測墑補灌條件下施氮量對小麥葉綠素熒光特性及產(chǎn)量的影響

王昌秀，吳復(fù)學(xué)，石 玉，趙俊曄,于振文

(1.山東農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)業(yè)部作物生理生態(tài)與耕作重點實驗室,山東泰安 271018; 2.山東省鄄城縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站, 山東鄄城 274700; 3.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)信息研究所,北京 100081)

測墑補灌條件下施氮量對小麥葉綠素熒光特性及產(chǎn)量的影響

王昌秀1，吳復(fù)學(xué)2，石 玉1，趙俊曄3,于振文1

(1.山東農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)業(yè)部作物生理生態(tài)與耕作重點實驗室,山東泰安 271018; 2.山東省鄄城縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站, 山東鄄城 274700; 3.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)信息研究所,北京 100081)

為探討黃淮冬麥區(qū)小麥測墑補灌條件下氮肥的適宜施用量，在田間測墑補灌條件下，以小麥品種濟麥22為試驗材料，設(shè)置每公頃0 kg(N0)、150 kg(N1)、210 kg(N2)和270 kg(N3)4個施氮量處理，研究測墑補灌條件下施氮水平對小麥開花后葉綠素熒光特性和產(chǎn)量的影響。結(jié)果表明,花后7、14、21 d，N2、N3處理的小麥最大光化學(xué)效率(Fv/Fm)均高于N1和N0處理；花后28、35 d，N2處理高于N3處理?；ê?、14、21、28、35 d，N2處理的實際光化學(xué)效率(ΦPS II)顯著高于其他處理；花后28、35 d，N2處理的葉綠素相對含量顯著高于N3和N1處理。灌漿前期，籽粒灌漿速率在N2和N3處理間無顯著差異，但均高于N1和N0處理；灌漿中后期N2處理的灌漿速率最高。N2處理的籽粒產(chǎn)量和氮肥農(nóng)學(xué)效率均最高，與N3、N1和N0處理相比，N2處理分別增產(chǎn)6.29%、13.15%和25.79%。綜合考慮籽粒產(chǎn)量、氮肥農(nóng)學(xué)效率和熒光特性，在本試驗條件下210 kg·hm-2施氮量的效果最佳。

