【摘要】：針對(duì)當(dāng)前冬小麥生產(chǎn)中持續(xù)增產(chǎn)難度大和資源利用率低的突出問題,于2012-2016連續(xù)4個(gè)年度在豫南、豫中和豫北三個(gè)生態(tài)區(qū)進(jìn)行大田定位試驗(yàn),本研究設(shè)置單因子氮肥水平(N0、1、2、3)、雙因子水氮耦合(三個(gè)灌水水平W0\W1\W2、四個(gè)氮肥水平)、綜合因子栽培管理模式(傳統(tǒng)栽培模式FP;節(jié)本增效栽培模式JH;超高產(chǎn)栽培模式SH;高產(chǎn)高效栽培模式HH)3類試驗(yàn),系統(tǒng)研究不同栽培管理技術(shù)措施對(duì)冬小麥群體結(jié)構(gòu)、干物質(zhì)生產(chǎn)與轉(zhuǎn)運(yùn)、養(yǎng)分吸收與運(yùn)移、光能和水分利用以及產(chǎn)量等影響,探討冬小麥生產(chǎn)中縮小產(chǎn)量差距并提高資源利用效益的技術(shù)途徑及生理機(jī)制。主要研究結(jié)果如下:1.不同栽培管理措施對(duì)冬小麥群體生長(zhǎng)與干物質(zhì)生產(chǎn)的影響不同施氮量對(duì)冬小麥干物質(zhì)積累和產(chǎn)量影響不同,成熟期干物質(zhì)和籽粒產(chǎn)量均以N240處理最高。隨灌水和施氮協(xié)同施用,成熟期總干物質(zhì)量、單位面積粒數(shù)、穗數(shù)、穗粒數(shù)和產(chǎn)量均呈增加趨勢(shì),但過量施氮?jiǎng)t會(huì)降低穗粒數(shù)和產(chǎn)量,對(duì)干物質(zhì)促進(jìn)效應(yīng)明顯弱化,商水點(diǎn)以W1N240、溫縣點(diǎn)以W2N240的干物質(zhì)和產(chǎn)量最高。冬小麥群體動(dòng)態(tài)在拔節(jié)期達(dá)峰值,不同栽培模式下,FP在孕穗期之前群體數(shù)最高,兩極分化慢,而SH和HH處理大分蘗多、前期群體適中、兩極分化快,進(jìn)而獲得較多成穗數(shù)。四種栽培模式葉面積系數(shù)均為單峰動(dòng)態(tài)變化,于孕穗期達(dá)到峰值;FP處理葉面積系數(shù)在孕穗期前最高,之后下降最早、降幅大;而SH和HH處理的葉面積系數(shù)中期增加速度快,后期衰老緩慢,高值持續(xù)期長(zhǎng)�？疾旄晌镔|(zhì)生長(zhǎng)動(dòng)態(tài),其符合Logistic動(dòng)態(tài)曲線,成熟期SH、HH和JH處理干物質(zhì)顯著高于FP,但SH和HH差異不顯著;拔節(jié)至開花階段干物質(zhì)增加最為迅速,FP處理在孕穗前干物質(zhì)積累最多,花前干物質(zhì)對(duì)籽粒的貢獻(xiàn)率最高;而SH和HH處理在拔節(jié)至開花期增長(zhǎng)速率最高,花后干物質(zhì)積累對(duì)籽粒增產(chǎn)更重要。不同地區(qū)間收獲指數(shù)以溫縣開封商水,而栽培模式處理間則是HH最高,SH和JH差異不顯著,FP最低。不同區(qū)域光輻射總量、光合生產(chǎn)潛力、光溫生產(chǎn)潛力均表現(xiàn)為商水開封溫縣,三地區(qū)光合生產(chǎn)當(dāng)量與光溫生產(chǎn)當(dāng)量均低于30%,但溫縣點(diǎn)光合與光溫生產(chǎn)當(dāng)量高于商水和開封;三地區(qū)生物量光能利用率以商水點(diǎn)最高,溫縣和開封點(diǎn)較低,處理間以SH和HH顯著高于JH和FP,但SH和HH間差異不顯著。2.不同栽培管理模式對(duì)冬小麥養(yǎng)分吸收利用的影響不同栽培管理模式處理下,莖葉器官中氮磷鉀含量隨生育時(shí)期均呈“慢-快-慢”趨勢(shì),相比于FP處理,SH、HH和JH處理均能提高莖葉中N、P、K含量。冬小麥養(yǎng)分積累動(dòng)態(tài)因元素而異,氮磷呈“S”型,而鉀素呈單峰曲線;三種營(yíng)養(yǎng)元素均在拔節(jié)至開花階段迅速積累,氮磷在灌漿期緩慢增加,而鉀素外排。拔節(jié)前SH和HH處理的氮磷鉀積累量低于FP處理,而拔節(jié)后顯著高于FP處理。SH和HH處理的花前N、P、K素轉(zhuǎn)運(yùn)量顯著高于FP,但花前N、P對(duì)籽粒貢獻(xiàn)率卻顯著低于FP。養(yǎng)分效率指標(biāo)如吸收效率、利用效率和收獲指數(shù)因養(yǎng)分類型、表征意義存在較大差異,總體而言,HH和JH處理能有效提高對(duì)N、P、K肥的吸收利用。三地區(qū)生產(chǎn)100 kg籽粒產(chǎn)量需要的N、P、K營(yíng)養(yǎng)元素以商水和開封兩地高于溫縣地區(qū),處理間以HH最低。試驗(yàn)進(jìn)行四年后,四種栽培模式均能提高土壤有機(jī)質(zhì)和全氮,且SH和HH顯著高于FP處理;SH和HH處理均能提高土壤速效氮、磷、鉀,且HH殘留量較少,提升幅度較低;FP和JH處理土壤速效磷和速效鉀增長(zhǎng)均為負(fù)值,且JH利用土壤養(yǎng)分較多,降低幅度較高。三地區(qū)0-40 cm土層土壤肥力相比,商水點(diǎn)全氮最高,速效氮和速效磷最低,速效鉀較高;開封點(diǎn)速效氮最高,速效磷較低,速效鉀最低;溫縣點(diǎn)氮磷鉀比較均衡,其中速效磷和速效鉀最高。小麥田間耗水量地點(diǎn)間表現(xiàn)為溫縣商水開封,模式間為SH最高,JH最低;產(chǎn)量水分利用率地點(diǎn)間表現(xiàn)為商水開封溫縣,模式間為SHHHJHFP,且均低于20%;另外,SH和HH的降水利用率和灌水利用率均顯著高于FP。3.黃淮南部冬小麥增產(chǎn)的制約因子及生理機(jī)制從產(chǎn)量構(gòu)成因子方面分析,單一或協(xié)同增加構(gòu)成因子均能夠有效增產(chǎn)。黃淮南部麥區(qū)不同地區(qū)間穗粒數(shù)變異性和可塑性最大,與農(nóng)民習(xí)慣模式相比,超高產(chǎn)和高產(chǎn)高效模式的穗粒數(shù)增幅達(dá)25.01%-27.04%,進(jìn)而產(chǎn)量增加14.80%-22.15%。