检索
E-mail
RSS
高级检索 图表检索

当期目录 我要投稿 过刊浏览
高级检索 图表检索

作物杂志,2019, 第4期: 94–99 doi: 10.16035/j.issn.1001-7283.2019.04.014

• 生理生化·植物营养·栽培耕作 • 上一篇    下一篇

氮肥基追比和调亏灌溉对小麦水分利用效率和产量的影响

张素瑜1,黄洁2,杨明达3,马守臣4,王和洲5,李向东1,杨程1,张德奇1,方保停1   

  1. 1 河南省农业科学院小麦研究所/河南省小麦生物学重点实验室,450002,河南郑州
    2 河南省南阳市宛城区种子管理站,473000,河南南阳
    3 河南农业大学农学院/河南粮食作物协同创新中心,450002,河南郑州
    4 河南理工大学测绘与国土信息工程学院,454000,河南焦作
    5 中国农业科学院农田灌溉研究所,453003,河南新乡
  • 收稿日期:2019-02-18 修回日期:2019-06-11 出版日期:2019-08-15 发布日期:2019-08-06
  • 通讯作者: 李向东
  • 作者简介:张素瑜,硕士,主要从事作物栽培学与耕作学研究
  • 基金资助:
    十三五国家重点研发计划项目(2017YFD0301102);十三五国家重点研发计划项目(2016YFD0300404)

Effects of Base-Topdressing Ratio of Nitrogen Fertilizer and Regulated Deficit Irrigation on Water Use Efficiency and Yield of Wheat

Zhang Suyu1,Huang Jie2,Yang Mingda3,Ma Shouchen4,Wang Hezhou5,Li Xiangdong1,Yang Cheng1,Zhang Deqi1,Fang Baoting1   

  1. 1 Wheat Research Institute of Henan Academy of Agricultural Sciences/Wheat Biology of Henan Provincia/Key Laboratory, Zhengzhou 450002, Henan, China
    2 Seed Management Station of Wancheng District, Nanyang City, Henan Province, Nanyang 473000, Henan, China
    3 College of Agronomy, Henan Agricultural University/Collaborative Innovation Center of Henan Grain Crop, Zhengzhou 450002, Henan, China
    4 School of Surveying and Land Information Engineering, Henan Polytechnic University, Jiaozuo 454000, Henan, China
    5 Farmland Irrigation Research Institute, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Xinxiang 453003, Henan, China
  • Received:2019-02-18 Revised:2019-06-11 Online:2019-08-15 Published:2019-08-06
  • Contact: Xiangdong Li

RichHTML

12

PDF (PC)

238

摘要：

优化水肥管理对提高小麦生产效率,改善农业生态环境具有重要意义。在防雨棚下,采用桶栽土培法研究氮肥基追比和调亏灌溉对小麦水分利用效率、叶片光合速率的影响,为优化小麦水氮运筹模式提供依据。设置4种氮肥基追比（播前和拔节期施氮比例）处理,分别为10:0、7:3、5:5和3:7,记为N10:0、N7:3、N5:5和N3:7。2种水分处理:水分调亏（返青-拔节期）—复水—调亏（灌浆-成熟期）,记为D;全生育期正常供水,记为N。结果表明,拔节期追施氮肥显著提高小麦灌浆期的单茎叶面积;相同水分条件下,N7:3、N5:5和N3:7灌浆期单茎叶面积递增且显著高于N10:0处理。水分调亏显著降低拔节期N10:0处理小麦最上部展开叶的光合速率,对其他氮肥处理小麦光合速率的影响则未达显著水平;相同水分条件下,N5:5处理拔节期和灌浆期均具有较高的光合速率。随追氮比例的增加,小麦叶片光合速率和水分利用效率呈先升后降的趋势。氮肥基追比和水分调亏显著影响小麦产量和水分利用效率,且两者对小麦产量存在显著的互作效应。综合考虑产量和水分利用效率等因素,水分调亏配合氮肥基追比处理比例为5:5是最合理的水氮运筹模式。

