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植物营养与肥料学报 2023年第1期29卷 8-17页

作者：陈甜于振文石玉张永丽山东农业大学农学院/作物生物学国家重点实验室/农业农村部作物生理生态与耕作重点实验室山东泰安271018

【目的】研究不同耕作模式对麦田土壤温室气体排放和小麦产量的影响,以期为实现小麦生产中固碳减排、绿色高产提供参考。【方法】供试小麦品种为‘济麦22’。本研究基于2007年的耕作模式田间定位试验,于2020—2021年小麦生长季选择4种... 详细信息

【目的】研究不同耕作模式对麦田土壤温室气体排放和小麦产量的影响,以期为实现小麦生产中固碳减排、绿色高产提供参考。【方法】供试小麦品种为‘济麦22’。本研究基于2007年的耕作模式田间定位试验,于2020—2021年小麦生长季选择4种耕作模式,即常年翻耕(P)、常年旋耕(R)、常年少免耕(S)和隔两年深松+少免耕(SS)。采集0—45 cm土层土壤样品,测定不同耕作模式下直径>0.25 mm的土壤团聚体、土壤有机碳和土壤微生物量碳含量,利用静态暗箱—气相色谱法测定温室气体排放通量,成熟期测定籽粒产量及产量构成因素。【结果】SS处理0—15 cm土层直径>0.25 mm的土壤团聚体含量与S处理无显著差异,显著高于P和R处理,15—45 cm土层显著高于其他处理;0—45 cm土层土壤有机碳含量和土壤微生物量碳含量最高;小麦生长季温室气体全球变暖潜力SS处理较S处理增加了7.9%,较P和R处理分别降低了12.2%和7.3%;SS处理温室气体排放强度较P、R和S处理分别减少了28.6%、28.6%和16.7%。在成熟期,SS处理的千粒重较P、R和S处理分别提高了4.7%、8.7%和9.6%,籽粒产量较P、R和S处理分别增加了7.1%、14.2%和19.4%。【结论】隔两年深松+少免耕(SS)处理增加了0—45 cm土层直径>0.25 mm的土壤团聚体含量,提高了土壤有机碳和微生物量碳含量,降低了温室气体排放强度,并获得小麦高产。综上所述,隔两年深松+少免耕(SS)处理是兼顾产量和环境效益的最佳耕作模式。

关键词：小麦耕作模式温室气体排放产量

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灌溉对小麦分蘖发生和不同茎蘖光合同化物生产分配及成穗的影响

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作物学报 2023年第6期49卷 1653-1667页

作者：冯连杰于振文张永丽石玉山东农业大学农学院/作物生物学国家重点实验室/农业农村部作物生理生态与耕作重点实验室山东泰安271018

依据土壤墒情适量灌溉可增加小麦穗数,实现节水高产,但该灌溉条件下分蘖发生和成穗的生理机制尚不明确。本试验于2019-2020和2020-2021两个小麦生长季,以中穗型品种济麦22和大穗型品种山农23为试验材料,设置全生育期不灌溉、节水灌溉和... 详细信息

依据土壤墒情适量灌溉可增加小麦穗数,实现节水高产,但该灌溉条件下分蘖发生和成穗的生理机制尚不明确。本试验于2019-2020和2020-2021两个小麦生长季,以中穗型品种济麦22和大穗型品种山农23为试验材料,设置全生育期不灌溉、节水灌溉和充分灌溉3个处理,研究了不同穗型小麦分蘖发生和成穗规律。结果表明, 2个品种节水灌溉处理的分蘖节面积和反式玉米素含量、越冬期和返青期主茎最上部展开叶光合参数均高于不灌溉处理,促进了Ⅱ、Ⅲ、IP、Ⅳ和其余蘖发生,济麦22和山农23单株总茎蘖数比不灌溉处理越冬期两年度平均增加1.01个和0.75个,拔节期分别增加0.71个和0.56个。节水灌溉处理下2个品种拔节期各茎蘖最上部展开叶光合参数、干物质重和13C同化物分配量均高于不灌溉处理,促进了分蘖成穗,济麦22和山农23的单株成穗数比不灌溉处理两年度平均增加0.36和0.41个,籽粒产量增加35.00%和44.27%,水分利用效率增加9.23%和8.55%。增加灌水至充分灌溉处理, 2个品种越冬期和拔节期单株总茎蘖数较节水灌溉处理增加,但单株成穗数、公顷穗数和籽粒产量无显著变化,水分利用效率降低。品种间比较,各灌溉处理下济麦22的单株总茎蘖数和单株成穗数均高于山农23,亦归因于济麦22较高的分蘖节面积和反式玉米素含量、各茎蘖较高的光合能力。相关性分析表明, 2个品种单株总茎蘖数、单株成穗数、公顷穗数和籽粒产量与分蘖节总面积和反式玉米素含量、主茎最上部展开叶净光合速率呈正相关,与生长素和脱落酸含量呈负相关。说明节水灌溉通过适当增加分蘖节面积和激素含量、提高各茎蘖光合同化物生产和分配能力,促进了分蘖发生和成穗,获得较高的籽粒产量和水分利用效率。

