  3.3 数据处理与分析  17
4 结果与分析  17-42
  4.1 施氮和灌水对冬小麦耗水特性的影响  17-23
    4.1.1 冬小麦生育前期 0-160cm 土壤含水量  17-18
    4.1.2 冬小麦开花期和灌浆期 0-160cm 土壤含水量  18-20
    4.1.3 冬小麦成熟期 0-160cm 土壤含水量  20
    4.1.4 田间耗水量和不同来源水分占总耗水量百分率  20-21
    4.1.5 小麦阶段耗水量、耗水模系数和日耗水量  21-22
    4.1.6 对耗水量及水、氮利用效率的影响  22-23
  4.2 对冬小麦硝态氮含量和累积的影响  23-29
    4.2.1 冬小麦生育前期 0-160cm 硝态氮含量和累积量  23-25
    4.2.2 冬小麦开花期硝态氮累积  25-27
    4.2.3 冬小麦灌浆期硝态氮累积  27-28
    4.2.4 冬小麦成熟期硝态氮累积  28-29
  4.3 对施氮与灌水对冬小麦干物质积累及分配的影响  29-36
    4.3.1 对不同生育期叶面积和干物质积累的影响  29-31
      4.3.1.1 不同生育期叶面积  29-30
      4.3.1.2 不同生育期干物质积累  30-31
    4.3.2 冬小麦花后干物质积累和再分配  31-32
    4.3.3 冬小麦成熟期干物质积累及分配  32-33
    4.3.4 冬小麦成熟期地上部氮素积累量  33-34
    4.3.5 冬小麦花前贮藏氮素运转和花后同化量  34-35
    4.3.6 成熟期不同器官氮素积累及分配  35-36
  4.4 施氮和灌水对冬小麦产量和淀粉含量的影响  36-42
    4.4.1 冬小麦籽粒粒重形成的影响  36-38
      4.4.1.1 籽粒千粒重  36-37
      4.4.1.2 籽粒灌浆速率  37-38
    4.4.2 对冬小麦籽粒淀粉含量的影响  38-40
      4.4.2.1 冬小麦籽粒直链淀粉含量  38
      4.4.2.2 冬小麦籽粒支链淀粉含量  38-39
      4.4.2.3 冬小麦籽粒总淀粉含量  39
      4.4.2.4 冬小麦籽粒直/支比含量  39-40
    4.4.3 冬小麦产量及其构成因素  40-42
5 结论与讨论  42-47
  5.1 施氮和灌水对冬小麦耗水特性的影响  42-43
  5.2 施氮和灌水对冬小麦土壤硝态氮含量和累积量的影响  43-44
  5.3 施氮与灌水对冬小麦干物质积累及分配的影响  44-45
    5.3.1 施氮与灌水对冬小麦叶面积  44
    5.3.2 施氮与灌水对冬小麦干物质积累及分配  44-45
    5.3.3 施氮与灌水对冬小麦氮素积累及分配  45
  5.4 施氮和灌水对冬小麦产量及籽粒淀粉含量的影响  45-47
参考文献  47-54
ABSTRACT  54-56

施氮与灌水对冬小麦土壤水、氮运移及产量的影响

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