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为提高水氮高效利用,在2-3年定位水氮处理基础上于2008-2009年在大田条件下研究定位水氮耦合对小麦玉米生理特性及产量影响。主要结果如下:1.玉米在全年灌1水条件下,随施氮量增加玉米叶片叶绿素含量呈上升趋势。在全年灌3水条件下,玉米叶片叶绿素含量呈抛物线变化趋势,以施氮480kg/hm~2时最高。相同施氮量灌水间差异不显著,两种灌水条件下,施氮处理间叶绿素含量差异不显著。小麦在1水条件下,增施氮素可提高叶片叶绿素含量。灌3水条件下,施氮480kg/hm~2时水氮互作效果较好,增灌小麦开花水可提高叶片叶绿素含量,延长小麦叶片功能期。最佳水氮耦合出现在全年灌3水施氮量480kg/hm~2。2.玉米叶片在相同施氮量下,灌玉米开花水降低玉米叶片SOD、POD活性。在1水条件下,以施氮480kg/hm~2时玉米叶片SOD、POD活性最高。在3水条件下,以施氮240kg/hm~2时SOD、POD活性最高,在土壤水分较多时,过多施氮量降低叶片SOD、POD活性。在相同施氮量下小麦叶片SOD、POD活性均表现出灌3水高于1水处理。两种灌水条件下,0-240kg/hm~2范围内随施氮量增加小麦叶片SOD、POD活性上升,施氮量240-600kg/hm~2范围内小麦叶片SOD、POD活性差异不显著。以灌3水施氮高于240kg/hm~2时耦合效应明显。3.玉米叶片Fv/Fm和ФPSII两个灌水处理间差异不显著,两个灌水处理均以施氮480kg/hm~2时玉米叶片Fv/Fm和ФPSII最高,显著高于不施氮处理Fv/Fm和ФPSII。小麦叶片光合速率在灌1水条件下,氮肥处理间差异不显著。灌3水条件下不施氮处理小麦叶片光合速率显著低于施氮处理,240kg/hm~2以上施氮处理间差异不显著。相同施氮下,灌开花水显著提高小麦叶片光合速率,以灌3水施氮高于240kg/hm~2时耦合效应明显。4.增灌玉米开花水降低施氮处理茎秆和籽粒全磷含量,提高不施氮处理茎秆、籽粒全磷含量,玉米在全年灌3水处理下不施氮处理茎秆、籽粒全磷含量最高。玉米灌1水处理下玉米籽粒全磷含量表现出氮肥处理间差异不显著,茎秆全磷含量表现出不施氮处理低于施氮处理。小麦茎秆、籽粒全磷含量不论在全年灌1水还是3水条件下,均表现出随施氮量增加呈下降趋势,施氮0-480kg/hm~2范围内随施氮量增加小麦茎秆、籽粒全磷含量降低趋势显著,相同施氮量下,灌水降低小麦茎秆全磷含量,对小麦籽粒全磷含量不显著。5.相同施氮量下,灌玉米开花水提高玉米茎秆氮含量,降低玉米籽粒氮含量。两个灌水处理下茎秆氮含量均随施氮量增加而提高。籽粒在1水条件下施氮600kg/hm~2全氮含量最高。3水条件下施氮240kg/hm~2全氮含量最高。小麦茎秆在灌1水处理表现出随施氮量增加而提高。在灌3水条件下,以施氮处理480kg/hm~2时最高。小麦籽粒含氮量在灌1水条件下施氮0-240kg/hm~2呈上升趋势,240kg/hm~2以上差异不显著。在灌3水条件下,籽粒氮含量表现出随施氮量的增加而提高。相同施氮量下,灌开花水降低籽粒全氮含量。6.相同施氮量下,灌水降低玉米小麦总吸氮量。同一灌水下,增施氮素可提高吸氮量,但施氮240kg/hm~2以上差异不显著。7.在同一施氮水平上,开花期灌水显著提高NRA、可溶性蛋白含量和产量。灌1水条件下,随施氮量的增加叶片NRA、可溶性蛋白含量呈线性增长,在水分较适宜的3水灌溉条件下,叶片NR活性、可溶性蛋白含量均呈抛物线趋势,NRA在全年施氮240kg/hm~2时最高、可溶性蛋白含量在施氮480kg/hm~2最高,增加施氮量呈下降趋势。8.籽粒灌浆过程可较好的用Logistic函数描述。玉米粒重随施氮量增加呈抛物线变化,灌开花水高施氮量处理条件下粒重下降。小麦粒重随施氮量增加呈下降趋势,灌开花水显著提高粒重。灌浆持续时间和平均灌浆速率与粒重呈正相关,但灌浆持续时间和平均灌浆速率呈极显著负相关(R =-0.9667**)。玉米产量以1水条件下施氮480kg/hm~2最高,小麦产量以3水条件下施氮480kg/hm~2最高。