作物杂志,2022, 第2期: 134–142 doi: 10.16035/j.issn.1001-7283.2022.02.019

• 生理生化·植物营养·栽培耕作 • 上一篇    下一篇

追氮量对不同品质类型小麦产量及光合性能的影响

马瑞琦1,2(), 王德梅1, 王艳杰1, 杨玉双1, 赵广才1,*(), 常旭虹1,*()   

  1. 1中国农业科学院作物科学研究所/农业农村部作物生理生态重点实验室,100081,北京
    2山东农业大学农学院,271000,山东泰安
  • 收稿日期:2021-09-09 修回日期:2021-12-16 出版日期:2022-04-15 发布日期:2022-04-24
  • 通讯作者: 赵广才,常旭虹
  • 作者简介:马瑞琦,研究方向为小麦高产优质栽培,E-mail: 18234475334@163.com
  • 基金资助:
    财政部和农业农村部:国家现代农业产业技术体系(CARS-03);中国农业科学院科技创新工程(CAAS-ZDRW202002)

Effects of Topdressing Nitrogen Rates on Yield and Photosynthetic Performance of Different Quality Types of Wheat

Ma Ruiqi1,2(), Wang Demei1, Wang Yanjie1, Yang Yushuang1, Zhao Guangcai1,*(), Chang Xuhong1,*()   

  1. 1Institute of Crop Sciences, Chinese Academy of Agricultural Sciences/Key Laboratory of Crop Physiology and Ecology, Ministry of Agriculture and Rural Affairs, Beijing 100081, China
    2College of Agronomy,Shandong Agriculture University, Tai’an 271000, Shandong, China
  • Received:2021-09-09 Revised:2021-12-16 Online:2022-04-15 Published:2022-04-24
  • Contact: Zhao Guangcai,Chang Xuhong

摘要:

试验于2016-2017年在中国农业科学院作物科学研究所北京试验基地进行,采用二因素随机区组设计,以追氮量为调控因素,研究追氮量对不同品质类型小麦产量及生理指标的影响,为不同类型小麦品种稳产高效提供理论参考。供试材料分别为来源于黄淮冬麦区的中筋小麦品种中麦8号和中麦175,以及来源于长江中下游冬麦区的弱筋小麦品种扬麦22和扬麦15。结果表明,增加追氮量对小麦旗叶叶绿素a和叶绿素b含量均有提高效应,且更利于叶绿素b的形成,追氮量为135kg/hm2时效果最明显;各品种小麦旗叶净光合速率、气孔导度、蒸腾速率和叶温均随着追氮量的增加而逐渐提高,且增长幅度也逐渐加大,以追氮量135kg/hm2最高;旗叶胞间CO2浓度则随着追氮量的增加逐渐降低。中筋小麦籽粒产量显著高于弱筋小麦,在追氮量75~135kg/hm2时,各品种籽粒产量、穗数、穗粒数、千粒重及生物产量均随追氮量的增加而显著提高,以追氮量135kg/hm2最高。综上可知,拔节期追施氮肥有利于提高中筋和弱筋小麦旗叶叶绿素含量,改善光合性能,促进对氮素的吸收与积累,提高产量。

关键词: 小麦, 品质类型, 产量, 光合性能, 追氮量

Abstract:

The experiment was carried out at the Beijing Experimental Base of the Institute of Crop Sciences, Chinese Academy of Agricultural Sciences during 2016-2017. A two-factor randomized block design was used to study the effects of topdressing nitrogen rates on the yield and physiological indicators of different gluten wheat. The tested materials were medium gluten varieties from the Huanghuai winter wheat area (Zhongmai 8 and Zhongmai 175); weak gluten varieties from the winter wheat area in the middle and lower reaches of the Yangtze River (Yangmai 22 and Yangmai 15). The results showed that increasing the rates of topdressing nitrogen had an increasing effect on the contents of chlorophyll a and b in the flag leaves and was more conducive to the formation of chlorophyll b. The effect was most obvious when the topdressing nitrogen rate was 135kg/ha. Under the experiment conditions, net photosynthetic rate, stomatal conductance, transpiration rate and leaf temperature of flag leaves of each wheat variety gradually increased with the increase of nitrogen topdressing rates and the growth rate also gradually increased with the highest nitrogen topping amount of 135kg/ha. The intercellular CO2 concentration of the flag leaf gradually decreased with the increase of the rates of topdressing nitrogen and all varieties showed the same trend of change. The grain yields of medium-gluten wheat varieties was significantly higher than that of weak-gluten wheat varieties. In the topdressing nitrogen range of 75-135kg/ha, the grain yield, the number of spikes, grains number per spike, 1000-grain weight, and the biological yield of each variety increased significantly with the increase of topdressing nitrogen rates and it reached the highest at 135kg/ha. In summary, under the same ecological conditions in this experiment, applying nitrogen fertilizer at the jointing stage was beneficial to increase the chlorophyll content of flag leaves of middle-gluten and weak-gluten wheat, improved its photosynthetic performance, promoted the absorption and accumulation of nitrogen by plants, and increased yield.

