小麥冠層氮-碳時空分布特征及與氮素利用效率的關(guān)系.pdf

1、小麥氮素的高效利用受遺傳因素、生態(tài)環(huán)境因素及栽培措施的共同調(diào)控。選用氮素高效利用基因型和合理的氮肥調(diào)控是目前提高小麥氮素利用效率的有效途徑。因此深入研究小麥植株體內(nèi)氮素利用的生理機制，對提高小麥氮素的利用效率具有重要意義。本研究在大田條件下，以寧麥9號，揚麥10，淮麥20和徐麥26為材料，研究了不同施氮水平下小麥葉片碳氮的時空分布特征及與氮素利用效率的關(guān)系。 1.明確了不同施氮水平對冬小麥籽粒產(chǎn)量、品質(zhì)和氮素利用效率的影響。結(jié)果

2、顯示，提高施氮水平增加了不同品種籽粒產(chǎn)量、蛋白質(zhì)和面筋含量，降低了淀粉含量，過量施氮則會降低產(chǎn)量。氮素吸收效率隨施氮水平提高呈現(xiàn)先升后降的趨勢，而氮素干物質(zhì)效率、氮素產(chǎn)量效率和氮素農(nóng)學(xué)效率則隨施氮量的增加而降低。產(chǎn)量、蛋白質(zhì)及干濕面筋含量與氮素干物質(zhì)效率和產(chǎn)量效率都呈負(fù)相關(guān)，淀粉則相反。據(jù)不同品種NUE對氮肥的響應(yīng)差異將供試品種分為4個類型：低效低響應(yīng)型(寧麥9號)，低效高響應(yīng)型(淮麥20)，高效低響應(yīng)型(揚麥10)，高效高響應(yīng)型(徐麥

3、26)。 2.闡明了冬小麥不同生育時期冠層葉片氮素和碳素及碳氮比的時空分布特征及與植株氮含量和氮素利用效率的關(guān)系。結(jié)果表明，葉片氮含量在不同葉位間的分布都呈現(xiàn)頂1>頂2>頂3>頂4的趨勢?？扇苄钥偺呛侩S葉位的降低而升高，頂4葉有所降低，碳氮比則隨葉位的降低而升高。隨施氮水平的提高寧麥9號頂4葉氮含量與上3葉的差值增大。從時間變化看，不同葉位葉片氮含量在施氮處理下以藥隔期最高，之后隨生育進程而下降?？扇苄钥偺浅尸F(xiàn)下降的趨勢，開花

4、期有所上升。相關(guān)分析表明，不同生育時期葉片氮含量與植株氮含量大都呈顯著或極顯著正相關(guān)。拔節(jié)期頂4葉與頂1、頂2葉氮含量的差值(LND<,4-1、>LND<,4-2>)與植株氮含量的相關(guān)性最佳?？扇苄钥偺呛考疤嫉扰c植株氮含量都呈顯著負(fù)相關(guān)。藥隔期至開花期頂1葉和頂2葉氮含量與氮素干物質(zhì)效率和氮素農(nóng)學(xué)效率呈極顯著負(fù)相關(guān)。 3.研究了不同施氮水平對植株不同形態(tài)氮素的影響及與氮素利用效率的關(guān)系。結(jié)果表明，葉片蛋白氮和非蛋白氮含量隨葉

5、位降低而降低。游離氨基酸含量拔節(jié)期隨葉位降低而增加，頂4葉有所降低，孕穗期至灌漿期則是隨葉位而降低。葉綠素含量隨葉位降低而降低。總氮及蛋白氮含量開花期和灌漿期與其余各形態(tài)氮都呈極顯著正相關(guān)。相關(guān)分析表明，各葉片不同形態(tài)氮素含量與氮素干物質(zhì)效率、氮素產(chǎn)量效率、農(nóng)學(xué)效率和吸收效率呈負(fù)相關(guān)。各時期頂2葉游離氨基酸含量和葉綠素含量與氮素產(chǎn)量效率和農(nóng)學(xué)效率達(dá)極顯著負(fù)相關(guān)。頂1葉蛋白氮/非蛋白氮與氮素干物質(zhì)效率、產(chǎn)量效率和農(nóng)學(xué)效率呈顯著正相關(guān)，頂2

6、葉則呈顯著負(fù)相關(guān)。 4.揭示了不同施氮水平下不同類型小麥碳、氮代謝的變化特性及其與氮素利用效率的關(guān)系。結(jié)果表明，2品種旗葉光合速率、氣孔導(dǎo)度和胞間CO<,2>濃度都在開花期達(dá)最大值，且都隨施氮水平的提高而增加，過高施氮有所降低。葉片GS和GPT活性呈現(xiàn)頂1葉<頂2葉<頂3葉<頂4葉的趨勢，品種間略有差異，且都隨施氮水平的提高而增加。提高施氮水平能增加小麥各營養(yǎng)器官的碳、氮轉(zhuǎn)運量、轉(zhuǎn)運率和對籽粒貢獻率，過高施氮則有所降低。相關(guān)分析

7、表明，頂1葉GS和GPT酶活性與氮素吸收效率呈顯著負(fù)相關(guān)。葉片氮素和干物質(zhì)轉(zhuǎn)運量與氮素干物質(zhì)效率達(dá)極顯著負(fù)相關(guān)。 5.研究了冬小麥不同生育時期冠層葉片葉色分布特征及其與營養(yǎng)診斷的關(guān)系。結(jié)果表明，葉片葉色(SPAD值)都隨葉位降低而降低，開花期以前頂2葉略高于頂1葉。各葉片SPAD值都隨植株氮含量的提高而增加，其中頂4葉增幅最大，頂1葉變化最穩(wěn)定。相關(guān)分析表明，各葉片葉色與植株氮含量除拔節(jié)期和孕穗期的頂1葉外，都呈顯著或極顯著正相