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氮肥运筹对小麦综合生产力影响的研究

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第1章文献综述

第2章材料与方法

第3章氮肥运筹对专用小麦产量的影响

第4章氮肥运筹对不同类型专用小麦氮吸收利用的影响

第5章氮肥运筹对专用小麦品质的影响

第6章不同类型专用小麦产量、品质及氮素吸收利用关系分析

第7章氮肥运筹对稻田套播小麦产量、品质和氮素吸收利用的调节效应

第八章氮肥运筹对小麦综合生产力影响的预测与评价

第九章总结与讨论

致谢

攻读博士期间发表的文章及获得的奖励

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摘要

为更好地解决江苏及同类地区专用小麦优质高产栽培中存在的肥料合理运筹问题，在江苏扬州市区(N32°2′)、高邮(N32°48′)与淮北东海(N34°28′)试验点，分别选择江苏淮南与淮北两大麦区大面积推广有代表性的弱筋小麦宁麦9号，中筋小麦扬麦10号、扬麦11号、陕农229及强筋小麦济南17为供试材料，设置氮肥不同施氮量、不同基追比和不同追施氮肥时期等专题和综合试验，研究了氮肥运筹对不同类型条播专用小麦和稻田套播小麦综合生产力的影响。 2、氮肥运筹对品质的影响。(1)对籽粒蛋白质含量和面粉品质的影响：淮南和淮北麦区不同类型小麦品种籽粒蛋白质含量、湿(干)面筋含量和沉降值，均随施氮量和拔节期追肥比例的增加呈极显著直线上升，且随追施氮肥时期后移也呈上升趋势。(2)对磨粉品质的影响：容重、出粉率与施氮量和拔节期追氮比例呈显著二次抛物线关系，随追施氮肥时期后移呈上升趋势。硬度随施氮量、追氮比例的增加及追施氮肥时期后移呈显著上升趋势。(3)对淀粉品质的影响：总淀粉含量、支链淀粉含量与施氮量呈二次曲线关系，直链淀粉含量则显著直线下降。济南17的总淀粉含量、直链淀粉含量、支链淀粉含量均与拔节期追肥比例呈显著二次抛物线关系，扬麦10号、宁麦9号和陕农229呈极显著线性负相关。追施氮肥时期对总淀粉含量的调节幅度最大，品种间调节幅度表现为济南17＞扬麦10号＞宁麦9号，而对直/支值影响最小。(4)对糊化品质的影响：四个品种的峰值粘度、低谷粘度、最终粘度、反弹值和稀懈值在施氮量处理间、基追比处理间和品种间的差异均达显著水平，且分别与施氮量和基追比呈二次曲线关系。追施氮肥时期对上述四个指标的影响表现为前期追氮处理较低，拔节期追氮处理最高，开花期追氮处理最低。表明了拔节期追肥有利于糊化品质指标的提高。同时探讨了各品质指标之间的相关关系，以及协调提高优化的途径。 3、氮肥运筹对氮素吸收利用效率的影响。(1)不同类型专用小麦品种成熟期氮素累积量与施氮量均呈极显著直线正相关；以拔节期追肥，基追比为中、弱筋小麦5∶5、强筋小麦4∶6氮累积量最高。(2)施氮量与不同类型专用小麦品种中期氮累积速率呈极显著线性正相关，与生育后期呈显著二次曲线关系。随追氮比例增加和追施氮肥时期后移，生育后期氮累积速率成直线上升。(3)不同类型专用小麦品种生育中期氮素积累比例，随施氮量和追氮比例增加提高，不同追施氮肥时期处理中以拔节期追施氮肥处理最高；生育后期氮素积累比例，与施氮量和追施氮肥比例与呈二次抛物线关系，随着追氮时期后移呈增加趋势。