作物杂志,2023, 第6期: 114–120 doi: 10.16035/j.issn.1001-7283.2023.06.016

• 生理生化·植物营养·栽培耕作 • 上一篇    下一篇

强筋小麦花后氮素积累和转运对氮肥追施时期和比例的响应

刘哲文1,2(), 郭丹丹1,2, 常旭虹1, 王德梅1, 王艳杰1, 杨玉双1, 刘希伟1, 王玉娇2, 石书兵2(), 赵广才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新疆农业大学农学院,830052,新疆乌鲁木齐
  • 收稿日期:2022-05-13 修回日期:2022-06-16 出版日期:2023-12-15 发布日期:2023-12-15
  • 通讯作者: 赵广才,研究方向为小麦优质高产栽培理论与技术,E-mail:zhaoguangcai@caas.cn;石书兵为共同通信作者,研究方向为小麦优质高产栽培,E-mail:shubshi@sina.com
  • 作者简介:刘哲文,研究方向为小麦优质高产栽培,E-mail:38339393@qq.com
  • 基金资助:
    国家重点研发计划(2016YFD0300407);国家现代农业产业技术体系专项(CARS-03-16)

Response of Nitrogen Accumulation and Translocation after Anthesis in Strong Gluten Wheat to Nitrogen Topdressing Period and Proportion

Liu Zhewen1,2(), Guo Dandan1,2, Chang Xuhong1, Wang Demei1, Wang Yanjie1, Yang Yushuang1, Liu Xiwei1, Wang Yujiao2, Shi Shubing2(), Zhao Guangcai1()   

  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, Xinjiang Agricultural University, Urumqi 830052, Xinjiang, China
  • Received:2022-05-13 Revised:2022-06-16 Online:2023-12-15 Published:2023-12-15

摘要:

为探究氮肥追施时期和比例对强筋小麦花后氮素积累和转运的调控作用,以强筋小麦品种泰山27和中麦578为材料,分析拔节期和孕穗期5种氮肥追施比例[100%:0%(N1)、75%:25%(N2)、50%:50%(N3)、25%:75%(N4)、0%:100%(N5)]下花后小麦对氮素吸收、积累和转运的差异。结果表明,2个小麦品种花后营养器官的氮素积累量、转运量、转运效率及对籽粒的贡献率均表现为N2处理最高。泰山27的氮素转运主要是由茎+鞘和颖壳+穗轴在灌浆中后期和叶片在灌浆前期直至成熟期的氮素显著转移贡献的,而中麦578的氮素转运主要是由各营养器官灌浆前期和灌浆后期的氮素显著转移贡献的,且中麦578茎+鞘在生育后期的氮素转移较快,对籽粒氮素积累的贡献率较大。在N3处理下,中麦578对氮素的转运和利用效率均高于同水平处理下的泰山27,说明不同小麦品种在不同氮肥追施时期和比例下的花后氮素转运能力不同,主要与品种基因型有关。不同氮肥追施时期和比例对2个小麦品种的籽粒产量影响也不同,泰山27和中麦578的籽粒产量均为N2处理最高。2个小麦品种籽粒蛋白质及其组分含量在不同氮肥追施时期和比例下均达到优质强筋小麦标准,在N4处理达到最大值。因此,孕穗期氮素追施比例占总追肥比例的25%时,能在达到优质强筋小麦的基础上,提高小麦营养器官对氮素的吸收、花后氮素向籽粒转运以及籽粒产量。

关键词: 强筋小麦, 追氮比例, 氮素积累与转运, 产量

Abstract:

In order to explore effects of the topdressing application period and proportion of nitrogen fertilizer on the regulation of nitrogen accumulation and translocation after anthesis in strong gluten wheat, Taishan 27 and Zhongmai 578 were used as materials to analyze and compare the differences of nitrogen absorption, accumulation and translocation in wheat plants after anthesis under the five nitrogen topdressing ratios of 100%:0% (N1), 75%:25% (N2), 50%:50% (N3), 25%:75% (N4) and 0%:100% (N5) at jointing and booting stages. The results showed that the nitrogen accumulation, translocation, translocation efficiency and contribution rate to grain in the vegetative organs of the two wheat varieties after anthesis were highest in N2 treatment. The nitrogen transport of Taishan 27 was mainly contributed by the significant nitrogen transfer of stem+sheath and glume+cob in the middle and late filling stage and leaves in the early filling stage to maturity stage, while the nitrogen transport of Zhongmai 578 was mainly contributed by the significant nitrogen transfer of various vegetative organs in the early and late filling stage, and the nitrogen transfer of stem + sheath in the late growth stage of Zhongmai 578 was faster, which contributed to the nitrogen accumulation of grain. Under N3 treatment, the nitrogen transport and use efficiency of Zhongmai 578 were higher than those of Taishan 27 under the same level treatment, indicating that different wheat varieties had different nitrogen transport capacity after anthesis under different nitrogen topdressing periods and proportions, which was mainly related to the genotype of the variety. The grain yields of Taishan 27 and Zhongmai 578 were the highest in N2 treatment. The grain protein and its component contents of the two wheat varieties reached the standard of high-quality strong gluten wheat at different nitrogen topdressing stages and proportions, and reached the maximum at N4 treatment. Therefore, when the topdressing ratio of nitrogen at booting stage accounted for 25% of the total topdressing ratio, it could improve the absorption of nitrogen by wheat vegetative organs, the transport of nitrogen to grains after anthesis and the increase of grain yield on the basis of achieving high-quality strong gluten wheat.

