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氮肥對(duì)不同遮陰程度下冬小麥群體生長(zhǎng)特性和產(chǎn)量的影響

2022-07-25 06:17張宏芝王立紅孔德鵬樊哲儒張躍強(qiáng)李劍峰重高
關(guān)鍵詞:拔節(jié)期成熟期灌漿

張宏芝 王立紅 孔德鵬 樊哲儒 張躍強(qiáng) 李劍峰 王 重高 新 時(shí) 佳 趙 奇* 陳 阜

(1.中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué) 農(nóng)學(xué)院/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)作制度重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 北京 100193; 2.新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院 核技術(shù)生物技術(shù)研究所/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部荒漠綠洲作物生理生態(tài)與耕作重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/新疆作物化學(xué)調(diào)控工程技術(shù)研究中心, 烏魯木齊 830091; 3.新疆維吾爾自治區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣總站, 烏魯木齊 830000)

新疆南疆三地州(新疆維吾爾自治區(qū)的喀什地區(qū)、和田地區(qū)、克孜勒蘇柯?tīng)柨俗巫灾沃?特色的果樹(shù)(核桃、杏子、紅棗)區(qū)域優(yōu)勢(shì),在新疆維吾爾自治區(qū)林果產(chǎn)業(yè)中占有舉足輕重的地位。該區(qū)域有80%以上的果樹(shù)是以果農(nóng)間作形式存在,有70%左右的糧食和棉花等大田農(nóng)作物與果樹(shù)間作,形成了南疆三地州特有的林果種植業(yè)復(fù)合生產(chǎn)模式。但隨著果樹(shù)樹(shù)齡及樹(shù)冠的擴(kuò)大,果樹(shù)對(duì)小麥遮陰加重造成小麥產(chǎn)量降低。而通過(guò)選育耐陰品種,并優(yōu)化栽培技術(shù)進(jìn)而彌補(bǔ)遮陰對(duì)小麥生長(zhǎng)造成的負(fù)面效應(yīng),可能是解決此問(wèn)題的有效途徑。

光照和氮素是影響作物生長(zhǎng)的2個(gè)重要因素。光照是植物進(jìn)行光合作用并賴以生長(zhǎng)的前提條件,氮素對(duì)小麥的生長(zhǎng)發(fā)育、產(chǎn)量有重要的影響。遮陰降低了小麥旗葉光合速率,碳水化合物的供應(yīng)減少,光合物質(zhì)生產(chǎn)受到抑制,干物質(zhì)積累量及向籽粒分配降低,產(chǎn)量顯著降低。合理施氮能夠調(diào)控小麥群體的冠層結(jié)構(gòu),提高旗葉光合速率,延長(zhǎng)葉片功能期,增加植株干物質(zhì)積累量,促進(jìn)營(yíng)養(yǎng)器官中干物質(zhì)向籽粒轉(zhuǎn)移,有利于小麥產(chǎn)量的提高。關(guān)于遮陰對(duì)小麥生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量的影響,已有大量的研究報(bào)道,主要集中在開(kāi)花期前后短期遮光影響。氮肥對(duì)小麥生長(zhǎng)發(fā)育的影響也有較多研究報(bào)道,而氮肥對(duì)長(zhǎng)期(拔節(jié)至成熟期)遮陰條件下小麥群體生長(zhǎng)特性及物質(zhì)生產(chǎn)調(diào)控效應(yīng)的研究鮮見(jiàn)報(bào)道。本研究選擇在果樹(shù)與小麥物候交錯(cuò)期(冬小麥拔節(jié)期-成熟期),人工設(shè)置遮陰處理模擬3種果樹(shù)(核桃樹(shù)、杏樹(shù)和棗樹(shù))在小麥生長(zhǎng)中后期不同程度的遮陰,測(cè)定氮肥對(duì)不同遮陰條件下小麥群體生長(zhǎng)率、凈同化率、光合勢(shì)、干物質(zhì)積累量、生殖器官與營(yíng)養(yǎng)器官質(zhì)量的比例和產(chǎn)量等指標(biāo)的影響,旨在明確不同遮陰條件下氮肥對(duì)冬小麥群體生長(zhǎng)、物質(zhì)積累和分配的調(diào)控效應(yīng),以期為果麥間作模式中提高小麥產(chǎn)量提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2015—2016和2016—2017年度在新疆維吾爾自治區(qū)喀什地區(qū)澤普縣種子公司脫絨廠(38°10′ N,77°16′ E)進(jìn)行,海拔高度1 266 m,土壤類型為砂壤土,0~40 cm土層有機(jī)質(zhì)含量1.45 g/kg,全氮0.55 g/kg,全磷0.73 g/kg,全鉀19.3 g/kg,速效氮35.5 mg/kg,速效磷11.4 mg/kg,速效鉀99.0 mg/kg。供試冬小麥品種為‘新冬20號(hào)’。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