根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐將7500 kg ha~(-1)作為高產(chǎn)與低產(chǎn)劃分標(biāo)準(zhǔn),低于7500 kg ha~(-1)產(chǎn)量水平下,增加穗數(shù)和穗粒數(shù)均可增產(chǎn),其中穗數(shù)效應(yīng)更強(qiáng);高于7500 kg ha~(-1)產(chǎn)量水平下,增產(chǎn)主要依賴于增加穗粒數(shù)。提高拔節(jié)至開花期干物質(zhì)凈積累量及該階段干物質(zhì)增長(zhǎng)速率有利于獲得高的穗粒數(shù)。穗重和氮以及非穗器官重和氮均與穗粒數(shù)呈顯著正相關(guān);器官間比較,穗重及其比重對(duì)穗粒數(shù)的影響高于非穗器官,但穗氮所占比重與穗粒數(shù)呈顯著負(fù)相關(guān),增加非穗器官氮所占比重能有效促進(jìn)增加穗粒數(shù)。從生物量和收獲指數(shù)方面分析,單一或協(xié)同兩因子均能有效增產(chǎn)。低產(chǎn)水平下增加總生物量和收獲指數(shù)均能增產(chǎn),而高產(chǎn)水平下增產(chǎn)主要依賴于提高收獲指數(shù)。在高產(chǎn)水平下,通過提高花后葉面積勢(shì)和光截獲勢(shì)能促進(jìn)花后干物質(zhì)凈積累,有利于提高收獲指數(shù)�；ê蟮纳舷聦庸饨孬@比率與產(chǎn)量呈二次曲線關(guān)系,在開花期干物質(zhì)水平高于13000 kg ha~(-1)前提下,降低上下層光截獲比率,增加下層葉面積以截獲更多的光輻射,使開花期、灌漿前期和中期的適宜比例為2-6、3-8和6-13,促進(jìn)花后干物質(zhì)凈積累量達(dá)到4000-6000 kg ha~(-1),成熟期總生物量超過18000 kg ha~(-1),收獲指數(shù)超過0.42,有利于實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)目標(biāo)。4.黃淮南部冬小麥高產(chǎn)與氮高效的生理機(jī)制植株氮素積累是小麥產(chǎn)量形成的營(yíng)養(yǎng)基礎(chǔ),施氮量與產(chǎn)量和氮素積累量均呈二次曲線關(guān)系。隨施氮量增加,產(chǎn)量和氮素積累量均為先增加而后降低,氮素積累量相對(duì)于產(chǎn)量的降低具有延遲性,表現(xiàn)出氮素的奢侈吸收,充分發(fā)揮該奢侈階段氮素吸收的生理功能并促進(jìn)產(chǎn)量構(gòu)成因子的再優(yōu)化,這對(duì)小麥高產(chǎn)高效具有重要意義。植株氮素積累與產(chǎn)量顯著正相關(guān),但與氮效率呈負(fù)相關(guān),高氮素積累對(duì)增產(chǎn)有益但對(duì)提高氮素利用率不利。拔節(jié)至開花階段氮素積累量與產(chǎn)量和氮效率均呈顯著正相關(guān),提高該階段氮素吸收總量及比重,有利于實(shí)現(xiàn)小麥高產(chǎn)與氮高效。分析不同的單個(gè)生育期植株氮生產(chǎn)力與產(chǎn)量和氮效率間關(guān)系發(fā)現(xiàn),相關(guān)性較差,但植株的階段氮生產(chǎn)力與產(chǎn)量和氮效率關(guān)系均較好,尤其是拔節(jié)至開花階段的氮生產(chǎn)力,同時(shí)與產(chǎn)量和氮效率呈顯著正相關(guān),提高該階段氮素生產(chǎn)力能夠協(xié)調(diào)高產(chǎn)與氮高效,通過模型擬合確立了本地區(qū)適宜的拔節(jié)至開花階段的氮素生產(chǎn)力臨界值。旗葉光合氮效率指標(biāo)可以指示旗葉氮生產(chǎn)力,中、高氮素積累條件下,旗葉氮素光合效率在孕穗期以后與產(chǎn)量和氮效率均呈顯著正相關(guān),提高孕穗至灌漿期旗葉氮素生產(chǎn)力能夠很好協(xié)調(diào)高產(chǎn)與氮高效。植株氮素積累量與土壤硝態(tài)氮積累量和有效氮含量呈二次曲線關(guān)系,為滿足土壤氮供應(yīng)與植株氮需求,土壤硝態(tài)氮積累量和有效氮含量存在適宜范圍,確保土壤養(yǎng)分在適宜范圍有利于減少氮肥濫用、提高施肥的針對(duì)性、實(shí)現(xiàn)小麥高產(chǎn)與氮高效的目標(biāo)。5.黃淮南部冬小麥縮差增效的技術(shù)途徑結(jié)合不同生態(tài)區(qū)的氣候、土壤肥力特點(diǎn)以及專題試驗(yàn)結(jié)果分析,不同區(qū)域的小麥增產(chǎn)增效策略及技術(shù)有所不同。從區(qū)域大面積增產(chǎn)角度來看,不同區(qū)域的小麥生產(chǎn)條件存在差異。從干物質(zhì)生產(chǎn)方面考察,豫南雨養(yǎng)區(qū)生物量大、光能利用率高,增產(chǎn)更多依靠收獲指數(shù)的提高;豫北灌區(qū)光合有效輻射低,收獲指數(shù)高,增產(chǎn)更多依靠生物量的提高;豫中補(bǔ)灌區(qū)生物量及收獲指數(shù)均不高,增產(chǎn)需要二者協(xié)同提高。從營(yíng)養(yǎng)管理方面考察,豫南雨養(yǎng)區(qū)需增氮磷、穩(wěn)鉀;豫中補(bǔ)灌區(qū)需減氮、增磷、補(bǔ)鉀;豫北灌區(qū)需均衡施用氮磷鉀。從小麥高產(chǎn)更高產(chǎn)及資源高效利用角度來看,增加穗粒數(shù)擴(kuò)大庫(kù)容,增強(qiáng)春季養(yǎng)分吸收強(qiáng)度,提高花后干物質(zhì)生產(chǎn)量及比重,維持中后期植株高氮素生產(chǎn)力,有利于高生物量下獲得較高的收獲指數(shù),進(jìn)而實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效。為此,確立了黃淮南部冬小麥高產(chǎn)高效栽培管理技術(shù)模式,主要包括縮距精勻播、測(cè)土配方減量施肥、肥水定量春管后移、化控調(diào)節(jié)等關(guān)鍵技術(shù),該模式可操作性強(qiáng)、實(shí)用簡(jiǎn)便、效果顯著,有利于冬小麥高產(chǎn)與資源高效利用。
【圖文】：

