减量施氮条件下灌水方式对小麦—玉米周年产量形成规律的影响

作     者：刘婷婷 

作者单位：聊城大学 

学位级别：硕士

导师姓名：褚鹏飞

授予年度：2022年

学科分类：09[农学] 0901[农学-作物学] 

主      题：小麦 玉米 减量施氮 灌水方式 产量形成规律 

摘      要：水分和氮素是小麦与玉米生长发育过程中重要的影响因子,水资源短缺与氮肥的滥用不仅对绿色可持续农业的发展产生阻碍,并且也严重影响着小麦和玉米正常的生长发育与高产稳产。因此,研究减量施氮条件下灌水方式对小麦和玉米周年产量形成规律的影响机制,探明最佳灌溉方式和最适减氮量,对实现小麦和玉米的高产高效具有重要意义。本研究于2019-2020小麦-玉米生长季在山东省聊城大学试验基地进行,供试品种选用济麦22和登海605。采用裂区试验设计,灌溉方式为主区,设置全生育期不灌水（W0,底墒水除外）、微喷灌（W1）、滴灌（W2）和漫灌（W3）4个处理,氮素水平为裂区,设置不施氮（N0）、农民常规施氮量（N1）、农民常规施氮量减氮10%（N2）和农民常规施氮量减氮20%（N3）4个处理,研究不同处理对小麦-玉米的干物质积累与分配、叶片生理特性与衰老特性、植株性状和籽粒产量及其构成要素的影响。主要结果如下:1、相同施氮水平下不同灌水处理对小麦的影响在本试验条件下,小麦在处于开花期和成熟期这两个时期时,干物质积累量、各器官干物质积累量、旗叶开花和花后的光合特性和蔗糖含量均在W2处理达到较高水平。而W1和W2这两种处理相较于传统大水漫灌模式对处于灌浆中后期的小麦旗叶维持较高的水势水平以及根系活力具有更大的优势。小麦的籽粒产量在N2W2处理时达到9413.75 kg·hm,但在千粒重这一构成要素上表现为W0、W3W1、W2。2、同一灌水模式下不同施氮水平对小麦的影响小麦在处于返青期、开花期和成熟期这三个时期时,灌溉条件下的N2处理的干物质积累量相较于其他处理具有更显著的优势,各器官的干物质分配也表现出同样的趋势,而充足的氮素供应促进了拔节期的干物质积累。适量减氮有利于小麦开花后旗叶生理特性,增产效果以N2处理的优势更为显著。3、相同施氮水平下不同灌水处理对玉米的影响玉米的植株性状、干物质积累量与分配、叶片光合速率和衰老特性在W1和W2处理时均处于较高水平,W2处理的玉米行粒数则在各施氮水平下均显著高于其他处理。N2W2处理时的籽粒产量达到所有处理中的最高水平,为11964.68 kg·hm。4、同一灌水模式下不同施氮水平对玉米的影响玉米的植株性状、秃顶率和果穗行粒数在N1处理均处于有利水平,且在W0和W1条件下N1处理的籽粒产量也处于较高水平。而N2处理有利于玉米粒行数的提高、W0和W2这两个灌水方式下的干物质积累量、叶片光合速率与衰老特性,并在W2处理条件下达到较高的籽粒产量。5、灌水方式和施氮量对小麦和玉米影响的双因素方差分析灌水方式、施氮量及两者的交互作用对小麦的籽粒产量、成熟期干物质积累量、旗叶花后20天光合速率和玉米的籽粒产量、成熟期干物质积累量影响极显著。本试验条件下,N2W2这一处理下的小麦和玉米两种作物产量均显著高于其他处理,且在干物质积累与分配、叶片生理特性、衰老特性等多项测定指标的结果上表现出明显的优势。综上所述,相较于传统农民施氮量(小麦为240 kg·hm,玉米为220kg·hm)和大水漫灌模式,滴灌模式与农民常规施氮量减氮10%(小麦为216 kg·hm,玉米为198 kg·hm)这一水氮模式更有利于实现小麦、玉米的高产高效与水分和氮肥的合理利用。