关键词: 小麦, 氮肥基追比, 水分调亏, 水分利用效率, 产量

Abstract:

Optimizing water and fertilizer management is of great significance for increasing wheat production efficiency and improving agricultural ecological environment. A barrel experiment was conducted under a fully automatic rain-proof shelter to investigate the effects of base-topdressing ratio of nitrogen fertilizer and regulated deficit irrigation on water use efficiency and photosynthetic rate of wheat, which provided a basis for optimizing wheat water and nitrogen operation model. Four nitrogen base fertilizer and top-dressing ration were subjected to 10:0, 7:3, 5:5 and 3:7, respectively, which were noted as N10:0, N7:3, N5:5 and N3:7; two levels of water treatment: both re-greening-jointing stage and grain-filling-maturity stage for water deficit regulation, noted as D; normal water supply during the whole growth period, noted as N. The results showed that append nitrogen fertilizer at jointing stage significantly increased the leaf area per stem at grain-filling stage. Under the same water condition, leaf area per stem among N7:3, N5:5 and N3:7 treatments progressively increased and significantly higher than that in N10:0treatment. Regulated deficit irrigation significantly reduced the photosynthetic rate of wheat uppermost unfolding leaves in N10:0 treatments at jointing stage; under the same water condition, N5:5 treatment had a higher photosynthetic rate from jointing to grain-filling. In addition, with the increase of nitrogen-dressing ratio, the photosynthetic rate of flag leaf and water use efficiency increased first and then decreased. Both Nitrogen and water deficit regulation significantly affected wheat yield and water use efficiency, and there existed a significant interaction effect on wheat yield. Regulated deficit irrigation combined with N5:5 nitrogen application treatment is the most reasonable combination based on the grain yield and the water use efficiency as well as other factors under the conditions of this experiment.

Key words: Wheat, Base-topdressing ratio of nitrogen fertilizer, Regulated deficit irrigation, Water use efficiency, Yield

表1

不同处理小麦灌浆期的单茎叶面积"

氮肥处理
Nitrogen treatment		 水分处理
Water treatment		 单茎叶面积
Leaf area per stem
N10:0 D 69.03c
N 69.53c
N7:3 D 75.02b
N 75.70b
N5:5 D 78.43ab
N 79.23ab
N3:7 D 82.39a
N 84.98a
氮肥处理Nitrogen treatment **
水分处理Water treatment *
交互作用Interaction *

表2

不同处理各生育时期小麦光合速率"

氮肥处理
Nitrogen treatment		 水分处理
Water
treatment		 光合速率Photosynthesis rate
拔节期
Jointing		 灌浆期
Grain-filling
N10:0 D 12.60c 15.65c
N 15.40ab 15.20c
N7:3 D 14.05ab 16.95b
N 14.07ab 15.50c
N5:5 D 16.90a 18.15a
N 18.07a 17.80a
N3:7 D 14.47ab 16.90b
N 15.80ab 16.85b
氮肥处理Nitrogen treatment * **
水分处理Water treatment * **
交互作用Interaction NS *

表3

不同处理小麦产量及产量构成"

氮肥处理
Nitrogen treatment		 水分处理
Water treatment		 穗数
Spike number		 穗粒数
Kernel number per spike		 千粒重(g)
1000-grain weight		 产量(g/桶)
Yield (g/pot)
N10:0 D 28.00b 36.70c 47.85a 48.13c
N 27.67b 39.45ab 46.41a 50.57b
N7:3 D 29.00ab 40.50ab 45.32b 52.74ab
N 30.30a 41.23a 44.67bc 53.89a
N5:5 D 30.75a 40.00ab 45.04bc 54.20a
N 30.80a 39.41ab 44.14bc 55.50a
N3:7 D 29.80a 39.50ab 43.22c 49.66bc
N 30.00a 38.54ab 43.04c 46.93c
氮肥处理Nitrogen treatment * NS ** **
水分处理Water treatment NS * ** *
交互作用Interaction NS * NS *

