中国农业科学 ›› 2024, Vol. 57 ›› Issue (17): 3424-3439.doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2024.17.009
李红1,2,3(), 王西娜4, 韦广源1, 马永鑫1, 田海梅4, 王月梅4, 钱芝瑾4, 谭军利1,2,3(
)
收稿日期:
2023-11-06
接受日期:
2024-02-27
出版日期:
2024-09-01
发布日期:
2024-09-04
通信作者:
联系方式:
李红,E-mail:18795132401@163.com。
基金资助:
LI Hong1,2,3(), WANG XiNa4, WEI GuangYuan1, MA YongXin1, TIAN HaiMei4, WANG YueMei4, QIAN ZhiJin4, TAN JunLi1,2,3(
)
Received:
2023-11-06
Accepted:
2024-02-27
Published:
2024-09-01
Online:
2024-09-04
摘要:
【目的】研究减氮节水对春小麦茎秆强度及籽粒品质的影响,为宁夏引黄灌区春小麦持续稳定增产、水氮高效利用以及提高春小麦抗倒伏能力提供理论依据。【方法】以宁春4号为供试材料,通过2021和2022年裂区试验,研究灌溉处理(常规灌溉(400 mm,WC)、节水20%(320 mm,W1)、节水40%(240 mm,W2))和施氮处理(常规施氮(270 kg•hm-2, NC)、减氮25%(202.5 kg•hm-2, NJ)、不施氮N0)对春小麦茎秆强度、产量及籽粒品质的影响。【结果】与常规施氮相比,减氮25%且节水20%并没有显著降低春小麦株高、茎粗以及地上部生物量。减氮与常规施氮处理的春小麦茎秆强度与茎秆钾含量无明显差异,但在减氮基础上,节水20%处理的春小麦茎秆强度与茎秆钾含量显著高于常规灌水处理。灌浆期,减氮水平下,节水20%处理的茎秆强度较常规灌水处理两年分别增加了14.9%和16.3%,茎秆钾含量分别增加了13.4%和11.9%;成熟期,茎秆强度分别增加了19.0%和8.3%,茎秆钾含量分别增加了10.5%和9.0%。随着生育进程的推进,春小麦茎秆强度呈降低趋势。相关分析表明,茎秆强度与株高、地上部生物量呈极显著正相关,与茎秆钾含量呈显著正相关,与茎粗无显著相关性。各水氮处理中,减氮节水20%处理的春小麦产量最高,2021和2022年分别达8 092和5 516 kg•hm-2。相同施氮量时,春小麦籽粒可溶性糖、蛋白质含量随灌水定额减少呈先增加后减少的趋势,减氮25%且节水20%处理达到最大值,与常规水氮处理相比,两年分别增加了14.4%、16.7%和25.5%、23.5%,而各水氮处理中淀粉含量无显著性差异。进一步发现,茎秆强度与产量、籽粒蛋白质含量呈极显著正相关,与籽粒淀粉、可溶性糖含量均无明显相关性。【结论】在减氮条件下节水20%促进了春小麦株高、茎粗的生长,增加了地上部生物量,并提高了茎秆钾含量,进而提高了春小麦茎秆强度,降低了倒伏风险,增加了春小麦产量且改善了籽粒品质。因此认为,施氮202.5 kg·hm-2,灌水320 mm是适宜宁夏引黄灌区春小麦的水氮管理模式。
李红, 王西娜, 韦广源, 马永鑫, 田海梅, 王月梅, 钱芝瑾, 谭军利. 节水减氮对宁夏引黄灌区春小麦抗倒伏特性及产量的影响[J]. 中国农业科学, 2024, 57(17): 3424-3439.
LI Hong, WANG XiNa, WEI GuangYuan, MA YongXin, TIAN HaiMei, WANG YueMei, QIAN ZhiJin, TAN JunLi. Effects of Water Saving and Nitrogen Reduction on Lodging Resistance and Grain Yield of Spring Wheat in the Yellow River Irrigation Area of Ningxia[J]. Scientia Agricultura Sinica, 2024, 57(17): 3424-3439.