通過(guò)測(cè)定核麥、杏麥和棗麥間作田中果樹(shù)葉片完全展開(kāi)后不同區(qū)域小麥冠層頂部入射的日均光合有效輻射量分別為小麥單作的20.8%、44.2%和76.9%。因此,本研究通過(guò)遮陰網(wǎng)模擬果樹(shù)出葉至葉片完全展開(kāi)前遮陰相對(duì)較輕,果樹(shù)葉片完全展開(kāi)至小麥成熟期遮陰加重的遮陰環(huán)境。試驗(yàn)采用裂區(qū)設(shè)計(jì),遮陰處理為主區(qū),氮肥處理為副區(qū)。遮陰處理設(shè)4個(gè)水平:不遮陰(

S

)、拔節(jié)期遮陰10%~抽穗期遮陰25%(

S

,輕度遮陰)、拔節(jié)期遮陰20%~抽穗期遮陰50%(

S

,中度遮陰)、拔節(jié)期遮陰30%~抽穗期遮陰75%(

S

,重度遮陰),遮陰均從拔節(jié)期至成熟期。氮肥處理設(shè)置4個(gè)水平:整個(gè)生育期不施肥(

N

)、拔節(jié)期(遮陰后)追施純氮103.5 kg/hm(

N

)、拔節(jié)期(遮陰后)追施純氮138.0 kg/hm(

N

)和拔節(jié)期(遮陰后)追施純氮172.5 kg/hm(

N

)。每處理 3 次重復(fù)。每個(gè)小區(qū)面積8(4 m×2 m)m。用不同透光度的黑色尼龍網(wǎng)遮陰,

S

S

S

處理在拔節(jié)期分別用遮陰程度為10%、20%和30%的遮陰網(wǎng)進(jìn)行遮陰,抽穗期分別換成遮陰程度為25%、50%和75%的遮陰網(wǎng)。遮陰網(wǎng)距小麥冠層表面保持50 cm左右(隨小麥植株高度調(diào)整),以保證群體內(nèi)通風(fēng)良好。遮陰網(wǎng)超過(guò)小區(qū)四周,以保證遮陰處理小區(qū)完全被遮陰網(wǎng)覆蓋。氮肥處理間用保護(hù)行隔離,以防水分和養(yǎng)分側(cè)滲。小麥播種前施尿素150 kg/hm,磷酸二銨 375 kg/hm,作為基肥一次性施入(

N

處理整個(gè)生育期不施肥)。播種量270 kg/hm,人工播種,行距20 cm。全生育期灌水6次,灌水采用滴灌,追肥隨水滴施,水量用水表和球閥控制。其他栽培措施均一致。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目及方法

1

.

3

.

1

葉面積指數(shù)

在拔節(jié)期、開(kāi)花期、灌漿期每個(gè)處理選取10株有代表性的植株,測(cè)量每株綠色葉片的長(zhǎng)和寬,計(jì)算葉面積(長(zhǎng)×寬×0.83,式中:0.83為常數(shù)),同時(shí)依據(jù)各生育時(shí)期的總莖數(shù)計(jì)算LAI。

1

.

3

.