表4

氮肥基追比和调亏灌溉对小麦耗水量和水分利用效率的影响"

氮肥处理
Nitrogen treatment		 水分处理
Water treatment		 耗水量(L/桶)
Water consumption (L/pot)		 WUELeaf (μmol CO2/mmol H2O) WUEY
(kg/m3)
拔节期Jointing 灌浆期Grain-filling
N10:0
 D 25.2c 9.5ab 4.1a 1.98ab
N 29.1a 8.3bc 3.1b 1.73bc
N7:3
 D 28.5c 10.9a 3.7ab 2.15a
N 31.8a 9.4ab 3.1b 1.92ab
N5:5
 D 29.9b 7.4c 4.2a 2.09a
N 33.4a 6.9c 3.7ab 1.66bc
N3:7
 D 28.8bc 7.7bc 3.6ab 2.01ab
N 32.2a 7.0c 3.7ab 1.51c
氮肥处理Nitrogen treatment * ** NS *
水分处理Water treatment ** * * **
交互作用Interaction NS NS NS NS
[1] 张仁陟, 李小刚, 胡恒觉 . 施肥对提高旱地农田水分利用效率的机理. 植物营养与肥料学报, 1999,5(3):221-226.
doi: 10.11674/zwyf.1999.0304
[2] 孟兆江, 贾大林, 刘安能 , 等. 调亏灌溉对冬小麦生理机制及水分利用效率的影响. 农业工程学报, 2003,4(19):66-69.
[3] Du T S, Kang S Z, Sun J , et al. An improved water use efficiency of cereals under temporal and spatial deficit irrigation in north China. Agricultural Water Management, 2010,97(1):66-74.
[4] 张素瑜, 王和洲, 杨明达 , 等. 水分与玉米秸秆还田对小麦根系生长和水分利用效率的影响. 中国农业科学, 2016,49(13):2484-2496.
[5] 赵广才, 刘利华, 杨玉双 , 等. 不同追肥比例对小麦产量和品质的影响. 北京农业科学, 2000,18(5):7-9.
[6] 段留生, 关彩虹, 何钟佩 , 等. 开花后水分亏缺对小麦生理影响与化学调控的补偿效应. 中国生态农业学报, 2003,11(4):114-117.
[7] 陈晓远, 罗远培 . 土壤水分变动对冬小麦生长动态的影响. 中国农业科学, 2001(4):403-409.
[8] 赵丽英, 邓西平, 山仑 . 开花前后变水条件对春小麦的补偿效应. 应用与环境生物学报, 2002,8(5):476-481.
[9] 高亚军, 李生秀, 李世清 , 等. 农田秸秆覆盖对冬小麦水氮效应的影响. 应用生态学报, 2005(8):1450-1454.
[10] 山仑, 徐萌 . 节水农业及其生理生态基础. 应用生态学报, 1991(1):70-76.
[11] 吴宝建, 王东 . 畦田节灌对冬小麦光合特性、产量和水分利用效率的影响. 灌溉排水学报, 2018,37(12):1-9.
[12] Zhang X Y, Pei D, Hu C S . Conserving groundwater for irrigation in the North China Plain. Irrigation Science, 2003,21(4):159-166.
[13] 杨明达, 马守臣, 杨慎骄 , 等. 氮肥后移对抽穗后水分胁迫下冬小麦光合特性及产量影响. 应用生态学报, 2015,26(11):3315-3321.
[14] 冯波, 刘延忠, 孔令安 , 等. 氮肥运筹对垄作小麦生育后期光合特性及产量的影响. 麦类作物学报, 2008,28(1):107-112.
doi: 10.7606/j.issn.1009-1041.2008.01.021
[15] 周海燕, 吴德敏, 李彦 , 等. 秸秆还田条件下不同氮肥运筹对冬小麦产量、农艺性状及氮素利用效率的影响. 山东农业科学, 2011(5):55-59.
[16] 刘凤楼, 宋美丽, 冯毅 , 等. 施肥量与氮肥基追比对西农979产量和品质的效应. 麦类作物学报, 2010,30(3):482-487.
doi: 10.7606/j.issn.1009-1041.2010.03.018