(4)不同类型品种小麦花前营养器官氮运转量与施氮量和拔节期追氮比例呈极显著二次曲线关系。拔节期追施氮肥处理花前氮运转量高于其它施肥时期处理。(5)不同类型专用小麦氮素物质生产效率、氮肥农学效率、氮素吸收率、氮肥利用率，均随施氮量增加呈显著下降趋势，与不同追氮比例呈抛物线关系，中、弱筋小麦以5∶5处理最高，而强筋小麦氮素吸收率和氮肥利用率均以4：6最高，拔节期是追施氮肥最大效率期。在淮南麦区宁麦9号的氮素物质生产效率高于相同处理的扬麦10号，氮肥吸收率和氮肥利用率则低于扬麦10号；在淮北麦区，强筋小麦济南17氮肥利用率均高于相同处理的中筋小麦陕农229。本研究表明，后期植株含氮率、吸氮速率以及氮累积量的差异是导致专用小麦品种间差异的重要原因之一，这三者均是弱筋小麦＜中筋小麦＜强筋小麦。在兼顾到氮肥利用效率的同时，要实现不同专用小麦优质高产协调要求，强筋小麦要增大后期氮的吸收和累积，适当增加施氮量或氮肥适度后移；弱筋小麦要减少后期氮吸收量，氮肥应适度前移，且总氮肥量要适当减少；而中筋介于两者之间。 4、产量、品质及氮素吸收利用效率三者之间的关系。(1)产量与蛋白质含量、湿面筋含量、总吸氮量、花前吸氮量、花后氮运转量和植株含氮率分别呈二次曲线关系，表明要实现高产上述指标均应有适宜范围；(2)蛋白质含量和湿面筋含量与植株总吸氮量、花前吸氮量、花后氮运转量和植株含氮率呈线性显著或极显著正相关，表明适当增加花前氮累积，提高氮运转量和成熟期植株氮含率有利于提高籽粒蛋白质含量和湿面筋含量。(3)宁麦9号、扬麦10号及济南17花后吸氮量与蛋白质含量和湿面筋含量呈极显著线性正相关，陕农229花后吸氮量有一适宜范围。(4)本研究认为，弱筋小麦要实现优质标准，产量应控制在适宜水平，中强筋专用小麦可实现高产与优质同步，提高产量是实现优质高产的关键。同时还阐述了不同类型专用小麦优质高产的适宜氮吸收利用指标。 5、氮肥运筹对稻田套播小麦产量、品质和氮素吸收利用的调节效应。(1)增加施氮量产量显著提高，不同基追比处理均以5(基蘖肥)∶5(拔节肥)处理最高。无论是中筋或弱筋小麦，合理的施氮量及适宜基追比是提高套播小麦产量的重要途径。(2)增加施氮量和氮肥适度后移可极显著提高籽粒蛋白质含量、湿面筋含量、干面筋含量和沉降值，同步提高了蛋白质组分含量。容重和出粉率均以5(基蘖肥)∶5(拔节肥)处理最高。随施氮量增加宁麦9号淀粉糊化特性呈下降趋势，扬麦10号呈上升趋势；同一施氮量下不同基追比处理，两品种籽粒淀粉糊化指标以5∶5处理最高。(3)增加施氮量，两类品种小麦氮运转量和运转率提高；花后氮累积特点的极显著差异是造成两类专用品种氮素吸收与利用特征差异的主要原因。研究表明，稻田套播方式不利于生育后期氮素的积累，蛋白质含量偏低，故利于弱筋小麦宁麦9号品质的形成。种植中、强筋小麦，必须加大中后期的施氮量。 6、在综合考虑专用小麦品种类型、土壤地力、氮肥运筹等多种因子对专用小麦优质、高产、高效的综合生产力影响的基础上，根据本研究结果及以往的相关资料，建立了小麦氮肥生产力及其综合生产力预测与评价模型。通过实例验证，表明模型有较好的适用性，对于氮肥运筹的综合生产力预测与评价比较可靠。第3章氮肥运筹对专用小麦产量的影响。