高光效小麦群体提高氮素吸收利用和产量的机理

丁永刚; 陈欢; 曹承富; 乔玉强; 赵竹; 李玮; 张向前; 杜世州; 《植物营养与肥料学报 》 2024 北大核心 CSCD

摘要：[目的]研究通过调整小麦种植密度构建高光能利用效率群体,促进群体氮素积累、分配和转运的效果和机理,为充分利用光能提高小麦产量提供理论依据.[方法]试验于 2018-2019 年在安徽省濉溪县和蒙城县进行,以分蘖能力强(安 1302)和弱(皖垦麦 0622)的品种为材料,设置 180×104 株/hm2(D1)、240×104 株/hm2(D2)、300×104 株/hm2(D3)、360×104 株/hm2(D4)4 个种植密度,调查了群体籽粒产量、光合有效辐射截获率和截获量、光合有效辐射转化率,以此为基础,将小麦群体分为光效率高、中、低 3 个类型,比较了不同光效率类型群体的叶面积指数、花前氮素积累和转运量、花后(乳熟期)氮素积累量.[结果]品种、密度及其互作效应显著影响小麦群体的光能利用率和籽粒产量.高光效型群体的光能利用率和籽粒产量分别达 1.4%和9.7 t/hm2,分别比中、低效型群体提高 5%、14%和 1%、5%.不同群体间开花期、乳熟期光合有效辐射截获率、开花期至乳熟期光合有效辐射截获量差异不显著,高光效型群体开花期至乳熟期光合有效辐射转化率高于中、低效型群体,达 2.34 g/MJ.高光效型群体开花期、乳熟期叶面积指数及开花期茎秆叶鞘、叶片、单位叶面积氮素积累量均不同程度高于其他类型群体,分别达 7.24、4.53 及 63.9 kg/hm2、79.5 kg/hm2 和 143.78 μg/cm2.此外,高光效型群体中群体和单茎花前氮素转运量分别为 129 kg/hm2 和 15 mg,均显著高于中、低效型群体,主要为茎秆+叶鞘和叶片氮素转运量较高,各营养器官间氮素转运率差异不显著,且高光效型群体成熟期个体营养器官仍保持较高的氮素积累量.[结论]高光效型群体开花期茎秆+叶鞘、叶片以及单位叶面积氮素积累量高,提高了开花期的叶面积指数,有利于光能的吸收和利用.虽然高光效型群体茎秆+叶鞘和叶片中的氮素转运量较高,其花后营养器官的氮素积累量依然较高,有助于维持花后较大叶面积指数,有效提升花后光合有效辐射转化率,获得更高的小麦籽粒产量.

关键词： 小麦 光能利用率 光能资源利用 氮素吸收 叶面积指数 产量