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不同基因型冬小麦对氮肥反应的生理生态差异

李东方  
【摘要】: 在年降水量632mm的黄土高原南部以红油土为供试土壤进行盆栽试验,同时安排大田试验,在不同施氮水平基础上,以NR9405、9430、偃师9号、小偃6号、陕229、西农2208、矮丰3号和商188等冬小麦为供试材料,研究了不同基因型冬小麦对氮肥反应的生理生态差异。通过研究,获得以下主要结果: 1.通过对不同基因型冬小麦施氮后干物质、籽粒和吸氮量的增加量及增加率等指标的研究发现,9430、西农2208、偃师9号和NR9405属于对氮肥反应比较敏感的基因型,而小偃6号和矮丰3号属于氮肥敏感性较差基因型,陕229居中。在7个基因型中,小偃6号对氮肥的反应敏感性最差,属于典型的对氮肥反应不敏感型基因型。 2.地上部生物量和氮素累积量对氮肥反应差的小偃6号,施氮对根系体积、根系表面积、活跃吸收面积和活跃吸收面积百分比等根系形态指标的影响较小,甚至对有些指标还产生一定的抑制效果;而对氮肥反应比较敏感的基因型,如西农2208,NR9405和9430,施氮后根系形态指标显著增加。 3.不同基因型地上部干物质累积在不同生育期对氮肥反应不同。小偃6号和NR9405在生长前期对氮肥反应比较敏感,而9430、陕229和西农2208在后期对氮肥反应比较敏感;特别是小偃6号,随着生育期推进,施氮后地上部干物质增加量和增加率均呈下降趋势,在成熟期施氮不仅没有使地上部干物质增加,反而有下降趋势;9430和陕229在后期增加幅度最大。 4.不同基因型根系干物质对氮肥的反应存在一定差异。除陕229和西农2208外,其余基因型在苗期和返青期施氮能促进根系生长,而在拔节期、开花期、灌浆期和成熟期,对根系生长产生一定的抑制作用。从不同生育期平均看,西农2208和陕229根系受氮肥影响相对最小,影响最大的为NR9405,之后依次是偃师9号、小偃6号和9430。由于不同基因型根系干物质对氮肥反应的差异存在明显的不稳定性,从而导致不同基因型根系和地上部干物质对氮肥反应差异的动态变化之间缺乏规律性关系。 5.根据对不同基因型干物质转移量、干物质转移效率和转移干物质对籽粒贡献率的分析,可将供试的基因型大体上分为两类,一类是在生长后期(开花至成熟)主要靠同化产物的继续大量形成和转移而影响籽粒产量;而另一类则是在生长后期主要靠开花前干物质的转移而影响产量,据此我们将前者称为“后期同化累积型”,将后者称为“后期物质转移型”。偃师9号、西农2208和9430属于比较典型的“后期同化累积型”,而小偃6号属于比较典型的“后期物质转移型”。对不同基因型地上部干物质和氮素累积对氮肥反应的敏感性对比分析后发现,“后期同化累积型”对氮肥反应相对敏感,而“后期物质转移型”对氮肥反应的敏感性差,这可能与“后期同化累积型”在生长后期仍然要从介质中吸收大量氮素,以满足同化需要,而“后期物质转移型”则在生育后期从介质中吸收的氮素有限,主要靠花前吸收氮素的转移和再分配以满足花后生长有关。不 不同基因型冬小麦对氮肥反应的生理生态差异 同基因型地上部氮素累积量对氮肥的反应基本与地上部干物质对氮肥反应的差异相同。 6.花后氮素转移量和转移效率对氮肥的反应存在基因型差异。对氮肥反应敏感的“后期同化 累积型”在花后氮同化量所占比例相对较高,转移量较低:相反,对氮肥反应敏感性差的“后期 物质转移型”,则在花后氮同化量低,而转移量高,这进一步证明了上述对两类基因型划分的可 靠性。氮转移效率最高的为小僵6号,高达82.39%,最低的是9430,其值为58.68%.在供试的 6个基因型中,氮转移量和氮转移效率从大到小依次为小僵6号、西农2加8、陕229、僵师9号、 NR9405、9430。 7.研究发现,旗叶和旗叶以下余叶对小麦灌浆期产量形成都起有重要作用。不管是去旗叶, 留旗叶去其余叶,还是去所有叶,对单穗粒数基本没有影响,其粒数变化在32.91~34.95粒/穗之 间,这可能与在开花时小穗和籽粒胚胎己经形成,去叶与否对其影响不大有关。去旗叶后,单穗 粒重有一定程度的下降,与对植株不作任何n一十片处理的对照相比下降0.1 254留穗(8 .7%);对留 旗叶去其余川‘和去所有川‘处理,穗粒重显著下降,与对照相比分别减少0.2622郎Pike(18.2%) 和0.42 18郎Pike(29.3%);去叶处理对单粒体积的影响基本与对单穗粒重的影响一致:去旗叶、 留旗叶去其余叶和去所有叶处理会极显著降低单粒重,与对照相比单粒重分别下降0.0029眺rain (7.0%)、o.oo55g/grain(13.3%)和o.olo4g/grain(25一%)。综合花后单株叶对单穗粒重和单 粒重的贡献,花后单株叶对产量的贡献大体上在1/4一113之间.以上结果同时表明,在小麦灌浆 期产量形成过程中,旗叶可能主要起继续同化物质的功能,而旗叶下余叶则主要起累积物质向籽 粒再转移的功能。对去半穗处理,粒数和单穗粒重减少近】/2,但去半穗并没有因同胞竞争的减 少而使单粒重和单粒体积下降,说明在本研究所涉及的冬小麦基因型和栽培条件下,花后物质的 同化和转移完全能够满足籽粒库容物的聚积。 8.用光合速率、气孔导度、蒸腾速率、叶表面蒸气压亏损、植株体硝态氮含量和硝酸还原酶 活性、根系


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