种植密度和氮肥水平互作对冬小麦产量和氮素利用率的调控效应研究

【摘要】于2011-2013两年度小麦生长季在山东兖州新兖镇杨庄村大田，以冬小麦多穗型品种济麦22和大穗型品种泰农18为供试材料，分别采用裂区设计，设置不同的氮肥水平（0、180和240kg/hm2）和种植密度（济麦22为低密度120万/hm2、中密度180万/hm2和高密度240万/hm2，泰农18为低密度135万/hm2、中密度270万/hm2、高密度405万/hm2）水平，氮肥水平为主因素，种植密度为副因素，结合15N微区试验，研究了种植密度和氮肥水平互作对小麦籽粒产量和氮素利用效率的影响。研究结果如下：1种植密度和氮肥水平对小麦产量形成的影响1.1对小麦干物质积累的影响氮肥水平相同的条件下，随种植密度增加，两品种小麦成熟期干物质积累量显著增加；出苗-冬前、冬前-拔节和开花-成熟的这三个生育阶段干物质积累量显著提高，出苗-冬前、冬前-拔节阶段干物质积累量占成熟期干物质积累量的比例显著提高，拔节-开花阶段干物质积累量占成熟期干物质积累量的比例显著降低；种植密度相同的条件下，随氮肥水平增加，小麦成熟期干物质积累量显著增加；出苗-冬前、冬前-拔节和开花-成熟各生育阶段干物质生产量均显著增加，开花-成熟期干物质积累量占成熟期干物质积累量的比例显著提高。1.2对小麦籽粒产量、生物产量和收获指数的影响种植密度和氮肥水平及其互作效应对两品种籽粒产量的影响均达显著水平。在不施氮和施氮量为180kg/hm2的条件下，生物产量和籽粒产量随种植密度增加而增加，收获指数无显著差异，在施氮量为240kg/hm2的条件下，高密度处理生物产量显著大于中密度处理，收获指数显著低于中密度处理，籽粒产量无显著差异，高密度和中密度处理生物产量和籽粒产量均显著大于低密度处理。施氮量为180kg/hm2的高密度处理籽粒产量与施氮量为240kg/hm2的高密度和中密度处理产量无显著差异。1.3对小麦籽粒灌浆特性的影响在不施氮条件下，随种植密度增加，灌浆速率最大时出现时间、活跃生长期、渐增期、快增期和缓增期均无显著差异，灌浆速率最大时粒重，最大灌浆速率以及平均速率均呈降低的趋势，成熟期粒重降低；在施氮量180kg/hm2条件下，随种植密度增加，除活跃生长期和渐增期无显著差异外，灌浆速率最大时出现时间推迟、快增期和缓增期延长，灌浆速率最大时粒重，最大灌浆速率以及平均速率均呈降低的趋势，成熟期粒重降低；在施氮量240kg/hm2条件下，随种植密度增加，灌浆速率最大时出现时间推迟，活跃生长期、渐增期、快增期和缓增期均延长，灌浆速率最大时粒重，最大灌浆速率以及平均速率均呈降低的趋势，成熟期粒重降低。泰农18的平均籽粒灌浆速率显著低于济麦22。1.4开花后营养器官干物质向籽粒的转运及对籽粒的贡献在不施氮条件下，增加种植密度显著提高花前营养器官干物质贮藏再转运量和花后干物质生产量，花前营养器官贮藏干物质再转运率和对籽粒的贡献率无显著差异；施氮量180kg/hm2条件下，增加种植密度显著提高花前营养器官干物质贮藏再转运量和花后干物质生产量，花前营养器官干物质贮藏再转运率降低；施氮量240kg/hm2条件下，随种植密度增加，花后干物质生产量和对籽粒的贡献率显著增加，花前营养器官干物质贮藏再转运量表现先增加后降低的趋势，花前营养器官干物质贮藏再转运率和对籽粒的贡献率降低。同一种植密度条件下，随氮肥水平增加，花前营养器官干物质贮藏再转运量、转运率以及对籽粒的贡献率降低，花后干物质生产量和对籽粒的贡献率升高。