氮素形态的小麦增产效果及生理机制探讨

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小麦是中国三大粮食作物之一,随着人口不断增加,耕地数量逐年减少,提高小麦产量水平,已成为中国农业生产中急需解决的问题。氮肥对小麦生产起着决定性作用,而小麦氮肥利用率较低,氮肥的大量损失产生了诸多弊端:经济效益下降、环境污染严重等问题。供应小麦所喜爱的氮素形态是提高氮肥利用率的重要途径之一。尿素是目前工业生产氮肥的主要形式,也是未来氮肥生产的发展方向,小麦作为一种喜硝作物,面临着增硝营养困难。已经证明硫酸铵与尿素配施,可以加速铵态氮的硝化,但其对小麦的增产效果及小麦生理特性的研究未见报道。因此,研究不同氮素形态及硫酸铵与尿素配施对小麦的生长发育的影响,对解决小麦增硝营养难题,促进小麦增产具有重要理论和实践意义。本试验以小麦科大9612为材料,田间试验设置了5个施氮处理:对照CK(不施氮)、NO3--N、NH4+-N、NH2-N及NH4+-N、NH2-N按30%:70%比例配施,2个氮肥施用时期:T1,播种前10d施肥;T2,播种时施肥。初步探讨了氮素形态的增产效果及其生理机制。研究结果表明:1.不同形态氮素使小麦增产40%~90%,穗数和穗粒数对产量提高的贡献最大,是施氮后小麦产量提高的主要决定因素。第一期施肥,NO3--N处理的增产率分别是NH4+-N处理、NH4+-N、NH2-N配施处理和NH2-N处理的1.34、1.16和2.22倍;第二期施肥,NO3--N的增产率分别是其的1.68、1.24和1.56倍。NO3--N处理的增产效果最好,NH4+-N、NH2-N配施处理次之,且2期施肥NO3--N处理与NH4+-N、NH2-N配施处理均无显著差异。氮素形态的不同施用时期,对小麦的效应有差异。晚期施氮,小麦对氮素形态的反应差别加大,获得的小麦产量高于早期施氮。2.小麦整个生育期,不同氮素处理下植株全氮比对照显著高,以越冬期和返青期的差别最大,氮素处理比对照高4~5.3g.kg-1;植株的氮素累积量显著提高,尤其是在小麦拔节以后,施氮处理比对照氮素累积提高了30~60kg/hm2;不同器官的氮素累积量施氮显著高于不施氮,籽粒提高最多,为15~35kg/hm2。NO3--N处理下植株全氮含量高,最有利于植株氮素的累积,且促进了氮素向小麦穗器官的累积,氮肥利用率最高,达到39%;NH4+-N、NH2-N配施虽不利于提高植株氮素含量,但在灌浆期到收获期促进了植株氮素的累积和氮素向穗器官的累积,氮肥利用率较高; NH4+-N处理、NH2-N处理植株氮素含量虽较高,但灌浆期氮素代谢分解的大量损失使其氮肥利用率较低。3.不同氮素形态显著影响小麦叶片氮素的同化,叶片的硝态氮含量显著降低,游离氨基酸和可溶性蛋白含量显著得到提高,促进了叶片氮素的同化。NO3--N处理叶片硝态氮积累和同化能力最强,显著促进植株对氮素吸收和同化,有利于叶片游离氨基酸生成,蛋白质的合成能力较强。NH4+-N、NH2-N配施处理次之,NH4+-N、NH2-N处理最差。4.氮素处理下,小麦叶片的叶绿素含量、净光合光合速率和叶片可溶性总糖含量显著提高,干物质积累显著增加,提高了籽粒中的干物质分配比例。NO3--N处理下,叶片的叶绿素含量、净光合光合速率最高,促进可溶性总糖的生产,收获后获得的干物质质量最高,NH4+-N、NH2-N配施处理的效果次之,NH4+-N、NH2-N处理最差。总之,不同氮素形态对小麦增硝营养的效果不同,晚期施氮优于早期施氮。施NO3--N显著促进了小麦的生长发育,产量最高,氮肥利用率也最高,NH4+-N、NH2-N配施处理次之,施NH4+-N、NH2-N对小麦生长发育最不利,对小麦增产效果差。
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