关键词：灌溉不同穗型小麦分蘖发生同化物生产分配成穗

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长期定位条件下栽培模式对麦田土壤理化性质和氮素平衡的影响

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中国农业科学 2023年第12期56卷 2262-2273页

作者：郭鑫虎马静李仲峰初金鹏徐海成贾殿勇代兴龙贺明荣山东农业大学农学院/作物生物学国家重点实验室/农业农村部作物生理生态与耕作重点实验室潍坊科技学院南阳师范学院

【目的】基于2009—2010小麦生长季开始设置的长期定位试验，研究栽培模式对土壤理化性质、冬小麦氮素营养指数、麦田氮素供需平衡状况、氮素吸收利用和籽粒产量的影响，以期为进一步优化土壤-作物系统综合管理模式提供理论指导。【方... 详细信息

【目的】基于2009—2010小麦生长季开始设置的长期定位试验，研究栽培模式对土壤理化性质、冬小麦氮素营养指数、麦田氮素供需平衡状况、氮素吸收利用和籽粒产量的影响，以期为进一步优化土壤-作物系统综合管理模式提供理论指导。【方法】试验共设置当地农户模式（T1）、农户基础上的改良模式（T2）、不计生产成本的高产更高产模式（T3）和土壤-作物系统综合管理模式（T4）4个栽培模式。【结果】历经13个小麦-玉米生长季后，T1、T2、T3、T4模式小麦播前容重分别降低6.21%、9.80%、12.25%和13.56%，有机质含量分别提高21.88%、26.80%、32.05%和36.39%，全氮含量分别提高34.16%、12.38%、39.60%和20.79%，碱解氮含量分别提高47.85%、48.87%、74.49%和62.21%，速效磷含量分别提高62.73%、36.56%、297.93%和68.68%，速效钾含量分别提高14.36%、40.00%、221.20%和59.60%。0—100 cm土层无机氮积累量分别提高了33.96%、10.32%、52.77%和19.49%。pH分别从最初的7.50下降至6.28、6.68、5.35和6.64。2020—2022生长季4个栽培模式间籽粒产量和氮素的吸收利用差异显著。与T1模式相比，T2、T3、T4模式的籽粒产量分别提高14.14%、27.65%、22.52%，氮素利用率分别提高54.80%、19.97%、49.15%，氮肥利用率分别提高72.95%、37.54%、48.15%，氮素表观损失量分别降低49.76%、11.62%、44.14%，氮素表观损失率分别降低24.63%、11.62%、26.68%。T4模式开花期的整株和成熟期的穗子处于氮素供需平衡。【结论】历经13个小麦-玉米生长季后，4个栽培模式0—20 cm土层土壤酸化趋势明显，表层土壤容重降低，有机质、全氮、速效氮磷钾养分含量升高，0—100 cm土层无机氮积累量相应升高。与其他3种模式相比，T4模式更有利于实现土壤理化性状、小麦籽粒产量和氮素吸收利用的协同改善，但其氮肥利用率仍有待进一步提高，且在现有基础上仅通过降低施氮量无法实现其产量和氮素吸收利用的进一步协同优化。

关键词：土壤理化性质小麦籽粒产量氮素利用率氮素营养指数氮素平衡

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土壤水分含量对小麦耗水特性和旗叶/根系衰老特性的影响

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作物学报 2023年第7期49卷 1895-1905页

作者：张振石玉张永丽于振文王西芝山东农业大学农学院/作物生物学国家重点实验室/山东农业大学农业部作物生理生态与耕作重点实验室山东泰安271018 济宁市兖州区农业技术推广中心山东济宁272000

