摘要:本研究采用柱栽試驗,設(shè)3種不同形態(tài)氮肥追施,分別為硝態(tài)氮肥(硝酸鈉,N)、銨態(tài)氮肥(氯化銨,A)和酰胺態(tài)氮肥(尿素,U),將滴灌時施肥時間等分為前中后3個時段,設(shè)3種滴灌水肥次序:氮-水-水(NW)、水-氮-水(WN)、水-水-氮(WW),共9個處理組合,研究氮肥形態(tài)、水肥次序及二者互作對冬小麥產(chǎn)量與氮素利用的影響。結(jié)果表明,追施酰胺態(tài)氮肥的WN處理0~20、20- 40 cm土層的土壤硝態(tài)氮含量均較高,小麥產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因子也較高,不同形態(tài)氮肥處理小麥產(chǎn)量均表現(xiàn)為U>N>A,同一形態(tài)氮肥下各水肥次序處理產(chǎn)量則表現(xiàn)為WN>W(wǎng)W>NW;追施酰胺態(tài)氮肥條件下WN處理千粒重分別較NW、WW顯著高出11.95、10.1%,產(chǎn)量分別顯著高出3.9%、2.85。追施酰胺態(tài)氮肥處理的氮素轉(zhuǎn)運量顯著高于追施銨態(tài)氮肥和硝態(tài)氮肥處理,平均高出28.6%和23.3%。追施酰胺態(tài)氮肥配合WN處理的氮肥偏生產(chǎn)力、氮肥吸收利用率、氮肥生理利用效率和氮肥農(nóng)學利用效率均較高。同一形態(tài)氮肥下,各水肥次序處理間旗葉的谷氨酰氨合成酶(GS)活性均無顯著差異,而同一滴灌水肥次序下不同形態(tài)氮肥處理旗葉GS活性大小表現(xiàn)為u>A>N;追施硝態(tài)氮肥的3個滴灌追肥次序處理小麥旗葉硝酸還原酶(NR)活性均顯著高于追施銨態(tài)氮肥處理的。綜上,在本試驗條件下,采用尿素配合水-氮-水的滴灌水肥次序追肥,能夠提高冬小麥千粒重及旗葉GS與NR活性,降低表觀氮損失,從而提高冬小麥產(chǎn)量及氮肥利用效率。
關(guān)鍵詞:冬小麥:滴灌;水肥次序;氮肥形態(tài);氮素利用;產(chǎn)量
中圖分類號:S512.11: S275.6 文獻標識號:A 文章編號:1001-4942(2025) 03-0108-09
小麥是我國重要的戰(zhàn)略儲備糧,在保障國家糧食安全方面發(fā)揮著舉足輕重的作用。小麥生產(chǎn)中過量施用氮肥不僅會導致生產(chǎn)成本增加,還會造成氮素淋失,引起環(huán)境污染。因此,突破氮素利用率與小麥產(chǎn)量協(xié)同提升的技術(shù)瓶頸始終是糧食生產(chǎn)領(lǐng)域亟待攻克的核心課題。
氮素代謝是小麥植株體內(nèi)基本的物質(zhì)代謝之一,對小麥產(chǎn)量和品質(zhì)有重要影響。適量施用氮肥能夠提升小麥氮代謝相關(guān)酶活性,從而提高小麥產(chǎn)量。不同形態(tài)氮肥對小麥生長發(fā)育及產(chǎn)量的影響不同,在總施氮量為210 kg/hm2且基追比為1:2時,硝態(tài)氮比酰胺態(tài)氮和銨態(tài)氮能更顯著地提高強筋冬小麥的產(chǎn)量和品質(zhì)。不同形態(tài)氮肥對小麥的氮素利用也有影響。有研究表明,追施銨態(tài)氮肥的小麥氮素利用效率高于追施硝態(tài)氮肥。也有研究表明,與追施尿素相比,追施尿素+硝酸銨的處理能顯著提高作物的氮素利用率。關(guān)于氮肥形態(tài)影響小麥氮素利用的機理,Pratelli等研究認為追施酰胺態(tài)氮肥能提高小麥旗葉硝酸還原酶(NR)和籽粒谷氨酰胺合成酶(GS)的活性,促進小麥對氮素的吸收利用。而邢瑤等的研究則認為追施硝態(tài)氮肥對GS活性的促進作用最強,銨態(tài)氮肥與硝態(tài)氮肥混施可以提高小麥NR的活性是氮肥混施促進小麥氮素利用的主要原因。由此可見,目前關(guān)于不同形態(tài)氮肥對小麥氮素利用和產(chǎn)量形成的研究結(jié)果還存在爭議。
