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不同基因型小麦植株氮浓度的差异及临界氮浓度稀释曲线的建立

岳松华  
【摘要】:本文以河南禹州为试验地点,选用豫麦49-198、周麦16等10个基因型小麦,研究了不同基因型小麦植株氮含量及产量和产量构成之间的差异,并根据小麦对氮素生产效率及利用效率的的差异进行聚类分析,将以上小麦品种划归为氮高效、氮中效、氮低效三类。此后选用氮低效的周麦16和氮高效的豫麦49-198两个小麦品种,在5个氮水平(纯氮0、120、180、240、360 kghm-2)下,探讨两个不同类型小麦在植株氮浓度、群体动态、干物质累积和产量等方面的变化,建立了小麦氮稀释曲线模型以及氮营养指数模型,分析了氮营养指数和相对茎基部硝酸盐、相对生物量及相对产量之间的关系。探讨利用小麦临界浓度稀释模型来估测小麦植株氮素盈亏程度以及诊断小麦植株全氮含量高低的可行性。主要结果如下:1.小麦干物质累积量随着小麦生育期的推进不断增多,拔节期到孕穗期增加最快。10个基因型小麦群体数量都是呈现先增高后降低的趋势,并且在返青期达到最大值。2.10个基因型小麦植株含氮量在整个生育期内随着生育期的推进均呈先增加后降低的趋势,在小麦播后132d(返青期)达到最高。10个基因型小麦植株茎含氮量在整个生育期内随着生育期的推进均呈逐渐降低的趋势;叶氮含量呈现先先增加后降低的趋势,在小麦播后132d(返青期)达到最高;小麦各时期的茎基部硝酸盐含量呈现先降低后增加的趋势,拔节期以后茎基部硝酸盐含量增加,这是由于拔节期追施氮肥所致的。3.以氮利用能力的大小将本试验所有基因型小麦进行聚类分析后,分为氮高效的淮麦28、豫麦49-198、太学12、平安8号、温麦19;氮中效品种隆平1301、丰德存1号;氮低效品种隆平1302、隆平9987、周麦16。此基础上选出氮高效豫麦49-198、氮低效周麦16两个小麦品种进行深入研究。4.两个基因型小麦地上部生物量均随着施氮量的增加而增加,N180、N240和N360处理间差异不显著,但都显著高于N0和N120处理。且满足统计意义上的不等式DM0DM120DM180=DM240=DM360。小麦临界氮浓度与地上部生物量符合幂函数关系,通过回归估计标准误差分析及模拟值与真实值之间的线性关系发现,模拟值与真实值之间具有较高的吻合度。说明临界氮浓度稀释曲线模型在年度间具有较好的稳定性,可作为氮营养诊断曲线。随地上部生物量的增长,小麦临界氮吸收呈逐渐增加的趋势,且随着干物质的增加,临界氮吸收量的增加趋势逐渐减缓。5.根据氮吸收模型发现两个小麦品种施氮量为180 kg/hm2较适宜。两品种的氮营养指数随着施氮量的增加而上升,随小麦生育时期的推进呈波动状态,且2年变化趋势基本一致。在小麦整个生育时期,N0、N120处理的氮素营养指数均低于1,表明植株受氮素的制约;N240、N360处理的氮素营养指数均大于1,表明氮素供应充足;而N180处理的氮素营养指数一直在1附近波动,表明施氮量适宜。两年2个小麦品种均表现为随着施氮量的增加,产量显著提高,但是,当施氮量达到一定数量时产量不仅没有提高反而随着施氮量的增加而降低。6.2个品种相对茎基部硝酸盐含量随着氮素营养指数增长逐渐增长,除豫麦49-198越冬期和拔节期相对茎基部硝酸盐与氮素营养指数拟合度不显著外,其他均达到极显著水平;两个小麦品种的相对干物质累积表示为随NNI增长逐渐增长,且与NNI的方程决定系数(R2)到达极明显程度;两个小麦品种的相对产量表现为随NNI的增加呈现先增加后降低的趋势,且YM49-198的NNI为1.05和0.97时,RY获得最大值,ZM16的NNI为0.92和0.95时,RY获得最大值。可见,通过N氮营养指数来评价小麦植株氮素营养状态的方式是正确及可行的。


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