为明确土壤含水量对小麦籽粒产量的影响及其形成的生理原因,于2019—2021年小麦生长季在山东省兖州区小孟镇史家王子村小麦试验站进行试验,选用冬小麦品种济麦22,设置4种土壤含水量处理:分别为全生育不灌水(W0),于小麦拔节期和开花期将0... 详细信息

为明确土壤含水量对小麦籽粒产量的影响及其形成的生理原因,于2019—2021年小麦生长季在山东省兖州区小孟镇史家王子村小麦试验站进行试验,选用冬小麦品种济麦22,设置4种土壤含水量处理:分别为全生育不灌水(W0),于小麦拔节期和开花期将0~40 cm土层土壤相对含水量均补灌至65%(W1)、75%(W2)、85%(W3),研究了土壤含水量对小麦耗水特性、旗叶与根系衰老特性和籽粒产量的影响。结果表明:W2处理的穗粒数和千粒重显著高于其他处理,获得了最高的籽粒产量和水分利用效率,相较于W0、W1、W3,籽粒产量分别高48.49%、20.80%、8.68%(2019—2020)和46.87%、17.36%、7.53%(2020—2021),水分利用效率分别高21.70%、14.25%、15.59%(2019—2020)和25.44%、11.90%、13.39%(2020—2021);W2处理开花后40~100 cm土层根长密度、40~60 cm土层根系超氧化物歧化酶活性和根系活力显著高于其他处理,丙二醛含量显著低于其他处理;W2处理开花后旗叶超氧化物歧化酶活性显著高于W0、W1处理,与W3处理无显著差异,丙二醛含量显著低于W0、W1处理,与W3处理无显著差异;W2处理显著提高了开花期至成熟期阶段耗水量、日耗水量、耗水模系数和40~120 cm土层土壤贮水消耗量。由此可见,适宜的土壤含水量能够促进根系下扎,延缓植株衰老,提高对深层土壤水分的吸收利用,保证了籽粒灌浆期水分供应,显著提高籽粒产量。在本试验条件下以小麦拔节期和开花期将0~40 cm土层土壤相对含水量均补灌至75%的W2处理效果最好。

关键词：小麦耗水特性衰老特性籽粒产量

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不同产量水平麦田小麦光合特性和^(13)C同化物分配的差异

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山东农业科学 2023年第1期55卷 63-68页

作者：江继顺石玉于振文张永丽山东农业大学农学院/作物生物学国家重点实验室/农业部作物生理生态与耕作重点实验室山东泰安271018

为明确不同产量水平麦田产量形成特征,以高产小麦品种烟农1212为材料,基于^(13)C稳定同位素标记法,选择10 500 kg·hm^(-2)(S)、9 000 kg·hm^(-2)(H)和7 500 kg·hm^(-2)(M)3个产量水平麦田,比较分析不同产量水平麦田小麦... 详细信息

为明确不同产量水平麦田产量形成特征,以高产小麦品种烟农1212为材料,基于^(13)C稳定同位素标记法,选择10 500 kg·hm^(-2)(S)、9 000 kg·hm^(-2)(H)和7 500 kg·hm^(-2)(M)3个产量水平麦田,比较分析不同产量水平麦田小麦光合特性、^(13)C同化物分配、籽粒灌浆速率和产量的差异。结果表明,S麦田开花后21 d,旗叶SPAD值达52.6,比H、M麦田分别高12.15%和27.98%;旗叶净光合速率达18.8μmol·m^(-2)·s^(-1),比H、M麦田分别高14.63%和37.23%;旗叶功能期延长,有利于成熟期^(13)C同化物在籽粒中的分配和转运,在籽粒中的分配量达338.97 g·hm^(-2),比H、M麦田分别高7.22%和23.67%。S麦田在籽粒灌浆中后期保持较高的灌浆速率,成熟期千粒重达48.83 g,比H、M麦田分别高6.73%和10.68%,获得11 280.54 kg·hm^(-2)的产量。

关键词：不同产量水平麦田小麦光合特性同化物分配产量

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节水补灌下施磷量对小麦不同茎蘖光合和衰老特性及产量的影响