Key words: Wheat, Quality type, Yield, Photosynthetic performance, Topdressing nitrogen rate

图1

不同品种小麦花后旗叶叶绿素含量

图2

追氮量对小麦花后旗叶叶绿素含量的影响

表1

不同处理对小麦花后旗叶叶绿素含量的影响

品种
Variety
处理
Treatment
Chla [mg/(g FW)] Chlb [mg/(g FW)]
开花后天数Days after anthesis 开花后天数Days after anthesis
0d 7d 14d 21d 28d 0d 7d 14d 21d 28d
中麦8号Zhongmai 8 B1 3.46f 3.98g 3.40h 2.08j 1.58bc 1.18abc 1.28abc 0.96nh 0.49j 0.33e
B2 3.58ef 4.06fg 3.41gh 2.16i 1.66b 1.08e 1.31abc 1.02fg 0.54i 0.38d
B3 3.68de 4.47bc 3.75c 2.35h 1.85a 1.17abc 1.32abc 1.03f 0.63h 0.44b
中麦175 Zhongmai 175 B1 3.60ef 4.09f 3.39h 2.43g 1.15e 1.21ab 1.07d 0.96h 0.73g 0.37d
B2 4.01c 4.38cd 3.45g 2.55ef 1.35d 1.08e 1.20c 0.99g 0.78f 0.39cd
B3 4.14b 4.44c 3.62de 2.67b 1.50c 1.10de 1.23bc 1.05e 0.82de 0.46a
扬麦22 Yangmai 22 B1 4.18b 4.42cd 3.51f 2.63bc 1.13e 1.16bc 1.30abc 1.14c 0.84d 0.33e
B2 4.34a 4.53ab 3.66d 2.67b 1.40d 1.22a 1.27abc 1.30a 0.89bc 0.39cd
B3 4.42a 4.56a 4.02a 2.76a 1.56c 1.09de 1.34ab 1.31a 0.99a 0.40c
扬麦15 Yangmai 15 B1 3.49fg 4.26e 3.43gh 2.50f 1.15e 1.17bc 1.04d 1.11d 0.80ef 0.33e
B2 3.80d 4.34de 3.61e 2.56de 1.36d 1.13cd 1.29abc 1.16c 0.87c 0.40c
B3 4.12b 4.38cd 3.95b 2.60cd 1.40d 1.16bc 1.38a 1.25b 0.92b 0.44b
中麦8号Zhongmai 8 B1 5.26de 3.98g 4.35h 2.57i 1.91cd 2.93f 3.11d 3.54b 4.27a 4.80a
B2 4.66f 5.37d 4.42g 2.70h 2.04b 3.32d 3.35d 4.02b 4.38b 0.44b
B3 4.86e 5.78ab 4.78d 2.99g 2.29a 3.14e 3.40cd 3.65a 3.72c 4.19b
中麦175 Zhongmai 175 B1 4.81ef 5.16e 4.35h 3.16f 1.52g 2.99f 3.84ab 3.51bc 3.33d 3.11g
B2 5.09cd 5.57c 4.44g 3.32e 1.74f 3.70bc 3.71bc 3.47bc 3.27de 3.46de
B3 5.25bc 5.66bc 4.68e 3.49c 1.97bc 3.75b 3.62bc 3.44c 3.24de 3.25efg
扬麦22 Yangmai 22 B1 5.34b 5.72bc 4.66e 3.47cd 1.45g 3.59c 3.40cd 3.08e 3.13def 3.45de
B2 5.56a 5.80ab 4.96c 3.56b 1.79ef 3.56c 3.58bc 2.82f 2.99fg 3.60d
B3 5.51a 5.90a 5.33a 3.75a 1.97bc 4.07a 3.42cd 3.07e 2.80g 3.87c
扬麦15 Yangmai 15 B1 4.66f 5.30de 4.54f 3.30e 1.48g 3.00ef 4.11a 3.09e 3.12ef 3.43de
B2 4.93de 5.63de 4.76d 3.43d 1.76ef 3.35d 3.36cd 3.11e 2.93fg 3.38ef
B3 5.29b 5.76ab 5.20b 3.52bc 1.84de 3.55c 3.18d 3.15e 2.84g 3.18fg

