新疆滴灌春小麥生產(chǎn)中仍遵循傳統(tǒng)高產(chǎn)高肥的理念,氮肥投入過(guò)量、氮效率低。因而,研究低氮條件下小麥高產(chǎn)群體結(jié)構(gòu)的變化,對(duì)新疆小麥的高效生產(chǎn)意義重大。為此,論文從作物群體發(fā)育角度,研究根層減氮下根系形態(tài)和生理特性的變化及與植株地上部源庫(kù)特性的關(guān)系,探尋通過(guò)根層減氮,調(diào)控根系生長(zhǎng)與冠層群體特征,揭示滴灌春小麥物質(zhì)生產(chǎn)、貯存與調(diào)運(yùn)的機(jī)理和產(chǎn)量形成規(guī)律,尋求最佳施氮模式,以期為進(jìn)一步穩(wěn)定新疆滴灌春小麥產(chǎn)量和提高氮利用效率提供科學(xué)依據(jù)和技術(shù)支撐。主要結(jié)論如下:1.滴灌春小麥根系形態(tài)指標(biāo),根長(zhǎng)密度、根系體積和根質(zhì)量隨著施氮量的增加呈先增加后降低的趨勢(shì)。研究表明新春31號(hào)以N2(275 kg·hm~(-2))根系形態(tài)特性表現(xiàn)最優(yōu),開花期根系質(zhì)量為48.3g、根長(zhǎng)密度為3.539 cm·cm~(-3),新春6號(hào)以N3(250 kg·hm~(-2))開花期根系形態(tài)特性表現(xiàn)最優(yōu),開花期根系質(zhì)量為49.3 g、根長(zhǎng)密度為4.066 cm·cm~(-3)。新春6號(hào)N3處理表現(xiàn)較好,根系質(zhì)量、根長(zhǎng)密度、根體積較新春31號(hào)N2(275 kg·hm~(-2))處理提高了2.07%,14.89%,16.69%,通過(guò)對(duì)根系形態(tài)特性與產(chǎn)量相關(guān)性研究表明,小麥開花期根系質(zhì)量、長(zhǎng)度和體積與產(chǎn)量呈顯著相關(guān)。不同施氮量下,當(dāng)新春31號(hào)施氮量達(dá)到N2,新春6號(hào)施氮量達(dá)到N3時(shí)根系生理特性表現(xiàn)最佳。新春6號(hào)根系生理特征表現(xiàn)較好,根系POD活性、根系谷氨酰胺合成酶活性、根系硝酸還原酶活性、根系活力較新春31號(hào)分別提高了0.22%,6.15%,16.12%,8.08%,而新春31號(hào)根系MDA含量較新春6號(hào)提高了6.94%。通過(guò)對(duì)根系生理特性與產(chǎn)量相關(guān)性研究表明,根系酶活性和活力與產(chǎn)量呈顯著正相關(guān),MDA含量與產(chǎn)量呈顯著負(fù)相關(guān),從產(chǎn)量和根系生理特性指標(biāo)的相關(guān)系數(shù)中可看出,不同施氮量處理下谷氨酰胺合成酶、硝酸還原酶和根系活力與產(chǎn)量的相關(guān)性均較強(qiáng)。2.在不同施氮量處理下,適宜的施氮量可以提高滴灌春小麥總莖數(shù)、從而增加收獲穗數(shù)和莖蘗成穗率,過(guò)高或過(guò)低的施氮量都會(huì)降低總莖數(shù)。研究表明新春31號(hào)以N2(275kg·hm~(-2))群體結(jié)構(gòu)表現(xiàn)最優(yōu),孕穗期總莖數(shù)為711.11×10~4·hm~(-2)、莖蘗成穗率達(dá)到79.19%、葉面積指數(shù)為7.7、花后干物質(zhì)貢獻(xiàn)率為75.04%、粒數(shù)葉比和粒重葉比也在此處理下達(dá)到最高分別為4215.8�！~(-2)、199 g·m~(-2),新春6號(hào)以N3(250 kg·hm~(-2))群體結(jié)構(gòu)表現(xiàn)最優(yōu),孕穗期總莖數(shù)為722.92×10~4·hm~(-2)、莖蘗成穗率達(dá)到75.91%、葉面積指數(shù)為6.8、花后干物質(zhì)貢獻(xiàn)率為75.52%、粒數(shù)葉比和粒重葉比也在此處理下達(dá)到最高分別為4233.2粒·m~(-2)、203.9 g·m~(-2)。新春6號(hào)N3處理花后干物質(zhì)貢獻(xiàn)率、粒數(shù)葉比、粒重葉比較新春31號(hào)N2處理提高了0.6%、0.4%、2.5%,通過(guò)對(duì)群體結(jié)構(gòu)與產(chǎn)量相關(guān)性研究表明,莖蘗成穗率、花后干物質(zhì)貢獻(xiàn)率與產(chǎn)量呈顯著正相關(guān),粒葉比、粒重比與產(chǎn)量呈極顯著相關(guān),從產(chǎn)量和春小麥農(nóng)藝性狀指標(biāo)的相關(guān)系數(shù)中可看出,不同施氮量處理下葉面積指數(shù)和粒葉比與產(chǎn)量的相關(guān)性均較強(qiáng)。3.滴灌春小麥葉片Pn、Tr、Gs,隨著施氮量的增加呈先增加后降低的趨勢(shì),Ci呈相反的趨勢(shì)。研究表明新春31號(hào)以N2(275 kg·hm~(-2))開花期葉片光合速率達(dá)到最高為26.21μmol·m~(-2)·s~(-1)、氣孔導(dǎo)度0.79 mol·m~2·s、蒸騰速率7.61mmol·m~2·s,新春6號(hào)以N3(250 kg·hm~(-2))開花期葉片光合速率達(dá)到最高為26.67μmol·m~(-2)·s~(-1)、氣孔導(dǎo)度0.82mol·m~2·s、蒸騰速率為7.81 mmol·m~2·s;滴灌春小麥葉片熒光參數(shù)(Fv/Fm)、SPAD值,隨著施氮量的增加呈先增加后降低的趨勢(shì),新春31號(hào)N2,開花期Fv/Fm和SPAD值達(dá)到最高分別為0.88和53.5,新春6號(hào)以N3開花期Fv/Fm和SPAD達(dá)到最高分別為0.91和55.8。通過(guò)對(duì)葉片光合特性與產(chǎn)量相關(guān)性研究表明,葉片Pn、Gs、Fv/Fm、SPAD值與產(chǎn)量呈顯著正相關(guān),Ci與產(chǎn)量呈顯著負(fù)相關(guān),從產(chǎn)量和葉片光合特性的相關(guān)系數(shù)中可看出,不同施氮量處理下凈光合速率、熒光參數(shù)和SPAD值與產(chǎn)量的相關(guān)性均較強(qiáng)。4.兩品種產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素均隨施氮量增加,呈先增加后降低的變化趨向,新春31號(hào)以N2(275 kg·hm~(-2))穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重分別達(dá)到最高為432×10~4·hm~(-2)、40.48、47.23 g;新春6號(hào)以N3(250 kg·hm~(-2))穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重分別達(dá)到最高為427×10~4·hm~(-2)、39.19、46.80 g。產(chǎn)量構(gòu)成的相關(guān)分析及通徑分析表明,新春31號(hào)千粒重對(duì)滴灌春小麥產(chǎn)量的影響最大,總體表現(xiàn)為千粒重穗數(shù)穗粒數(shù);新春6號(hào)表現(xiàn)為穗粒數(shù)對(duì)產(chǎn)量的直接作用最大,總體表現(xiàn)為穗粒數(shù)穗數(shù)千粒重。新春31號(hào)以N2處理產(chǎn)量達(dá)到最高為7111.1 kg·hm~(-2),新春6號(hào)以N3產(chǎn)量達(dá)到最高為7522.9 kg·hm~(-2)。
【學(xué)位單位】：石河子大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：S512.1
【部分圖文】：