2

干物質(zhì)累積量

在拔節(jié)期、開(kāi)花期、灌漿期和成熟期每小區(qū)取20株將植株分成莖稈、葉片、穗(成熟期分籽粒和穎殼)等器官,105 ℃殺青30 min,80 ℃烘干至恒重后稱重,測(cè)定地上部干物質(zhì)積累量。生殖器官與營(yíng)養(yǎng)器官質(zhì)量的比例用成熟期籽粒干重/(莖鞘干重+葉干重)計(jì)算。

1

.

3

.

3

產(chǎn)量

成熟期每小區(qū)取有代表性的2 m進(jìn)行測(cè)產(chǎn),每處理6次重復(fù)。

1

.

3

.

4

群體生長(zhǎng)率、凈同化率、光合勢(shì)的計(jì)算

群體生長(zhǎng)率(CGR)、凈同化率(NAR)和光合勢(shì)(PP)的計(jì)算參照李杰等的方法。

群體生長(zhǎng)率用單位面積單位時(shí)間內(nèi)的干物質(zhì)積累量表示;凈同化率用單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的凈同化產(chǎn)物量表示;光合勢(shì)用單位土地面積的綠葉面積與光合時(shí)間的乘積表示。

1.4 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析采用SPSS 18.0軟件;作圖采用Excel 2019完成。

2 結(jié)果與分析

2.1 施氮對(duì)遮陰小麥群體生長(zhǎng)率的影響

由表1可知,遮陰、施氮量及其互作對(duì)小麥群體生長(zhǎng)率(CGR)的影響在各生育階段均達(dá)到極顯著水平。在拔節(jié)-成熟期各生育階段小麥CGR均隨著遮陰程度的增大而降低(表2)。在

S

S

條件下,

N

N

處理的小麥拔節(jié)-開(kāi)花期CGR均顯著高于

N

N

處理。

S

條件下,

N

處理的小麥開(kāi)花-灌漿期和灌漿-成熟期CGR分別較

N

、

N

N

處理高113.7%、42.1%、19.8%和152.0%、40.2%、62.0%;

S

條件下,

N

處理的小麥開(kāi)花-灌漿期和灌漿-成熟期CGR分別較

N

、

N

N

高26.9%、18.3%、50.9%和40.9%、22.9%、72.6%。在

S

S

條件下,

N

處理的小麥拔節(jié)-開(kāi)花期CGR均顯著高于其他處理;

N

處理的開(kāi)花-灌漿期和灌漿-成熟期CGR較

N

、

N

N

處理分別高28.2%、21.8%、33.5%和266.7%、32.4%、76.1%。

表1 遮陰、施氮及其互作對(duì)小麥群體生長(zhǎng)率影響的方差分析
Table 1 Anova of shading, nitrogen fertilizer and their interaction on growth rate of winter wheat

處理TreatmentJFFFFM201620172016201720162017N13.614.0100.9177.080.2248.5S267.8202.4951.5681.0192.8169.2N×S24.222.282.684.323.222.9Y125.521.238.9

注:JF,拔節(jié)-開(kāi)花期;FF,開(kāi)花-灌漿期;FM,灌漿-成熟期。,遮陰處理;,施氮處理;Y,年份。表中數(shù)值為。下同。
Note: JF, jointing to flowering stage; FF, flowering to filling stage; FM, filling to maturation stage. , shading treatment; , nitrogen treatment; Y, Year. The values in the table are values. The same below.

表2 不同遮陰和施氮處理小麥的群體生長(zhǎng)率
Table 2 The growth rate of winter wheat under different shading and nitrogen fertilizer treatment g/(m·d)