小麥；施氮量；葉綠素熒光特性；籽粒產(chǎn)量；氮肥農(nóng)學(xué)效率

黃淮海冬麥區(qū)是我國重要的小麥生產(chǎn)基地，常年小麥播種面積8.7×103km2，占全國小麥播種總面積的55.5%，小麥總產(chǎn)量占全國的61.6%[1]。施用化學(xué)肥料，特別是氮肥，是保證小麥高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的一項重要農(nóng)藝措施[2]。有研究認為，化肥對我國作物產(chǎn)量的貢獻率為35%～45%[3]。但是，由于受“施肥越多，產(chǎn)量越高”觀念的影響[4]，黃淮海冬麥區(qū)普遍存在過量和不合理施肥現(xiàn)象。據(jù)統(tǒng)計，我國化肥使用量從1980年的1 269.4萬噸上升到2010年的5 561.7萬噸[5]。不合理施用化肥會造成土壤養(yǎng)分不平衡、肥料資源大量浪費以及農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量和品質(zhì)下降。研究表明，適當增施氮肥能夠提高小麥旗葉的葉綠素含量，使光系統(tǒng)Ⅱ(PSⅡ)的潛在最大光化學(xué)量子效率(Fv/Fm)增加6.19%～8.30%,有利于小麥灌漿期間PSⅡ反應(yīng)中心維持較高的開放程度，進而提高光合速率[6]。合理的氮肥施用能夠提高小麥產(chǎn)量和氮肥農(nóng)學(xué)效率。在0～460 kg·hm-2施氮量范圍內(nèi)，每公頃施純氮230 kg時小麥產(chǎn)量最高，達到8 700 kg·hm-2[7]。Kenarsari等[8]指出，施氮量與產(chǎn)量構(gòu)成三要素緊密相關(guān)，施純氮350 kg·hm-2下粒重比施氮250 kg·hm-2處理高8.68%。隨施氮量的增加，高氮比低氮處理的氮肥農(nóng)學(xué)效率降低40.72%，氮肥利用效率降低28.66 kg·kg-1，過量施氮導(dǎo)致氮肥農(nóng)學(xué)效率下降[9]。前人就施氮效應(yīng)的研究多是在傳統(tǒng)灌溉條件下進行的，而有關(guān)測墑補灌等節(jié)水栽培條件下小麥的施氮效應(yīng)鮮見報道。本試驗在測墑補灌條件下，研究了不同施氮量對冬小麥花后葉綠素熒光特性及產(chǎn)量的影響，以期為小麥節(jié)水節(jié)氮高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)栽培體系提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2015-2016年小麥生長季在山東農(nóng)業(yè)大學(xué)實驗農(nóng)場進行(117°9′E，36°9′N)。該區(qū)屬暖溫帶大陸性半濕潤季風氣候區(qū)，小麥播種至越冬前、越冬前至返青期、返青至拔節(jié)期、拔節(jié)至開花期、開花至成熟期的降水量分別為95.7、42.3、0、6.9和39.8 mm。試驗地為壤土，播種前0～20 cm土層土壤含有機質(zhì)12.5 g·kg-1、全氮1.2 g·kg-1、堿解氮110.81 mg·kg-1、速效磷47.44 mg·kg-1和速效鉀132.42 mg·kg-1，0～20 cm和20～40 cm土層土壤容重分別為1.42 g·cm-3和1.58 g·cm-3，田間持水量分別為32.31%和24.81%。

1.2 試驗設(shè)計

本試驗供試小麥品種為濟麥22。設(shè)置每公頃0 kg(N0)、150 kg(N1)、210 kg(N2)和270 kg(N3)4個施氮處理。采用測墑補灌方法確定灌水量，于小麥拔節(jié)期和開花期0～40 cm土層分別補灌至目標土壤相對含水量70%和65%。灌水量由公式m=10ρbH(βi-βj)計算得出[10]。式中H為該時段土壤計劃濕潤層的深度，本試驗中為40 cm；ρb為計劃濕潤層內(nèi)土壤容重；βi為目標含水量，即田間持水量乘以目標相對含水量；βj為自然含水量，即灌溉前土壤含水量。用水表計灌水量，灌溉方式采用微噴帶噴灌。

小區(qū)面積為80 m2(2 m×40 m)，隨機區(qū)組排列，3次重復(fù)，小區(qū)之間留0.5 m保護行。小麥播種前，前茬玉米的秸稈全部粉碎翻壓還田。底施氮肥總量的50%、P2O5150 kg·hm-2和K2O 112.5 kg·hm-2，拔節(jié)期追施剩余的50%氮肥。所施肥料分別為尿素(含N 46%)、過磷酸鈣(含P2O512%)和硫酸鉀(含K2O 51%)。3葉1心期定苗，留苗密度為180株·m-2，其他管理措施同一般高產(chǎn)田。

1.3 測定項目及方法

1.3.1 旗葉葉綠素熒光參數(shù)的測定

于小麥開花后0、7、14、21、28和35 d，采用英國Hansatech公司生產(chǎn)的FMS-2型熒光儀，在自然光照下測定旗葉光適應(yīng)下實際光化學(xué)效率(ΦPS II)以及暗適應(yīng)下的初始熒光值(F0)和最大熒光值(Fm)。PSⅡ潛在最大光化學(xué)量子效率(Fv/Fm)計算公式[11]為Fv/Fm=(Fm-F0)/Fm。

