不同施氮量對小麥氮素積累的影響

不同施氮量對小麥氮素積累的影響

小麥和玉米的混合種植是西北灌溉“噸糧田”的主要模式。這種模式充分利用資源，顯著增加產(chǎn)量。這一模式在我國西北一州的灌區(qū)中發(fā)揮著非常重要的作用。縱觀間套作研究20多年來的成果,說明間套作種植較單作種植具有明顯的產(chǎn)量優(yōu)勢。合理的間套作可以增產(chǎn)30～50%(IRRI,1974)。但是小麥玉米間套作和單作相比,由于組分作物對地上部光、熱和地下部水分、養(yǎng)分的競爭和促進(jìn)作用,從而對帶田作物組分的品質(zhì)產(chǎn)生影響,特別對小麥籽粒蛋白質(zhì)含量造成影響。而且由于氮素的不合理施用,造成種間光、熱、養(yǎng)分、水分之間的不平衡,致使這種影響加劇。而關(guān)于氮肥影響小麥品質(zhì)的機(jī)理一般是從小麥玉米中后期群體吸收氮能力和轉(zhuǎn)運(yùn)氮能力展開的。豐明乾(1999)研究表明灌漿中后期是籽粒蛋白質(zhì)積累的關(guān)鍵時期,小麥籽粒中的蛋白質(zhì)大部分是從營養(yǎng)器官(主要是旗葉)周轉(zhuǎn)而來的,旗葉的蛋白質(zhì)周轉(zhuǎn)(合成的同時又在不斷地降解)為籽粒蛋白質(zhì)的合成提供了大部分的合成前體氨基酸。因此研究氮素營養(yǎng)對單作和間套作小麥氮素吸收、同化和籽粒蛋白質(zhì)影響的差異,對小麥玉米間套作高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)栽培具有重要的理論意義。1材料和方法1.1小麥與間套作玉米試驗于1999～2001年在甘肅省引黃灌區(qū)景泰縣陳莊村進(jìn)行,該區(qū)土壤為栗鈣土(干潤均腐土),耕層土壤有機(jī)質(zhì)含量17.18g/kg,全氮2.43g/kg,速效磷8.8mg/kg,速效鉀191.6mg/kg,pH為8.11。試驗處理共設(shè)18個處理,3次重復(fù)。小區(qū)面積15m2,每小區(qū)兩個自然帶,帶向東西。供試小麥品種為甘春20,玉米品種為中單2號。試驗共設(shè)4個施氮水平:0(N0)、150(N1)、300(N2)、450(N3)kg/hm2,兩種種植方式單作小麥和間套作小麥玉米,其中,小麥玉米間套作氮肥配比為N0(IW0);低供氮N1(IW150):小麥?zhǔn)┘兊?0kg/hm2,玉米施純氮100kg/hm2(分基肥、大喇叭口肥、灌漿肥三次按3:6:1施);正常供氮Ⅰ(IW300):小麥?zhǔn)┘兊?00kg/hm2(全部作基肥一次性施入),玉米施純氮200kg/hm2(按N1比例施);正常供氮Ⅱ(IW300基:拔=1:1):小麥?zhǔn)┘兊?00kg/hm2(基:拔=1:1),玉米施純氮200kg/hm2(按N1比例施);正常供氮Ⅲ(IW300基:孕=1:1):小麥?zhǔn)┘兊?00kg/hm2(基:孕=1:1),玉米施純氮200kg/hm2(按N1比例施);高供氮(IW450):小麥?zhǔn)┘兊?50kg/hm2,玉米施純氮300kg/hm2(按N1比例施);小麥單作分別按N0(MW0)、N1(MW150)、N2(MW300)、N3(MW450)各水平施,全部作基肥一次性施入;播前施農(nóng)肥45000kg/hm2,施P2O5為270kg/hm2,全作基肥施入。小麥玉米間套種植為0.72m小麥帶+0.78m玉米帶,0.72m小麥帶種6行,行間距0.12m,0.78m玉米帶種植2行玉米,行間距0.39m,株距0.195m,小麥密度750萬粒/hm2,玉米密度126000株/hm2;單種小麥密度750萬粒/hm2。1.2全n含量測定分別于開花期和成熟期各取樣一次,樣株分離為葉、葉鞘、莖、穎殼+穗軸、穗。在105℃下殺青30min,80℃烘至恒重,1/1000天平稱重,用高速粉碎機(jī)粉碎制樣,半微量凱氏定氮法測定全N含量。收獲后考種分析。