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不同栽培管理模式对冬小麦碳氮代谢及产量的影响

作　者: 韩磊
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: 冬小麦栽培管理模式碳氮代谢氮肥利用效率产量
分类号: S512.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

为小麦高产稳产及高效栽培提供理论依据和技术途径,于2008-2010连续两年在河南省温县祥云镇大田高产条件下研究了不同栽培管理模式对小麦生长、碳氮代谢及产量的影响。本试验以平安8号为种植材料,测定了不同栽培管理模式下冬小麦群体动态、干物质积累、花后光合特性、碳氮代谢、氮肥利用效率及籽粒产量,明确了不同栽培管理模式对小麦碳氮代谢及产量的调控效应。主要试验结果如下:1、通过测定不同栽培管理模式下冬小麦茎蘖消长动态发现,不同栽培管理模式条件下冬小麦群体数量动态变化趋势基本一致,两年度均于起身-拔节期达到高峰,之后逐渐下降。2008-2009年度拔节期之前以农民种植习惯(CK)处理群体最大,之后以优化管理上调(A3)处理和优化管理(A2)处理的群体数量较高;2009-2010年度在整个生育期群体均以CK处理最高,其次为优化管理下调(A1)处理。干物质积累的测定结果表明,不同栽培管理模式下干物质积累随生育时期推进逐渐增加,成熟期达最大值,两年度变化趋势一致。越冬-拔节期干物质积累量以CK处理最高,开花期之后则以A3处理最高,其次为A2处理,两年度试验结果相同。2、不同栽培管理模式下冬小麦花后叶绿素含量变化趋势一致,均于花后7d达到最大值,之后下降,两年度表现相同。2008-2009年度叶绿素含量在花后0-21d以A3处理最高,之后则以A2处理最大;2009-2010年度叶绿素含量在整个灌浆期均以A2和A3处理较高,两处理间差异较小。两个试验年度叶片光合速率均随灌浆进程推进逐渐下降,不同栽培管理模式表现相同。2008-2009年度光合速率在开花期和花后28d均以A2处理最高,花后7-21d以A3处理最大;2009-2010年度光合速率在花后0-21d以A3处理最高,之后A2处理最大。3、两年度不同栽培管理模式下旗叶蔗糖和可溶性糖含量均呈现先增加后降低的变化趋势。2008-2009年度叶片蔗糖含量在花后14d前以A2处理最高,花后14d之后A3处理最高;旗叶可溶性糖含量在开花期和花后7d均表现A2处理最高,花后14-35d以A3处理最大。2009-2010年度叶片蔗糖含量在整个灌浆期均以A3处理最高,其次为A2处理,CK处理最低。叶片可溶性糖含量在花后14d前CK处理最高,其次为A3处理,花后14d之后A3处理最高,其次为A2处理。不同栽培管理模式籽粒蔗糖和可溶性糖含量随灌浆进程均呈下降趋势,两年度表现趋势相同。籽粒蔗糖含量在整个灌浆期均以A2和A3处理较高,两处理间差异较小,CK处理最低,两年度表现一致。籽粒可溶性糖含量在处理间差异与蔗糖含量相同。两年度不同栽培管理模式旗叶SPS和SS酶活性均呈先升后降的变化趋势。在整个灌浆期处理间差异均以A2和A3处理较高,两处理间差异较小,CK处理较低,两年度表现一致。以上结果表明,优化管理在灌浆盛期能够维持较高的碳同化酶活性,可有效提高叶源和籽粒的蔗糖和可溶性糖含量,进而为籽粒淀粉合成提供充足的物质供应。4、两年度不同栽培管理模式冬小麦旗叶的NR和GS活性均呈下降趋势。叶片NR活性在处理间差异以A2和A3处理较高,两处理间差异较小;GS活性则以A3处理最高,其次为A2处理,两年度下所有测定时期均如此。表明出优化管理处理能够维持较高的NR和GS活性,促进植株氮素吸收和积累。两个试验年度不同栽培管理模式下均随氮肥用量增加,氮素吸收效率下降。氮素吸收效率在处理间差异以A1处理最高,其次为CK;氮素当季利用率以A2和A3处理较高,两处理间差异较小,CK最低,两年度一致。氮素农学效率在处理间差异因年度而异,2008-2009年度表现为A1>A3>A2>CK,而2009-2010年度则相反。氮肥生产效率在处理间差异两年度一致,均表现为A1>CK>A2>A3;氮素生理效率和收获指数在处理间差异表现相同,但年度间存在差异,2008-2009年度表现为CK>A1>A2>A3,2009-2010年度则以A2处理最高,A3处理最低。5、两年度不同栽培管理模式条件下对冬小麦产量差异明显,且以优化栽培产量最高,单穗粒重和千粒重均表现为A3和A2处理最高,其次为A1处理,CK最低。2008-2009年度处理间穗数差异表现为A2>A3>A1>CK,而2009-2010年度则相反。两年度穗粒数均以A2和A3处理较高,CK处理最低。千粒重和产量表现相同趋势,两年度处理间差异均为A3>A2>A1>CK。A2和A3处理较CK处理的产量差异显著,而A2和A3间差异不显著。可见,A2和A3处理产量构成因素协调,产量较高,但综合产量和效益考虑,在与本试验生态和生产条件相似地区,以优化管理(A2)更具有推广应用价值。