1.3.2 旗葉葉綠素相對含量的測定

于小麥開花期及花后7、14、21、28和35 d上午9:00-11:00，采用美國CCM-200型葉綠素儀，每處理選取10片生長一致的旗葉測定葉綠素相對含量。

1.3.3 籽粒灌漿速率的測定

在小麥初花期，每小區(qū)選取同日開花且長勢、長相、麥穗大小基本一致、無病蟲害的單莖80個掛牌標記，于開花后7 d開始取樣，以后每7 d取樣1次，直到小麥成熟。每小區(qū)每次取10個穂，帶回室內(nèi)，立即在105 ℃烘箱內(nèi)殺青15 min，然后恒溫70 ℃烘干至恒重，每穂剝出全部籽粒，稱重，計算粒重和灌漿速率。

1.3.4 成熟期籽粒產(chǎn)量及氮肥農(nóng)學(xué)效率的測定

成熟期在測產(chǎn)小區(qū)內(nèi)數(shù)1 m2的小麥有效穂數(shù)；每小區(qū)隨機取30個穂，數(shù)穗粒數(shù)；在小麥收獲后取籽粒樣品，數(shù)1 000粒稱重。于小麥成熟期按小區(qū)收獲后脫粒，待籽粒自然風干后測產(chǎn)，籽粒含水量為12.5%。所有測定項目每處理3次重復(fù)。

氮肥農(nóng)學(xué)效率=(施氮區(qū)小麥產(chǎn)量-空白區(qū)小麥產(chǎn)量)/施氮量[12]

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS 13.0統(tǒng)計分析軟件對數(shù)據(jù)進行方差分析(LSD法)。用Microsoft Excel 2003和SigmaPlot 12.5軟件計算數(shù)據(jù)和繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 施氮對小麥旗葉葉綠素熒光特性的影響

在小麥開花期，N2、N3和N1處理間Fv/Fm無顯著差異，但均顯著高于N0處理；花后7、14、21 d，F(xiàn)v/Fm表現(xiàn)為N2、N3>N1>N0，N2和N3處理間無顯著差異；花后28、35 d，N2處理的Fv/Fm顯著高于其他處理(表1)。

N0處理下小麥旗葉實際光化學(xué)效率(ΦPS II)顯著低于其他施氮處理(表2)。開花0 d，N2、N3旗葉ΦPS II顯著高于N1和N0處理，N2和N3處理間無顯著差異。花后7、14、21、28、35 d，旗葉ΦPS II表現(xiàn)為N2>N3>N1>N0。表明，適量施氮有利于促進小麥中光能向化學(xué)能的轉(zhuǎn)化，施氮量增加至N3，小麥的實際光化學(xué)效率降低。

以上結(jié)果表明，測墑補灌條件下，合理施氮能促進PSⅡ的光化學(xué)反應(yīng)，過多或過少施氮均不能獲得較高的光化學(xué)效率；在本試驗條件施氮210 kg·hm-2最有利于PSⅡ的光化學(xué)反應(yīng)。

表1 不同處理下小麥開花后旗葉的最大光化學(xué)效率(Fv/Fm)Table 1 Maximum photochemical efficiency (Fv/Fm) of wheat flag leaf after anthesis under different treatments

同列數(shù)值后不同小寫字母表示不同處理間差異顯著(P<0.05)。下表同。

Different lower-case letters after the values in a column indicate significant differences among different treatments at 0.05 level.The same in the other tables.

表2 不同處理下小麥開花后旗葉的實際光化學(xué)效率(ΦPS II)Table 2 Actual photochemical efficiency (ΦPS II) of wheat flag leaf after anthesis under different treatments

2.2 施氮對小麥旗葉葉綠素相對含量的影響

由表3可知，開花后0 d，不同處理間小麥旗葉葉綠素相對含量無顯著差異?；ê?、14、21 d，旗葉葉綠素相對含量在N2和N3處理間無顯著差異，但二處理顯著高于N1和N0處理?；ê?8、35 d，N2處理顯著高于其他處理。這表明，N2處理旗葉在開花后能夠較長時間保持較高的葉綠素含量，有利于小麥生育后期葉片光合作用。

