小麦开花期适量灌溉提高水氮利用效率减少土壤硝态氮淋洗的机理

摘要：

[目的]探究开花期土壤水分含量对小麦植株氮素积累转移、土壤硝态氮含量、小麦产量及氮素利用率的影响,为小麦氮素高效利用及节水高产栽培提供理论依据.[方法]于2018—2019和2019—2020年两个小麦生长季,在大田条件下,供试品种为济麦22,在开花期设置3个水分处理:不灌水(W0)、将0—40 cm土层土壤相对含水量补灌至70％(W1)和85％(W2).测定了小麦开花期和成熟期氮素的积累和转运、小麦产量及氮素利用率,并对小麦成熟期0—200 cm土层土壤硝态氮含量进行分析.[结果]1)W1处理中,两个小麦生长季开花期营养器官贮存氮素转移量比W0和W2处理平均提高11.63％和7.27％,氮素转移率分别增加9.49％和6.11％;成熟期籽粒氮素分配量平均提高22.5％和12.9％,但叶片和穗轴+颖壳中的氮素分配量显著低于W0和W2处理,因而提高了氮素收获指数.2)补灌至70％(W1)处理降低了60—120 cm土层土壤硝态氮含量,小麦氮素吸收量比W0和W2处理平均提高11.4％和6.5％,土壤氮素表观盈余量平均降低51.0％和40.9％,W1处理减少硝态氮向深层土壤淋溶的风险,降低了0—200 cm土层土壤中无机氮的残留量和土壤氮素表观盈余量,有利于小麦根系对土壤氮素的吸收利用.3)W1处理的小麦千粒重比W0和W2处理平均增加11.0％和5.4％,籽粒产量提高25.9％和11.8％,水分利用效率平均提高17.0％和12.7％,氮素吸收效率提高了11.4％和6.5％,氮素利用效率增加了13.0％和4.9％.[结论]在小麦开花期,将0—40 cm土层土壤相对含水量补灌至70％,可以显著提高小麦灌浆中后期营养器官贮存氮素向籽粒的转移量和转移率,提高小麦成熟期籽粒中氮素的积累量和分配率,进而提高了产量、氮素收获指数、氮素利用率和水分利用效率,同时降低了60—120 cm土层土壤硝态氮含量,因而减少了环境风险.灌溉过量导致硝态氮过多向下移动,影响根系吸收,水分不足则降低氮素向籽粒的运转.

关键词：小麦;土壤水分;氮素利用效率;水分利用效率;产量

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资助基金：国家自然科学基金项目;财政部和农业农村部"国家现代农业产业技术体系项目";中国科学院野外站联盟项目

在线出版日期：2021-10-22（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：1523-1533