隨著小麥種植規(guī)?;l(fā)展及綠色生產(chǎn)的需要,滴灌小麥面積不斷擴大。但是,目前尚未見在滴灌條件下研究不同形態(tài)氮肥追施對小麥氮素利用影響的報道。本研究利用柱栽試驗分析滴灌水肥次序與氮肥形態(tài)對冬小麥產(chǎn)量和氮素利用的影響,以期為冬小麥滴灌水肥一體化高效利用提供理論依據(jù)。
1 材料與方法
1.1 試驗區(qū)概況及材料
柱栽試驗于2021年10月-2022年6月在青島農(nóng)業(yè)大學防雨棚內(nèi)進行。供試土壤取自大田耕層的壤質(zhì)潮土,土壤pH值為6.2,全氮含量0.93g/kg、堿解氮88.41 mg/kg、速效磷22.28 mg/kg、速效鉀156.56 mg/kg、有機質(zhì)15.23 mg/kg。供試肥料為氯化銨(N 25.4%)、硝酸鈉(N 16.5%)及尿素(N 46.o%)。供試小麥品種為濟麥22。
1.2 試驗設(shè)計與方法
試驗設(shè)銨態(tài)氮肥(氯化銨,A)、硝態(tài)氮肥(硝酸鈉,N)、酰胺態(tài)氮肥(尿素,U)3種追肥類型,將滴灌時施肥時間等分為3段,設(shè)氮-水-水(N-W-W,NW)、水-氮-水(W-N-W,WN)、水-水-氮(W-W-N,WW)3種滴灌追肥次序,共9個處理組合,分別表示為NNW、NWN、NWW、ANW、AWN、AWW、UNW、UWN、UWW,重復6次,隨機區(qū)組排列。
全生育期按照氮肥(N) 22.5 g/m2,磷肥(P2O5)9 g/m2,鉀肥(K2O)9g/m2進行施肥,其中,磷肥和鉀肥全部基施,將復合肥(N:P:K=15:15:15)全部混拌入0-20 cm土層,氮肥基追比為2:3,追肥分別在拔節(jié)期和開花期進行(2:1),追施時將氮肥溶于水中,通過自制滴灌裝置施入(滴灌流速為1.5 L/h)。
栽植容器為直徑25 cm、高80 cm的白色PVC管,將其下部端口用塑料薄膜封住,防止?jié)菜畷r漏出。每柱裝土43 kg,出苗一周后,每柱保留20株長勢一致的麥苗。試驗期間植株出現(xiàn)受旱跡象時滴灌澆水1L,整個小麥生育期共澆水15 11柱(含溶解氮肥的用水量)。
1.3 測定指標及方法
1.3.1 葉片酶活性測定
小麥開花期追肥后7d,選取長勢均勻一致的健康旗葉,利用紫外可見分光光度計(安捷倫Cary60,美國)測定葉片GS和NR活性。
1.3.2 籽粒產(chǎn)量及其構(gòu)成因子測定
于小麥完熟期取樣調(diào)查穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重和籽粒產(chǎn)量。
1.3.3
氮素利用效率的相關(guān)指標測定與計算
分別于開花期和成熟期選取10株完整小麥植株,按莖、葉、籽粒和穎殼分開,放入烘箱中80℃烘干至恒重,稱重后計算各器官干物質(zhì)積累量;分別于播種時、開花期和收獲期,用內(nèi)徑50 mm的土鉆取土柱0~20、20-40 cm土層土壤。將取出的土樣放入低溫冰箱中,待測。測定時,將土樣磨碎過篩,用1 mol/L的KCl溶液浸提,振蕩,然后將上清液過濾,用于測定土壤含氮量。植株氮素含量及土壤含氮量均采用AA3連續(xù)流動分析儀(SEAL,德國)測定。按照以下公式計算氮素利用效率的相關(guān)指標值。
氮素轉(zhuǎn)運量(kg/hm2)=開花期植株氮素積累量—成熟期營養(yǎng)器官氮素積累量:
氮素轉(zhuǎn)運效率(%)=營養(yǎng)器官氮素轉(zhuǎn)運量/開花期營養(yǎng)器官氮素累積量×100:
氮素收獲指數(shù)(%)=成熟期籽粒氮素積累量/成熟期地上部氮素積累量×100:
氮肥農(nóng)學利用率(NAE,kg/kg)=(施氮處理籽粒產(chǎn)量-不施氮處理籽粒產(chǎn)量)/施氮量:
氮肥偏生產(chǎn)力(NPFP,kg/kg)=施氮處理籽粒產(chǎn)量/施氮量:
氮肥生理利用效率(NUTE,kg/kg)=(施氮處理籽粒產(chǎn)量-不施氮處理籽粒產(chǎn)量)/(施氮處理地上部氮積累量-不施氮處理地上部氮積累量);
氮肥吸收利用率(NRE,%)=(施氮處理地上部氮素積累量-不施氮處理地上部氮素積累量)/施氮量×100:
表觀氮損失量(kg/hm2)=氮投入量(施氮量+播前0~40 cm土壤無機氮量)-氮輸出量(作物氮吸收量+0~40 cm土壤殘留氮量)。
1.4 數(shù)據(jù)處理與分析
采用Microsoft Excel 2010整理數(shù)據(jù)及作圖,用SPSS 25.0軟件進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析。
2 結(jié)果與分析
2.1 滴灌水肥次序和氮肥形態(tài)對土壤硝態(tài)氮和銨態(tài)氮含量的影響
由表1可知,氮肥形態(tài)、水肥次序及二者互作對成熟期小麥0~20 cm土層硝態(tài)氮和20~40 cm土層土壤銨態(tài)氮含量均存在極顯著影響,氮肥形態(tài)對0~20 cm土層銨態(tài)氮和20~40 cm土層硝態(tài)氮含量存在極顯著影響,二者互作對20-40 cm土層硝態(tài)氮含量存在顯著影響。
由圖1A可以看出,20~40 cm土層各處理土壤硝態(tài)氮含量均高于0~20 cm土層,且在酰胺態(tài)氮肥處理下的硝態(tài)氮含量較高。0~20 cm土層中,酰胺態(tài)氮肥處理下不同水肥次序處理間土壤硝態(tài)氮含量差異顯著,其中UWN處理土壤硝態(tài)氮含量最高,較UNW高出89. 1%。20-40 cm土層中,銨態(tài)氮肥處理的土壤硝態(tài)氮含量低于硝態(tài)氮肥和酰胺態(tài)氮肥處理,其中AWN處理的土壤硝態(tài)氮含量最低,較UWW顯著降低38.1%。
由圖1B可以看出,0~20、20~40 cm土層中,施用銨態(tài)氮肥處理的土壤銨態(tài)氮含量較高,其中AWW處理的土壤銨態(tài)氮含量均顯著高于其他氮肥形態(tài)處理。
2.2 滴灌水肥次序和氮肥形態(tài)對小麥產(chǎn)量及其構(gòu)成因子的影響
由表2看出,氮肥形態(tài)和滴灌水肥次序?qū)π←湲a(chǎn)量均有極顯著影響,穗數(shù)、穗粒數(shù)與千粒重受氮肥形態(tài)影響顯著或極顯著,穗粒數(shù)受水肥次序影響極顯著,氮肥形態(tài)與水肥次序的交互作用對千粒重存在極顯著影響。
由表2還可以看出,同一水肥次序處理下,不同形態(tài)氮肥處理間小麥穗數(shù)均表現(xiàn)為酰胺態(tài)氮肥處理>硝態(tài)氮肥處理>銨態(tài)氮肥處理,其中UWW處理的穗數(shù)最多,較AWW處理高出9.3%,且差異顯著;UWN處理的穗粒數(shù)及千粒重均最高,其中穗粒數(shù)較ANW顯著高出55.6%,千粒重較AWN、UNW、UWW處理分別顯著高出19. 9%、11.9%、10.1%。不同形態(tài)氮肥處理間產(chǎn)量存在顯著差異,表現(xiàn)為酰胺態(tài)氮肥處理最高,銨態(tài)氮肥處理最低,其中UWN處理的產(chǎn)量顯著高于其他處理,比NWN和AWN分別高出5.0%和8.2%。在同一形態(tài)氮肥處理中,不同水肥次序處理間的產(chǎn)量存在著顯著差異,表現(xiàn)為WN>W(wǎng)W>NW,即以水-氮-水處理的產(chǎn)量最高。而UWN處理的產(chǎn)量較UNW、UWW處理分別高出3.9%、2.8%。