第二章 技術(shù)路線與研究方法摘要：本章節(jié)概述全文研究思路與試驗(yàn)設(shè)計(jì)，具體描述本研究涉及的室外取樣與測(cè)定及室內(nèi)生化測(cè)法，并簡(jiǎn)要介紹數(shù)據(jù)分析方法。關(guān)鍵詞：技術(shù)路線；試驗(yàn)設(shè)計(jì)；樣品采集；測(cè)定方法1 研究思路與技術(shù)路線不同年型、不同區(qū)域和不同試驗(yàn)處理對(duì)冬小麥生理生態(tài)影響不同，造成小麥生長(zhǎng)發(fā)育存在差異，影量形成。在小麥整個(gè)生育期內(nèi)，通過測(cè)定土壤養(yǎng)分、水分、植株形態(tài)及生理指標(biāo)、群體冠層性狀以及狀況，深入分析土壤與植株養(yǎng)分運(yùn)移規(guī)律及利用效率、群體冠層動(dòng)態(tài)變化以及光能水分利用狀況，明縮小產(chǎn)量差及效率差的生理機(jī)制，進(jìn)而確立了黃淮平原冬小麥高產(chǎn)高效的管理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)小麥縮差目標(biāo)，具體技術(shù)路線如圖 1 所示。