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致谢 4-7摘要 7-91 文献综述 9-15 1.1 不同栽培管理技术调控对冬小麦光合特性的影响 9-10 1.2 不同栽培管理技术调控对冬小麦碳代谢的影响 10-11 1.3 不同栽培管理技术调控对冬小麦氮代谢的影响 11-13 1.4 不同栽培管理技术调控对冬小麦群体质量和产量的影响 13-152 引言 15-163 材料与方法 16-20 3.1 试验设计 16 3.2 测定项目与方法 16-19 3.2.1 群体茎蘖消长动态的测定 16-17 3.2.2 干物质积累的测定 17 3.2.3 光合特性的测定 17 3.2.3.1 叶绿素含量的测定 17 3.2.3.2 光合速率的测定 17 3.2.4 碳代谢及其关键酶的测定 17-18 3.2.4.1 蔗糖和可溶性糖含量的测定 17 3.2.4.2 植株含氮量测定 17-18 3.2.4.3 SS 和SPS 活性的测定 18 3.2.5 氮代谢及其关键酶的测定 18 3.2.5.1 硝酸还原酶活性的测定 18 3.2.5.2 谷氨酰胺合成酶活性的测定 18 3.2.6 产量和产量构成因素 18-19 3.3 数据处理分析 19-204 结果与分析 20-38 4.1 不同栽培管理模式对冬小麦群体质量的影响 20-21 4.1.1 不同栽培管理模式对冬小麦茎蘖消长动态的影响 20 4.1.2 不同栽培管理模式对冬小麦干物质积累动态的影响 20-21 4.2 不同栽培管理模式对冬小麦花后光合特性的影响 21-23 4.2.1 不同栽培管理模式对冬小麦花后旗叶叶绿素含量的影响 21-22 4.2.2 不同栽培管理模式对冬小麦花后旗叶光合速率的影响 22-23 4.3 不同栽培管理模式对冬小麦碳代谢的影响 23-29 4.3.1 不同栽培管理模式对冬小麦花后旗叶蔗糖含量的影响 23-24 4.3.2 不同栽培管理模式对冬小麦花后旗叶可溶性糖含量的影响 24-25 4.3.3 不同栽培管理模式对冬小麦籽粒中蔗糖含量的影响 25 4.3.4 不同栽培管理模式对冬小麦籽粒中可溶性糖含量的影响 25-26 4.3.5 不同栽培管理模式对冬小麦旗叶SPS 活性的影响 26-27 4.3.6 不同栽培管理模式对冬小麦旗叶SS 活性的影响 27 4.3.7 不同栽培管理模式对冬小麦成熟期各器官干物质积累与分配的影响 27-28 4.3.8 不同栽培管理模式对冬小麦花前营养器官贮藏干物质转运及对籽粒贡献的影响 28-29 4.4 不同栽培管理模式对冬小麦氮代谢的影响 29-34 4.4.1 不同栽培管理模式对冬小麦旗叶NR 酶活性的影响 29-30 4.4.2 不同栽培管理模式对冬小麦旗叶GS 酶活性的影响 30-31 4.4.3 不同栽培管理模式对冬小麦成熟期氮素在不同器官积累与分配的影响 31-32 4.4.4 不同栽培管理模式对冬小麦开花后营养器官氮素转运量及对籽粒贡献率的影响 32-33 4.4.5 不同栽培管理模式对冬小麦氮素利用率的影响 33-34 4.5 不同栽培管理模式对冬小麦碳氮比的影响 34-36 4.5.1 不同栽培管理模式对冬小麦不同生育时期植株碳氮比的影响 34-35 4.5.2 不同栽培管理模式对冬小麦成熟期不同器官碳氮比的影响 35-36 4.6 不同栽培管理模式对冬小麦产量及产量构成因素的影响 36-385 结语与讨论 38-42 5.1 不同栽培管理模式对冬小麦群体动态和干物质积累的影响 38 5.2 不同栽培管理模式对冬小麦花后叶绿素含量及光合特性的影响 38 5.3 不同栽培管理模式对冬小麦碳氮代谢的影响 38-40 5.4 不同栽培管理模式对冬小麦氮素利用效率的影响 40 5.5 不同栽培管理模式对冬小麦产量及产量构成因素的影响 40-42参考文献 42-51ABSTRACT 51-53

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