图3

追氮量对小麦花后旗叶Pn的影响

图4

追氮量对小麦花后旗叶Gs的影响

图5

追氮量对小麦花后旗叶Ci的影响

图6

追氮量对小麦花后旗叶Tr的影响

图7

追氮量对小麦花后旗叶温度的影响

表2

不同品种与追氮处理下小麦产量构成及氮肥偏生产力比较

品种/处理
Variety/Treatment
籽粒产量
Grain yield
(kg/hm2)
千粒重
1000-grain
weight (g)
穗数
Ears number
(×104/hm2)
穗粒数
Grain number
per spike
生物产量
Biological yield
(kg/hm2)
氮肥偏生产力
PFPN (kg/kg)
中麦8号Zhongmai 8 8 038.0a 40.67a 563.3b 33.04c 17 978.9b 38.7a
中麦175 Zhongmai 175 8 037.2a 40.91a 675.0a 32.38c 21 662.3a 38.7a
扬麦22 Yangmai 22 6 937.1b 40.02b 504.3c 40.84a 16 550.2c 33.4b
扬麦15 Yangmai 15 6 624.5b 40.96a 440.4d 37.96b 14 907.1d 31.9b
B1 7 156.9b 40.03c 529.0b 34.73b 16 601.4c 39.8a
B2 7 432.0a 40.54b 539.8b 36.32ab 17 305.1b 35.4b
B3 7 638.7a 41.35a 568.5a 37.12a 19 417.3a 31.8c

表3

不同处理组合对小麦产量构成及氮肥偏生产力的影响

品种
Variety
处理
Treatment
籽粒产量
Grain yield
(kg/hm2)
千粒重
1000-grain
weight (g)
穗数
Ears number
(×104/hm2)
穗粒数
Grain number
per spike
生物产量
Biological yield
(kg/hm2)
氮肥偏生产力
PFPN (kg/kg)
中麦8号 B1 7 696.0abcd 40.16def 569.7b 32.33de 17 745.0d 42.8a
Zhongmai 8 B2 8 038.7ab 40.74bcd 545.7bc 33.07de 16 278.3e 38.3b
B3 8 379.2a 41.11bc 574.5b 33.73cde 19 913.4c 34.9bcd
中麦175 B1 7 814.1abc 39.91def 670.2a 31.33e 20 188.7c 43.4a
Zhongmai 175 B2 8 057.3ab 40.37cdef 675.0a 32.13e 21 552.9b 38.4b
B3 8 240.2a 42.44a 679.8a 33.67cde 23 245.2a 34.3bcde
扬麦22 B1 6 711.7de 39.66f 483.5e 38.20abc 14 562.0f 37.3bc
Yangmai 22 B2 6 934.0cde 39.87ef 507.5de 41.93a 16 602.5e 33.0cde
B3 7 165.6bcde 40.55bcde 521.8cd 42.40a 18 486.1d 29.9ef
扬麦15 B1 6 406.0e 40.38cdef 392.6g 37.07bcd 13 910.0f 35.6bcd
Yangmai 15 B2 6 697.8de 41.19bc 430.9f 38.13abc 14 786.8f 31.9def
B3 6 769.6de 41.30b 497.9de 38.67ab 16 024.3e 28.2f
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