研究思路結(jié)構(gòu)圖

節(jié)氮栽培對(duì)滴灌小麥根系特征和群體結(jié)構(gòu)的調(diào)控效應(yīng)研究第三章 結(jié)果與分析3.1 節(jié)氮栽培對(duì)滴灌春小麥對(duì)根系形態(tài)和生理的影響3.1.1 根系形態(tài)的變化3.1.1.1 根長(zhǎng)密度的變化從圖 3-1 可以看出，不同施氮量處理下滴灌春小麥根長(zhǎng)密度，隨著生育進(jìn)程的推進(jìn)呈先增加后降低的趨勢(shì)，且新春 31 號(hào)和新春 6 號(hào)施氮處理根長(zhǎng)密度顯著高于不施氮處理。各處理中 60~80cm 土層內(nèi)的根長(zhǎng)密度最小，小麥根系在這個(gè)層面分布最少，0~20cm土層是各處理根長(zhǎng)密度最大層，也是根系活動(dòng)最為旺盛的區(qū)域。不同施氮量下新春 31號(hào)的平均根長(zhǎng)密度表現(xiàn)為 N2>N1>N3>N4>N5，在開花期 N2（275 kg·hm-2）處理下平均根長(zhǎng)密度達(dá)到最高為 3.539 cm·cm-3，分別比 N5、N4、N3、N1 處理分別高 77.83%、27.3%、16.99%、0.4%，且 N2 與 N1 之間差異不顯著，與 N3、N4、N5 之間差異顯著（P<0.05）。

節(jié)氮栽培對(duì)滴灌小麥根系特征和群體結(jié)構(gòu)的調(diào)控效應(yīng)研究81.311x2+1424.1x+2917，R2 = 0.97**）。3.1.1.2 根系體積的變化從圖 3-2 可以看出，不同施氮量處理下滴灌春小麥根體積，隨著生育進(jìn)程的推進(jìn)呈先增加后降低的趨勢(shì)，且新春 31 號(hào)和新春 6 號(hào)施氮處理根系體積顯著高于不施氮處理。各處理中 60~80cm 土層內(nèi)的根體積最小，小麥根系在這個(gè)層面分布最少，0~20cm 土層是各處理根體積最大層，也是根系活動(dòng)最為旺盛的區(qū)域。不同施氮量下新春 31 號(hào)的平均根體積表現(xiàn)為 N2>N1>N3>N4>N5，在開花期 N2（275kg·hm-2）處理下平均根系體積比 N5、N4、N3、N1 處理分別高 36.66%、15.09%、8.7%、0.06%，且 N2 與 N1 之間差異不顯著，與 N3、N4、N5 之間差異顯著（P<0.05），根系體積與產(chǎn)量在開花期呈顯著相關(guān)（y= -525.92x2+8240.9x-25120，R2=0.99*）。不同施氮量下新春 6 號(hào)平均根體積為N3>N2>N1>N4>N5，在開花期 N3（250 kg·hm-2）處理下平均根體積分別比 N5、N4、N2、N1 高 34.53%、21.71%、3.34%、3.84%，且 N3 與 N1、N2 之間無(wú)顯著差異，與N4 、 N5 之 間 差 異 顯 著 （ P<0.05 ） ， 根 系 體 積 與 產(chǎn) 量 呈 顯 著 相 關(guān) （ y= -448.64x2+8156.9x-29668，R2=0.91*）。
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2842611