圖 4 不同栽培管理模式對(duì)冬小麥產(chǎn)量的影響Fig. 4 Effects of different cultivation and management models on yield of winter wheat2.4.2 不同栽培管理模式下冬小麥產(chǎn)量增幅差異相比于 FP 處理，優(yōu)化的栽培管理模式能有效提高產(chǎn)量，圖 5A-D 為不同年份不同地點(diǎn)間 SH、HH 和JH 處理的增幅度。在四年的試驗(yàn)期，商水、開封和溫縣三地點(diǎn)優(yōu)化處理相比于 FP 增產(chǎn)幅度大小為 SH >HH > JH。相比于 FP 處理，優(yōu)化處理的增幅因年份而異， JH、SH 和 HH 處理的平均增幅在 2012-2013年度分別為 9.38%、24.57%和 21.46%；在 2013-2014 年度分別為 5.24%、29.93%和 23.11%；2014-2015 年度分別為 8.77%、26.87%和 25.70%；2015-2016 年度分別為 8.55%、27.30%和 20.88%；整體而言，相比于 FP 處理，JH、SH 和 HH 處理增產(chǎn)幅度平均值分別為 7.99%、27.17%和 20.88%。dcbcba acbaa02000400060008000FP JH SH HH FP JH SH HH FP JH SH HHSS KF WX量產(chǎn)Yield(kgah1-)cbacbacba acbaa02000400060008000FP JH SH HH FP JH SH HH FP JH SH HH FP JH SH HH2012-2013 2013-2014 2014-2015 2015-2016量產(chǎn)Yield(kgah1-)cbaa02000400060008000FP JH SH HH量產(chǎn)Yield(kgah1-)
【學(xué)位授予單位】：河南農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：S512.11