表3
水氮处理对春小麦茎粗的影响"
处理 Treatments | 茎粗 Stem diameter (cm) | ||||
---|---|---|---|---|---|
施氮 Nitrogen | 灌溉 Irrigation | 拔节期 Jointing stage | 抽穗期 Heading stage | 灌浆期 Filling stage | 成熟期 Maturation stage |
NC | WC | 0.371±0.064aA | 0.360±0.026aA | 0.338±0.029aA | 0.366±0.027aA |
W1 | 0.330±0.027aA | 0.350±0.030aA | 0.344±0.046aA | 0.375±0.033aA | |
W2 | 0.298±0.019bA | 0.348±0.024aA | 0.372±0.024aA | 0.349±0.017aA | |
NJ | WC | 0.378±0.034aA | 0.364±0.018aA | 0.399±0.021aA | 0.368±0.023aA |
W1 | 0.346±0.030aA | 0.376±0.046aA | 0.400±0.013aA | 0.372±0.027aA | |
W2 | 0.363±0.024aA | 0.323±0.041aA | 0.342±0.019aB | 0.346±0.011aA | |
N0 | WC | 0.337±0.031aA | 0.370±0.007aA | 0.387±0.028aA | 0.376±0.031aA |
W1 | 0.363±0.033aA | 0.394±0.042aA | 0.384±0.001aA | 0.396±0.034aA | |
W2 | 0.326±0.045abA | 0.345±0.015aA | 0.372±0.026aA | 0.346±0.019aA | |
ANOVA | W | ns | ns | ns | * |
N | ns | ns | ns | ns | |
W×N | ns | ns | ns | ns |
表4
水氮处理对春小麦茎秆全钾的影响"
处理 Treatments | 茎秆钾含量 Potassium content in stem (g·kg-1) | ||||
---|---|---|---|---|---|
2021 | 2022 | ||||
施氮 Nitrogen | 灌溉 Irrigation | 灌浆期 Filling stage | 成熟期 Maturation stage | 灌浆期 Filling stage | 成熟期 Maturation stage |
NC | WC | 27.48±1.89abB | 31.09±0.46aA | 27.48±3.95aA | 23.07±3.06bB |
W1 | 32.43±3.21aA | 31.76±1.16bA | 23.87±1.52bA | 29.49±1.01bA | |
W2 | 28.95±0.61aAB | 29.09±2.67aA | 27.75±2.21aA | 25.88±2.06bAB | |
NJ | WC | 29.89±1.41aB | 33.09±2.90aA | 26.95±2.84aA | 30.96±3.64aA |
W1 | 33.90±0.61aA | 36.57±2.73aA | 30.15±1.52aA | 33.76±1.67aA | |
W2 | 30.56±1.81aB | 32.69±2.31aA | 28.15±2.67aA | 32.83±2.89aA | |
N0 | WC | 23.74±3.72bA | 25.08±1.16bA | 26.95±1.29aB | 32.69±1.52aA |
W1 | 19.87±0.46bAB | 24.14±1.62cA | 31.09±1.22aA | 34.16±0.46aA | |
W2 | 18.00±1.84bB | 19.87±0.23bB | 30.56±2.02aA | 33.49±1.52aA | |
ANOVA | W | * | ** | ns | * |
N | ** | ** | * | ** | |
W×N | ** | ns | ns | ns |
[1] |
姚春生, 任婕, 张震, 周晓楠, 王志敏, 张英华. 微喷水肥一体化氮肥管理对冬小麦产量、品质、氮素积累和利用的影响. 中国农业大学学报, 2023, 28(3): 25-37.
|
|
|
[2] |
徐振剑, 华珞, 蔡典雄, 高月亮, 耿琪鹏, 何婷婷. 农田水肥关系研究现状. 首都师范大学学报(自然科学版), 2007, 28(1): 83-88.
|
|
|
[3] |
|
[4] |
|
[5] |
田培雨, 付文, 侯占领, 黄玉芳, 汪洋. 施氮量对不同筋度小麦产量、品质和养分吸收规律的影响. 河南农业, 2021, (17): 16-19+42.
|
|
|
[6] |
孙盈盈, 王超, 王瑞霞, 牟秋焕, 米勇, 吕广德, 亓晓蕾, 孙宪印, 陈永军, 钱兆国, 吴科. 小麦倒伏原因、机理及其对产量和品质影响研究进展. 农学学报, 2022, 12(3): 1-5.
doi: 10.11923/j.issn.2095-4050.cjas2020-0043 |
doi: 10.11923/j.issn.2095-4050.cjas2020-0043 |
|
[7] |
|
[8] |
邵庆勤, 周琴, 王笑, 蔡剑, 黄梅, 戴廷波, 姜东. 种植密度对不同小麦品种茎秆形态特征、化学成分及抗倒性能的影响. 南京农业大学学报, 2018, 41(5): 808-816.
