不同氮素水平下施磷對小麥產(chǎn)量和品質(zhì)的影響及其生理基礎.pdf

1、試驗于2004-2005年在山東農(nóng)業(yè)大學試驗農(nóng)場進行，選用高產(chǎn)中筋小麥品種泰山23和優(yōu)質(zhì)強筋小麥品種濟麥20為試驗材料，采用田間試驗、土柱栽培和15N微區(qū)試驗相結(jié)合的方法，研究了低磷(田間試驗0-20cm土層土壤速效磷含量為11.6mg/kg，土柱栽培的土壤速效磷含量為8.2mg/kg)土壤上，在不同氮素水平下施磷對小麥衰老、碳氮代謝、0～140cm土層土壤硝態(tài)氮含量及產(chǎn)量和品質(zhì)的影響。主要結(jié)果如下： 1不同氮素水平下施磷對小麥

2、碳代謝及衰老的影響(土柱試驗) 1.1對小麥根系非結(jié)構(gòu)性碳水化合物含量變化的影響 N1水平下，施磷較P0增加了根系灌漿期及成熟期DP≥4果聚糖、可溶性總糖含量及灌漿期果糖、蔗糖含量，降低了灌漿中后期DP3果聚糖含量及成熟期果糖、蔗糖含量；N2水平下，施磷較P0降低了灌漿及成熟期根系可溶性總糖、DP≥4果聚糖、果糖、蔗糖含量及灌漿中后期DP3果聚糖含量。P3較P2增加了N1水平下灌漿期可溶性總糖含量及各氮素水平下灌漿期果糖

3、、DP3果聚糖含量，降低了N2條件下可溶性總糖、DP≥4果聚糖含量。 1.2對小麥倒二莖鞘中非結(jié)構(gòu)性碳水化合物含量的影響 120kg/hm2(N1)和240kg/hm2(N2)施氮水平下，在0～210kg/hm2施磷量范圍內(nèi)，小麥倒二莖鞘灌漿期DP3果聚糖、蔗糖、果糖及可溶性總糖含量隨施磷量的增加而降低，灌漿期DP≥4果聚糖含量則隨施磷量的增加而提高。施磷處理較P0降低了各氮素水平下成熟期各種糖分的含量。成熟期，相對于P

4、2，過量施磷對N2條件下DP≥4果聚糖含量和可溶性總糖含量及各氮素條件下DP3果聚糖、蔗糖、果糖含量無顯著影響。施磷促進了灌漿期小麥倒二莖鞘小分子可溶性糖向籽粒中的轉(zhuǎn)移，有利于籽粒干物質(zhì)的積累，提高產(chǎn)量。 1.3對小麥籽粒淀粉及淀粉組分含量的影響 各氮素水平下，施磷顯著提高開花后16天之前小麥籽粒直鏈淀粉、支鏈淀粉及總淀粉含量；P2在成熟期較P0和P3處理顯著降低了充足施氮(N2)條件下直鏈淀粉含量，并顯著增加了支鏈淀粉

5、含量；成熟期P3處理在各氮素水平下具有最高的直鏈淀粉含量及最低的支鏈淀粉含量。充足施氮(N2)條件下，P2較P0、P3有利于改善小麥的淀粉品質(zhì)，而P3較P2顯著降低了小麥淀粉品質(zhì)。 1.4對小麥根系衰老的影響各氮素水平下，施磷提高了0～100cm各土層根系活力、SOD活性，降低了開花至成熟期0～20cm、20～40cm土層根系MDA含量及灌漿后期40-100cm土層根系MDA含量。P3較P2僅增加了N2條件下20-40cm土層根

6、系活力，而對各氮素水平下0～20cm土層根系活力無顯著影響；P3較P2增加了灌漿后期0～20cm土層根系SOD活性，而降低了花后16天之后20～100cm各土層根系SOD活性；P3較P2對MDA含量無顯著影響。施磷延緩了根系衰老，但P3較P2對根系衰老的影響無顯著差異。 1.5對小麥旗葉衰老的影響 各氮素水平下，施磷降低了小麥灌漿前中期旗葉SOD活性及灌漿前期可溶性蛋白含量，提高了灌漿中后期旗葉SOD活性和可溶性蛋白含量

7、，施磷降低了各氮素條件下開花至成熟期旗葉MDA含量。P3較P2增加了灌漿中后期MDA含量并加速了灌漿后期可溶性蛋白質(zhì)的降解。缺磷土壤中適當施磷延緩了旗葉灌漿后期衰老，P3較P2不利于延緩旗葉衰老。 2不同氮素水平下施磷對小麥產(chǎn)量和品質(zhì)的影響及其生理基礎 2.1不同品種小麥產(chǎn)量和品質(zhì)形成的差異及其生理基礎 2.1.1不同品種倒二莖鞘非結(jié)構(gòu)性碳水化合物含量變化的差異 開花后21天之前，泰山23倒二莖鞘中蔗糖含

8、量及可溶性總糖含量顯著低于濟麥20，開花后28天之后高于濟麥20；除開花后28天外，泰山23DP≥4果聚糖及DP3果聚糖顯著高于濟麥20。 2.2.2不同品種籽粒淀粉含量的差異 開花后28天之前，泰山23籽粒支鏈淀粉含量及總淀粉含量顯著高于濟麥20，之后略低于濟麥20。除開花后21天外，其它時期泰山23直鏈淀粉含量均顯著高于濟麥20。 2.2.3不同品種籽粒蛋白質(zhì)含量的差異 開花后14天之前，泰山23籽粒