遮陰處理Shadingtreatment氮肥處理NitrogentreatmentJFFFFM201620172016201720162017N013.2 gh10.2 f8.8 e7.9 fg5.0 gh4.1 gS0N117.9 de16.9 b12.9 c12.3 c7.4 c8.7 bN223.3 a20.0 a17.5 a18.3 a10.8 a11.7 aN321.3 ab19.6 a15.3 b14.6 b6.3 de7.6 cN015.7 f12.8 de8.9 e8.4 f5.9 ef6.7 deS1N117.5 e14.4 cd9.0 e9.5 e6.8 cd7.7 cN220.9 bc16.8 b10.8 d11.1 d8.5 b9.3 bN319.4 cd15.3 bc6.9 f7.6 g5.3 fg5.0 fN014.5 fg12.1 e6.7 fg6.4 h4.9 gh1.7 hS2N112.4 h10.3 f8.6 e8.6 f6.2 de7.3 cdN210.6 i9.6 fg6.1 ghi7.9 fg4.2 h6.7 deN310.6 i9.2 fgh5.9 hi7.3 g3.4 i4.5 fgN010.3 i8.9 fghi5.2 jk6.0 h1.9 k0.9 hS3N19.9 ij8.2 ghi6.6 fgh7.7 g4.9 gh6.3 eN29.1 ij7.5 hi5.7 ij6.1 h3.3 ij5.1 fN38.3 j7.3 i4.6 k5.9 h2.5 jk3.8 gN013.4 c11.0 c7.4 d7.2 d4.5 b3.4 dNN114.5 b12.5 b9.3 b9.6 b6.4 a7.5 bN216.0 a13.5 a10.1 a10.9 a6.8 a8.3 aN314.9 b12.9 ab8.2 c8.8 c4.4 b5.3 cS019.0 a16.7 a13.6 a13.3 a7.4 a8.0 aSS118.4 a14.9 b8.9 b9.2 b6.6 b7.2 bS212.1 b10.3 c6.9 c7.6 c4.7 c5.1 cS39.4 c8.0 d5.6 d6.5 d3.2 d4.0 d

注:,不遮陰;,拔節(jié)期遮陰10%~抽穗期遮陰25%;,拔節(jié)期遮陰20%~抽穗期遮陰50%;,拔節(jié)期遮陰30%~抽穗期遮陰75%。,整個(gè)生育期不施肥;,拔節(jié)期追施純氮103.5 kg/hm;,拔節(jié)期追施純氮138 kg/hm;,拔節(jié)期追施純氮172.5 kg/hm。同列不同字母表示Duncan’s分析中5%水平上顯著差異。下同。
Note: , not shading at the pulling stage; , shading at the pulling-heading stage is 10%-25%; , shading at the pulling-heading stage is 20%-50%; , shading at the pulling-heading stage is 30%-75%. , no fertilizer; N1, jointing stage (after shading) nitrogen 103.5 kg/hm; , jointing stage (after shading) nitrogen 138.0 kg/hm; , jointing stage (after shading) nitrogen 172.5 kg/hm. Means within a column followed by the different letter are significantly different (>0.05) according to Duncan’s multiple range test. The same below.

2.2 施氮對(duì)遮陰小麥凈同化率的影響

由表3可知,遮陰、施氮量及其互作對(duì)小麥凈同化率(NAR)的影響達(dá)到極顯著水平。小麥NAR均隨著遮陰程度的增大而顯著降低(表4)。在不同遮陰條件下,拔節(jié)-灌漿期NAR隨著施氮量的增加呈降低的趨勢(shì),

N

、

N

N

處理的小麥拔節(jié)-開(kāi)花期NAR分別比

N

處理低54.9%、56.9%和59.7%,開(kāi)花-灌漿期分別降低29.8%、37.6%和43.7%。

表3 遮陰、施氮及其互作對(duì)小麥凈同化率影響的方差分析
Table 3 Anova of shading, nitrogen fertilizer and their interaction on net assimilation rate of winter wheat

處理TreatmentJFFF2016201720162017N368.2433.739.6149.0S111.0142.2142.1391.3N*S4.13.03.225.9Y17.7240.5

表4 不同遮陰和施氮處理小麥的凈同化率
Table 4 The net assimilation rate of winter wheat under different shading and nitrogen fertilizer treatment g/(m·d)