2对小麦氮素吸收效率的影响2.1对小麦氮素积累的影响氮肥水平相同的条件下，随种植密度增加，成熟期地上部氮素积累量增加；增加种植密度显著提高了出苗-冬前、冬前-拔节和开花-成熟的这三个生育阶段氮素积累量和所占吸收氮素的比例；种植密度相同的条件下，随氮肥水平增加，各生育阶段氮素积累量均显著增加，开花-成熟期氮素积累量占总积累量的比例增加。2.2对小麦氮素吸收效率的影响同一氮肥水平条件下，随种植密度增加，小麦氮素吸收效率增加；同一种植密度条件下，随氮肥水平提高，小麦氮素吸收效率降低，种植密度和氮肥水平对小麦氮素吸收效率互作效应达显著水平，表现为高种植密度和低氮肥水平处理氮素吸收效率最高。2.3对小麦不同土层氮素吸收的影响随着标记层次的下移，各处理15N氮素吸收量均降低。氮肥水平相同的条件下，增加种植密度提高了小麦根系对各个土层氮素的吸收，各土层增加的氮素吸收量和比例随标记层次的下移而显著提高；种植密度相同的条件下，增施氮肥增加了小麦根系对20cm和60cm处土层氮素的吸收，降低了100cm土层氮素的吸收量。氮素吸收量与20cm和60cm的氮素吸收量呈显著正相关关系，氮素吸收效率与100cm的氮素吸收量呈显著正相关关系，表明可以通过调节种植密度和氮肥水平改变小麦根群结构以及在各个土层的分布，同步提高小麦氮素吸收量和氮素吸收效率。3对小麦氮素利用效率的影响3.1对小麦氮素利用效率的影响在不施氮和施氮量为180kg/hm2条件下，增加种植密度对氮素利用效率影响不显著，在施氮量为240kg/hm2条件下，中密度处理与低密度处理相比较，氮素利用效率无显著差异，均显著高于高密度处理。3.2对小麦氮素收获指数和籽粒含氮量的影响氮素利用效率为氮素收获指数和籽粒含氮量的比值。在不施氮和施氮量为180kg/hm2条件下，增加种植密度对氮素收获指数和籽粒含氮量影响均不显著，在施氮量为240kg/hm2条件下，中密度处理与低密度处理相比较，氮素收获指数无显著差异，显著高于高密度处理；籽粒含氮量无显著差异，均显著低于高密度处理。3.3开花后营养器官氮素向籽粒的转运及对籽粒的贡献在不施氮和施氮量180kg/hm2条件下，增加种植密度显著提高花前营养器官氮素贮藏再转运量、花后氮素生产量以及籽粒氮素积累量，花前营养器官贮藏氮素再转运率和对籽粒的贡献率无显著差异。施氮量240kg/hm2条件下，中密度与低密度相比，籽粒氮素积累量、营养器官贮藏再转运量和花后氮素同化量显著增加，花前营养器官贮藏氮素再转运率和对籽粒的贡献率无显著差异；高密度与中密度相比较，营养器官贮藏再转运量无显著差异，花后氮素生产量和籽粒氮素积累量显著增加，营养器官贮藏再转运率和对籽粒的贡献率降低。同一种植密度条件下，随施氮量的增加，花前营养器官氮素贮藏再转运量、花后氮素同化量和籽粒氮素积累量均增加，花前营养器官氮素贮藏再转运率以及对籽粒的贡献率降低，花后氮素同化量对籽粒的贡献率升高。4对小麦氮素利用率的影响氮素利用率为氮素吸收效率和氮素利用效率的乘积。在不施氮和施氮量为180kg/hm2条件下，随种植密度增加，氮素利用率显著增加，在施氮量为240kg/hm2条件下，中密度处理和高密度处理氮素利用率无显著差异，显著高于低密度处理。种植密度相同的条件下，随氮肥水平的提高，氮素利用率显著降低。5种植密度和氮肥水平对不同土层土壤硝态氮含量和氮素平衡的影响种植密度相同的条件下，随氮肥水平的提高，各土层硝态氮积累量增高，0-200cm硝态氮总积累量影响达到显著水平，表现为N240>N180>N0处理，土壤无机氮残留量，氮素表观损失量和损失率均增加；氮肥水平相同的条件下，随种植密度增加，各土层硝态氮积累量有降低趋势，0-200cm硝态氮总积累量影响达到显著水平，表现为低密度>中密度>高密度处理。土壤无机氮残留量，氮素表观损失量和损失率均降低。