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《华中农业大学》 2010年
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鄂北岗地不同品种冬小麦氮效率差异性的研究

柴彦君  
【摘要】: 鄂北岗地是湖北省主要的冬小麦生产区,肥料尤其是氮肥的不合理施用是制约当地农业生产发展的关键因素。在诸多的方法和途径中,充分利用作物自身的营养遗传特性,挖掘其自身养分利用的潜力,选用养分利用效率高的作物品种已成为合理利用资源、减少环境污染和降低投入的一条重要途径。本研究在前期研究的基础上,选择当地主栽的5个品种冬小麦鄂麦14(EM14)、鄂麦18(EM18)、鄂麦23(EM23)、郑麦9023(ZM9023)、洛麦1(LM1),在施氮(195kg/hm2)和不施氮(0kg/hm2)条件下,通过田间小区试验和室内盆栽试验,综合运用生长动态分析和生理生态测试等技术手段,从小麦氮效率的评价指标及其品种间差异研究入手,从生理代谢、干物质和氮素积累分配规律及根系特性等多方面探讨其差异的内在机制,进一步解析了高氮效率的形成机制,从而为利用遗传特性提高小麦氮效率及培育氮高效利用品种提供理论依据。 得出的结论如下: 1.施氮能够显著提高不同品种冬小麦的生物学产量、籽粒产量和收获指数;同时能够显著促进不同品种小麦产量构成因素的提高。与不施氮处理相比,施氮处理的不同品种小麦生物学产量提高72.09%~207.39%;籽粒产量提高176.69%~409.89%;有效穗数提高37.6%~75.1%;穗粒数提高46.9%~157.3%;千粒重提高1.0%~9.9%。LM1和EM14施氮处理的产量、穗粒数和千粒重都显著高于其它品种。其中LM1的产量、穗数、穗粒数和千粒重与不施氮处理相比提高的幅度最大。 2.不同冬小麦品种氮效率存在显著的差异。在响应度方面,不同品种小麦每增加1kg氮肥可以增产17.8kg~28.7kg。其中LM1的响应度最高。在敏感度方面,不同品种小麦每增加1kg氮肥可以增加氮吸收量的幅度在0.4kg~0.8kg之间,其中EM23的敏感值最大,EM14次之,LM1最小。在施氮条件下,不同品种冬小麦的氮效率指标与不施氮相比明显提高(NUE除外)。其中,EM14和ZM9023的氮素利用效率、氮收获指数较高, EM14和LM1的氮吸收效率、氮流效率较高于其它品种。 3.扬花后,氮效率高的冬小麦品种的生理指标及其土壤脲酶活性较高。在施氮和不施氮条件下,对不同品种冬小麦在五个生育期(越冬期、返青期、拔节期、扬花期、灌浆期)叶片叶绿素含量、硝酸还原酶活性及其土壤脲酶活性进行分析,施氮处理的上述各生理指标显著高于不施氮处理;LM1和EM14的叶片叶绿素含量及硝酸还原酶活性相对较高,并且其土壤脲酶活性较高。 4.不同品种冬小麦的根系活力及形态指标间的差异显著。出苗50d后,在氮胁迫的条件下,LM1的根总长值最大与其它品种间差异显著;施氮促使不同冬小麦品种根系总长、根表面积、根干重显著增加。但施氮处理,LM1的根总长、根表面积与不施氮处理相比,有所降低。在不施氮条件下,EM14和LM1的根系活力显著高于其它品种,而它们之间的差异不显著。在施氮条件下,LM1的根系活力显著高于其它品种。 5.不同品种冬小麦在各生育期,干物质积累和转运存在显著差异。不同品种冬小麦的干物质积累量表现为:茎穗叶片。扬花期至灌浆期,在不施氮条件下,茎干物质的累积量增加11.76%~43.21%;叶片的累积量增加4.84%~41.03%;穗部的氮累积量增加26.65%~166.47%;施氮处理的茎、叶片和穗部的干物质累积量增加幅度分别为10.05%~23.45%、5.05%~8.50%和5.90%~13.78%。小麦扬花后,在施氮条件下,LM1穗部的干物质积累量最高。在不施氮处理条件下,EM14茎和穗部的干物质转运量高于其它品种,叶片干物质转运量最高的是ZM9023。LM1叶片的干物质转运率最高,EM14茎和穗部的干物质转运率高于其它品种。同样,LM1叶片的转运干物质对籽粒贡献率最高,EM14茎和穗部的转运干物质对籽粒贡献率高于其它品种。在施氮条件下,氮肥促使小麦品种不同营养器官的干物质转运量大幅度提高,LM1茎的干物质转运量、转运率及对籽粒的贡献率均高于其它品种。 6.不同品种冬小麦对氮素吸收、运输和再分配特性方面存在显著差异。小麦扬花后,在不施氮的条件下,EM14茎、叶片和穗部的氮素积累最大,各器官氮素向籽粒的转移率也高于其余品种,并且籽粒中氮素的累积量也最高。施氮处理的不同品种小麦的不同器官氮素累积量及转移率变化幅度较大,叶片中氮素累积量最大的是EM23,茎中氮素累积量最大的是EM14,穗部氮素累积量最大的是EM18,而籽粒氮素累积量最大的依然是EM14。在成熟期,不同器官的氮素累积量和分配率大幅度降低,各器官的氮素转移到籽粒中,籽粒对氮素累积程度最大的是EM14。氮肥明显促进不同品种小麦的不同器官氮素转运量的增加,其中EM14和LM1茎的氮素转运量高于其它品种;EM18和EM23叶片的氮素转运量较高;EM14和EM18穗部的氮素转运量较高。在转运氮素对籽粒的贡献率方面,EM14和LM1茎的贡献率较高。
【学位授予单位】:华中农业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:S512.11

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