遮陰處理Shadingtreatment施氮處理NitrogentreatmentJFFF2016201720162017N014.4 a12.1 a6.8 a10.9 aS0N16.6 e6.6 d4.8 b6.6 bN26.1 e5.9 d4.4 b5.7 cdN35.6 f5.8 d4.2 b5.3 dN011.6 b11.4 a4.2 b6.0 cS1N15.5 f4.9 e2.6 c3.7 efN25.4 f4.8 e2.5 cde3.2 fghN35.3 f4.3 e1.9 def2.9 ghiN09.4 c8.6 b2.6 cd3.3 efgS2N13.8 g3.4 f2.3 cdef2.9 ghiN23.5 gh3.4 f1.9 def2.9 ghiN33.3 hi3.3 f1.8 def2.5 hiN08.3 d7.5 c2.7 c3.9 eS3N13.3 ghi3.2 f2.1 cdef2.9 ghiN23.1 hi2.8 f1.8 ef2.7 ghiN32.8 i2.8 f1.6 f2.3 iN011.0 a9.9 a4.1 a6.1 aNN14.8 b4.6 b3.0 b4.1 bN24.7 b4.3 b2.7 bc3.6 cN34.3 b4.1 b2.4 c3.3 dS08.2 a7.7 a5.1 a7.2 aSS17.0 b6.4 b2.8 b4.0 bS25.0 c4.7 c2.2 c3.0 cS34.4 d4.1 d2.1 c2.9 c

2.3 施氮對(duì)遮陰小麥光合勢(shì)的影響

由表5可知,遮陰、施氮量及其互作對(duì)小麥光合勢(shì)(PP)的影響在拔節(jié)-灌漿期均達(dá)到極顯著水平。在拔節(jié)-灌漿期小麥PP均隨著遮陰程度的增大呈“先增后降”的趨勢(shì)(表6),

S

處理顯著高于其他處理。在

S

條件下

N

處理的小麥拔節(jié)-開(kāi)花期和開(kāi)花-灌漿期PP分別比

N

、

N

N

處理高371.5%、23.0%、6.0%和269.0%、28.0%、21.7%;

S

條件下

N

處理的小麥拔節(jié)-開(kāi)花期和開(kāi)花-灌漿期PP分別比

N

N

、

N

處理高252.1%、17.9%、4.3%和124.4%、12.5%、12.7%。在

S

S

條件下,

N

處理小麥拔節(jié)-開(kāi)花期PP分別較

N

、

N

N

處理高153.8%、1.0%,6.5%,開(kāi)花-灌漿期分別高出51.4%、5.1%和12.8%。

表5 遮陰、施氮及其互作對(duì)小麥光合勢(shì)影響的方差分析
Table 5 Anova of shading, nitrogen fertilizer and their interaction on photosynthetic potential of winter wheat

處理TreatmentJFFF2016201720162017N1 308.01 058.6613.8533.2S51.744.0117.9128.1N*S17.211.638.945.9Y256.4983.3

表6 不同遮陰和施氮處理小麥的光合勢(shì)
Table 6 The photosynthetic potential of winter wheat under different shading and nitrogen fertilizer treatment (10 m·d)/hm

遮陰處理Shadingtreatment施氮處理NitrogentreatmentJFFF2016201720162017N023.6 h21.2 i25.9 k14.9 iS0N191.0 e81.4 f63.3 ef48.7 efN2112.1 bc100.0 cd75.2 b66.8 bN3107.8 cd92.5 e71.7 c48.2 efN040.0 g30.8 h42.5 i28.2 hS1N1104.9 d104.9 bc71.5 c66.1 bN2131.8 a115.7 a83.9 a71.2 aN3127.8 a109.6 b76.6 b61.4 cN049.4 f42.0 g51.8 h39.6 gS2N1115.5 b98.5 cde75.3 b59.5 cN2114.4 b96.6 de68.5 cd54.7 dN3106.2 cd96.2 de65.4 de51.0 eN040.9 g37.5 g38.4 j31.2 hS3N1115.1 b100.1 cd61.9 ef46.5 fN2114.5 b99.6 cd60.9 f46.4 fN3107.9 cd92.5 e56.7 g42.0 gN038.5 d32.9 c39.7 c28.5 dNN1106.6 c96.2 b68.0 b55.2 bN2118.2 a103.0 a72.1 a59.8 aN3112.4 b97.7 b67.6 b50.7 cS083.6 c73.8 c59.0 c44.6 cSS1101.1 a90.3 a68.6 a56.7 aS296.4 b83.3 b65.2 b51.2 bS394.6 b82.5 b54.5 d41.5 d

