氮硫互作對(duì)小麥產(chǎn)量和氮硫利用效率的影響及其生理基礎(chǔ).pdf

1、試驗(yàn)于2009-2011小麥生長(zhǎng)季在山東農(nóng)業(yè)大學(xué)溫室和試驗(yàn)農(nóng)場(chǎng)進(jìn)行。選用煙農(nóng)19、魯麥21、淄麥12、豫麥34、汶農(nóng)6號(hào)共5個(gè)小麥品種，通過(guò)水培試驗(yàn)和田間試驗(yàn)，研究了氮硫互作對(duì)小麥產(chǎn)量形成和氮、硫利用效率的影響及其生理基礎(chǔ)。
　　 1.氮硫互作對(duì)冬小麥幼苗生長(zhǎng)及氮、硫吸收利用的影響
　　 本試驗(yàn)在水培條件下，以魯麥21、煙農(nóng)19、豫麥34和淄麥12共4個(gè)小麥品種為試驗(yàn)材料，設(shè)2個(gè)供氮水平，分別為4mmol·L-1(N4)

2、、8mmol·L-1(N8)，三個(gè)供硫水平，分別為0.15mmol·L-1(S0.15)、0.60mmol·L-1(S0.60)、2.40mmol·L-1(S2.40)，共計(jì)6個(gè)氮硫組合，采用完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，研究表明，同一供氮水平下，在0.15mmol·L-1～2.40mmol·L-1供硫水平范圍內(nèi)，小麥幼苗根系活力隨供硫水平的提高而顯著下降。在4mmol·L-1供氮水平下提高供硫水平，小麥幼苗地上部植株含硫量和含氮量均增加，葉片光合

3、速率提高，促進(jìn)了葉片和次生根的發(fā)育，增加了地上部和根部干物質(zhì)積累量，但硫素利用效率和氮素利用效率降低。在8mmol·L-1供氮水平下，隨供硫水平提高，小麥幼苗地上部含硫量增加，含氮量無(wú)顯著變化；供硫水平過(guò)高則導(dǎo)致幼苗葉片光合同化能力降低，對(duì)幼苗發(fā)育、地上部和根部干物質(zhì)及氮硫素積累不利，氮硫利用效率降低。在0.15mmol·L-1供硫水平下提高供氮水平有利于增加小麥地上部和根部含氮量，在2.40mmol·L-1供硫水平下提高供氮水平對(duì)小麥

4、地上部和根部含氮量無(wú)顯著影響。說(shuō)明在一定的氮硫供應(yīng)水平下，氮素和硫素之間存在互促效應(yīng)；供應(yīng)水平過(guò)高，則相互抑制，不利于小麥對(duì)氮硫素的吸收和利用。不同品種對(duì)氮硫供應(yīng)水平的反應(yīng)不同。與魯麥21和煙農(nóng)19相比，在4mmol·L-1供氮水平下，較高的供硫水平更有利于豫麥34和淄麥12各器官硫素和氮素的積累；在8mmol·L-1供氮水平下，豫麥34和淄麥12對(duì)過(guò)高供硫水平的耐受能力較強(qiáng)。
　　 2.氮硫互作對(duì)小麥氮、硫代謝和籽粒產(chǎn)量形成及

5、氮硫利用效率的影響
　　 2009～2010和2010～2011年小麥生長(zhǎng)季，在田間條件下，以煙農(nóng)19和汶農(nóng)6號(hào)小麥品種為供試材料，采用裂區(qū)試驗(yàn)設(shè)計(jì)，以小麥品種為主區(qū)，施氮水平為副主區(qū)，施硫量為副區(qū)。2009～2010小麥生長(zhǎng)季，設(shè)兩個(gè)施氮水平，分別施純氮0kg·hm-2(N0)和240kg·hm-2(N240)，兩個(gè)施硫量，分別施純硫0kg·hm-2(S0)和60kg·hm-2(S60)；2010～2011小麥生長(zhǎng)季，設(shè)三個(gè)施

6、氮水平，分別施純氮0kg·hm-2(N0)、120kg·hm-2(N120)和240kg·hm-2(N240)，四個(gè)施硫量，分別施硫0kg·hm-2(S0)、20kg·hm-2(S20)、40kg·hm-2(S40)和60kg·hm-2(S60)，研究結(jié)果如下：
　　 2.1不同供氮水平下施硫?qū)π←湹卮x的影響
　　 在N0水平下，隨施硫量增加，煙農(nóng)19和汶農(nóng)6號(hào)小麥旗葉硝酸還原酶(NR)活性先升高后降低，S40處理最

