種植密度和氮肥水平互作對冬小麥產量和氮素利用率的調控效應研究.pdf

1、于2011-2013兩年度小麥生長季在山東兗州新兗鎮(zhèn)楊莊村大田，以冬小麥多穗型品種濟麥22和大穗型品種泰農18為供試材料，分別采用裂區(qū)設計，設置不同的氮肥水平(0、180和240kg/hm2)和種植密度（濟麥22為低密度120萬/hm2、中密度180萬/hm2和高密度240萬/hm2，泰農18為低密度135萬/hm2、中密度270萬/hm2、高密度405萬/hm2)水平，氮肥水平為主因素，種植密度為副因素，結合15N微區(qū)試驗，研究了種植

2、密度和氮肥水平互作對小麥籽粒產量和氮素利用效率的影響。研究結果如下:
　　1.種植密度和氮肥水平對小麥產量形成的影響
　　1.1.對小麥干物質積累的影響
　　氮肥水平相同的條件下，隨種植密度增加，兩品種小麥成熟期干物質積累量顯著增加;出苗-冬前、冬前-拔節(jié)和開花-成熟的這三個生育階段干物質積累量顯著提高，出苗-冬前、冬前-拔節(jié)階段干物質積累量占成熟期干物質積累量的比例顯著提高，拔節(jié)-開花階段干物質積累量占成熟期干物質積

3、累量的比例顯著降低;種植密度相同的條件下，隨氮肥水平增加，小麥成熟期干物質積累量顯著增加;出苗-冬前、冬前-拔節(jié)和開花-成熟各生育階段干物質生產量均顯著增加，開花-成熟期干物質積累量占成熟期干物質積累量的比例顯著提高。
　　1.2.對小麥籽粒產量、生物產量和收獲指數的影響
　　種植密度和氮肥水平及其互作效應對兩品種籽粒產量的影響均達顯著水平。在不施氮和施氮量為180kg/hm2的條件下，生物產量和籽粒產量隨種植密度增加而增加

4、，收獲指數無顯著差異，在施氮量為240kg/hm2的條件下，高密度處理生物產量顯著大于中密度處理，收獲指數顯著低于中密度處理，籽粒產量無顯著差異，高密度和中密度處理生物產量和籽粒產量均顯著大于低密度處理。施氮量為180kg/hm2的高密度處理籽粒產量與施氮量為240kg/hm2的高密度和中密度處理產量無顯著差異。
　　1.3.對小麥籽粒灌漿特性的影響
　　在不施氮條件下，隨種植密度增加，灌漿速率最大時出現時間、活躍生長期、漸

5、增期、快增期和緩增期均無顯著差異，灌漿速率最大時粒重，最大灌漿速率以及平均速率均呈降低的趨勢，成熟期粒重降低;在施氮量180 kg/hm2條件下，隨種植密度增加，除活躍生長期和漸增期無顯著差異外，灌漿速率最大時出現時間推遲、快增期和緩增期延長，灌漿速率最大時粒重，最大灌漿速率以及平均速率均呈降低的趨勢，成熟期粒重降低;在施氮量240kg/hm2條件下，隨種植密度增加，灌漿速率最大時出現時間推遲，活躍生長期、漸增期、快增期和緩增期均延長，

6、灌漿速率最大時粒重，最大灌漿速率以及平均速率均呈降低的趨勢，成熟期粒重降低。泰農18的平均籽粒灌漿速率顯著低于濟麥22。
　　1.4.開花后營養(yǎng)器官千物質向籽粒的轉運及對籽粒的貢獻
　　在不施氮條件下，增加種植密度顯著提高花前營養(yǎng)器官干物質貯藏再轉運量和花后干物質生產量，花前營養(yǎng)器官貯藏干物質再轉運率和對籽粒的貢獻率無顯著差異;施氮量180kg/hm2條件下，增加種植密度顯著提高花前營養(yǎng)器官干物質貯藏再轉運量和花后干物質生產

7、量，花前營養(yǎng)器官干物質貯藏再轉運率降低;施氮量240kg/hm2條件下，隨種植密度增加，花后干物質生產量和對籽粒的貢獻率顯著增加，花前營養(yǎng)器官干物質貯藏再轉運量表現先增加后降低的趨勢，花前營養(yǎng)器官干物質貯藏再轉運率和對籽粒的貢獻率降低。同一種植密度條件下，隨氮肥水平增加，花前營養(yǎng)器官干物質貯藏再轉運量、轉運率以及對籽粒的貢獻率降低，花后干物質生產量和對籽粒的貢獻率升高。
　　2.對小麥氮素吸收效率的影響
　　2.1.對小麥氮

8、素積累的影響
　　氮肥水平相同的條件下，隨種植密度增加，成熟期地上部氮素積累量增加;增加種植密度顯著提高了出苗-冬前、冬前-拔節(jié)和開花-成熟的這三個生育階段氮素積累量和所占吸收氮素的比例;種植密度相同的條件下，隨氮肥水平增加，各生育階段氮素積累量均顯著增加，開花-成熟期氮素積累量占總積累量的比例增加。
　　2.2.對小麥氮素吸收效率的影響
　　同一氮肥水平條件下，隨種植密度增加，小麥氮素吸收效率增加;同一種植密度條件下