2.4 施氮對(duì)遮陰小麥總干物質(zhì)積累及分配和產(chǎn)量的影響

由圖1和圖2可知,總干物質(zhì)積累量和生殖器官與營(yíng)養(yǎng)器官質(zhì)量的比例(RVR)均隨著遮陰程度的增大而顯著降低。在

S

S

條件下,隨著施氮量的增加總干物質(zhì)積累量呈“先增加后降低”的趨勢(shì),以

N

處理為最高。

N

S

條件下分別比

N

、

N

、

N

處理增加114.0%、22.5%、15.2%,在

S

條件下分別比

N

、

N

、

N

增加52.5%、11.2%、16.7%;在

S

S

條件下,總干物質(zhì)積累量在

N

N

、

N

間差異不顯著,但均顯著高于

N

處理。在

S

條件下,冬小麥RVR以

N

處理為最高,分別比

N

N

、

N

處理增加15.5%、11.0%、6.1%,在

S

條件下RVR由高到低表現(xiàn)為

N

>

N

>

N

>

N

;在

S

S

條件下,

N

、

N

、

N

處理間的RVR差異不顯著,但均低于

N

處理。

圖1 2016(a)和2017年(b)不同處理地上部總干物質(zhì)積累量Fig.1 Above-ground dry matter accumulation with different treatment in 2016 (a) and 2017 (b)

圖2 2016(a)和2017年(b)不同處理生殖器官與營(yíng)養(yǎng)器官干物質(zhì)質(zhì)量的比例(RVR)Fig.2 The mass ratio of reproductive organs and vegetative organs with different treatment in 2016 (a) and 2017 (b)

由圖3可知,小麥產(chǎn)量隨著遮陰程度的增大而顯著降低。在

S

S

條件下隨著施氮量的增加產(chǎn)量呈“先增加后降低”的趨勢(shì)。

N

處理分別比

N

N

N

處理高131.3%、9.4%和7.0%;在

S

S

條件下各施氮處理間差異不顯著,但均顯著高于

N

處理。

圖3 2016(a)和2017年(b)不同處理的產(chǎn)量Fig.3 Yield with different treatment in 2016 (a) and 2017 (b)

2.5 產(chǎn)量與群體生長(zhǎng)特征參數(shù)的相關(guān)性

由表7可知,冬小麥產(chǎn)量與拔節(jié)-成熟期CGR、開(kāi)花-灌漿期PP、總干物質(zhì)積累量和RVR均呈極顯著正相關(guān);總干物質(zhì)積累量與CGR、PP均呈極顯著正相關(guān);RVR與NAR、CGR均呈極顯著正相關(guān)。說(shuō)明遮陰條件下通過(guò)合理追施氮肥可使群體保持較高的生長(zhǎng)速率和較強(qiáng)的光合勢(shì),有利于光合同化能力的提高及較多干物質(zhì)向籽粒分配,從而提高產(chǎn)量。

表7 產(chǎn)量與群體生長(zhǎng)特性的相關(guān)性
Table 7 Correlation coefficients of dry matter weight with population growth characteristic

指標(biāo)Index生育時(shí)期Growthstage凈同化率NAR群體生長(zhǎng)率CGR光合勢(shì)PPJFFFJFFFFMJFFF總干物質(zhì)積累量Drymatterweight生殖器官與營(yíng)養(yǎng)器官質(zhì)量的比值RVR產(chǎn)量Yield凈同化率 NARJF1.000.70**0.220.12-0.05-0.86**-0.61**-0.22 0.57**-0.08FF1.000.230.43* 0.25-0.60**-0.56** 0.10 0.54** 0.15JF1.000.82** 0.70**0.230.51** 0.81** 0.81** 0.87**群體生長(zhǎng)率CGRFF1.00 0.83**0.170.33 0.86** 0.70** 0.86**FM 1.000.340.47** 0.88** 0.61** 0.82**光合勢(shì)PPJF1.000.87** 0.56**-0.22 0.42*FF1.00 0.66** 0.08 0.59**總干物質(zhì)積累量Dry matter weight 1.00 0.57** 0.95**生殖器官與營(yíng)養(yǎng)器官質(zhì)量的比值 RVR 1.00 0.70**產(chǎn)量 Yield 1.00