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应用生态学报 2023年第2期34卷 451-462页

作者：惠凯善吴召汉张永丽山东农业大学农学院/作物生物学国家重点实验室/农业农村部作物生理生态与耕作重点实验室山东泰安271018 辛庄镇农业综合服务中心济南271108

为明确节水补灌下小麦不同茎蘖籽粒产量对施磷量响应的生理机制,探明适宜的磷肥用量,以‘济麦22’小麦品种为供试材料,在节水补灌(W_(70),拔节期和开花期将0~40 cm土层土壤含水量均补灌至田间饱和持水量的70%)和不灌水(W_(0))条件下设置... 详细信息

为明确节水补灌下小麦不同茎蘖籽粒产量对施磷量响应的生理机制,探明适宜的磷肥用量,以‘济麦22’小麦品种为供试材料,在节水补灌(W_(70),拔节期和开花期将0~40 cm土层土壤含水量均补灌至田间饱和持水量的70%)和不灌水(W_(0))条件下设置3个施磷量处理:低磷(90 kg P_(2)O_(5)·hm^(-2),P_(1))、中磷(135 kg P_(2)O_(5)·hm^(-2),P_(2))和高磷(180 kg P_(2)O_(5)·hm^(-2),P_(3)),以不施磷为对照(P_(0)),研究了小麦不同茎蘖光合和衰老特性、各茎蘖籽粒产量及水分利用效率和磷肥利用效率。结果表明:节水补灌和不灌水条件下,P_(2)的主茎、Ⅰ和Ⅱ蘖(着生于主茎第1、2片真叶叶腋中的一级分蘖)旗叶叶绿素相对含量、净光合速率、蔗糖含量、磷酸蔗糖合成酶活性、超氧化物歧化酶活性和可溶性蛋白质含量均高于P_(0)和P_(1),这是其主茎、Ⅰ和Ⅱ蘖穗粒重较高的主要生理原因,但均与P_(3)无显著差异。节水补灌下,P_(2)较P_(0)和P_(1)提高了主茎、Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ蘖(着生于主茎第3片真叶叶腋中的一级分蘖)籽粒产量,较P_(3)提高了Ⅱ和Ⅲ蘖籽粒产量,公顷籽粒产量比P_(0)、P_(1)和P_(3)分别高49.1%、30.5%和8.9%,水分利用效率和磷肥农学效率最高;不灌水下,P_(2)较P_(0)和P_(1)提高了主茎、Ⅰ和Ⅱ蘖籽粒产量,较P_(3)提高了Ⅱ蘖籽粒产量,公顷籽粒产量、水分利用效率和磷肥农学效率均高于P_(0)、P_(1)和P_(3)。各施磷处理下节水补灌的小麦公顷籽粒产量、磷肥农学效率和水分利用效率均高于不灌水处理。节水补灌下中磷施磷处理(135 kg·hm^(-2))是本试验条件下高产高效的最佳处理。

关键词：小麦节水补灌施磷量茎蘖产量生理机制

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灌溉量对冬小麦耗水量、旗叶衰老及产量的影响

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植物营养与肥料学报 2023年第3期29卷 393-402页

作者：张振张永丽石玉王西芝于振文山东农业大学农学院/作物生物学国家重点实验室/农业农村部作物生理生态与耕作重点实验室山东泰安271018 济宁市兖州区农业技术推广中心山东济宁272000

【目的】研究生育期土壤水分调控灌溉对小麦产量形成的调控效应,为山东省小麦节水高产高效栽培提供技术支撑和理论依据。【方法】于2016—2018年冬小麦生长季,在山东省济宁市开展田间试验,设置3个土壤水分调控灌溉处理:全生育期不灌水(W... 详细信息