|
|
|
[9] |
王旭, 周洁, 朱玉磊, 李金鹏, 孙建强, 李金才, 宋有洪. 氮肥运筹对冬小麦第三节间抗倒性能的影响. 安徽农业大学学报, 2021, 48(2): 173-178.
|
|
|
[10] |
周洁, 王旭, 朱玉磊, 刘惠惠, 陈翔, 魏凤珍, 孙建强, 宋有洪, 李金才. 氮肥运筹模式对小麦茎秆抗倒性能与产量的影响. 麦类作物学报, 2019, 39(8): 979-987.
|
|
|
[11] |
刘仲秋, 卞城月, 刘馨惠, 刘泉汝, 马长健, 李全起. 种植模式及灌水频次对冬小麦抗倒性的影响. 排灌机械工程学报, 2015, 33(4): 338-345.
|
|
|
[12] |
|
[13] |
|
[14] |
朱新开, 郭文善, 周君良, 胡宏, 张影, 李春燕, 封超年, 彭永欣. 氮素对不同类型专用小麦营养和加工品质调控效应. 中国农业科学, 2003, 36(6): 640-645.
|
|
|
[15] |
徐恒永, 赵振东, 张存良, 刘爱锋, 刘建军, 毕德锋, 杭新杰, 晁岳华, 张怀友, 耿金茹. 氮肥对优质专用小麦产量和品质的影响Ⅰ. 氮肥对产量及产量形成的影响. 山东农业科学, 2000(5): 27-30.
|
|
|
[16] |
师筝, 高斯曼, 李彤, 李雨泽, 李红霞, 廖允成. 施氮量对不同叶绿素含量小麦生长、产量和品质的影响. 麦类作物学报, 2021, 41(9): 1134-1142.
|
|
|
[17] |
姚素梅, 康跃虎, 茹振钢, 刘明久, 杨文平, 李淦. 喷灌对冬小麦植株氮素积累运转及籽粒蛋白质含量的影响. 应用生态学报, 2013, 24(8): 2205-2210.
|
|
|
[18] |
马永鑫, 王西娜, 韦广源, 薛旭, 郝雯悦, 王朝辉, 谭军利. 减氮节水对宁夏引黄灌区春小麦光合特性与产量的影响. 农业工程学报, 2022, 38(10): 75-84.
|
|
|
[19] |
董建力, 张学军, 李红霞, 陈晓群, 裘敏. 不同水肥处理对春小麦产量、品质和土壤硝态氮含量的影响. 西北农林科技大学学报(自然科学版), 2007, 35(1): 77-80.
|
|
|
[20] |
吴强, 张永平, 董玉新, 高飞雁, 谢岷. 施氮量和灌水模式对小麦产量、品质和氮肥利用的影响. 麦类作物学报, 2020, 40(3): 334-342.
|
|
|
[21] |
李武超, 李磊, 王炜, 李晶晶, 尹钧. 小麦水氮耦合效应与水肥高效利用研究. 华北农学报, 2018, 33(5): 232-238.
doi: 10.7668/hbnxb.2018.05.032 |
doi: 10.7668/hbnxb.2018.05.032 |
|
[22] |
唐锐, 韩宜秀, 易树生, 郑伟, 南小红, 罗鸿, 温晓荣, 翟丙年. 不同水氮组合对冬小麦产量及水氮利用效率的调控效应. 植物营养与肥料学报, 2023, 29(10): 1944-1955.
|
|
|
[23] |
赵广才, 常旭虹, 刘利华, 杨玉双, 池忠志, 杨丽珍, 李振华. 施氮量对不同强筋小麦产量和加工品质的影响. 作物学报, 2006, 32(5): 723-727.
|
|
|
[24] |
王海泽, 刘志萍, 巴图, 马宇, 吕二锁, 郭呈宇, 李建波, 王文迪, 王金波, 齐海祥, 徐寿军. 不同施氮水平下大麦可溶性糖与淀粉积累的关系. 西南农业学报, 2022, 35(2): 319-328.
|
|
|
[25] |
邓丽娟, 焦小强. 氮管理对冬小麦产量和品质影响的整合分析. 中国农业科学, 2021, 54(11): 2355-2365. doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2021.11.009.
|
doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2021.11.009 |
|
[26] |
姜东燕, 于振文. 土壤水分对小麦产量和品质的影响. 核农学报, 2007, 21(6): 641-645.
|
|
|
[27] |
蔡文璐, 李可, 简超群, 郑路敏, 唐树鹏, 徐云姬. 施氮量对小麦籽粒淀粉粒的效应. 麦类作物学报, 2022, 42(7): 815-825.