[17] 王育红, 姚宇卿, 吕军杰 , 等. 调亏灌溉对冬小麦光合特性及水分利用效率的影响. 干旱地区农业研究, 2008,26(3):59-62.
[18] 孟兆江, 孙景生, 刘祖贵 , 等. 调亏灌溉对冬小麦不同生育阶段光合速率的影响. 麦类作物学报, 2011,31(6):1130-1135.
doi: 10.7606/j.issn.1009-1041.2011.06.023
[19] 马忠明 . 有限灌溉条件下作物——水分关系的研究. 干旱地区农业研究, 1998(2):78-82.
[20] 倪胜利, 李兴茂, 王亚翠 , 等. 旱后复水对冬小麦生长发育及水分利用效率的影响. 灌溉排水学报, 2018,37(11):20-25.
[21] 吕金岭, 吴儒刚, 范业泉 , 等. 干旱条件下施肥与作物抗旱性的关系. 江西农业学报, 2012,24(2):6-10.
[22] 张凤翔, 周明耀, 徐华平 , 等. 水肥耦合对冬小麦生长和产量的影响. 水利与建筑工程学报, 2005,3(2):22-24.
[23] 胡梦云, 张正斌, 徐萍 , 等. 亏缺灌溉下小麦水分利用效率与光合产物积累运转的相关研究. 作物学报, 2007,33(10):1711-1719.
[24] 吴永成, 周顺利, 王志敏 . 氮肥运筹对华北平原限水灌溉冬小麦产量和水氮利用效率的影响. 麦类作物学报, 2008,28(6):1016-1020.
[25] 张振, 于振文, 张永丽 , 等. 氮肥基追比例对测墒补灌小麦冠层不同层次光能利用及干物质转运的影响. 植物营养与肥料学报, 2019,25(1):97-105.
[1] 闫威,李国龙,李智,曹阳,张少英. 施氮量和密度互作对全覆膜旱作甜菜光合特性和块根产量的影响[J]. 作物杂志, 2019, (4): 100–106
[2] 万晓菊,张国强,王克如,谢瑞芝,沈东萍,陈江鲁,刘朝巍,李少昆. 北疆春玉米覆膜、滴灌技术效应研究[J]. 作物杂志, 2019, (4): 107–112
[3] 齐德强,赵晶晶,冯乃杰,郑殿峰,梁晓艳. 烯效唑（S3307）和胺鲜酯（DTA-6）对马铃薯叶与块茎糖代谢及产量的影响[J]. 作物杂志, 2019, (4): 148–153
[4] 阿不都卡地尔·库尔班,夏东,张巨松,崔建平,郭仁松,林涛. 滴灌频次对化学脱叶棉花产量和品质影响机制的研究[J]. 作物杂志, 2019, (4): 113–119
[5] 黄万,李晨曦,谭雪明,曾勇军,吴自明,刘桃菊,石庆华,潘晓华,曾研华. 不同直播方式对晚稻生长发育特性及产量的影响[J]. 作物杂志, 2019, (4): 159–163
[6] 王健,姚丹丹,郝茹雪,于青松,韩金玲,周印富,王文颇. 河北省冀东地区9个主栽春玉米品种的灌浆特性[J]. 作物杂志, 2019, (4): 120–124
[7] 周芸,李永梅,范茂攀,王自林,徐智,张丹,赵吉霞. 有机肥等氮替代化肥对红壤团聚体及玉米产量和品质的影响[J]. 作物杂志, 2019, (4): 125–132
[8] 梁俊梅,张君,安昊,景宇鹏,李焕春,段玉. 养分专家系统推荐施肥对马铃薯产量及肥料利用率的影响[J]. 作物杂志, 2019, (4): 133–138
[9] 谷娇娇,胡博文,贾琰,沙汉景,李经纬,马超,赵宏伟. 盐胁迫对水稻根系相关性状及产量的影响[J]. 作物杂志, 2019, (4): 176–182
[10] 高杰,李青风,李晓荣,封广才,彭秋. 贵州省不同年代糯高粱品种（系）农艺性状演变分析[J]. 作物杂志, 2019, (4): 17–23
[11] 张海斌,蒙美莲,刘坤雨,章凌翔,陈有君. 不同轮作模式对马铃薯干物质积累、病害发生及产量的影响[J]. 作物杂志, 2019, (4): 170–175
[12] 公丹,潘晓威,王素华,王丽侠,程须珍. 国家食用豆产业技术体系绿豆新品种（系）联合鉴定[J]. 作物杂志, 2019, (4): 30–36
[13] 张萌,芶久兰,魏全全,陈龙,何佳芳. 不同生物有机肥对贵州高海拔春马铃薯生长及土壤肥力的影响[J]. 作物杂志, 2019, (3): 132–136
[14] 权宝全,吕瑞洲,王贵江,任杰成. 薯块膨大中期不同栽培措施对甘薯生长发育及产量的影响[J]. 作物杂志, 2019, (3): 158–161
[15] 王永刚,姬铭泽,赵旭涵,于立河,薛盈文. 播期对白燕7号在黑龙江省中西部地区产量的影响[J]. 作物杂志, 2019, (3): 106–111
Viewed
Full text