2.3 滴灌水肥次序和氮肥形態(tài)對冬小麥氮素轉(zhuǎn)運的影響
由表3看出,氮肥形態(tài)對冬小麥營養(yǎng)器官氮素轉(zhuǎn)運量、氮素轉(zhuǎn)運效率和氮素收獲指數(shù)均存在極顯著影響,而水肥次序及氮肥形態(tài)與水肥次序的互作效應僅對氮素轉(zhuǎn)運效率存在極顯著影響。
由表3可知,不同形態(tài)氮肥處理間冬小麥營養(yǎng)器官的氮素轉(zhuǎn)運量存在顯著差異,追施尿素處理的營養(yǎng)器官氮素轉(zhuǎn)運量平均較追施硝態(tài)氮肥和銨態(tài)氮肥處理的高出28. 6%、23. 3%,硝態(tài)氮肥和銨態(tài)氮肥處理下的氮素轉(zhuǎn)運量基本無顯著差異。銨態(tài)氮肥處理的氮素轉(zhuǎn)運效率較高,且不同水肥次序處理之間無顯著差異,但顯著高于其他形態(tài)氮肥處理。酰胺態(tài)氮肥處理的氮素收獲指數(shù)較高,且不同水肥次序處理之間無顯著差異,但均顯著高于追施硝態(tài)氮肥的各處理。
2.4 滴灌水肥次序和氮肥形態(tài)對冬小麥氮素利用的影響
表4顯示,氮肥形態(tài)和滴灌水肥次序?qū)Χ←湹牡乩镁嬖跇O顯著影響,氮肥形態(tài)與水肥次序的交互作用對NRE、NUTE和NAE均存在極顯著影響。
由表4可以看出,酰胺態(tài)氮肥處理的NAE顯著高于銨態(tài)氮肥和硝態(tài)氮肥處理,且UWN處理的NRE和NAE均顯著高于其他處理。NWW與UWN處理的NUTE顯著高于除UWW外的其他處理,而Nww與UWN處理間無顯著差異。在酰胺態(tài)氮肥處理下,UWN處理的NRE較UNW、UWW處理高5.8%、19.3%;NAE高25. 4%、16.7%。同一形態(tài)氮肥處理下,WN處理的NRE和NAE高于其他兩種水肥次序。同一水肥次序處理下,UWN處理的NRE較NWN、AWN處理分別高38.0%、54.7%,NAE分別高33.3%、64.7%,且差異顯著。
2.5 滴灌水肥次序和氮肥形態(tài)對谷氨酰胺合成酶和硝酸還原酶活性的影響
由表5看出,氮肥形態(tài)對冬小麥GS和NR活性存在極顯著影響:水肥次序、氮肥形態(tài)與水肥次序的交互作用對GS和NR活性均無顯著影響。
由圖2A可以看出,不同形態(tài)氮肥處理下,酰胺態(tài)氮肥處理的GS活性較高,其中UWW處理的冬小麥旗葉GS活性最高,NNW處理的GS活性最低。同一氮肥形態(tài)下,WW處理的GS活性較高,且在同一水肥次序處理下,GS活性均表現(xiàn)為U>A>N,其中UWW處理GS活性分別較Nww、Aww高13.9%、5.9%,且與Nww差異顯著。
由圖2B可知,同一形態(tài)氮肥處理下,不同水肥次序處理間的NR活性無顯著差異。硝態(tài)氮肥處理的NR活性平均值較銨態(tài)氮肥處理高28.1%,其中,Nww處理的NR活性較Aww處理高41.3%,且差異顯著。
2.6 滴灌水肥次序和氮肥形態(tài)對表觀氮損失量的影響
氮肥形態(tài)、水肥次序以及二者的互作效應對冬小麥生育期內(nèi)表觀氮損失量均存在極顯著影響(表6)。
由圖3可知,硝態(tài)氮肥處理下,NNW處理的表觀氮損失量較高,NWN處理的較低,且二者差異顯著。銨態(tài)氮肥處理下,Aww處理的表觀氮損失量顯著高于ANW和AWN。酰胺態(tài)氮肥處理下的表觀氮損失量顯著低于其他形態(tài)氮肥處理,且UWW處理顯著高于UNW和UWN。水肥次序為W-W-N和W-N-W處理下不同形態(tài)氮肥的表觀氮損失量大小均表現(xiàn)為銨態(tài)氮肥>硝態(tài)氮肥>酰胺態(tài)氮肥。