|
|
|
[28] |
周栋, 于琦, 李敖, 李军. 施氮量对渭北旱地冬小麦产量和籽粒品质的影响. 麦类作物学报, 2020, 40(7): 818-825.
|
|
|
[29] |
张丽霞, 尹钧, 武继承, 杨永辉, 潘晓莹. 滴灌水肥一体化对小麦产量和品质及水肥利用的影响. 河南农业大学学报, 2021, 55(2): 206-213.
|
|
|
[30] |
李前荣, 张东海, 崔凤娟, 陶媛, 徐建伟, 陈小龙, 曹彦龙, 李召锋. 宁夏引黄灌区春小麦抗倒性研究. 麦类作物学报, 2022, 42(12): 1457-1463.
|
|
|
[31] |
陈晓光, 石玉华, 王成雨, 尹燕枰, 宁堂原, 史春余, 李勇, 王振林. 氮肥和多效唑对小麦茎秆木质素合成的影响及其与抗倒伏性的关系. 中国农业科学, 2011, 44(17): 3529-3536.
doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2011.17.005 |
|
|
[32] |
王振昌, 程鑫鑫, 谢毅, 洪成, 胡萌, 高云, 游佳明, 何雅婷, 刘金晶, 肖冰琦, 郭相平. 不同水肥模式对籼稻和粳稻抗倒伏性能的影响. 农业工程学报, 2022, 38(9): 108-118.
|
|
|
[33] |
彭世彰, 张正良, 庞桂斌. 控制灌溉条件下寒区水稻茎秆抗倒伏力学评价及成因分析. 农业工程学报, 2009, 25(1): 6-10.
|
|
|
[34] |
樊高琼, 李金刚, 王秀芳, 郑亭, 郭翔, 陈溢, 吴中伟, 杨文钰. 氮肥和种植密度对带状种植小麦抗倒能力的影响及边际效应. 作物学报, 2012, 38(7): 1307-1317.
|
|
|
[35] |
梁玉超, 张永强, 石书兵, 陈兴武, 赛力汗·赛, 薛丽华, 雷钧杰. 施氮量对滴灌冬小麦茎部特征及其抗倒伏性的影响. 麦类作物学报, 2017, 37(11): 1467-1472.
|
|
|
[36] |
潘俊峰, 李国辉, 崔克辉. 水稻茎鞘非结构性碳水化合物再分配及其在稳产和抗逆中的作用. 中国水稻科学, 2014, 28(4): 335-342.
|
|
|
[37] |
|
[38] |
|
[39] |
肖世和, 张秀英, 闫长生, 张文祥, 海林, 郭会君. 小麦茎秆强度的鉴定方法研究. 中国农业科学, 2002, 35(1): 7-11.
|
|
|
[40] |
刘佳敏, 汪洋, 牛金璨, 张志如, 刘志彬, 朱秋会, 叶优良, 黄玉芳. 不同施氮水平下增密对玉米产量及抗倒伏性状的影响. 农学学报, 2021, 11(2): 23-29.
doi: 10.11923/j.issn.2095-4050.cjas20191200296 |
doi: 10.11923/j.issn.2095-4050.cjas20191200296 |
|
[41] |
高如嵩, 孙鹏举, 李文瑞. 高产大麦品种抗倒伏性的研究. 陕西农业科学, 1990, 36(1): 5-7, 49.
|
|
|
[42] |
张经廷, 陈青云, 吕丽华, 李谦, 梁双波, 贾秀领. 夏玉米产量及茎秆抗倒伏性状对不同肥料滴灌配施的响应. 华北农学报, 2015, 30(6): 209-215.
|
doi: 10.7668/hbnxb.2015.06.032 |
|
[43] |
郭相平, 黄双双, 王振昌, 王甫, 陈斌. 不同灌溉模式对水稻抗倒伏能力影响的试验研究. 灌溉排水学报, 2017, 36(5): 1-5.
|
|
|
[44] |
佟桐, 李彩凤, 顾万荣, 王明泉, 张立国, 刘笑鸣, 王彬, 赵猛. 氮肥和密度对黑龙江春玉米物质积累、抗倒伏及产量的影响. 西北农业学报, 2019, 28(3): 377-387.
|
|
|
[45] |
魏鹏, 邵庆勤, 闫素辉. 不同抗倒类型小麦植株节间性状与抗倒能力的氮肥调控效应. 湖南农业大学学报(自然科学版), 2021, 47(6): 622-629.