2.3 施氮對小麥籽粒灌漿速率的影響

從花后7 d至35 d，小麥籽粒灌漿速率呈拋物線變化，在花后21 d達到最大(圖1)。在開花后各時期，隨施氮量的增加，小麥籽粒灌漿速率均呈先增后減趨勢，其中N2處理灌漿速率最大，說明過多或過少施氮均不利于小麥籽粒灌漿。

表3 不同處理下小麥開花后旗葉的葉綠素相對含量Table 3 Relative chlorophyll content of wheat flag leaf after anthesis under different treatments

圖柱上不同字母表示同一時間不同處理間差異顯著(P<0.05)。

2.4 施氮對小麥產(chǎn)量及氮肥農(nóng)學(xué)效率的影響

不同施氮處理對產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響有所不同(表4)。N3、N2處理的穂數(shù)顯著高于N1和N0處理；不同處理間穗粒數(shù)無顯著差異；千粒重表現(xiàn)為N2>N3、N1>N0，N3和N1處理間無顯著差異。N2處理的產(chǎn)量較N3、N1和N0分別高6.29%、13.15%和25.79%。氮肥農(nóng)學(xué)效率以N2處理最高，N3處理的氮肥農(nóng)學(xué)效率較N2處理降低44.65%。這表明施氮量為210 kg·hm-2的N2處理最有利于小麥高產(chǎn)及氮肥高效利用。

3 討 論

氮是葉綠素重要的組成部分，葉片氮素含量多的植物通常具有較高的葉綠素含量[13]。研究表明，施氮90～270 kg·hm-2處理下小麥葉綠素含量比不施氮處理高21.8%～48.08%[14]。ΦPS II代表PSⅡ非環(huán)式電子傳遞效率或光能捕獲的效率。合理施氮可使燕麥的最大光化學(xué)效率(Fv/Fm)提高11.1%[15]。在0～240 kg·hm-2施氮量范圍內(nèi)，小麥Fv/Fm隨施氮量的增加而增加，施氮處理的ΦPS II較不施氮提高1.6%～86.7%[16]。小麥品種西農(nóng)979的高氮處理ΦPS II比中氮處理降低6.2%，F(xiàn)v/Fm無顯著差異[17]，說明過量施用氮素不利于小麥實際光化學(xué)效率的提高。本試驗中，灌漿前期N2和N3處理的葉綠素相對含量和Fv/Fm均維持較高水平，ΦPS II以N2處理最高。灌漿后期，N2處理的葉綠素相對含量、Fv/Fm和ΦPS II均顯著高于N3處理，也表明適量施氮有利于提高灌漿后期葉綠素含量、最大光化學(xué)效率和實際光化學(xué)效率，延長葉片功能期，促進光合作用。

表4 不同處理下小麥的籽粒產(chǎn)量和氮肥生產(chǎn)效率Table 4 Grain yield and nitrogen fertilizer production efficiency of different treatments

有研究表明，施氮180 kg·hm-2處理的小麥灌漿速率比施氮120 kg·hm-2處理高16.8%，比施氮240 kg·hm-2處理增加9.10%[18]。適量施用氮肥能夠提高小麥籽粒最大灌漿速率，增加冬小麥灌漿中后期的灌漿速率，在當?shù)氐牡亓λ较?，最佳施氮量?80～240 kg·hm-2之間[19]。但也有研究指出，內(nèi)麥836施氮量在180 kg·hm-2、川麥104在225 kg·hm-2處理時灌漿速率會大幅下降，千粒重隨之降低，進一步影響產(chǎn)量[20]。在本試驗中，灌漿前期，N2和N3處理間籽粒灌漿速率無顯著差異。灌漿中后期N2處理灌漿速率最高，繼續(xù)增加氮肥，灌漿速率反而下降。這都表明，合理施氮才有利于提高冬小麥中后期的灌漿速率，促進更多同化物向籽粒輸送，進而提高產(chǎn)量，過量和過少施用氮肥均不利于籽粒灌漿。