7、高，兩品種旗葉蛋白水解酶活性和游離氨基酸含量提高，開(kāi)花期和成熟期營(yíng)養(yǎng)器官、籽粒氮素積累量增加，開(kāi)花前營(yíng)養(yǎng)器官貯藏氮素向籽粒的轉(zhuǎn)移量和轉(zhuǎn)移率提高。在N120和N240水平下，隨施硫量增加，煙農(nóng)19小麥旗葉NR和蛋白水解酶活性、旗葉游離氨基酸含量先升高后降低，開(kāi)花期和成熟期營(yíng)養(yǎng)器官、籽粒氮素積累量、開(kāi)花前營(yíng)養(yǎng)器官貯藏氮素向籽粒的轉(zhuǎn)移量和轉(zhuǎn)移率先增加后降低；汶農(nóng)6號(hào)小麥旗葉NR活性在開(kāi)花后7天和14天隨施硫量增加先升高后降低，在開(kāi)花后21天和

8、28天隨施硫量增加而升高，隨施硫量增加，汶農(nóng)6號(hào)小麥旗葉蛋白水解酶活性升高，游離氨基酸含量增加，開(kāi)花期和成熟期營(yíng)養(yǎng)器官、籽粒氮素積累量增加，開(kāi)花前貯藏氮素向籽粒中的轉(zhuǎn)移量和轉(zhuǎn)移率提高。說(shuō)明低供氮水平下，在0～60kg·hm-2范圍內(nèi)，施硫可提高煙農(nóng)19和汶農(nóng)6號(hào)氮素同化能力，促進(jìn)旗葉蛋白質(zhì)降解，有利于各器官氮素的積累和向籽粒中的分配；中、高供氮水平下，適量施硫有利于兩品種氮素同化積累和向籽粒中的分配，施硫量增至60kg·hm-2，對(duì)煙農(nóng)

9、19氮素代謝不利，但對(duì)汶農(nóng)6號(hào)仍有促進(jìn)作用。
　　 2.2不同供氨水平下施硫?qū)π←溋蛩卮x的影響
　　 同一供氮水平下，施硫60kg·hm-2顯著降低煙19小麥開(kāi)花后各時(shí)期旗葉O-乙酰絲氨酸硫裂解酶(OASS)和絲氨酸乙酰轉(zhuǎn)移酶(SAT)活性，降低汶農(nóng)6號(hào)開(kāi)花后0天、5天和15天旗葉OASS和SAT活性，顯著提高開(kāi)花后25天旗葉OASS和SAT活性。低供氮水平下，在0～60kg·hm-2范圍內(nèi)，施硫可提高煙農(nóng)19和汶農(nóng)6

10、號(hào)地上部各器官硫素積累量、開(kāi)花后硫素吸收量、開(kāi)花前營(yíng)養(yǎng)器官貯藏硫素向籽粒的轉(zhuǎn)移量和轉(zhuǎn)移率；中、高供氮水平下，適量施硫有利于煙農(nóng)19和汶農(nóng)6號(hào)小麥硫素的積累和開(kāi)花前營(yíng)養(yǎng)器官貯藏硫素向籽粒的轉(zhuǎn)移，施硫量增至60kg·hm-2，不利于煙農(nóng)19小麥硫素的同化和營(yíng)養(yǎng)器官硫素向籽粒中的分配，但對(duì)汶農(nóng)6號(hào)硫素代謝有促進(jìn)作用。
　　 2.3不同供氮水平下施硫?qū)π←溗ダ咸匦缘挠绊?br>　　 N0水平下，隨施硫量增加，煙農(nóng)19和汶農(nóng)6號(hào)小麥旗葉

11、超氧化物歧化酶(SOD)活性提高，旗葉可溶性蛋白含量增加，旗葉MDA含量降低。N120水平下，隨施硫量增加，煙農(nóng)19小麥旗葉SOD活性、可溶性蛋白質(zhì)含量先提高后降低，S20處理最高，但旗葉MDA含量先降低后增加；隨施硫量增加，汶農(nóng)6號(hào)小麥旗葉SOD活性提高，可溶性蛋白質(zhì)含量增加，旗葉MDA含量顯著降低。N240水平下，隨施硫量增加，煙農(nóng)19小麥旗葉SOD活性和可溶性蛋白質(zhì)含量先提高后降低，旗葉MDA含量先降低后增加；汶農(nóng)6號(hào)小麥旗葉SO