|
|
[1] | 周全, 路秋梅, 赵张晨, 武宸冉, 符笑歌, 赵玉娇, 韩勇, 蔺怀龙, 陈微林, 牟丽明, 李兴茂, 王长海, 胡银岗, 陈亮. 244份春小麦苗期抗旱性的鉴定[J]. 中国农业科学, 2024, 57(9): 1646-1657. |
[2] | 范虹, 殷文, 胡发龙, 樊志龙, 赵财, 于爱忠, 何蔚, 孙亚丽, 王凤, 柴强. 绿洲灌区密植对氮肥减量玉米产量的补偿潜力[J]. 中国农业科学, 2024, 57(9): 1709-1721. |
[3] | 韩潇杰, 任志杰, 李双静, 田培培, 卢素豪, 马耕, 王丽芳, 马冬云, 赵亚南, 王晨阳. 不同施氮量对土壤团聚体碳氮含量及小麦产量的影响[J]. 中国农业科学, 2024, 57(9): 1766-1778. |
[4] | 何永强, 张金盔, 徐劲松, 丁晓雨, 程勇, 许本波, 张学昆. 14-羟基芸苔素甾醇生长调节剂对油菜生长和产量的影响[J]. 中国农业科学, 2024, 57(8): 1444-1454. |
[5] | 李永飞, 李战魁, 张战胜, 陈永伟, 康建宏, 吴宏亮. 氮肥后移对高温胁迫下春小麦旗叶生理特性和产量的影响[J]. 中国农业科学, 2024, 57(8): 1455-1468. |
[6] | 刘泽厚, 王琴, 叶美金, 万洪深, 杨宁, 杨漫宇, 杨武云, 李俊. 人工合成小麦和地方品种穗发芽抗性育种利用效率[J]. 中国农业科学, 2024, 57(7): 1255-1266. |
[7] | 任强, 徐珂, 樊志龙, 殷文, 范虹, 何蔚, 胡发龙, 柴强. 小麦玉米间作氮肥后移利于减少土壤蒸发提高水分利用效率[J]. 中国农业科学, 2024, 57(7): 1295-1307. |
[8] | 杨启睿, 李岚涛, 张潇, 张倩, 张银杰, 张铎, 王宜伦. 施钾对夏花生产量、品质及光温生理特性的影响[J]. 中国农业科学, 2024, 57(7): 1335-1349. |
[9] | 党建友, 姜文超, 孙睿, 尚保华, 裴雪霞. 旱地小麦产量和水分利用对翻耕时间和降水量及其分布的响应[J]. 中国农业科学, 2024, 57(6): 1049-1065. |
[10] | 赵凯男, 丁豪, 刘阿康, 姜宗昊, 陈广周, 冯波, 王宗帅, 李华伟, 司纪升, 张宾, 毕香君, 李勇, 李升东, 王法宏. 氮肥减量后移改善植株光合特性提高麦-玉周年产量及经济效益[J]. 中国农业科学, 2024, 57(5): 868-884. |
[11] | 周浩露, 申朝阳, 罗新宇, 黄英惠, 王可心, 王云浩, 高小丽. 氮肥对垄沟集雨种植谷子氮素利用效率及产量的影响[J]. 中国农业科学, 2024, 57(5): 885-899. |
[12] | 麻碧娇, 陈桂平, 苟志文, 殷文, 樊志龙, 胡发龙, 范虹, 何蔚. 河西灌区减氮条件下小麦复种绿肥的水分利用及经济效益[J]. 中国农业科学, 2024, 57(4): 740-754. |
[13] | 李法计, 程敦公, 余晓丛, 闻伟锷, 刘金栋, 翟胜男, 刘爱峰, 郭军, 曹新有, 刘成, 宋健民, 刘建军, 李豪圣. 冠层活性相关性状全基因组关联分析及其对产量性状遗传效应的解析[J]. 中国农业科学, 2024, 57(4): 627-637. |
[14] | 王月梅, 田海梅, 王西娜, 郝雯悦, 吕喆铭, 于金铭, 谭军利, 王朝辉. 引黄灌区连续减施化肥对春小麦产量稳定性的影响[J]. 中国农业科学, 2024, 57(3): 539-554. |
[15] | 曹文茁, 于振文, 张永丽, 张振, 石玉, 王永军. 不同施氮量下黑土地春玉米籽粒淀粉积累动态及产量形成差异[J]. 中国农业科学, 2024, 57(22): 4431-4443. |
|