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试验于2007-2009年在莱州市金海种业有限公司超高产示范园内进行。试验在大田条件下进行,以济麦22为材料,设置225kg/hm2、300kg/hm2两个施氮量(以纯氮计),记为N1、N2;在各施氮水平下设75kg/hm2(P2O5)、150kg/hm2(P2O5)、225kg/hm2(P2O5)三个磷素水平,记为P1、P2、P3。构成N1P1、N1P2、N1P3、N2P1、N2P2、N2P3六个处理,此外设对照处理(不施氮磷肥)CK。研究了氮磷配施对超高产小麦产量和品质的影响。主要结果如下:
1.氮磷配施对超高产小麦花后碳氮代谢的影响。
小麦旗叶蔗糖与可溶性糖含量均呈现先上升后下降的单峰曲线变化。花后14天达到高峰,之后迅速下降。小麦籽粒蔗糖和可溶性总糖含量开花后迅速下降,直至成熟。增施氮肥和磷肥均可以提高旗叶和籽粒中蔗糖和可溶性糖含量。N2P3的蔗糖和可溶性糖含量灌浆初期较高,随着小麦生育时期的推延,含量下降速度快。N2P2处理灌浆期间,旗叶和籽粒中蔗糖和可溶性糖含量保持较高水平且供应稳定,为籽粒淀粉积累提供足量的合成底物。
氮磷配施促进了小麦的氮代谢。增施氮磷肥显著提高了小麦植株的全氮含量。灌浆过程中,各器官的含氮量大体上从开花后一直下降,而籽粒的含氮量呈上升趋势。N2P2与其他处理相比效果最好。
2.氮磷配施对超高产小麦花后衰老特性的影响。
氮磷配施对超高产小麦花后的衰老特性有显著的调节作用,花后各处理小麦旗叶的净光合速率(Pn)、叶绿素含量(SPAD值)、可溶性蛋白含量(Pro)、超氧化物歧化酶活性(SOD)等指标呈下降趋势,但与CK处理比较,施肥处理前期下降缓慢,并且差异达显著水平,以N1P2、N2P2差异极显著;丙二醛含量(MDA)先是缓慢增长,花后14d后含量迅速增加;过氧化物酶活性(POD)的变化趋势呈现先上升后下降的趋势,在花后14天各处理的POD活性达到最高值。随着施氮肥和磷肥量的增加,总的趋势是旗叶的酶活性增加,而MDA含量降低,但过高的施肥量(P2O5=225kg/hm2)导致小麦生育后期旗叶酶活性下降迅速,衰老加快,穗粒数和千粒重下降显著,最终导致小麦减产。经统计分析得出,氮肥和磷肥间对Pn、SPAD值、Pro、SOD及POD有不同程度的互作效应。
3.氮磷配施对超高产小麦花后瞬时最大光合特性的影响。
氮磷配施对超高产小麦花后的光合特性有显著的调节作用,花后各处理小麦旗叶的Pn、Gs、Tr、叶面积指数(LAI)、叶绿素含量(SPAD值)等指标呈下降趋势(Ci呈上升趋势),但与CK处理比较,施肥处理前期下降缓慢,达显著水平,以N1P2、N2P2及N2P3差异极显著。随着施氮肥和磷肥量的增加,旗叶的Pn、Gs及Tr增强,SPAD值升高,LAI增大,而Ci降低。但过高的施肥量(P2O5=225kg/hm2)导致小麦生育后期旗叶衰老加快,光合生理指标衰退迅速。经统计分析得出,氮肥和磷肥间对Pn、LAI及SPAD值有极显著的互作效应。
4.氮磷配施对超高产小麦灌浆期光合日变化的影响。
合理的氮磷处理可以减弱甚至使小麦的光合午休现象消失。随施肥量增加,小麦的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、气孔限制值(Ls)、蒸腾速率(Tr)逐渐增强。施磷对小麦光合作用的增加程度不及氮素,而且当施磷量超过150kg/hm2时,小麦光合特性随施磷量的增加程度有所减缓,甚至下降。各处理间以N2P2处理的差异最显著。由此表明:氮肥对超高产小麦光合日变化有较大的调节作用,磷肥次之,而且氮磷配施对净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)存在极显著的互作效应。
5.氮磷配施对超高产小麦生长发育及产量的影响。
小麦开花后随着生育进程的推进,干物质迅速积累,籽重急剧增加,灌浆速率直线加快,在花后21天左右达到最高值。氮磷肥对小麦产量的提高有显著的互作作用。随着施肥量的增加,穗粒数和千粒重逐渐增加。但过量施用氮磷肥,虽然在高氮高磷的条件下获得了较多的穗数,但穗粒数和千粒重显著低于其他处理,最终导致减产。在本试验条件下,N2P2处理(N=300kg/hm2和P2O5=150kg/hm2)的产量最高,氮磷配施效果最显著。
6.氮磷配施对超高产小麦品质的影响。
利用粘度仪、吹泡仪、稠度仪及拉伸仪等,研究了其磨粉品质、糊化特性、面团流变学特性及烘烤品质等施肥表现。结果表明,容重、出粉率与磨粉品质呈显著正相关,峰值粘度和峰值时间对面粉糊化特性影响显著,湿面筋含量、沉降值与面团流变学特性指标呈显著或极显著正相关,其两者对烘烤品质的影响显著;产量和品质的大部分指标随施氮磷量的增加而发生显著变化,氮磷肥对产量和品质的互作效应显著。各处理间比较,N2P2(N=300kg/hm2、P=150kg/hm2)获得超高产,并且容重、出粉率、湿面筋含量、沉降值及面团稳定时间均显著高于其它处理,表现出较好的磨粉品质和烘烤品质,但当N=300kg/hm2、P=225kg/hm2时,磷肥的促进作用降低,甚至起抑制作用。总的说来,当N=300kg/hm2、P=150kg/hm2时,济麦22实现了超高产同高品质的协调发展。