减量施氮对滴灌春小麦籽粒灌浆特性及品质的影响

来源 :石河子大学 | 被引量 : 3次 | 上传用户:wzx85695021
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小麦滴灌技术是新疆地区针对实际生产需求,在棉田滴灌技术的基础上发展起来的一种密植作物灌溉方式。但在当地滴灌小麦栽培仍遵循传统高产高肥的理念,氮肥投入过量、氮效率降低。研究减氮条件下滴灌小麦的籽粒灌浆特性和品质形成规律,对提高氮素利用效率、増加小麦产量、改善品质、促进新疆小麦生产意义重大。因此,本论文从小麦籽粒品质形成角度,研究在根层减氮多水平处理下,对滴灌春小麦籽粒灌浆特性,蔗糖向淀粉转化过程中关键酶活性和积累量的变化以及蛋白质积累及其关键酶活性的变化等为主要内容的籽粒特征开展探索,探求通过根层减氮调控挖掘滴灌春小麦提高产量品质潜力与氮肥利用率的技术途径,以期为进一步稳定新疆滴灌春小麦产量和提高氮利用效率提供科学依据和技术支撑。主要结论如下:1.新春38号在不同处理下茎鞘、叶片、麦穗、籽粒干物质积累动态变化随着施氮量的降低呈先降低后增加再降低的趋势,新春49号则表现为先升高后降低的趋势。研究表明,不同处理下新春38号茎鞘、叶片、麦穗、籽粒干物质积累变化在N3(250 kg·hm-2)处理下表现最优,且在花后10天的N3处理下其他处理分别高9.6%67.4%,6.4%38.9%,4.4%34.6%,1.4%11.0%。新春49号茎鞘、叶片、麦穗、籽粒干物质积累变化在N2(275 kg·hm-2)处理下表现最优,且在花后10天的N2(275 kg·hm-2)处理下茎鞘、叶片、麦穗、籽粒干物质积累分别比其他处理高5.7%54.1%,2.7%20.3%,6.2%29.2%,13.7%26.8%。新春38号与新春49号的理论最高千粒重出现在N3和N2处理下,理论最大千粒重最大分别为55.43g、53.27g,比其他处理分别高3.94%13.73%、2.50%10.50%。新春38号与新春49号分别在N3和N2处理小麦理论最大千粒重达到峰值,与300kg·hm-2(N1)处理相比,小麦籽粒粒重及部分灌浆参数均表现出不同程度的增加,不同施氮量间比较发现新春38号的最大灌浆速率在N3处理下最大,分别比其他处理高7.5%27.1%,新春49号的最大灌浆速率在N2处理下达到最大,分别比其他处理高4.6%16.0%。不同时期灌浆持续时间比较发现T1<T2<T3。不同时期灌浆速率比较发现R3<R1<R2。这说明适宜的施氮量有利于小麦籽粒灌浆过程的进行。2.新春38号在N3处理下,小麦籽粒碳代谢酶活性表现最优,新春49号在N2处理下,小麦籽粒酶活性表现最优。随着施氮量的降低,两个不同品种的小麦籽粒中蔗糖合成酶(SS)活性、ADPG焦磷酸化酶(AGPase)、可溶性淀粉合成酶(SSS)活性随着生育期进程推进,先升高后降低,三种酶活性最大值出现在花后30天左右,新春38号在N3处理下小麦籽粒中SS、AGPase、SSS活性较其他处理高2.7%31.6%,0.9%8.2%,0.3%5.3%,新春49号在N2处理下小麦籽粒中SS、AGPase、SSS活性较其他处理高6.9%30.1%,2.4%9.4%,4.2%15.9%。随着施氮量的降低,不同施氮量处理下对小麦籽粒中的蔗糖含量、淀粉含量的影响程度不同。新春38号在N3处理下表现最优,且比其他处理分别提高10.7%56.1%,1.6%8.6%。新春49号在N2处理下表现最优,且比其他处理分别提高5.9%56.6%,1.9%7.5%。3.随着施氮量的降低,两个不同品种小麦籽粒中谷氨酰胺合成酶(GS)、谷氨酸丙酮酸转氨酶(GPT)、硝酸还原酶(NR)活性降低。新春38号在N3处理下小麦籽粒中GS、GPT、NR活性较其他处理高11.0%21.5%,2.2%5.5%,8.2%48.8%,新春49号在N2处理下小麦籽粒中GS、GPT、NR活性较其他处理高1.8%12.8%,1.8%14.8%,8.8%45.7%。在灌浆期不同时适宜的施氮量不但能够提高籽粒总蛋白含量,还能够提高蛋白质产量。随着施氮量的降低,不同施氮量处理下对小麦籽粒中的蛋白质及其组分含量的影响程度不同。新春38号在N3处理下表现最优,且蛋白质含量比其他处理分别提高4.2%25.2%新春49号在N2处理下表现最优,且蛋白质含量比其他处理分别提高6.5%20.9%。新春38号在N3处理下小麦籽粒中球蛋白、醇溶蛋白、麦谷蛋白和清蛋白分别比N5分别提高51.7%、34.5%、12.8%、28.9%;新春49号在N2处理下小麦籽粒中球蛋白、醇溶蛋白、麦谷蛋白和清蛋白分别比N5提高53.0%、28.3%、23.3%、34.8%。4.新春38号和新春49号小麦籽粒产量随着施氮量的降低,表现出先升高后降低的变化趋势,新春38号与新春49号的小麦籽粒千粒重、穗数、穗粒分别在N3、N2处理下达到最优。新春38号和新春49号小麦施氮量分别在250 kg·hm-2、275 kg·hm-2下产量达到最大,分别比其他处理提高了1.3%35.5%,1.4%34.7%。经拟合,施氮量(x)与产量(y)呈二次抛物线函数关系,y 38=-0.0147x2+10.222x+5415.6,当施氮量260 kg·hm-2时,产量达到7079.6kg·hm-2。y 49=-0.0025x2+6.846x+5239.6,当施氮量280 kg·hm-2时,产量达到6960.5kg·hm-2。其R2分别为0.9112、0.9788。
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