氮磷减施对强筋小麦品种系植株生理和土壤生物学特性及产量的影响

作     者：郝紫瑞 

作者单位：河南农业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：马冬云

授予年度：2024年

学科分类：09[农学] 0901[农学-作物学] 

主      题：小麦 氮肥减施 磷肥减施 干物质积累 土壤生物学特性 产量 

摘      要：为探究氮磷减施对强筋小麦植株生理特性和土壤微生物及产量的影响,为小麦高产优质高效栽培提供一定理论依据。于2021-2023年在河南省荥阳市赛德育种试验站进行,选用‘科兴3302’、“豫州118和‘新麦26’三个强筋小麦品种为试验材料,设置2个密度处理:分别为基本苗315×10～4/hm2（D315）和375×10～4/hm2（D375）;三个肥料处理:对照常规施肥（N/P2O5/K2O:240 kg/hm2/135 kg/hm2/135 kg/hm2）,低磷处理（2021-2022年度为不施P2O5,K2O/N按常规施肥;2022-2023年度常规施P2O5处理下减施30%,N/K2O按常规施用）、低氮处理（2021-2022年度为不施N,K2O/P2O5按常规;2022-2023年度为常规施N处理下减施30%,K2O/P2O5肥常规施用）。研究氮磷减施对小麦植株氮磷钾元素积累、转运、籽粒产量及其构成因素、土壤生物学特性的影响。主要研究结果如下: 1.氮磷减施下不同强筋小麦品种植株叶片SPAD值的变化 不同强筋小麦品种叶片SPAD值随着生育时期的推进,表现出先升后降的趋势,于开花达到峰值。不同施肥处理间,3个强筋小麦叶片SPAD值由高到低依次为常规施肥低磷处理低氮处理。其中2021-2022年度,不同品种均以低氮处理下SPAD值下降较大,科兴3302、豫州118和新麦26较对照分别下降24.04%、25.68%和23.44%。2022-2023年度在低氮处理下,小麦叶片SPAD含量下降幅度较2021-2022年度明显降低,豫州118和新麦26较对照分别下降6.33%和4.52%。 2.氮磷减施下不同强筋小麦品种地上部干物质及营养元素积累的规律 小麦地上部干物质积累量、氮素积累量、磷素积累量均随生育进程逐渐增大,在成熟期达到最大值;而植株钾素积累量在开花期达到最高值。3个强筋小麦品种干物质积累量、氮素积累量、钾素积累量、成熟期籽粒氮素积累量均以常规施肥处理下较高,低氮处理下最低;而植株磷素积累量、成熟期籽粒磷素积累量则表现为以常规施肥下最高,低磷处理下最低;表明减施氮肥对干物质和氮素积累量的影响大于减施磷肥,而减施磷肥对磷素的积累量影响最大。 3.氮磷减施下不同强筋小麦品种产量及氮肥、磷肥偏生产力的变化 在不同的种植密度下,3个强筋小麦品种产量均以D375处理下产量达到较高值,产量的增加主要在于穗数的显著上升。不同的施肥处理下,穗数在常规施肥处理下较高,穗粒数和千粒重在不同处理间无显著差异。综合两年产量数据,三个强筋小麦品种低磷处理下产量与常规施肥相比,无显著差异。科兴3302低氮处理下产量与对照无显著差异;而豫州118和新麦26在低氮条件下产量呈下降趋势。氮磷肥减施条件下氮肥偏生产力、磷肥偏生产力较常规施肥表现出不同程度的提高,且以D375处理下最高。不同品种间比较,豫州118的氮肥偏生产力、磷肥偏生产力最高,而新麦26和科兴3302之间差异不显著。 4.氮磷减施下不同强筋小麦品种根际土壤酶活性的变化规律 参试品种的根际土壤脲酶活性在1.11 mg/g/d～2.62 mg/g/d之间,蔗糖酶活性在18.57mg/g/d～52.10 mg/g/d之间,磷酸酶活性在0.29 mg/g/d～0.74 mg/g/d之间。随小麦生育进程,根际土壤脲酶、蔗糖酶、磷酸酶活性均表现出先升后降的趋势,其中土壤脲酶在拔节期达到较高值,而蔗糖酶、磷酸酶在开花期达到较高值,成熟期活性均降低。不同品种间比较,总体以科兴3302根际土壤脲酶和蔗糖酶活性较高;而新麦26则以磷酸酶活性较高。不同肥料处理之间则以常规施肥下土壤脲酶、蔗糖酶、磷酸酶活性表现较好,低氮处理下较常规施肥显著下降,而低磷处理与对照无显著差异（磷酸酶除外）;表明减施氮肥降低了土壤根际酶活性,且减施磷肥则对根际土壤酶活性的影响较小。 5.氮磷减施下不同强筋小麦品种土壤养分及土壤微生物量碳氮磷含量的差异 土壤全氮、全磷、有机质、硝态氮和铵态氮含量均随着生育进程呈现逐渐下降的趋势,土壤全氮、全磷、有机质在拔节和开花期达到较高值;硝态氮在返青期达到较高值,铵态氮在拔节期达到较高值。不同的施肥处理对土壤全氮、全磷、有机质量没有显著影响,但对土壤硝态氮,铵态氮含量影响显著。低氮处理下,不同品种硝态氮含量较常规施肥下降范围在24.02%～36.27%,铵态氮下降范围在22.44%～35.78%。科兴3302的微生物量碳、氮和磷的范围分别在99.02 mg/kg～133.11 mg/kg,9.81 mg/kg～14.93 mg/kg和2.93 mg/kg～8.26 mg/kg,且微生物量碳在开花期达到较高值,微生物量氮、磷则在拔节期达到峰值。与常规施肥相比,氮磷减施处理下对微生