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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

作　者: 李慧
导　师: 田奇卓；王振林
学　校: 山东农业大学
专　业: 作物栽培学与耕作学
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
分类号: S512.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


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-117.11 kg·hm-2·mm-1和15.22kg·hm-2·mm-117.53kg·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。

全文目录


摘要  8-11
Abstract  11-15
1 引言  15-27
  1.1 研究的目的意义  15-16
  1.2 国内外研究进展  16-27
2 材料与方法  27-33
  2.1 不同土壤含水量与小麦产量和茎生叶光合性能关系试验  27-28
    2.1.1 试验材料与试验设计  27
    2.1.2 试验实施概况  27-28
    2.1.3 测定项目与方法  28
  2.2 等量灌溉水的不同配置与小麦产量、水分利用率及生理基础  28-31
    2.2.1 试验材料与试验设计  28
    2.2.2 试验的实施概况  28-29
    2.2.3 测定项目与方法  29-31
  2.3 等量灌溉水不同配置和施氮方式与产量及氮素利用率关系示踪试验  31-33
    2.3.1 试验材料与试验设计  31-32
    2.3.2 试验的实施概况  32
    2.3.3 测定项目与方法  32-33
  2.4 数据处理与统计方法  33
3 结果与分析  33-67
  3.1 不同土壤水分含量对小麦生长发育及产量的影响  33-42
    3.1.1 不同土壤水分含量对绿色面积构成的影响  33-34
    3.1.2 不同土壤水分含量对粒叶和粒源比的影响  34-35
    3.1.3 不同土壤水分含量对产量及其构成的影响  35-36
    3.1.4 土壤水分含量对不同茎生叶位叶片叶绿素含量的影响  36-38
    3.1.5 土壤水分含量对各茎生叶片光合速率的影响  38-39
    3.1.6 土壤水分含量对各茎生叶片荧光参数的影响  39-42
  3.2 等量灌溉水的不同配置对产量和水分利用率的影响及生理基础  42-61
    3.2.1 等量灌溉水的不同配置对生长发育的影响  42-45
      3.2.1.1 对群体发展动态的影响  42-43
      3.2.1.2 对干物质积累动态的影响  43-44
      3.2.1.3 单茎叶面积及叶面积指数变化动态  44-45
    3.2.2 等量灌溉水的不同配置对产量构成因素和品质的影响  45-52
      3.2.2.1 对产量及构成因素的影响  45-46
      3.2.2.2 对籽粒品质的影响  46-49
        3.2.2.2.1 对蛋白质、湿面筋含量及沉降值的影响  46-47
        3.2.2.2.2 对面团形成、稳定时间和面粉吸水率的影响  47-48
        3.2.2.2.3 对籽粒氨基酸组分的影响  48-49
      3.2.2.3 成熟期不同深度的土壤耗水量及水分利用效率  49-52
        3.2.2.3.1 对成熟期不同深度土壤含水量及耗水量的影响  49-51
        3.2.2.3.2 对水分利用效率的影响  51-52
    3.2.3 等量灌溉水的不同配置对光合性能的影响  52-57
      3.2.3.1 对旗叶光合速率变化动态的影响  52-53
      3.2.3.2 对旗叶荧光参数变化动态的影响  53-54
      3.2.3.3 对单茎氮素积累动态的影响  54
      3.2.3.4 对开花期单茎氮素转移率的影响  54-55
      3.2.3.5 不同茎生叶片叶绿素含量变化动态  55-56
      3.2.3.6 对植株可溶性总糖含量的影响  56-57
    3.2.4 等量灌溉水的不同配置对酶活性的影响  57-60
      3.2.4.1 对抗过氧化物酶的影响  57-59
        3.2.4.1.1 对SOD 活性的影响  57-58
        3.2.4.1.2 对过氧化物酶（POD）的影响  58-59
        3.2.4.1.3 对过氧化氢酶（CAT）的影响  59
      3.2.4.2 对膜脂过氧化产物丙二醛(MDA)的影响  59-60
    3.2.5 等量灌溉水的不同配置对冠层光截获的影响  60-61
  3.3 等量灌溉水不同配置和施氮方式对产量及氮素利用率的影响  61-67
    3.3.1 对产量及构成的影响  61-62
    3.3.2 对开花后叶面积变化动态的影响  62-63
    3.3.3 对肥料氮吸收分配及利用效率的影响  63-67
      3.3.3.1 对不同氮源吸收比率的影响  63-65
      3.3.3.2 对氮素利用、残留和损失率的影响  65-66
      3.3.3.3 对不同氮源在各器官中分配的影响  66-67
4 讨论与结论  67-72
  4.1 土壤水分含量与生长发育及产量的关系  67-68
    4.1.1 土壤水分含量与产量及粒源比  67
    4.1.2 土壤水分含量与不同茎生叶片光合性能的关系  67-68
  4.2 等量灌溉水的不同配置与生长发育及产量品质的关系  68-70
    4.2.1 灌溉水配置与产量品质的关系  68-69
    4.2.2 灌溉水配置与水分利用效率的关系  69-70
  4.3 等量灌溉水不同配置和施氮方式与产量及氮素利用效率的关系  70-72
    4.3.1 灌溉水配置和施氮方式与产量的关系  70-71
    4.3.2 灌溉水配置和施氮方式与肥料氮吸收分配及利用效率的关系  71-72
参考文献  72-80
致谢  80-81
攻读学位期间发表论文情况  81

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中图分类: > 农业科学 > 农作物 > 禾谷类作物 > 麦 > 小麦
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