前人研究認為，在限水條件下，隨施氮量的增加，施氮300 kg·hm-2處理下小麥籽粒產(chǎn)量達到最高[21]。這主要因為施氮影響產(chǎn)量構(gòu)成三要素。但具體的增產(chǎn)原因在不同研究中存在差異。如Sugr等[22]認為，高氮處理增產(chǎn)主要歸因于小麥穂數(shù)的提高。Abedi等[23]研究表明，高氮處理比低氮的增產(chǎn)是穂數(shù)、穗粒數(shù)和千粒重共同提高的結(jié)果。Wang等[24]研究認為，0～300 kg·hm-2施氮水平下，221 kg·hm-2的施氮處理的小麥產(chǎn)量和氮肥農(nóng)學(xué)效益均達到最高。本試驗中，N2處理的穂數(shù)與N3處理無顯著差異，N2處理的千粒重比N3處理高5.09%。N2處理的小麥產(chǎn)量和氮肥農(nóng)學(xué)效率均最高。這與前人研究基本一致。

[1] 徐建文,梅旭榮,居 輝,等.黃淮海地區(qū)冬小麥關(guān)鍵生育期不同灌溉水平對產(chǎn)量影響的模擬[J].作物學(xué)報,2014,40(8):1485.

XU J W,MEI X R,JU H,etal.Simulation of winter wheat yield in response to irrigation level at critical growing stages in the Huang-Huai-Hai Plain [J].ActaAgronomicaSinica,2014,40(8):1485.

[2] 車升國,袁 亮,李燕婷,等.我國主要麥區(qū)小麥氮素吸收及其產(chǎn)量效應(yīng)[J].植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報,2016,22(2):287.

CHEN S G,YUAN L,LI Y T,etal.N uptake and yield response of wheat in main wheat production regions of China [J].JournalofPlantNutritionandFertilizer,2016,22(2):287.

[3] 俄勝哲,楊志奇,羅照霞,等.長期施肥對黃土高原黃綿土區(qū)小麥產(chǎn)量及土壤養(yǎng)分的影響[J].麥類作物學(xué)報,2016,36(1):104.

E S Z,YANG Z Q,LUO Z X,etal.Effect of long-term fertilization on wheat yield and nutrient content of loessial soil on Loess Plateau [J].JournalofTriticeaeCrops,2016,36(1):104.

[4] 李升東,張衛(wèi)峰,王法宏,等.施氮量對小麥氮素利用的影響[J].麥類作物學(xué)報,2016,36(2):223.

LI S D,ZHANG W F,WANG F H,etal.Effect of nitrogen application amount on nitrogen utilization of wheat [J].JournalofTriticeaeCrops,2016,36(2):223.

[5] 仇宏偉,欒 江,孔祥永,等.我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的氮肥利用效率分析[J].青島農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報,2014,31(4):277.

QIU H W,LUAN J,KONG X Y,etal.Estimation of nitrogen utilization efficiency in China agricultural production [J].JournalofQingdaoAgriculturalUniversity,2014,31(4):277.

[6] 郭天財,宋 曉,馬冬云,等.施氮水平對冬小麥旗葉光合特性的調(diào)控效應(yīng)[J].作物學(xué)報,2007,33(12):1977.

GUO T C,SONG X,MA D Y,etal.Effects of nitrogen application rates on photosynthetic characteristics of flag leaves in winter wheat(TriticumaestivumL.) [J].ActaAgronomicaSinica,2007,33(12):1977.

[7] GRIJALVA-CONTRERAS R L,ROBIN-CONTRERAS F,MACIAS-DUARTE R,etal.Nitrogen in wheat and its effect on yield,nitrate and potassium concentrations on extract cellular of stem (ECS) [J].ActaUniversitaria,2016,26(5):48.

[8] KENARSARI M J,SABETI A,JAFARI A A.Influence of sowing density,nitrogen fertilizer level and splitting on yield and yield components of wheat [J].InternationalJournalofBiosciences,2014,5(3):25.