9、，隨氮肥水平提高，小麥氮素吸收效率降低，種植密度和氮肥水平對小麥氮素吸收效率互作效應達顯著水平，表現為高種植密度和低氮肥水平處理氮素吸收效率最高。
　　2.3.對小麥不同土層氮素吸收的影響
　　隨著標記層次的下移，各處理15N氮素吸收量均降低。氮肥水平相同的條件下，增加種植密度提高了小麥根系對各個土層氮素的吸收，各土層增加的氮素吸收量和比例隨標記層次的下移而顯著提高;種植密度相同的條件下，增施氮肥增加了小麥根系對20cm和6

10、0cm處土層氮素的吸收，降低了100cm土層氮素的吸收量。氮素吸收量與20cm和60cm的氮素吸收量呈顯著正相關關系，氮素吸收效率與100cm的氮素吸收量呈顯著正相關關系，表明可以通過調節(jié)種植密度和氮肥水平改變小麥根群結構以及在各個土層的分布，同步提高小麥氮素吸收量和氮素吸收效率。
　　3.對小麥氮素利用效率的影響
　　3.1.對小麥氮素利用效率的影響
　　在不施氮和施氮量為180 kg/hm2條件下，增加種植密度對氮

11、素利用效率影響不顯著，在施氮量為240 kg/hm2條件下，中密度處理與低密度處理相比較，氮素利用效率無顯著差異，均顯著高于高密度處理。
　　3.2.對小麥氮素收獲指數和籽粒含氮量的影響
　　氮素利用效率為氮素收獲指數和籽粒含氮量的比值。在不施氮和施氮量為180kg/hm2條件下，增加種植密度對氮素收獲指數和籽粒含氮量影響均不顯著，在施氮量為240 kg/hm2條件下，中密度處理與低密度處理相比較，氮素收獲指數無顯著差異，顯

12、著高于高密度處理;籽粒含氮量無顯著差異，均顯著低于高密度處理。
　　3.3.開花后營養(yǎng)器官氮素向籽粒的轉運及對籽粒的貢獻
　　在不施氮和施氮量180 kg/hm2條件下，增加種植密度顯著提高花前營養(yǎng)器官氮素貯藏再轉運量、花后氮素生產量以及籽粒氮素積累量，花前營養(yǎng)器官貯藏氮素再轉運率和對籽粒的貢獻率無顯著差異。施氮量240kg/hm2條件下，中密度與低密度相比，籽粒氮素積累量、營養(yǎng)器官貯藏再轉運量和花后氮素同化量顯著增加，花前

13、營養(yǎng)器官貯藏氮素再轉運率和對籽粒的貢獻率無顯著差異;高密度與中密度相比較，營養(yǎng)器官貯藏再轉運量無顯著差異，花后氮素生產量和籽粒氮素積累量顯著增加，營養(yǎng)器官貯藏再轉運率和對籽粒的貢獻率降低。同一種植密度條件下，隨施氮量的增加，花前營養(yǎng)器官氮素貯藏再轉運量、花后氮素同化量和籽粒氮素積累量均增加，花前營養(yǎng)器官氮素貯藏再轉運率以及對籽粒的貢獻率降低，花后氮素同化量對籽粒的貢獻率升高。
　　4.對小麥氮素利用率的影響
　　氮素利用率為

14、氮素吸收效率和氮素利用效率的乘積。在不施氮和施氮量為180kg/hm2條件下，隨種植密度增加，氮素利用率顯著增加，在施氮量為240 kg/hm2條件下，中密度處理和高密度處理氮素利用率無顯著差異，顯著高于低密度處理。種植密度相同的條件下，隨氮肥水平的提高，氮素利用率顯著降低。
　　5.種植密度和氮肥水平對不同土層土壤硝態(tài)氮含量和氮素平衡的影響
　　種植密度相同的條件下，隨氮肥水平的提高，各土層硝態(tài)氮積累量增高，0-200 c

15、m硝態(tài)氮總積累量影響達到顯著水平，表現為N240＞N180＞N0處理，土壤無機氮殘留量，氮素表觀損失量和損失率均增加;氮肥水平相同的條件下，隨種植密度增加，各土層硝態(tài)氮積累量有降低趨勢，0-200 cm硝態(tài)氮總積累量影響達到顯著水平，表現為低密度＞中密度＞高密度處理。土壤無機氮殘留量，氮素表觀損失量和損失率均降低。
　　2011-2012年度，與播種前土壤硝態(tài)氮積累量相比較，不施氮條件下各密度處理0-200cm各土層硝態(tài)氮積累量均

16、顯著降低;施氮量為180kg/hm2的各密度處理0-40cm土層硝態(tài)氮積累量顯著高于播種前，40-120cm土層硝態(tài)氮積累量與播種前基本平衡，120-200cm硝態(tài)氮積累量顯著低于播種前;施氮量為240kg/hm2的各密度處理處理80-100cm土層硝態(tài)氮積累量顯著高于播種前，其余土層表現規(guī)律與N180處理相同;2012-2013年度，與播種前比較，N0處理0-200cm各土層硝態(tài)氮積累量顯著降低;N180和N240處理只有60-80c