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 谷秀娟;王彥行;;中國(guó)小麥產(chǎn)業(yè)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力分析[J];產(chǎn)業(yè)與科技論壇;2015年23期

2 陳夢(mèng)楠;高志強(qiáng);孫敏;任愛霞;鄧妍;;休閑期耕作配施磷肥對(duì)旱地小麥氮素吸收與轉(zhuǎn)運(yùn)的影響[J];麥類作物學(xué)報(bào);2015年11期

3 段劍釗;李世瑩;郭彬彬;張?jiān)獛?馮偉;王永華;朱云集;郭天財(cái);;寬幅播種對(duì)冬小麥群體質(zhì)量及產(chǎn)量的影響[J];核農(nóng)學(xué)報(bào);2015年10期

4 張國(guó)釗;朱云集;朱慧杰;田艷云;秦一凡;王晨陽;;不同栽培管理模式對(duì)麥田土壤物理性狀及小麥產(chǎn)量的影響[J];西北農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào);2015年09期

5 茹振鋼;馮素偉;李淦;;黃淮麥區(qū)小麥品種的高產(chǎn)潛力與實(shí)現(xiàn)途徑[J];中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué);2015年17期

6 陳留根;劉紅江;沈明星;鄭建初;;不同播種方式對(duì)小麥產(chǎn)量形成的影響[J];江蘇農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào);2015年04期

7 馬伯威;王紅光;李東曉;李瑞奇;李雁鳴;;水氮運(yùn)籌模式對(duì)冬小麥產(chǎn)量和水氮生產(chǎn)效率的影響[J];麥類作物學(xué)報(bào);2015年08期

8 王月超;李傳興;代興龍;周曉燕;張宇;李華英;賀明榮;;栽培模式對(duì)冬小麥光能利用和產(chǎn)量的影響[J];應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào);2015年09期

9 謝迎新;靳海洋;孟慶陽;王永華;王晨陽;賀德先;郭天財(cái);;深耕改善砂姜黑土理化性狀提高小麥產(chǎn)量[J];農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào);2015年10期

10 張向前;曹承富;喬玉強(qiáng);杜世州;趙竹;;不同土壤水分條件對(duì)小麥光合生理和產(chǎn)量的影響[J];西北農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào);2015年04期

，

本文編號(hào)：2695079