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陕西关中不同年代小麦品种产量及氮素吸收利用对土壤肥力的响应

韩晓宇  
【摘要】:小麦是世界上最重要的粮食作物之一,提高小麦产量潜力和氮素吸收利用效率是解决全球粮食安全和保护生态环境的重要手段。品种改良是提高小麦产量和氮素吸收利用效率的重要措施之一,明确小麦品种演替与土壤肥力的关系及其对氮素效率的影响对定向育种以及资源高效利用均具有重要的意义。本试验以80年代至今关中冬麦区三个代表性小麦主栽品种为材料,以33年长期不同施肥处理构建的土壤肥力水平梯度为平台,研究了品种演替和土壤肥力及其交互对作物产量、氮利用效率的影响。供试品种有80年代品种小偃6号、90年代末品种小偃22和近年品种西农979;长期施肥包括9个处理:不施肥(CK)、不同水平的有机肥(M1和M2)、不同水平的氮磷化肥配施(N1P1和N2P2)、有机肥与无机肥配施(M1N1P1、M1N2P2、M2N1P1、M2N2P2)。主要研究结果如下:1)土壤肥力与品种对小麦籽粒产量、收获指数有显著的影响。总体而言,关中小麦品种更替过程中,其产量及收获指数均呈增加趋势,尤其是在高肥力条件下更为明显。随着土壤肥力水平提高和施肥量的增加,小麦籽粒产量显著提高,且老品种增产幅度小于新品种。在低肥力条件下,品种演替没有表现出增产趋势。2)关中小麦品种更替对生物量的影响在不同生育期表现均不显著,但在高肥力土壤上,小偃22在各个生育期的生物量基本高于小偃6号和西农979。不同小麦品种的生物量均随着生育期的推进呈持续增长的趋势,其中在低肥力土壤上,在灌浆期生物量达到最高值,在高肥力土壤上,成熟期生物量达到最高,且土壤肥力水平提高和施肥量的增加显著提高了生物量。小偃22花前累积生物量较多,而小偃6号和西农979花后累积生物量较高。品种更替过程中表现出高肥力土壤花前花后累积的生物量显著高于低肥力土壤。3)关中地区,随品种更替不同生育期的吸氮量波动性大,规律性不明显。但随生育期的推进,3个小麦品种的吸氮量均呈上升的趋势。其中在低肥力土壤上,从苗期到开花期吸氮量缓慢上升,从开花期到灌浆期迅速上升,而从灌浆期到成熟期有下降趋势。在高肥力土壤上,三个小麦品种整体上随生育期的推进呈线性增加,并且3个品种均表现为花前氮素积累的较多,而花后氮素积累的较少。4)小麦品种更替过程中氮肥生理效率、氮肥农学效率以及氮肥偏生产力均呈增加趋势,但氮肥回收率却无明显变化。随着土壤肥力水平提高以及施肥量增加,小麦的氮肥生理效率、氮肥农学效率以及氮肥偏生产力呈下降的趋势。5)氮平衡表现为在高肥力土壤下,随品种更替消耗的氮素有增多的趋势。随着土壤肥力水平提高以及施肥量增加,3个小麦品种土壤中氮素盈余量均呈增加趋势。因此,陕西关中小麦品种演替在高肥力以及养分投入充足时不仅表现出单产不断提高,而且氮利用效率也呈逐步增加的趋势,即在高肥力以及充足的养分投入下品种演替体现了高产高效的可持续特征。因此,品种更新的同时还要注重提升土壤肥力,才能保证粮食安全,实现农业生产可持续发展。


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