2.7 各指標間的相關(guān)性分析
由表7可知,產(chǎn)量和產(chǎn)量構(gòu)成因子的相關(guān)性強弱表現(xiàn)為穗粒數(shù)>穗數(shù)>千粒重,產(chǎn)量與GS活性、NR活性、氮素轉(zhuǎn)運效率、NPFP、NRE、NAE和土壤硝態(tài)氮含量均呈極顯著正相關(guān),而產(chǎn)量與表觀氮損失量和土壤銨態(tài)氮呈極顯著負相關(guān):GS活性與氮素轉(zhuǎn)運效率、表觀氮損失量、NPFP、NAE和NUTE均呈極顯著正相關(guān),與NRE呈顯著正相關(guān):NR活性與土壤硝態(tài)氮呈極顯著正相關(guān),而與表觀氮損失量和土壤銨態(tài)氮呈極顯著負相關(guān):氮素轉(zhuǎn)運效率與NPFP、NRE、NUTE和NAE均呈極顯著正相關(guān),而與表觀氮損失量呈極顯著負相關(guān):表觀氮損失量與NPFP、NRE、NAE及土壤硝態(tài)氮呈顯著或極顯著負相關(guān),而與土壤銨態(tài)氮呈極顯著正相關(guān);NPFP與NRE、NUTE、NAE均呈極顯著正相關(guān):NRE與NAE呈極顯著正相關(guān)而與土壤銨態(tài)氮呈極顯著負相關(guān);NUTE與NAE呈極顯著正相關(guān);土壤硝態(tài)氮與土壤銨態(tài)氮呈極顯著負相關(guān)。
3 討論
3.1 滴灌水肥次序和氮肥形態(tài)對土壤氮素的影響
土壤氮素含量與小麥產(chǎn)量密切相關(guān),氮肥施入土壤后經(jīng)過硝化和脲酶作用轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮和銨態(tài)氮是作物吸收利用氮素的主要方式,因此土壤硝態(tài)氮和銨態(tài)氮含量可作為氮肥施用響應的重要指標。土壤中NO3 -N最易發(fā)生淋溶損失,其次是NH+4 -N,這是由于NH+4 -N易被礦物晶格和土壤膠體吸附,而NO-3 -N難以被土壤膠體吸附,運移能力強。有學者研究發(fā)現(xiàn),適量氮肥配合高頻次滴灌使根區(qū)0- 40 cm土層土壤硝態(tài)氮含量維持在相對適宜水平,40~80 cm土層土壤硝態(tài)氮含量相對較低。本研究中,小麥收獲期土壤硝態(tài)氮含量在20-40 cm土層中含量較高,其中追施尿素的W-W-N處理土壤硝態(tài)氮含量最高,可能是因為施氮時間后移,硝態(tài)氮隨水分運移滯留在淺層土壤。銨態(tài)氮肥處理在0- 40 cm土層中土壤銨態(tài)氮含量較高,酰胺態(tài)氮肥處理的土壤銨態(tài)氮含量略低于其他兩種形態(tài)氮肥處理。不同形態(tài)氮肥處理之間土壤硝態(tài)氮與銨態(tài)氮含量不同,可能是因為銨態(tài)氮會在土壤中通過硝化作用轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮。
3.2 滴灌水肥次序和氮肥形態(tài)對冬小麥產(chǎn)量的影響
