秸秆还田条件下水氮耦合对冬小麦生育的影响

【摘要】：随着施肥水平的不断提高,作物生物产量也显著增加,秸秆资源呈增长趋势,作物秸秆含有大量的有机质及作物生长必须元素,具有改良土壤质地的作用,因此,合理利用秸秆资源是农业生产中的重要措施。安徽是我国主要的砂姜黑土分布区之一,土壤质地粘重、结构不良、耕性质量差,是淮北平原典型的中低产田,严重影响小麦作物的生长和产量,而目前秸秆处理多采用就地焚烧方式,不仅严重浪费农业资源,而且破坏生态环境。本研究以良星66为供试材料,系统研究秸秆还田条件下水氮对冬小麦的生长发育影响及生理生态效应。探讨适宜该地区的秸秆全量还田和灌播种水条件下小麦高产氮肥运筹模式,以期为该地区秸秆全量还田下冬小麦高产栽培提供理论依据。取得如下主要研究结果：1.秸秆还田条件下小麦茎蘖消亡速率低于秸秆不还田处理,提高了分蘖成穗率和单位面积成穗数,但差异不显著。灌播种水显著提高群体茎蘖数,显著提高最终成穗数。氮肥后移显著降低茎蘖消亡数(p0.01),显著增加分蘖成穗数(p0.05),延缓分蘖消亡的比例；灌播种水显著增加次生根数(p0.01),秸秆还田与灌播种水互作效应显著(p0.01),开花期还田施氮处理和灌水施氮处理互作均显著(p0.01),因此还田灌水条件下氮肥后移有利于小麦次生根数的发生和生长,也显著增加单株茎蘖数；秸秆还田显著增加主茎及分蘖干物质积累,灌水显著增加开花前主茎和分蘖干物质的积累,均对第二分蘖穗影响更大。由于三因素互作显著,秸秆还田可以显著减小成熟期灌播种水处理和不灌播种水处理间的差异。秸秆还田灌播种水下氮肥后移显著增加第二分蘖穗干物质积累量。2.秸秆还田条件下灌播种水和氮肥后移显著降低灌浆前后期旗叶Fo；增加灌浆中期旗叶Fm,延缓小麦灌浆后期旗叶Fm的降低速度。灌播种水显著延缓Fv/Fo和Fv/Fm的下降。秸秆还田可以显著缓解灌浆前期Y(Ⅱ)的下降,灌播种水显著延缓灌浆中期旗叶Y(Ⅱ)的下降速率。秸秆还田和灌播种水条件下氮肥的后移有利于提高灌浆期旗叶Y(Ⅱ)。秸秆还田条件下灌播种水降低开花期和灌浆前期旗叶Y(NPQ),增加灌浆中后期旗叶Y(NPQ)；显著降低灌浆中期旗叶Y(NO)。氮肥后移有利于降低灌浆期旗叶Y(NO),从而在灌浆期内合理利用光能,降低光损伤。3.秸秆还田处理显著增加主茎(p0.05)和1、2分蘖(p0.01)结实小穗数；显著增加主茎及分蘖结实粒数(p0.01)；增加主茎和分蘖单穗重,且对2分蘖单穗重影响显著(p0.05)；有利于减少不孕小穗数,且显著减少1、2分蘖不孕小穗数(p0.01)；提高主茎穗及分蘖穗结实2粒、3粒、4粒的小穗数比例。灌播种水显著减少结实小穗数、结实粒数、单穗重,由于还田和灌播种水互作效应显著,还田下灌播种水对主茎、1、2分蘖结实小穗数和穗粒数的减少程度显著低于秸秆不还田处理,还田灌播种水互作可以降低灌播种水对结实小穗数及单穗结实粒数的减少作用。随着氮肥后移,还田灌播种水条件下N3氮肥运筹方式有利于增加主茎穗及分蘖穗结实小穗数,降低不孕小穗数,单穗结实粒数和单穗重,增加了还田灌水下结实2、3粒小穗数的比例,但较其它施氮运筹方式差异不显著。还田灌水和氮肥后移有还利于中部结实粒数的增加。4.本实验采用单个指标整齐度表示各个农艺指标的单株变异程度,用主要性状整齐度之和表示植株的整齐度,并探讨适合代表产量特征的整齐度指标。当存在胁迫下,以植株重心高度整齐度反应产量是可行的。胁迫或限制因子较低时,重心高整齐度与产量正相关性不显著,但单穗粒重整齐度与产量显著正相关,单穗粒重与植株整齐度显著正相关,植株整齐度与产量正相关不显著,结果表明在还田灌水和氮肥后移下,植株整齐度相对提高,有利于增加产量。5.秸秆还田条件下水氮耦合有利于增加小麦单位面积有效穗数与产量。尤其灌播种水显著增加单位面积有效穗数与提高小麦产量。 【关键词】：秸秆还田 水氮耦合 荧光 结实特性 整齐度 产量 冬小麦