Key words: Strong gluten wheat, Nitrogen topdressing ratio, Nitrogen accumulation and transport, Yield

图1

花后小麦营养器官氮素动态积累量

表1

开花期小麦各营养器官的氮素转运量

品种
Variety
处理
Treatment
茎+鞘
Stem and
sheath
叶片
Leaf
颖壳+穗轴
Glume+cob
合计
Total
泰山27
Taishan 27
N1 30.52cd 42.42a 19.45b 92.39bc
N2 33.62bc 44.92a 21.63a 100.17a
N3 28.85de 39.21b 19.08b 87.13c
N4 26.62ef 36.01cd 18.09bc 80.72d
N5 24.43f 32.71e 16.32de 73.46e
中麦578
Zhongmai 578
N1 34.88ab 39.58b 17.09cde 91.55bc
N2 38.62a 44.25a 18.75b 101.62a
N3 36.44ab 42.33a 17.88bcd 96.66ab
N4 33.00bc 37.63bc 16.41de 87.04c
N5 30.73cd 34.37de 15.81e 80.91d

表2

花后小麦各营养器官的氮素转运效率

品种
Variety
处理
Treatment
茎+鞘
Stem and
sheath
叶片
Leaf
颖壳+穗轴
Glume+cob
平均
Average
泰山27
Taishan 27
N1 61.21ab 67.46de 67.06ab 65.24b
N2 62.94a 68.99bcd 68.50a 66.81a
N3 60.91ab 66.39ef 67.27a 64.86b
N4 60.73ab 66.80ef 66.44ab 64.66b
N5 59.37bc 65.57f 64.79b 63.25c
中麦578
Zhongmai 578
N1 57.40cd 70.28abc 55.07c 60.92ef
N2 59.24bc 70.90a 56.69c 62.28cd
N3 58.87bc 70.62ab 55.99c 61.82de
N4 57.23cd 69.95abc 54.37c 60.52f
N5 56.32d 68.86cd 54.35c 59.85f

表3

开花后小麦各营养器官氮素转运对籽粒氮素的贡献率

品种
Variety
处理
Treatment
茎+鞘
Stem and
sheath
叶片
Leaf
颖壳+穗轴
Glume+cob
合计
Total
泰山27
Taishan 27
N1 13.27cd 18.40ab 8.44ab 40.12bcd
N2 13.89bc 18.61a 8.95a 41.45abc
N3 12.25de 16.70cde 8.11bc 37.05ef
N4 11.56e 15.64de 7.86bcd 35.07fg
N5 11.28e 15.10e 7.54cd 33.92g
中麦578
Zhongmai 578
N1 16.08a 18.24abc 7.87bcd 42.18ab
N2 16.76a 19.19a 8.12bc 44.07a
N3 16.19a 18.80a 7.93bcd 42.93ab
N4 14.75b 16.81bcd 7.34d 38.90cde
N5 14.50b 16.21de 7.45d 38.17de

表4

不同氮肥追施时期和比例对小麦产量及其构成因素的影响

品种
Variety
处理
Treatment
穗粒数
Kernels
number
per
spike
千粒重
1000-
grain
weight
(g)
穗数
Number of
spikes
(×104/hm2)
籽粒
产量
Grain
yield
(kg/hm2)
泰山27
Taishan 27
N1 42.01a 41.90f 559.00d 8502.39a
N2 41.60ab 42.59ef 562.32d 8623.77a
N3 41.39ab 43.53de 535.64e 8348.30b
N4 40.43bc 44.32d 516.81ef 8012.76d
N5 39.66c 44.03d 503.97f 7802.99e
中麦578
Zhongmai 578
N1 33.06de 45.65c 629.07a 8143.16cd
N2 33.91d 46.30c 636.58a 8485.67a
N3 32.59e 48.84a 600.56b 8204.80c
N4 32.12e 48.11ab 591.54bc 7782.37e
N5 31.94e 47.52b 574.03cd 7462.83f

表5

不同氮肥追施时期和比例对小麦蛋白质及其组分含量的影响

品种
Variety
处理
Treatment
蛋白质
Protein
清蛋白
Albumin
球蛋白
Globulin
醇溶蛋白
Gliadin
谷蛋白
Glutenin
泰山27
Taishan 27
N1 15.54ef 2.39d 1.18cd 3.86ef 5.39e
N2 16.10d 2.40d 1.24c 4.08cd 5.45de
N3 16.18cd 2.46cd 1.26bc 4.27b 5.75c
N4 16.48a 2.57abc 1.37a 4.44a 6.11a
N5 16.32b 2.61ab 1.34ab 4.21bc 5.92b
中麦578
Zhongmai 578
N1 15.20g 2.41d 1.08e 3.52h 5.22f
N2 15.49f 2.55bc 1.12de 3.66g 5.35ef
N3 15.66e 2.59abc 1.20cd 3.74fg 5.60cd
N4 16.24bc 2.63ab 1.25c 3.96de 5.73c
N5 16.06d 2.70a 1.22c 3.74fg 5.70c
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