氮肥对宽幅条播小麦产量、品质形成的影响

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为明确山西省晋南地区冬小麦最佳播种技术及其所适宜的施氮水平,本试验于2107—2018年在运城市闻喜县小麦试验基地开展大田试验,在宽幅条播(WWS)和常规条播(DS)2种播种技术下,设0 kg·hm-2、90 kg·hm-2、180 kg·hm-2、210 kg·hm-2、240 kg·hm-2、270 kg·hm-2、300 kg·hm-2共7个氮肥水平,在分析播种方式配施氮肥对产量形成的基础上,着重探索优良播种技术即宽幅条播下,氮肥对水分、群体质量、旗叶光合特性、氮代谢和籽粒品质的调控效应。主要结果:(1)宽幅条播较常规条播,穗数和产量显著增加,穗粒数也增加但差异不显著。随施氮量增加,产量及其构成要素均呈现先升高后降低的趋势。宽幅条播和常规条播,产量及其三要素分别以240 kg·hm-2、210 kg·hm-2最高,因此,宽幅条播配施240 kg·hm-2,常规条播配施210 kg·hm-2实现产量的提高。(2)宽幅条播小麦配施240 kg·hm-2,降水和灌水耗水量所占比例较其他处理均表现最低,但土壤贮水耗水量及其所占比例最高,生育中期(拔节—开花)阶段耗水量增加,最终生育期总耗水量显著增加,同时,水分利用效率最高。(3)宽幅条播小麦配施240 kg·hm-2较其他施氮量处理在拔节期群体分蘖、叶面积指数和株高显著增加,各生育阶段干物质显著增加,促进成熟期各器官干物质量的显著提高,籽粒千粒重增加维持至灌浆后期,提高籽粒中期直至后期的灌浆速率,此外,相关性分析显示,宽幅条播生育期总耗水量与产量极显著正相关,主要是通过穗数的提高实现产量的提高。(4)宽幅条播小麦随着灌浆进程花后旗叶净光合速率、气孔导度和蒸腾速率逐渐提高,但旗叶胞间二氧化碳逐渐降低。增施氮肥显著提高了花后旗叶净光合速率,气孔导度和蒸腾速率显著降低花后旗叶胞间二氧化碳浓度,且宽幅条播小麦配施240 kg·hm-2效果最佳。此外,冬小麦花后旗叶光合特性与产量相关性显示,宽幅条播加强了灌浆后期旗叶净光合,降低灌浆后期的旗叶胞间二氧化碳浓度,增强了灌浆前期旗叶气孔导度,提高了灌浆期旗叶蒸腾速率,实现增产。(5)宽幅条播小麦配施240 kg·hm-2较其他施氮量处理成熟期各器官氮素积累量增加,在各生育时期植株氮素积累量和生育阶段植株氮素积累量均增加,生育前期氮素积累量比例提高,开花前氮素运转量和开花后氮素积累量显著提高,但氮素吸收效率、氮素利用效率和氮素生产效率均以90 kg·hm-2最高,300 kg·hm-2最低。此外,随生育进程推进,随施氮量的增加和土层增加,各施氮处理土壤硝态氮含量的差异逐渐变大,在成熟期处理间差异性可达160cm,可见,过量施用氮肥不利于小麦对氮素的吸收甚至造成硝态氮淋溶。(6)增加施氮量,可溶性糖含量、蔗糖含量和淀粉含量随之变大,但当达到阈值,增长幅度减小,其中,可溶性糖中后期的积累加强,蔗糖含量和淀粉含量花后各时期均提高;各蛋白组分含量增加,清蛋白和球蛋白含量分别以240 kg·hm-2、270 kg·hm-2最高,醇溶蛋白和麦谷蛋白含量均以300 kg·hm-2最高,谷醇比以240 kg·hm-2最高;蛋白质含量300 kg·hm-2、240 kg·hm-2、蛋白质产量240 kg·hm-2较其他施氮量处理显著提高。动态变化显示,增施氮肥,花后各时期蛋白质含量增加,但增加到240 kg·hm-2调控效应开始减弱;清蛋白灌浆前期受氮肥调控较大,球蛋白在整个灌浆期均受调控较大,而醇溶蛋白和麦谷蛋白后期对氮肥反应较敏感;沉降值、降落值、形成时间、稳定时间、湿面筋和面筋指数提高,吸水率相对稳定。综上所述,在运城闻喜县小麦种植,采用宽幅条播方式,播前基施磷肥、钾肥,P2O5150 kg·hm-2,K2O 90 kg·hm-2,播量225 kg·hm-2,拔节期氮肥以基追比6:4进行施用,且灌水60mm条件下,配施氮肥240 kg·hm-2提高了对水分利用,优化了群体质量,增强花后旗叶光合能力,促进干物质量积累,所以获得高产;此外还提高了植株的氮代谢能力,且总体上有利于糖和蛋白质含量的提高,小麦品质得到改善。
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