種植密度和氮肥水平互作對冬小麥產(chǎn)量和氮素利用率的調(diào)控效應(yīng)研究.pdf

1、于2011-2013兩年度小麥生長季在山東兗州新兗鎮(zhèn)楊莊村大田，以冬小麥多穗型品種濟(jì)麥22和大穗型品種泰農(nóng)18為供試材料，分別采用裂區(qū)設(shè)計(jì)，設(shè)置不同的氮肥水平(0、180和240kg/hm2)和種植密度（濟(jì)麥22為低密度120萬/hm2、中密度180萬/hm2和高密度240萬/hm2，泰農(nóng)18為低密度135萬/hm2、中密度270萬/hm2、高密度405萬/hm2)水平，氮肥水平為主因素，種植密度為副因素，結(jié)合15N微區(qū)試驗(yàn)，研究了種植

2、密度和氮肥水平互作對小麥籽粒產(chǎn)量和氮素利用效率的影響。研究結(jié)果如下:
　　1.種植密度和氮肥水平對小麥產(chǎn)量形成的影響
　　1.1.對小麥干物質(zhì)積累的影響
　　氮肥水平相同的條件下，隨種植密度增加，兩品種小麥成熟期干物質(zhì)積累量顯著增加;出苗-冬前、冬前-拔節(jié)和開花-成熟的這三個(gè)生育階段干物質(zhì)積累量顯著提高，出苗-冬前、冬前-拔節(jié)階段干物質(zhì)積累量占成熟期干物質(zhì)積累量的比例顯著提高，拔節(jié)-開花階段干物質(zhì)積累量占成熟期干物質(zhì)積

3、累量的比例顯著降低;種植密度相同的條件下，隨氮肥水平增加，小麥成熟期干物質(zhì)積累量顯著增加;出苗-冬前、冬前-拔節(jié)和開花-成熟各生育階段干物質(zhì)生產(chǎn)量均顯著增加，開花-成熟期干物質(zhì)積累量占成熟期干物質(zhì)積累量的比例顯著提高。
　　1.2.對小麥籽粒產(chǎn)量、生物產(chǎn)量和收獲指數(shù)的影響
　　種植密度和氮肥水平及其互作效應(yīng)對兩品種籽粒產(chǎn)量的影響均達(dá)顯著水平。在不施氮和施氮量為180kg/hm2的條件下，生物產(chǎn)量和籽粒產(chǎn)量隨種植密度增加而增加

4、，收獲指數(shù)無顯著差異，在施氮量為240kg/hm2的條件下，高密度處理生物產(chǎn)量顯著大于中密度處理，收獲指數(shù)顯著低于中密度處理，籽粒產(chǎn)量無顯著差異，高密度和中密度處理生物產(chǎn)量和籽粒產(chǎn)量均顯著大于低密度處理。施氮量為180kg/hm2的高密度處理籽粒產(chǎn)量與施氮量為240kg/hm2的高密度和中密度處理產(chǎn)量無顯著差異。
　　1.3.對小麥籽粒灌漿特性的影響
　　在不施氮條件下，隨種植密度增加，灌漿速率最大時(shí)出現(xiàn)時(shí)間、活躍生長期、漸

5、增期、快增期和緩增期均無顯著差異，灌漿速率最大時(shí)粒重，最大灌漿速率以及平均速率均呈降低的趨勢，成熟期粒重降低;在施氮量180 kg/hm2條件下，隨種植密度增加，除活躍生長期和漸增期無顯著差異外，灌漿速率最大時(shí)出現(xiàn)時(shí)間推遲、快增期和緩增期延長，灌漿速率最大時(shí)粒重，最大灌漿速率以及平均速率均呈降低的趨勢，成熟期粒重降低;在施氮量240kg/hm2條件下，隨種植密度增加，灌漿速率最大時(shí)出現(xiàn)時(shí)間推遲，活躍生長期、漸增期、快增期和緩增期均延長，