[9] MANDIC V,KRNJAJA V,TOMIC Z,etal.Nitrogen fertilizer influence on wheat yield and use efficiency under different environmental conditions [J].ChileanJournalofAgriculturalResearch,2015,75(1):92.

[10] 韓占江,于振文,王 東,等.測墑補灌對冬小麥干物質(zhì)積累與分配及水分利用效率的影響[J].作物學(xué)報,2010,36(3):457.

HAN Z J,YU Z W,WANG D,etal.Effects of supplemental irrigation based on testing soil moisture on dry matter accumulation and distribution and water use efficiency in winter wheat [J].ActaAgronomicaSinica,2010,36(3):457.

[11] SAGARAM M,BURNS J K.Leaf chlorophyll fluorescence parameters and Huanglongbing [J].JournaloftheAmericanSocietyforHorticulturalScienceAmericanSocietyforHorticulturalScience,2009,134(2):194.

[12] MON J,BRONSON K F,HUNSAKER D J,etal.Interactive effects of nitrogen fertilization and irrigation on grain yield,canopy temperature,and nitrogen use efficiency in overhead sprinkler-irrigated durum wheat [J].FieldCropsResearch,2016,191:54.

[13] BEHDARVAND P,CHINCHANIKAR G S,SIAVOSHI M.Interference effects of wild mustard and wild oat on nitrogen use efficiency,nitrogen and chlorophyll content of wheat in response to nitrogen application [J].InternationalJournalofBiosciences,2014,4(3):46.

[14] 李廷亮,謝英荷,洪堅平,等.施氮量對晉南旱地冬小麥光合特性、產(chǎn)量及氮素利用的影響[J].作物學(xué)報,2013,39(4):704.

LI T L,XIE Y H,HONG J P,etal.Effects of nitrogen application rate on photosynthetic characteristics,yield,and nitrogen utilization in rainfed winter wheat in Southern Shanxi [J].ActaAgronomicaSinica,2013,39(4):704.

[15] LIN Y C,HU Y G,REN C Z,etal.Effects of nitrogen application on chlorophyll fluorescence parameters and leaf gas exchange in naked oat [J].JournalofIntegrativeAgriculture,2013,12(12):2164.

[16] 張元帥,馮 偉,張海艷,等.遮陰和施氮對冬小麥旗葉光合特性及產(chǎn)量的影響[J].中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報,2016,24(9):1177.

ZHANG Y S,FENG W,ZHANG H Y,etal.Effects of shading and nitrogen rate on photosynthetic characteristics of flag leaves and yield of winter wheat [J].ChineseJournalofEco-Agriculture,2016,24(9):1177.

[17] WANG X B,WANG L F,SHANGGUA Z P.Leaf gas exchange and fluorescence of two winter wheat varieties in response to drought stress and nitrogen supply [J].PloSOne,2016,11(1):e0165733.

[18] 徐云姬,張偉楊,錢希旸,等.施氮量對小麥籽粒灌漿的影響及其生理機制[J].麥類作物學(xué)報,2015,35(8):1119.

XU Y J,ZHANG W Y,QIAN X Y,etal.Effect of nitrogen on grain filling of wheat and its physiological mechanism [J].JournalofTriticeaeCrops,2015,35(8):1119.

[19] 王振峰,王小明,朱云集,等.不同施氮量對冬小麥籽粒灌漿特性的影響[J].中國土壤與肥料,2013(5):40.

WANG Z F,WANG X M,ZHU Y J,etal.Effects of nitrogen application rate on grain-filling characteristics of winter wheat [J].SoilandFertilizerSciencesinChina,2013(5):40.

[20] 李朝蘇,湯永祿,吳 春,等.施氮量對四川盆地小麥生長及灌漿的影響[J].植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報,2015,21(4):873.

LI C S,TANG Y L,WU C,etal.Effect of N rate on growth and grain filling of wheat in Sichun basin [J].JournalofPlantNutritionandFertilizer,2015,21(4):873.