注:*和**分別表示在0.05和0.01水平的差異。
Note: The * and ** following the number means significant difference at 0.05 and 0.01 levels.

3 討 論

群體生長(zhǎng)率反映干物質(zhì)的日生產(chǎn)量,是描述群體生產(chǎn)速率的重要指標(biāo)。Lakshmanakumar等研究認(rèn)為,遮陰降低了各生育階段小麥CGR,且隨著遮陰程度的加劇而降低幅度增大。杏‖麥模式下果樹(shù)遮陰降低了小麥中后期CGR,離果樹(shù)越近降低幅度越大。本研究結(jié)果表明,拔節(jié)-成熟期各生育階段小麥CGR隨著遮陰程度的增大而顯著降低。弱光下CGR降低主要是由于碳水化合物供應(yīng)不足。合理施氮有利于小麥群體生長(zhǎng)率的提高。本研究結(jié)果表明,在不遮陰和輕度遮陰條件下,拔節(jié)-開(kāi)花期

N

(138.0 kg/hm)和

N

(172.5 kg/hm)處理的冬小麥CGR高于

N

(103.5 kg/hm)和

N

(不施氮)處理;開(kāi)花-灌漿期和灌漿-成熟期

N

(138.0 kg/hm)處理均顯著高于其他處理。在中度和重度遮陰條件下,拔節(jié)-開(kāi)花期

N

(不施氮)處理的冬小麥CGR均顯著高于其他施氮處理,開(kāi)花-成熟期

N

(103.5 kg/hm)處理高于其他處理。說(shuō)明在不遮陰和輕度遮陰條件下,適宜施氮有利于小麥維持較高的群體生長(zhǎng)速率,而在中度和重度遮陰條件下,同化物的供應(yīng)不足限制了氮肥對(duì)小麥群體生長(zhǎng)的促進(jìn)效應(yīng)。群體光合勢(shì)與凈同化率是衡量群體物質(zhì)生產(chǎn)能力的重要指標(biāo)。遮陰降低了作物的光合勢(shì)和凈同化率。本研究結(jié)果表明,隨著遮陰程度的加劇,冬小麥拔節(jié)-灌漿期各生育階段PP以

S

處理最高,NAR隨著遮陰程度的加劇顯著降低。這主要是由于輕度遮陰提高了小麥的葉面積指數(shù),限制了小麥植株個(gè)體的光合作用能力。適宜施氮有利于作物群體光合勢(shì)的提高,而施氮對(duì)凈同化率的影響研究結(jié)論不一致,有研究認(rèn)為隨著施氮量的增大凈同化率會(huì)降低,而也有研究認(rèn)為隨著施氮量的增大凈同化率會(huì)增加。本研究結(jié)果表明:在不遮陰和輕度遮陰條件下,冬小麥拔節(jié)-開(kāi)花期和開(kāi)花-灌漿期PP以