9、總蛋白質(zhì)含量低于濟麥20，之后高于濟麥20。開花后21天之后，兩品種醇溶蛋白含量無顯著差異，但濟麥20谷蛋白含量顯著高于泰山23，這是濟麥20品質(zhì)優(yōu)于泰山23的原因。 2.2.4不同品種產(chǎn)量和品質(zhì)的差異 泰山23的千粒重、公頃穗數(shù)、公頃產(chǎn)量及生物產(chǎn)量顯著高于濟麥20，但穗粒數(shù)顯著低于濟麥20。 濟麥20的面團形成時間和穩(wěn)定時間均顯著高于泰山23，而泰山23的濕面筋含量顯著高于濟麥20。 2.2不同氮素水平

10、下施磷對小麥產(chǎn)量和品質(zhì)的影響及其生理基礎(田間小區(qū)試驗) 2.2.1對土壤硝態(tài)氮含量變化的影響 在不同氮素水平下，施磷較P0處理降低了土壤硝態(tài)氮含量。施磷對土壤硝態(tài)氮含量影響的土層深度，因氮素運籌方式、施氮量、品種和生育時期而異。對于濟麥20，在NO和N1施氮量條件下，拔節(jié)期施肥前，施磷分別降低了20～140cm、0～140cm土層土壤硝態(tài)氮含量；拔節(jié)期施肥后，施磷分別降低了0～80cm、0～140cm土層土壤硝態(tài)氮含量

11、。N3條件下，拔節(jié)期施肥前，施磷降低了0～100cm土層土壤硝態(tài)氮含量；而拔節(jié)期施肥后施磷僅降低了0～40cm含量，40cm以下無顯著影響。對于泰山23，NO條件下，施磷的影響深度隨生育的進程而加深；拔節(jié)期施肥前施磷降低了0～80cm土層土壤硝態(tài)氮含量，而成熟期降低了0～140cm土層含量；N1及N3條件下，開花期之后施磷的影響深度亦隨生育的進程而加深，開花期施磷降低了0～60cm土層土壤硝態(tài)氮含量，成熟期降低了0～80cm土層含量。N

12、3條件下，P2較P3有利于降低兩個小麥品種0～40cm土層土壤硝態(tài)氮含量。 2.2.2對地上部氮素吸收與轉(zhuǎn)運的影響 不同氮素水平下，施磷較P0提高了小麥氮素積累量，增加了肥料氮的吸收量及其對籽粒氮素的貢獻率，促進灌漿期各營養(yǎng)器官中氮素向籽粒中轉(zhuǎn)運。NO條件下，P3較P1和P2提高了兩品種氮素積累量；N1、N2、N3條件下，過量施磷(P3)較P2，使中筋小麥泰山23成熟期植株氮素總積累量顯著下降，而對強筋小麥濟麥20降低不

13、顯著。各個氮素水平下，施磷能顯著提高泰山23成熟期植株氮素含量，而對濟麥20成熟期氮素含量無顯著影響；N1、N2、N3條件下，P3較P2降低了泰山23成熟期植株氮素含量，但不顯著。 2.2.3對小麥品質(zhì)的影響 P1和P2較P0提高各氮素水平下泰山23及N2、N3條件下濟麥20的濕面筋含量，延長面團形成時間和穩(wěn)定時間。各氮素水平下，P3較P1、P2降低了泰山23面團形成時間和濕面筋含量，縮短了強筋小麥濟麥20面團形成時間和

14、穩(wěn)定時間。兩個品種N3P1與N3P2均具有最高的面團形成時間及濕面筋含量，而N2P1與N2P2略低于N3P1與N3P2。 不同氮素水平下，適量施磷(P2)較P0及過量施磷(P3)提高了開花后28天及成熟期兩個品種籽粒醇溶蛋白、谷蛋白及總蛋白含量，并改善小麥淀粉品質(zhì)。成熟期兩個品種N3P2處理具有最高的醇溶蛋白、谷蛋白及總蛋白含量。 2.2.4對小麥產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響 各個氮素水平下，增施磷肥均顯著提高了小麥公

15、頃穗數(shù)、籽粒產(chǎn)量及生物產(chǎn)量。增加施磷量對各氮素水平下兩品種的粒重及穗粒數(shù)無顯著影響。P3較P2提高了N0、N1條件下泰山23穗數(shù)、籽粒產(chǎn)量和生物產(chǎn)量，而對N2、N3條件下泰山23及各氮素水平下濟麥20無顯著影響。 2.2.5對氮素養(yǎng)分利用率及氮磷農(nóng)學利用率的影響 在0～210kg/hm2施磷量范圍內(nèi)，兩個品種氮素養(yǎng)分利用效率在N0、N1條件下隨施磷量的增加而降低，而N2、N3條件下隨施磷量的增加先降低后升高。 相

16、對于空白處理N0P0，在0～105kg/hm2范圍內(nèi)增加施磷量，可以顯著提高各氮素水平下兩個品種氮肥農(nóng)學利用率。N2、N3條件下，兩品種P2與P3具有相同的氮素農(nóng)學利用率。 相對于空白處理N0P0，在N0條件下，泰山23磷肥農(nóng)學利用隨施磷量的增加而顯著增加，而濟麥20磷肥農(nóng)學利用隨施磷量的增加而顯著降低；施氮條件下，兩品種磷肥農(nóng)學利用率均隨施磷量的增加而顯著降低。綜上所述N2P2獲得較高的品質(zhì)及產(chǎn)量，是本試驗條件下優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、高