計算方法:(1)開花前氮同化量=開花時葉、葉鞘、莖、穗部氮的總和(2)總氮同化量=成熟時葉、葉鞘、莖、穎殼+穗軸、籽粒氮的總和(3)開花后的氮同化量=總氮同化量-開花前氮同化量(4)氮收獲指數(shù)%=籽粒氮/總氮同化量×1002結(jié)果與分析2.1間套作小麥開花期各器官氮的積累量從表1、表2可以看出,不論單作小麥還是間套作小麥,開花期不同器官中氮的積累量都隨著施氮量的增加而增加,以葉片中積累的氮素量最高,其次為穗>莖>葉鞘,而且間套作小麥相同施氮量各器官的氮素積累量大于單作小麥各器官的氮素積累量。但當(dāng)施氮量達(dá)到450kg/hm2時,單作小麥葉片氮的積累量和間套作小麥葉鞘、莖、穗氮的積累量減少。間套作小麥當(dāng)施氮量相同時,開花期各器官氮的積累量以小麥氮肥全部基施大于小麥氮肥孕穗期追施和拔節(jié)期追施的氮素積累量。至小麥成熟期,小麥營養(yǎng)體各器官積累的氮素絕大部分都已轉(zhuǎn)移到籽粒中,成熟時小麥各營養(yǎng)體氮積累量隨著施氮量的增加而增加,間套作小麥各營養(yǎng)體氮積累量和單作相比差異不大,而且穎殼+穗軸氮積累量最多,其次為莖>葉鞘>葉。成熟時籽粒氮素的吸收積累量隨著施氮量的增加而增加,間套作小麥氮的吸收積累量大于相同施氮量單作小麥氮的吸收積累量,這也是間套作小麥具有品質(zhì)優(yōu)勢的生理基礎(chǔ)。另外相同施氮量的間套作小麥,小麥氮肥全部基施各營養(yǎng)體器官的氮積累量大于小麥氮肥拔節(jié)期追施和孕穗期追施的氮素積累量。這就說明小麥玉米間套作,小麥處于較高生態(tài)位,對營養(yǎng)的競爭力強(qiáng)于玉米(金紹齡等,1993),從而使間套作小麥開花期各器官的氮素積累量高于單作小麥的氮素積累量,最終對籽粒蛋白質(zhì)含量的貢獻(xiàn)大于單作小麥;同時也說明間套作小麥中后期有較高的吸收積累氮素能力,而對小麥生育前期氮素的吸收積累有補(bǔ)償效應(yīng)。2.2不同單作小麥花后氮同化量變化的比較小麥籽粒蛋白質(zhì)的氮素一方面來源于小麥開花前營養(yǎng)體中積累氮素的再轉(zhuǎn)移,另一方面直接來源于小麥開花后的供應(yīng)。本試驗表明(表3、表4),單作和間套作小麥花前氮同化量和花后氮同化量都隨著施氮水平的提高而提高,相同施氮水平間套作小麥花前氮同化量和總氮同化量都大于相應(yīng)單作小麥,而間套作小麥花后氮同化量卻小于相應(yīng)單作小麥;小麥孕穗期追施氮肥大大提高了小麥總氮同化量,特別是小麥花后氮同化量大幅度提高,比拔節(jié)期追施氮肥和全部基施分別提高了47.9%、142%。相關(guān)分析表明,單作小麥和間套作小麥其總氮同化量與其蛋白質(zhì)含量都達(dá)到顯著正相關(guān)(r分別為0.936*,0.987*),而且間套作小麥花后氮同化量與其蛋白質(zhì)含量的相關(guān)系數(shù)(r=0.943)大于單作小麥花后氮同化量與其蛋白質(zhì)含量的相關(guān)系數(shù)(r=0.821)。這一方面說明間套作小麥蛋白質(zhì)含量的提高是由于總氮同化量提高的結(jié)果,特別是間套作小麥花前氮同化量比單作小麥提高;另一方面也說明間套作小麥花后也有很強(qiáng)的氮同化能力,此時同化的氮素,能直接輸送到籽粒中去合成蛋白質(zhì),因而間套作小麥中后期施氮能明顯提高小麥蛋白質(zhì)含量。這一結(jié)果和季書勤(2000)認(rèn)為施氮期后延,吸氮高峰相應(yīng)推遲,抽穗期施肥其肥效正值灌漿期,因此肥料氮進(jìn)入籽粒的比率較高,從而增加小麥籽粒蛋白質(zhì)的生理原因一致。3不同施氮量小麥花后氮積累量和總氮同化量的比較見表2本研究以間套作小麥玉米小麥和單作小麥為研究對象,通過田間試驗研究了氮素營養(yǎng)對單作和間套作小麥氮素吸收、同化及蛋白質(zhì)含量的影響。獲得如下主要結(jié)論:(1)小麥開花期不同器官中氮的積累量隨著施氮量的增加而增加,以葉片中積累的氮素量最高,其次為穗>莖>葉鞘,而且間套作小麥相同施氮量各器官的氮素積累量大于單作小麥各器官的氮素積累量,但當(dāng)施氮量達(dá)到450kg/hm2時,單作小麥葉片氮的積累量和間套作小麥葉鞘、莖、穗氮的積累量減少。(2)成熟時小麥各營養(yǎng)體氮積累量隨著施氮量的增加而增加,穎殼+穗軸氮積累量最多,其次為莖>葉鞘>葉,間套作小麥各營養(yǎng)體氮積累量和單作相比差異不大。成熟時籽