【学位授予单位】：安徽农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：S512.11
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 1 文献综述11-17
• 1.1 国内外研究现状及分析11-16
• 1.1.1 秸秆还田条件下水氮耦合对冬小麦生长发育的影响11-12
• 1.1.2 秸秆还田条件下水氮耦合对冬小麦光合特性的影响12-14
• 1.1.3 秸秆还田条件下水氮耦合对冬小麦穗部特性的影响14
• 1.1.4 秸秆还田条件下水氮耦合对冬小麦氮素积累与转运的影响14-15
• 1.1.5 秸秆还田条件下水氮耦合对冬小麦产量的影响15-16
• 1.2 存在的问题及研究目标16-17
• 1.2.1 存在问题16
• 1.2.2 研究目标16-17
• 2 材料与方法17-19
• 2.1 供试材料和试验设计17
• 2.2 测定项目与方法17-18
• 2.2.1 产量及产量构成因素17
• 2.2.2 群体动态与干物质积累17
• 2.2.3 叶绿素荧光参数测定17
• 2.2.4 穗部结实特性的分析17-18
• 2.2.5 氮含量的测定18
• 2.2.6 成熟期穗层整齐度的测定18
• 2.3 数据处理及统计分析18-19
• 3 结果与分析19-55
• 3.1 秸秆还田条件下水氮耦合对冬小麦生长发育的影响19-28
• 3.1.1 群体分蘖动态19-20
• 3.1.2 根数20-22
• 3.1.3 单株茎蘖数22-23
• 3.1.4 干物质群体动态23-28
• 3.2 秸秆还田条件下水氮耦合对冬小麦荧光特性的影响28-33
• 3.2.1 Fo和Fm28-29
• 3.2.2 Fv/Fo和Fv/Fm29-30
• 3.2.3 Y(Ⅱ)30-31
• 3.2.4 Y(NPQ)和Y(NO)31-33
• 3.3 秸秆还田条件下水氮耦合对冬小麦穗部结实特性的影响33-43
• 3.3.1 秸秆还田下水氮耦合对穗部结实小穗数的影响33-37
• 3.3.1.1 秸秆还田下水氮耦合对穗部结实小穗数与不孕小穗数的影响33-34
• 3.3.1.2 秸秆还田下水氮耦合对主茎穗和分蘖穗穗部结实小穗数与不孕小穗数的影响34-37
• 3.3.2 秸秆还田下水氮耦合对穗部结实粒数分布的影响37-43
• 3.3.2.1 秸秆还田下水氮耦合对小麦穗部结实粒数分布的影响37-39
• 3.3.2.2 秸秆还田下水氮耦合对小麦穗部结实小穗数分布比例的影响39-43
• 3.4 秸秆还田条件下水氮耦合对冬小麦氮素积累转运及产量的影响43-47
• 3.4.1 小麦各器官含氮量43-44
• 3.4.2 小麦各器官的氮素转运量和贡献率44
• 3.4.3 小麦产量及其构成因素44-47
• 3.5 秸秆还田条件下水氮耦合对冬小麦成熟期整齐度的影响47-55
• 3.5.1 秸秆还田下水氮耦合对分蘖数的影响统计47
• 3.5.2 秸秆还田下水氮耦合对穗层主茎和分蘖主要性状指标的影响47-51
• 3.5.3 秸秆还田下水氮耦合对穗层整齐度的影响51-55
• 4 结论与讨论55-58
• 4.1 秸秆还田下水氮耦合对冬小麦生长发育特性的影响55
• 4.2 秸秆还田下水氮耦合对冬小麦旗叶叶绿素荧光特性和产量的影响55-56
• 4.3 秸秆还田下水氮耦合对冬小麦穗部结实特性的影响56
• 4.4 秸秆还田下水氮耦合对冬小麦穗部整齐度的影响56-58
• 参考文献58-63
• 致谢63-64
• 作者简介64

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