6、灌漿速率最大時(shí)粒重，最大灌漿速率以及平均速率均呈降低的趨勢，成熟期粒重降低。泰農(nóng)18的平均籽粒灌漿速率顯著低于濟(jì)麥22。
　　1.4.開花后營養(yǎng)器官千物質(zhì)向籽粒的轉(zhuǎn)運(yùn)及對籽粒的貢獻(xiàn)
　　在不施氮條件下，增加種植密度顯著提高花前營養(yǎng)器官干物質(zhì)貯藏再轉(zhuǎn)運(yùn)量和花后干物質(zhì)生產(chǎn)量，花前營養(yǎng)器官貯藏干物質(zhì)再轉(zhuǎn)運(yùn)率和對籽粒的貢獻(xiàn)率無顯著差異;施氮量180kg/hm2條件下，增加種植密度顯著提高花前營養(yǎng)器官干物質(zhì)貯藏再轉(zhuǎn)運(yùn)量和花后干物質(zhì)生產(chǎn)

7、量，花前營養(yǎng)器官干物質(zhì)貯藏再轉(zhuǎn)運(yùn)率降低;施氮量240kg/hm2條件下，隨種植密度增加，花后干物質(zhì)生產(chǎn)量和對籽粒的貢獻(xiàn)率顯著增加，花前營養(yǎng)器官干物質(zhì)貯藏再轉(zhuǎn)運(yùn)量表現(xiàn)先增加后降低的趨勢，花前營養(yǎng)器官干物質(zhì)貯藏再轉(zhuǎn)運(yùn)率和對籽粒的貢獻(xiàn)率降低。同一種植密度條件下，隨氮肥水平增加，花前營養(yǎng)器官干物質(zhì)貯藏再轉(zhuǎn)運(yùn)量、轉(zhuǎn)運(yùn)率以及對籽粒的貢獻(xiàn)率降低，花后干物質(zhì)生產(chǎn)量和對籽粒的貢獻(xiàn)率升高。
　　2.對小麥氮素吸收效率的影響
　　2.1.對小麥氮

8、素積累的影響
　　氮肥水平相同的條件下，隨種植密度增加，成熟期地上部氮素積累量增加;增加種植密度顯著提高了出苗-冬前、冬前-拔節(jié)和開花-成熟的這三個(gè)生育階段氮素積累量和所占吸收氮素的比例;種植密度相同的條件下，隨氮肥水平增加，各生育階段氮素積累量均顯著增加，開花-成熟期氮素積累量占總積累量的比例增加。
　　2.2.對小麥氮素吸收效率的影響
　　同一氮肥水平條件下，隨種植密度增加，小麥氮素吸收效率增加;同一種植密度條件下

9、，隨氮肥水平提高，小麥氮素吸收效率降低，種植密度和氮肥水平對小麥氮素吸收效率互作效應(yīng)達(dá)顯著水平，表現(xiàn)為高種植密度和低氮肥水平處理氮素吸收效率最高。
　　2.3.對小麥不同土層氮素吸收的影響
　　隨著標(biāo)記層次的下移，各處理15N氮素吸收量均降低。氮肥水平相同的條件下，增加種植密度提高了小麥根系對各個(gè)土層氮素的吸收，各土層增加的氮素吸收量和比例隨標(biāo)記層次的下移而顯著提高;種植密度相同的條件下，增施氮肥增加了小麥根系對20cm和6

10、0cm處土層氮素的吸收，降低了100cm土層氮素的吸收量。氮素吸收量與20cm和60cm的氮素吸收量呈顯著正相關(guān)關(guān)系，氮素吸收效率與100cm的氮素吸收量呈顯著正相關(guān)關(guān)系，表明可以通過調(diào)節(jié)種植密度和氮肥水平改變小麥根群結(jié)構(gòu)以及在各個(gè)土層的分布，同步提高小麥氮素吸收量和氮素吸收效率。
　　3.對小麥氮素利用效率的影響
　　3.1.對小麥氮素利用效率的影響
　　在不施氮和施氮量為180 kg/hm2條件下，增加種植密度對氮

11、素利用效率影響不顯著，在施氮量為240 kg/hm2條件下，中密度處理與低密度處理相比較，氮素利用效率無顯著差異，均顯著高于高密度處理。
　　3.2.對小麥氮素收獲指數(shù)和籽粒含氮量的影響
　　氮素利用效率為氮素收獲指數(shù)和籽粒含氮量的比值。在不施氮和施氮量為180kg/hm2條件下，增加種植密度對氮素收獲指數(shù)和籽粒含氮量影響均不顯著，在施氮量為240 kg/hm2條件下，中密度處理與低密度處理相比較，氮素收獲指數(shù)無顯著差異，顯