N

(138.0 kg/hm)處理最高;在中度和重度遮陰條件下,冬小麥拔節(jié)期PP以

N

(103.5 kg/hm)處理最高。NAR隨著施氮量的增大而降低,但各施氮處理間差異不顯著。說(shuō)明在不遮陰和輕度遮陰條件下,適宜施氮有利于小麥群體保持較高的光合生產(chǎn)能力;而在中度和重度遮陰下,氮肥對(duì)小麥群體光合生產(chǎn)能力的促進(jìn)效應(yīng)有所降低。王強(qiáng)在水稻上的研究也認(rèn)為最適施氮量取決于光強(qiáng)。生殖器官與營(yíng)養(yǎng)器官干物質(zhì)質(zhì)量的比值(RVR)是反映群體源庫(kù)協(xié)調(diào)的重要指標(biāo),RVR越高,光合產(chǎn)物向經(jīng)濟(jì)器官分配越多。遮陰限制了冬小麥干物質(zhì)積累及向生殖器官的分配,本研究結(jié)果也表明,隨著遮陰程度的加劇總干物質(zhì)積累量和RVR均顯著降低。合理地追施氮肥能更好地協(xié)調(diào)小麥植株的“源-庫(kù)”關(guān)系,從而提高植株單位面積承載庫(kù)容量以及庫(kù)對(duì)源物質(zhì)的調(diào)運(yùn)能力。本研究結(jié)果表明,在不遮陰條件下,

N

(138.0 kg/hm)處理的冬小麥總干物質(zhì)積累量和RVR高于其他處理;在輕度遮陰條件下,

N

(138.0 kg/hm)處理的干物質(zhì)積累量高于其他處理,RVR由高到低表現(xiàn)為

N

>

N

>

N

>

N

;在中度和重度遮陰條件下,施氮處理的冬小麥干物質(zhì)積累量均高于

N

處理;施氮處理的RAV均低于

N

處理。說(shuō)明在不遮陰和輕度遮陰條件下,適量追氮有利于干物質(zhì)積累及向籽粒分配,而在中度和重度遮陰條件下,增施氮肥對(duì)干物質(zhì)積累的調(diào)控效應(yīng)降低,且限制了干物質(zhì)向生殖器官的轉(zhuǎn)移。

群體的協(xié)調(diào)發(fā)展是小麥產(chǎn)量提高的關(guān)鍵。要獲得高產(chǎn),就必須使個(gè)體、群體和環(huán)境相協(xié)調(diào)以達(dá)到最優(yōu)。本研究結(jié)果表明:冬小麥產(chǎn)量與拔節(jié)-成熟期CGR、開(kāi)花-灌漿期PP、總干物質(zhì)積累量和RVR均呈極顯著正相關(guān)。說(shuō)明拔節(jié)-成熟期較高的群體生長(zhǎng)速率和后期較強(qiáng)的光合勢(shì),有利于光合同化能力的提高及較多的干物質(zhì)向籽粒轉(zhuǎn)運(yùn),從而提高產(chǎn)量。因此,在不同遮陰條件下,應(yīng)通過(guò)合理的氮肥調(diào)控提高小麥群體生長(zhǎng)速率及光合生產(chǎn)能力,增加干物質(zhì)積累量的同時(shí)促進(jìn)干物質(zhì)持續(xù)向籽粒的供應(yīng),最終獲得較高的產(chǎn)量。而在中度和重度遮陰條件下,施氮量增大,莖稈抗折力與抗倒伏指數(shù)降低,倒伏風(fēng)險(xiǎn)增加也是導(dǎo)致產(chǎn)量降低的原因之一。

4 結(jié) 論

在輕度遮陰條件下,適量施氮(拔節(jié)期追施純氮138.0 kg/hm)可顯著提高‘新冬20’各生育階段群體生長(zhǎng)率和開(kāi)花后光合勢(shì),總干物質(zhì)積累量向生殖器官的分配增加,產(chǎn)量高于其他施氮處理;而在中度和重度遮陰條件下,氮肥(拔節(jié)期追施純氮103.5 kg/hm以上)對(duì)小麥群體生長(zhǎng)和干物質(zhì)積累及向籽粒分配的促進(jìn)效應(yīng)降低,產(chǎn)量顯著降低。因此,在輕度遮陰條件下,可通過(guò)適量施氮提高群體生長(zhǎng)速率和花后光合同化能力,增加干物質(zhì)積累量的同時(shí)促進(jìn)干物質(zhì)向籽粒轉(zhuǎn)運(yùn),有利于提高產(chǎn)量;在中度或重度遮陰條件下,氮肥對(duì)小麥群體生長(zhǎng)及干物質(zhì)積累和分配的促進(jìn)效應(yīng)降低,應(yīng)適度減少施氮量。

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