氮肥运筹对滴灌春小麦籽粒碳氮代谢的调控效应研究.pdfVIP

摘 要 滴灌小麦是一种密植作物水肥高效利用的种植方式。新疆滴灌小麦栽培过程中仍遵循传统的高 肥高产理念，造成氮肥投入过量、氮效率降低。因此，探究在减氮条件下滴灌小麦籽粒灌浆特性及 产量与品质的形成规律，同步提高氮肥利用率，是新疆小麦产业可持续发展的关键。本论文设置 7 个不同的施氮处理，从小麦籽粒产量和品质形成角度，研究减氮配施有机肥多水平处理对滴灌春小 麦籽粒灌浆特性，籽粒中碳氮代谢关键酶活性和积累量的变化等为主要内容的籽粒库特征展开分析， 探求减氮配施有机肥对籽粒灌浆的调控效应，进一步挖掘滴灌春小麦产量和品质提升潜力，以期为 新疆滴灌春小麦的高产优质栽培提供科学依据。主要结论如下： 1.新春 38 号和新春 49 号的茎鞘、叶片、麦穗、粒重的干物质积累均随着减氮配施有机肥程度 的增大表现出先升高再降低的变化，以N15 （有机肥替代15%氮肥，即 85%N+15%有机肥）处理表 现最优。两品种的理论最高千粒重、最大灌浆速率及平均灌浆速率也均随减氮配施有机肥程度的增 加表现出增加再减小的趋势，并以 N15 处理表现最好。这说明适宜的减氮配施有机肥有利于小麦籽 粒灌浆进程。而相比两个品种而言，新春 38 号（强筋）的干物质变化在减氮配施有机肥条件下的比 新春 49 号（中筋）更为敏感。 2. 随灌浆期推进新春 38 号与新春 49 号籽粒中蔗糖合成酶（SS）、腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化 酶（ADPG-PPase ）、可溶性淀粉合成酶（SSS ）、结合态淀粉合成酶（GBSS ）及淀粉分支酶（SBE） 均表现出先上升后下降的变化；在花后 28d 时达到峰值。不同处理下，随减氮配施有机肥程度的增 加，两品种均在 N15 处表现最优，并与其他处理均存在显著性差异。新春 38 号的 SS、ADPG-PPase 、 SSS、GBSS 与 SBE 活性的 N15 处理相比其他处理分别提高了 7.40%～39.50%、9.90%～56.20%、 6.86%～55.97%、3.15%～6.07%、5.74%～54.31%；新春49 号的 SS、ADPG-PPase 、SSS、GBSS 与 SBE 活性的 N15 处理相比其他处理分别提高了 2.93%～31.9%、7.90%～54.14%、5.00%～54.69%、 5.72%～15.95%、2.47%～41.80% 。由此可见新春 38 号的碳代谢关键酶活性在减氮配施有机肥条件 下的变化趋势更为明显。而籽粒碳代谢物质含量在灌浆期内表现出不同的变化，蔗糖含量随着灌浆 期的推进呈逐渐减小的趋势，淀粉含量则表现为不断上升的变化。不同处理下，两品种的蔗糖与淀 粉（直链、支链及总淀粉）含量均表现出先增后减的趋势，直/支比则表现为先降后升的变化，均以 N15 处理达到最优。 3.随着灌浆时间的推进，两个不同品种小麦籽粒中硝酸还原酶（NR ）、谷氨酰胺合成酶（GS ）、 谷氨酸丙酮酸转氨酶（GPT ）活性逐渐降低。不同处理下，随减氮配施有机肥程度的增加，新春 38 号与新春 49 号均在 N15 处表现最优，并与其他处理均存在显著性差异；新春 38 号在 N15 条件下 NR 、GS、GPT 活性较其他处理分别提高了 3.54%～28.86% ，3.23%～38.85%，1.25%～28.48% ，新 春 49 号在 N15 条件下小麦籽粒的 NR 、GS、GPT 活性相比其他处理分别提高了 2.25%～27.39% ， 1.64%～31.80%，1.20%～21.17% 。灌浆期内，适宜的减氮配施有机肥不仅能够提高籽粒总蛋白含量， 还能够提高蛋白质质量。不同处理下，新春 38 号与新春 49 号的蛋白质含量随减氮配施有机肥程度 的增加呈现先上升再降低的变化，在N15 处理下表现最优。从不同品种上分析，新春 38 号（强筋） 在花后 35d，N15 处理下，比新春 49 号（中筋）提高了 21.67% 。籽粒中的清蛋白、球蛋白、醇蛋白、 谷蛋白以及谷醇比也表现出相似的变化趋势；在不同处理下均以 N15 处理最佳。 4.新春 38 号和新春 49 号小麦产量构成随着减氮配施有机肥程度的增加呈现先上升后下降的变 化，两个品种的籽粒千粒重、穗数以 N15 处表现最优，穗粒数在 N20 处理处最优。且在减氮配施有 机肥条件下，两个品种的 N15 处理的籽粒产量及蛋白质产量均大于其他