2011-2012年度，与播种前土壤硝态氮积累量相比较，不施氮条件下各密度处理0-200cm各土层硝态氮积累量均显著降低；施氮量为180kg/hm2的各密度处理0-40cm土层硝态氮积累量显著高于播种前，40-120cm土层硝态氮积累量与播种前基本平衡，120-200cm硝态氮积累量显著低于播种前；施氮量为240kg/hm2的各密度处理处理80-100cm土层硝态氮积累量显著高于播种前，其余土层表现规律与N180处理相同；2012-2013年度，与播种前比较，N0处理0-200cm各土层硝态氮积累量显著降低；N180和N240处理只有60-80cm土层硝态氮积累量显著高于播种前，其余土层均出现了氮素亏缺。年份之间试验结果的差异性与降雨量不同有关。
【作者】张娟；
【导师】贺明荣；
【作者基本信息】山东农业大学，作物栽培学与耕作学，2014，博士
【关键词】冬小麦；籽粒产量；氮素利用率；氮素吸收效率；氮素利用效率；

【参考文献】
[1]田永健.内蒙古自治区农村牧区义务教育学校数字化教学资源应用现状的调查分析[D].内蒙古师范大学,现代教育技术（专业学位）,2012,硕士.
[2]杜博.塔吉克斯坦国立大学孔子学院文化教学策略研究[D].新疆师范大学,汉语国际教育,2013,硕士.
[3]陆之鸿.高中“数困生”数学概念认知障碍研究[D].广西师范大学,教育,2003,硕士.
[4]铁媛.国有控股商业银行脆弱性实证研究[D].南京财经大学,金融学,2012,硕士.
[5]黎梅梅.高中一元二次不等式有效教学设计研究[D].赣南师范学院,学科教学（专业学位）,2014,硕士.
[6]邹昕阳.勃拉姆斯《C大调钢琴奏鸣曲》的结构及其音乐语言的探析[D].沈阳师范大学,音乐学,2013,硕士.
[7]王崇林,梁睿,刘建华,薛雪,余亮,李晓波.基于变耦电抗法的新型消弧线圈[J].电力系统自动化,2005,20:85-88.
[8]郑洁鑫.臭氧水联合清胃祛湿颗粒治疗幽门螺杆菌感染疗效观察[D].广州中医药大学,中医内科学（专业学位）,2013,硕士.
[9]姚志强,余嘉元.基于范例推理:原理、研究及应用[J].宁波大学学报(教育科学版),2004,04:13-18.
[10]郑泉水,王稳,杨佳瑞,刘泽,徐志平,刘哲.石墨的力学和摩擦特性研究进展[A].中国力学学会、西安交通大学.中国力学大会——2013论文摘要集[C].中国力学学会、西安交通大学:,2013:2.
[11]陈华伟.石墨烯的固相合成及其磁性和电化学性质的研究[D].吉林大学,无机化学,2013,硕士.
[12]周松林,茆美琴,苏建徽.基于主成分分析与人工神经网络的风电功率预测[J].电网技术,2011,09:128-132.
[13]涂雨晨.南昌发展城市快速公共交通系统的研究[D].南昌大学,项目管理（专业学位）,2012,硕士.
[14]杨春时.普通高校整体式教学楼多样性及适应性研究[D].西安建筑科技大学,2009.
[15]白金鸽.我国刑事二审抗诉制度的完善[D].华中师范大学,诉讼法学,2013,硕士.
[16]郝文强.内蒙古草原牧区可持续发展制度建设研究[D].内蒙古大学,区域经济学,2014,硕士.
[17]朱喜超.青海拟步甲区系分类研究（鞘翅目：拟步甲科）[D].河北大学,动物学,2014,硕士.
[18]周江评.美国国家公众交通规划基础数据调查及其数据库[J].城市交通,2004,04:23-28.
[19]徐向东.深圳信息通信网的现状及发展方向[J].深圳特区科技.1995(02)
[20]张苗.氮杂蒽型染料在碳糊电极上的电化学聚合及电催化性能研究[D].陕西科技大学,分析化学,2013,硕士.