[21] 李瑞奇,李雁鳴,何建興,等.施氮量對冬小麥氮素利用和產(chǎn)量的影響[J].麥類作物學(xué)報,2011,31(2):82.

LI R Q,LI Y M,HE J X,etal.Effect of nitrogen application rate on nitrogen utilization and grain yield of winter wheat [J].JournalofTriticeaeCrops,2011,31(2):82.

[22] SUGR E,BERZSENYI Z,RENDS T,etal.Effect of nitrogen fertilization and genotype on the yield and yield components of winter wheat [J].Bodenkultur,2016,67(1):25.

[23] ABEDI T,ALEMZADEH A,KAZEMEYNI S A.Wheat yield and grain protein response to nitrogen amount and timing [J].AustralianJournalofCropScience,2011,5(3):330.

[24] WANG Q,LI F R,ZHAO L,etal.Effects of irrigation and nitrogen application rates on nitrate nitrogen distribution and fertilizer nitrogen loss,wheat yield and nitrogen uptake on a recently reclaimed sandy farmland [J].PlantandSoil,2010,337(1):325.

EffectofNitrogenApplicationRateonChlorophyllFluorescenceCharacteristicsandYieldinWheatunderSupplementalIrrigationBasedonMeasuringSoilMoisture

WANGChangxiu1,WUFuxue2,SHIYu1,ZHAOJunye3,YUZhenwen1
(1.Ministry of Agriculture Key Laboratory of Crop Ecophysiology and Farming System,Shandong Agricultural University,Tai'an,Shandong 271018,China; 2.Agricultural Technology Extension Station of Juancheng County,Juancheng,Shandong 274700,China; 3.Agricultural Information Institute,Chinese Academy of Agricultural Sciences,Beijing 100081,China)

In order to provide theoretical basis for rational application of nitrogen fertilizer under the water-saving cultivation conditions of winter wheat in Huang Huai area,using wheat Jimai 22 as the test material,four nitrogen treatments were set at 0 (N0),150 (N1),210 (N2) and 270 (N3) kg·hm-2levels under supplemental irrigation based on measuring soil moisture to study the effects of nitrogen application levels on the yield and chlorophyll fluorescence characteristics of wheat after flowering in the field. The results showed that: at 7,14,and 21days after anthesis of wheat,the maximal photochemical efficiency (Fv/Fm) in flag leaves of N2 and N3 were significantly higher than that of N1 and N0; at 28,and 35 days after anthesis,the maximal photochemical efficiency of N2 was higher than that of N3; at 7,14,21,28,and 35 days after anthesis,the actual photochemical efficiency (ΦPS II) of N2 was significantly higher than that of other treatments; the relative chlorophyll content of N2 was significantly higher than that of N3 and N1 at 28,and 35 days after anthesis. At the early grain filling stage,the grain filling rate of N2 and N3 were higher than that of N1 and N0,and no significant difference was found between N2 and N3. The grain filling rate of N2 was the highest at the middle and late grain filling stage. The grain yield and nitrogen fertilizer agronomic efficiency of N2 were the highest. Compared with N3,N1 and N0 treatments,the yield of N2 was improved by 6.29%,13.15% and 25.79%,respectively.Considering the grain yield,nitrogen fertilizer agronomic efficiency and fluorescence characteristics,N2 of 210 kg·hm-2nitrogen level was the best treatment under the experimental conditions.

Wheat; Nitrogen fertilizer; Chlorophyll fluorescence characteristics; Grain yield; Nitrogen fertilizer agronomic efficiency

時間：2017-08-08

網(wǎng)絡(luò)出版地址：http://kns.cnki.net/kcms/detail/61.1359.S.20170808.0911.012.html

2017-02-18

2017-03-25

農(nóng)業(yè)部現(xiàn)代小麥產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系項目(CARS-3-1-19)；國家自然科學(xué)基金項目(31401334，31601243)

E-mail：wangchangxiu03@163.com

于振文(E-mail:yuzw@sdau.edu.cn)

S512.1；S311

： A

：1009-1041(2017)08-1072-06