通过在淮北、淮南麦区设置氮肥不同施氮量、基追比和追施氮肥时期处理，研究氮肥运筹对不同专用小麦产量及构成的影响。结果表明，氮肥运筹对不同类型小麦产量及构成影响明显。(1)不同类型专用小麦产量与施氮量、基追比呈显著或极显著二次曲线关系，均有一个高产适宜施氮量和基追比范围：拔节期是不同类型专用小麦最佳氮肥高产施用期。(2)施氮量与单位面积穗数呈线性正相关，氮肥基追比与穗数呈二次曲线或线性负相关，专用小麦不同追施氮肥时期处理均以三叶一心期追施氮肥处理穗数最多。(3)施氮量与穗粒数呈二次曲线关系，追氮比例与穗粒数呈极显著线性正相关，并均以拔节期追施氮肥处理最多，氮肥前移或后移均不利于穗粒数的增加。(4)施氮量与粒重呈二次曲线负相关，增加拔节期追肥比例或追施氮肥时期后移粒重呈增大的趋势。从稳定高产角度看，弱筋小麦宁麦9号总施氮量宜在168.8～225kg.hm-2，基追比例为7∶3～6∶4，中筋小麦扬麦10号和陕农229，总施氮量分别宜在225、262kg.hm2，基追比例为5∶5，强筋小麦济南17总施氮量宜在328kg.hm2，基追比为5∶5～4∶6。 第4章氮肥运筹对不同类型专用小麦氮吸收利用的影响。通过在淮北、淮南麦区设置氮肥不同施氮量、基追比和追施氮肥时期处理，研究了氮肥运筹对不同类型专用小麦氮素吸收利用的影响。 第5章氮肥运筹对专用小麦品质的影响。通过在淮北、淮南麦区设置氮肥不同施氮量、基追比和追施氮肥时期处理，研究了氮肥运筹对不同类型专用小麦品质的影响。研究结果表明，氮肥运筹对不同类型小麦品质有较大的调节效应。 第6章不同类型专用小麦产量、品质及氮素吸收利用关系分析。以淮南和淮北麦区大面积推广的四个不同类型专用小麦品种为材料，研究不同氮肥运筹条件下小麦产量、品质和氮素吸收利用之间的相互关系，结果表明：专用小麦品种产量与蛋白质含量、湿面筋含量、总吸氮量、花前吸氮量、花后吸氮量、花后氮运转量、百公斤籽粒吸氮量及植株含氮率均呈二次曲线关系，表明要实现高产上述指标均应有适宜范围；蛋白质含量和湿面筋含量与植株总吸氮量、花前吸氮量、花后氮运转量、百公斤籽粒吸氮量及植株含氮率呈线性显著或极显著正相关，表明适宜增加花前氮累积，提高氮运转量和成熟期植株含氮率有利于提高籽粒蛋白质含量和湿面筋含量。宁麦9号、扬麦10号及济南17花后吸氮量与蛋白质含量和湿面筋含量呈极显著线性正相关，陕农229花后吸氮量有一适宜范围。本研究认为弱筋小麦要实现优质标准，产量应控制在适宜水平，中强筋专用小麦可实现高产与优质同步，提高产量是实现优质高产的关键，同时还研究了不同类型专用小麦优质高产的适宜氮吸收利用指标。 第七章氮肥运筹对稻田套播小麦产量、品质和氮素吸收利用的调节效应。 第八章氮肥运筹对小麦综合生产力影响的预测与评价。根据本研究结果并结合以往的相关文献资料，在综合考虑土壤地力、氮肥施用量、基追比、追施氮肥时期及品种类型等多种因子对专用小麦高产、优质、高效栽培氮运筹影响的基础上，建立了小麦氮肥生产力及其综合生产力预测与评价。通过不同地点、不同品种及不同产量和品质水平的试验资料的验证，表明模型有较好的适用性，可以较合理地比较评价不同类型专用小麦氮肥施用的综合生产力。

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