[21]张思思.论私募股权基金之投资人保护[D].外交学院,国际法,2014,硕士.
[22]王保胜.钢—聚氨酯组合剪力墙框架结构抗震机理研究[D].江苏科技大学,结构工程,2014,硕士.
[23]谢泗薪,薛求知,李荣.全新营销攻略[J].市场营销导刊.2003(04)
[24]李琼.大学生心理资本、压力与创造力的关系研究[D].浙江理工大学,应用心理学,2014,硕士.
[25]曹爱请.兰州市交通决策支持系统[D].兰州理工大学,2004.
[26]何长安.具有可测强外扰作用的伺服系统应用二次型最优控制和最优观测器的工程实践[J].自动化学报,1985,02:166-174.
[27]孔德洁.赵怀玉与清中叶词坛[D].安徽大学,中国古代文学,2014,硕士.
[28]马传静.生态社会主义及对构建社会主义和谐社会的启示[D].南京财经大学,马克思主义基本原理,2013,硕士.
[29]魏浩然.咪唑酯金属—有机骨架材料的制备及成型研究[D].北京化工大学,化学工程与技术,2013,硕士.
[30]贾志伟.《稳态与环境》模块章节试卷：编制·测评·反思[D].河北师范大学,学科教学,2013,硕士.
[31]谷雨,段鹏,张天军,周波.一个基于时间窗口的入侵检测算法[J].云南民族学院学报(自然科学版),2003,02:105-107.
[32]韩高洁.三联抗血小板对不稳定心绞痛患者PCI术后短期预后影响[D].河北医科大学,内科学,2014,硕士.
[33]汤健,张其鹏.迎接系统医学生物学的新时代[J].中华医学杂志,2005,06:5-6.
[34]刘美.基于生态足迹法的武汉城市圈土地利用结构优化配置研究[D].华中农业大学,资源环境信息工程,2014,硕士.
[35]石瑞瑞,王耐艳,张梦菲,沈国锋,周园,张嘉楠.氧化钌/纳米石墨复合电极材料的制备及电学性能研究[J].浙江理工大学学报,2015,03:174-177.
[36]王瑞松.四步手法治疗颈性眩晕90例临床观察[D].陕西中医学院,中医骨伤科学,2013,硕士.
[37]傅强.公路客运管理信息系统的研究与开发[D].燕山大学,计算机技术,2012,硕士.
[38]陈巍.Hilbert空间中非光滑优化的最优性条件及算法研究[D].辽宁工程技术大学,应用数学,2012,硕士.
[39]王梦莹.基于微博空间的品牌影响力指标体系研究[D].南京大学,新闻与传播（专业学位）,2013,硕士.
[40]王莉.一类带有非线性边界条件的半线性椭圆方程正解的存在性[D].兰州大学,基础数学,2013,硕士.
[41]杨占彪.FU公司技术创新管理的研究[D].西北大学,高级工商管理（EMBA）（专业学位）,2012,硕士.
[42]白频波.镁渣制备CA_6/C_2AS复相耐火材料的基础研究[D].太原科技大学,材料物理与化学,2013,硕士.
[43]董燕云.黄土高原丘陵沟壑水土流失区退耕还林补偿机制研究[D].兰州理工大学,马克思主义基本原理,2013,硕士.
[44]张旷怡.南昌工程学院人事管理系统的设计与实现[D].电子科技大学,软件工程（专业学位）,2012,硕士.
[45]吕俊霞.基于Shearlet变换的多源图像融合方法研究[D].西南交通大学,计算机应用技术,2014,硕士.
[46]韩庆元.国家重点实验室治理结构对自主创新能力的作用机制研究[D].华中科技大学,行政管理,2012,硕士.
[47]莫珍科.χ_(cJ)→SS衰变的twist-3修正[D].西南大学,理论物理,2014,硕士.
[48]沈军行.运动编辑与合成技术研究[D].浙江大学,计算机应用技术,2004,硕士.
[49]黄龙.基于拍频解调的光纤激光传感器的研究[D].南京大学,材料学,2013,硕士.
[50]龚明.基于局部线性嵌入算法的柴油机故障诊断研究[D].中北大学,机械设计及理论,2013,硕士.