12、著高于高密度處理;籽粒含氮量無顯著差異，均顯著低于高密度處理。
　　3.3.開花后營養(yǎng)器官氮素向籽粒的轉(zhuǎn)運(yùn)及對籽粒的貢獻(xiàn)
　　在不施氮和施氮量180 kg/hm2條件下，增加種植密度顯著提高花前營養(yǎng)器官氮素貯藏再轉(zhuǎn)運(yùn)量、花后氮素生產(chǎn)量以及籽粒氮素積累量，花前營養(yǎng)器官貯藏氮素再轉(zhuǎn)運(yùn)率和對籽粒的貢獻(xiàn)率無顯著差異。施氮量240kg/hm2條件下，中密度與低密度相比，籽粒氮素積累量、營養(yǎng)器官貯藏再轉(zhuǎn)運(yùn)量和花后氮素同化量顯著增加，花前

13、營養(yǎng)器官貯藏氮素再轉(zhuǎn)運(yùn)率和對籽粒的貢獻(xiàn)率無顯著差異;高密度與中密度相比較，營養(yǎng)器官貯藏再轉(zhuǎn)運(yùn)量無顯著差異，花后氮素生產(chǎn)量和籽粒氮素積累量顯著增加，營養(yǎng)器官貯藏再轉(zhuǎn)運(yùn)率和對籽粒的貢獻(xiàn)率降低。同一種植密度條件下，隨施氮量的增加，花前營養(yǎng)器官氮素貯藏再轉(zhuǎn)運(yùn)量、花后氮素同化量和籽粒氮素積累量均增加，花前營養(yǎng)器官氮素貯藏再轉(zhuǎn)運(yùn)率以及對籽粒的貢獻(xiàn)率降低，花后氮素同化量對籽粒的貢獻(xiàn)率升高。
　　4.對小麥氮素利用率的影響
　　氮素利用率為

14、氮素吸收效率和氮素利用效率的乘積。在不施氮和施氮量為180kg/hm2條件下，隨種植密度增加，氮素利用率顯著增加，在施氮量為240 kg/hm2條件下，中密度處理和高密度處理氮素利用率無顯著差異，顯著高于低密度處理。種植密度相同的條件下，隨氮肥水平的提高，氮素利用率顯著降低。
　　5.種植密度和氮肥水平對不同土層土壤硝態(tài)氮含量和氮素平衡的影響
　　種植密度相同的條件下，隨氮肥水平的提高，各土層硝態(tài)氮積累量增高，0-200 c

15、m硝態(tài)氮總積累量影響達(dá)到顯著水平，表現(xiàn)為N240＞N180＞N0處理，土壤無機(jī)氮?dú)埩袅浚乇碛^損失量和損失率均增加;氮肥水平相同的條件下，隨種植密度增加，各土層硝態(tài)氮積累量有降低趨勢，0-200 cm硝態(tài)氮總積累量影響達(dá)到顯著水平，表現(xiàn)為低密度＞中密度＞高密度處理。土壤無機(jī)氮?dú)埩袅?，氮素表觀損失量和損失率均降低。
　　2011-2012年度，與播種前土壤硝態(tài)氮積累量相比較，不施氮條件下各密度處理0-200cm各土層硝態(tài)氮積累量均

16、顯著降低;施氮量為180kg/hm2的各密度處理0-40cm土層硝態(tài)氮積累量顯著高于播種前，40-120cm土層硝態(tài)氮積累量與播種前基本平衡，120-200cm硝態(tài)氮積累量顯著低于播種前;施氮量為240kg/hm2的各密度處理處理80-100cm土層硝態(tài)氮積累量顯著高于播種前，其余土層表現(xiàn)規(guī)律與N180處理相同;2012-2013年度，與播種前比較，N0處理0-200cm各土層硝態(tài)氮積累量顯著降低;N180和N240處理只有60-80c