【目的】研究生育期土壤水分调控灌溉对小麦产量形成的调控效应,为山东省小麦节水高产高效栽培提供技术支撑和理论依据。【方法】于2016—2018年冬小麦生长季,在山东省济宁市开展田间试验,设置3个土壤水分调控灌溉处理:全生育期不灌水(W_(1)),小麦拔节期和开花期将0—40 cm土层含水量补灌为田间持水量的70%(W_(2))、90%(W_(3))。测定不同水分调控灌溉条件下小麦日耗水量、耗水模型系数(WSMC)和旗叶衰老指标,收获期测定籽粒产量。【结果】与W_(1)相比,W_(2)处理小麦两年平均开花期至成熟期阶段耗水量、日耗水量和耗水模系数分别提高23.95%、23.92%和13.61%,W_(3)处理分别提高25.15%、25.17%和4.58%,W_(2)和W_(3)处理阶段耗水量、日耗水量无显著差异,而W_(2)处理的耗水模系数显著高于W_(3)处理。W_(2)和W_(3)处理的开花后旗叶超氧化物歧化酶活性、可溶性蛋白含量无显著差异,但均显著高于W_(1)处理。W_(2)和W_(3)处理两年平均营养器官13C同化物在开花后向籽粒的转运量较W_(1)处理分别提高21.68%和5.94%,W_(2)处理显著高于W_(3)处理。W_(2)处理的籽粒生长素含量显著高于W_(3)处理,W_(3)处理又显著高于W_(1)处理;W_(2)和W_(3)处理的籽粒脱落酸含量显著低于W_(1)处理,W_(2)处理显著高于W_(3)处理;W_(2)和W_(3)处理的籽粒玉米素核苷含量显著高于W_(1)处理,但这两处理间无显著差异。W_(2)处理通过提高穗粒数和千粒重显著提高了籽粒产量,2016—2017和2017—2018年W_(2)处理小麦两年平均籽粒产量比W_(1)和W_(3)处理分别提高29.72%和6.14%,两年平均水分利用效率分别提高18.88%和16.47%。【结论】小麦拔节期和开花期将0—40 cm土层含水量补灌到田间持水量的70%(W_(2)),可显著提高开花期至成熟期小麦阶段耗水量,延缓叶片衰老,促进营养器官中^(13)C同化物向籽粒的转运,调节籽粒内源激素平衡,增加穗粒数和千粒重,籽粒产量和水分利用效率最高,是该地区小麦生产有效的水分管理方式。

关键词：小麦田间持水量叶片衰老特性内源激素籽粒产量水分利用效率

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测墒补灌条件下施氮量对小麦开花后^(13)C同化物积累量和水氮利用效率的影响

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应用生态学报 2023年第1期34卷 92-98页

作者：李传梁于振文张娟张永丽石玉山东农业大学农学院/作物生物学国家重点实验室/农业农村部作物生理生态与耕作重点实验室山东泰安271018 济宁市兖州区农业技术推广中心山东济宁272106

为探究黄淮冬麦区测墒补灌节水条件下协同提高小麦产量和水氮利用效率的氮肥管理措施,以小麦品种‘烟农1212’为材料,在拔节期和开花期将各处理0~40 cm土层土壤相对含水量均补灌至70%条件下,设置3个施氮水平,即150(N_(1))、210(N_(2))和... 详细信息

为探究黄淮冬麦区测墒补灌节水条件下协同提高小麦产量和水氮利用效率的氮肥管理措施,以小麦品种‘烟农1212’为材料,在拔节期和开花期将各处理0~40 cm土层土壤相对含水量均补灌至70%条件下,设置3个施氮水平,即150(N_(1))、210(N_(2))和270 kg·hm^(-2)(黄淮冬麦区常规施氮量,N_(3)),研究施氮量对小麦开花后旗叶光合特性、^(13)C同化物积累与转运及水氮利用效率的影响。结果表明:N_(2)和N_(3)处理开花后14~35 d旗叶光合能力显著高于N_(1)处理,N_(2)与N_(3)处理间差异不显著。^(13)C同位素示踪结果显示,N_(2)处理开花后营养器官^(13)C同化物转运量比N_(1)和N_(3)处理分别高12.1%和7.1%,成熟期^(13)C同化物在籽粒中的分配量比N_(1)和N_(3)处理分别高10.1%和5.3%。施氮量亦调节了小麦不同生育阶段的耗水量、耗水模系数和总耗水量,小麦全生育期耗水量表现为N_(2)与N_(3)处理无显著差异,但均显著高于N_(1)处理,N_(2)处理拔节至成熟期阶段耗水量和耗水模系数均较高。N_(2)处理水分利用效率比N_(3)和N_(1)处理分别高7.5%和4.8%,籽粒产量比N_(3)和N_(1)处理分别高4.7%和10.9%,氮肥偏生产力比N_(3)处理高34.6%。综合考虑小麦籽粒产量和水氮利用效率,施氮量为210 kg·hm^(-2)处理为研究区测墒补灌节水条件下的最佳施氮量。