Abstract

Cited
  Shared   
  Discussed   
[1] 黄学芳,黄明镜,刘化涛,赵聪,王娟玲. 覆膜穴播条件下降水年型和群体密度对张杂谷5号分蘖成穗及产量的影响[J]. 作物杂志, 2018, (4): 106 –113 .
[2] 黄文辉, 王会, 梅德圣. 农作物抗倒性研究进展[J]. 作物杂志, 2018, (4): 13 –19 .
[3] 朱鹏锦,庞新华,梁春,谭秦亮,严霖,周全光,欧克维. 低温胁迫对甘蔗幼苗活性氧代谢和抗氧化酶的影响[J]. 作物杂志, 2018, (4): 131 –137 .
[4] 杨飞,马文礼,陈永伟,张战胜,王昊. 匀播、滴灌对春小麦幼穗分化进程及产量的影响[J]. 作物杂志, 2018, (4): 84 –88 .
[5] 刘亚军,胡启国,储凤丽,王文静,杨爱梅. 不同栽培方式和种植密度对“商薯9号”产量及结薯习性的影响[J]. 作物杂志, 2018, (4): 89 –94 .
[6] 袁珍贵,陈平平,郭莉莉,屠乃美,易镇邪. 土壤镉含量影响水稻产量与稻穗镉累积分配的品种间差异[J]. 作物杂志, 2018, (1): 107 –112 .
[7] 耿雷跃,张薇,邹拓,郑振宇,耿立格,孙娟,张启星. 河北水稻地方种质品质多样性分析[J]. 作物杂志, 2018, (1): 49 –55 .
[8] 徐尚忠, 吴高岭. 湖北省玉米地方品种进化的研究[J]. 作物杂志, 1998, (S): 37 –44 .
[9] 张增艳, 陈洋, 邵艳军. 植物激素调控植物防御反应的研究进展[J]. 作物杂志, 2009, (6): 13 –17 .
[10] 陈谷丰, 陈艽. 泰兴市种植结构调整的若干思路[J]. 作物杂志, 2002, (2): 9 –11 .