12、D活性和可溶性蛋白質(zhì)含量提高，旗葉MDA含量呈降低趨勢(shì)，但在開(kāi)花14后，S20、S40和S60處理間無(wú)顯著差異。說(shuō)明在低供氮水平下，0～60kg·hm-2范圍內(nèi)，施硫可提高煙農(nóng)19和汶農(nóng)6號(hào)小麥旗葉SOD活性和可溶性蛋白質(zhì)含量，降低旗葉MDA含量，延緩旗葉衰老；中、高供氮水平下，適量施硫有利于延緩兩品種旗葉衰老，但施硫量超過(guò)20kg·hm-2對(duì)煙農(nóng)19小麥無(wú)益。
　　 2.4不同供氨水平下施硫?qū)π←湽夂咸即x的影響
　　

13、 N0水平下，煙農(nóng)19和汶農(nóng)6號(hào)小麥旗葉光合速率在開(kāi)花后0天、7天和14天隨施硫量增加先升高后降低，在開(kāi)花后21天和28天隨施硫量的增加而提高；隨施硫量增加，兩品種旗葉磷酸蔗糖合成酶(SPS)活性提高，開(kāi)花后干物質(zhì)積累量及其對(duì)籽粒的貢獻(xiàn)率提高。N120水平下，隨施硫量增加，煙農(nóng)19旗葉光合速率、SPS活性、開(kāi)花后干物質(zhì)積累量及其對(duì)籽粒的貢獻(xiàn)率先提高后降低，以S20處理較高，汶農(nóng)6號(hào)旗葉光合速率、SPS活性、開(kāi)花后干物質(zhì)積累量及其對(duì)籽粒的

14、貢獻(xiàn)率提高。N240水平下，煙農(nóng)19在開(kāi)花后0天和7天的旗葉光合速率隨施硫量增加先升高后降低，開(kāi)花后14天、21天和28天的旗葉光合速率隨施硫量增加而降低；隨施硫量增加，煙農(nóng)19旗葉SPS活性和蔗糖含量降低，開(kāi)花后干物質(zhì)積累量及其對(duì)籽粒的貢獻(xiàn)率先增加后降低；隨施硫量增加，汶農(nóng)6號(hào)整個(gè)灌漿階段旗葉光合速率、SPS活性、蔗糖含量提高，開(kāi)花后干物質(zhì)積累量及其對(duì)籽粒的貢獻(xiàn)率增加，但S40與S60處理之間差異不顯著。說(shuō)明低供氮水平下，在0～60k

15、g·hm-2范圍內(nèi)，施硫可提高煙農(nóng)19和汶農(nóng)6號(hào)小麥旗葉光合碳同化和蔗糖合成能力，增加開(kāi)花后干物質(zhì)積累量及其對(duì)籽粒的貢獻(xiàn)率；在中供氮水平，適量施硫有利于兩品種光合碳同化和干物質(zhì)積累，但施硫量超過(guò)20kg·hm-2對(duì)煙農(nóng)19光合碳代謝不利；在高供氮水平下，施硫量增至60kg·hm-2對(duì)煙農(nóng)19和汶農(nóng)6號(hào)光合碳同化和干物質(zhì)積累均無(wú)益。
　　 2.5不同供氮水平下施硫?qū)π←溩蚜．a(chǎn)量和氮、硫素利用效率的影響
　　 品種間比較，汶

16、農(nóng)6號(hào)氮素利用效率和硫素利用效率均顯著高于煙農(nóng)19。N0水平下，隨施硫量增加，煙農(nóng)19和汶農(nóng)6號(hào)籽粒產(chǎn)量提高，但硫素利用效率降低；煙農(nóng)19氮素利用效率先提高后降低，以S20處理最高，汶農(nóng)6號(hào)氮素利用效率降低。N120和N240水平下，隨施硫量增加，煙農(nóng)19籽粒產(chǎn)量先提高后降低，以S20處理最高，汶農(nóng)6號(hào)籽粒產(chǎn)量提高；煙農(nóng)19氮、硫素利用效率均呈先降后升趨勢(shì)，汶農(nóng)6號(hào)氮、硫素利用效率顯著降低。說(shuō)明汶農(nóng)6號(hào)氮素利用效率和硫素利用效率均較高，

17、較高的供氮和供硫水平有利于其產(chǎn)量的增加；煙農(nóng)19氮素利用效率和硫素利用效率相對(duì)較低，在中、高供氮水平下，施硫量超過(guò)20kg·hm-2會(huì)導(dǎo)致其產(chǎn)量降低。
　　 2.6不同供氨水平下施硫?qū)π←溩蚜Ｆ焚|(zhì)的影響
　　 N0水平下，隨施硫量增加，煙農(nóng)19和汶農(nóng)6號(hào)小麥籽粒蛋白質(zhì)含量和積累量增加；N120和N240水平下，隨施硫量增加，煙農(nóng)19小麥籽粒蛋白質(zhì)含量和積累量先增加后降低，以N120S40處理最高，汶農(nóng)6號(hào)籽粒蛋白質(zhì)含量和