关键词：施氮量小麦 ^(13)C同化物积累量水氮利用效率

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表油菜素内酯喷施时期对宽幅播种小麦产量和氮素利用率的影响

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应用生态学报 2023年第1期34卷 99-106页

作者：王洁华一帆秦际远贺明荣鞠正春吕鹏邓淑珍代兴龙山东农业大学农学院/作物生物学国家重点实验室/农业农村部作物生理生态与耕作重点实验室山东泰安271018 山东省农业技术推广中心济南250100 肥城市农业农村局山东肥城271600

为明确协同提高宽幅播种小麦产量和氮素利用率的表油菜素内酯喷施时期,研究了不同生育时期喷施表油菜素内酯对小麦产量和氮素吸收利用的影响。结果表明:与喷施清水对照相比,喷施表油菜素内酯可通过提高小麦穗粒数或(和)千粒重提高产量,... 详细信息

为明确协同提高宽幅播种小麦产量和氮素利用率的表油菜素内酯喷施时期,研究了不同生育时期喷施表油菜素内酯对小麦产量和氮素吸收利用的影响。结果表明:与喷施清水对照相比,喷施表油菜素内酯可通过提高小麦穗粒数或(和)千粒重提高产量,通过促进地上部氮素积累提高氮素吸收效率,进而提高氮素利用率,但不同时期喷施效果存在差异。起身期+灌浆期、拔节期+灌浆期、起身期+拔节期+灌浆期、起身期+开花期+灌浆期喷施处理在所有处理中穗粒数和千粒重增幅最大,产量增幅最高(12.8%~14.0%);同时地上部氮素积累量增幅最大,氮素吸收效率增幅最高(16.4%~18.8%),从而氮素利用率增幅最高。综合施用成本等因素,生产上可采用起身期+灌浆期或拔节期+灌浆期2次间隔喷施模式,实现宽幅播种小麦高产高效栽培。

关键词：表油菜素内酯小麦产量氮素利用率外源喷施

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测墒补灌条件下施氮量对小麦干物质积累转运和产量的影响

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麦类作物学报 2023年第8期43卷 1039-1046页

作者：李传梁于振文张娟张永丽石玉山东农业大学农学院/作物生物学国家重点实验室山东农业大学农业部作物生理生态与耕作重点实验室山东泰安271018 济宁市兖州区农业技术推广中心山东济宁272106

为筛选测墒补灌节水条件下实现小麦高产和氮素高效利用的最优施氮量,以小麦品种烟农1212为材料,在拔节期和开花期将0~40 cm土层土壤相对含水量补灌至70%条件下,设置0、120、180和240kg·h^m(-2)施氮量处理(分别用N0、N1、N2和N3代... 详细信息

为筛选测墒补灌节水条件下实现小麦高产和氮素高效利用的最优施氮量,以小麦品种烟农1212为材料,在拔节期和开花期将0~40 cm土层土壤相对含水量补灌至70%条件下,设置0、120、180和240kg·h^m(-2)施氮量处理(分别用N0、N1、N2和N3代表),分析施氮量对测墒补灌小麦旗叶光合特性、干物质积累与转运和氮素利用率的影响。结果表明,N2处理下小麦花后7~28d旗叶光合性能显著高于N0和N1处理,但施氮量增至N3时光合性能无显著变化。N2处理的营养器官花前贮藏干物质在花后向籽粒的转运量显著高于其他处理;花后光合同化物积累量显著高于N0和N1处理,但与N3处理无显著差异。成熟期N2处理干物质在籽粒中的分配比例较N0和N1处理分别高5.00和2.86个百分点。N2处理的籽粒灌浆持续时间和活跃灌浆期长,最大灌浆速率下粒重高,籽粒产量较N0和N1处理分别高41.01%和22.44%,且氮肥农学效率最高,氮肥偏生产力较高。综合考虑,180kg·h^m(-2)施氮量为测墒补灌节水条件下最佳施氮量。

关键词：施氮量小麦光合特性产量

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