不同形態(tài)氮肥對小麥的增產(chǎn)效果不同,有研究表明施用硝態(tài)氮肥會增加小麥的穗數(shù)與穗粒數(shù),提高小麥產(chǎn)量,而追施尿素的產(chǎn)量最低。也有研究表明追施酰胺態(tài)氮肥后中筋小麥的產(chǎn)量、干物質(zhì)、氮素積累量、氮效率及產(chǎn)量等指標均優(yōu)于追施硝態(tài)氮肥和銨態(tài)氮肥的。本研究中,追施酰胺態(tài)氮肥的小麥產(chǎn)量顯著高于追施硝態(tài)氮肥與銨態(tài)氮肥,且穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒重受氮肥形態(tài)影響顯著,表現(xiàn)為酰胺態(tài)氮肥處理的穗數(shù)與穗粒數(shù)高于硝態(tài)氮肥處理。這與Wang等的研究結(jié)果相似,他們認為氮肥形態(tài)主要影響單位面積穗數(shù)和千粒重,導致產(chǎn)量差異顯著,施用不同形態(tài)氮肥會影響小麥的分蘗,分蘗數(shù)直接決定穗數(shù),進而影響小麥產(chǎn)量。本研究相關(guān)性分析結(jié)果顯示,產(chǎn)量與穗粒數(shù)的相關(guān)性最強(穗粒數(shù)>穗數(shù)>千粒重),這與不同氮肥形態(tài)對產(chǎn)量構(gòu)成因子的影響一致。郎漫等研究表明,追肥時天氣變暖,土壤溫度升高,酰胺態(tài)氮肥轉(zhuǎn)化為有效態(tài)氮素的速度增快,為小麥的生長發(fā)育提供了足夠的氮素,從而影響小麥產(chǎn)量。
本研究中,氮肥形態(tài)對冬小麥產(chǎn)量的影響較水肥次序更顯著,水肥次序W-N-W處理的小麥產(chǎn)量高于N-W-W、W-W-N處理,且對穗粒數(shù)有顯著影響。Sun等的研究結(jié)果也表明,在灌水中期施肥可以有效提高冬小麥的穗粒數(shù)和千粒重。這可能是因為不同水肥次序處理可以將氮素輸送到不同深度土層,且W-N-W處理提高了氮素轉(zhuǎn)運效率,促進了根系對氮素的吸收,從而提高了產(chǎn)量。相關(guān)性分析結(jié)果也支持這一結(jié)論,產(chǎn)量與氮素轉(zhuǎn)運效率呈極顯著正相關(guān)。
3.3 滴灌水肥次序和氮肥形態(tài)對冬小麥氮素利用的影響
植物對氮素的選擇和吸收利用會受到自身種類、生育時期、土壤特性等因素的影響。氮肥利用效率受植物從土壤中吸收氮和植物利用體內(nèi)氮效率的影響,在一定條件下,供氮可以提高氮素利用效率,減少肥料用量,提高作物產(chǎn)量,而氮肥的不合理施用,會導致土壤中硝態(tài)氮的淋溶,進而導致作物對氮素的吸收下降。本研究相關(guān)性分析結(jié)果顯示,產(chǎn)量與氮素轉(zhuǎn)運效率、NPFP、NRE、NAE等氮素利用指標均呈極顯著正相關(guān),而與表觀氮損失量呈極顯著負相關(guān),表明氮素的高效利用對產(chǎn)量提升至關(guān)重要。Cui等研究發(fā)現(xiàn),不同形態(tài)氮肥對小麥氮素利用率有顯著影響,且酰胺態(tài)氮與硝態(tài)氮1:1混施下小麥產(chǎn)量和氮素利用率較高。本研究中,氮肥形態(tài)對氮肥偏生產(chǎn)力、氮肥生理利用效率和氮肥吸收利用率的影響大于水肥次序的影響,且追施酰胺態(tài)氮肥處理對上述指標的影響更顯著,而氮肥農(nóng)學利用效率受水肥次序的影響較大。有研究表明,植物吸收利用的氮肥形態(tài)主要是硝態(tài)氮,而硝態(tài)氮受到灌水或降水的影響會不斷下移。Sun等的研究結(jié)果表明,水肥次序?qū)π←湹牡乩糜酗@著影響,將施肥時間推遲后,小麥的氮素利用得到了提高。本試驗結(jié)果表明,同一形態(tài)氮肥處理下氮肥利用效率在水肥次序W-N-W處理下最高,其中UWN處理最高。這可能是因為追肥時作物對養(yǎng)分的需求增加,而酰胺態(tài)氮肥肥效持久,增加了植株的氮素吸收轉(zhuǎn)運,滿足了作物生長發(fā)育所需,提高了氮肥利用效率。
3.4 滴灌水肥次序和氮肥形態(tài)對冬小麥GS與NR活性的影響
高等植物在初級同化過程中,氮合成氨基酸、蛋白質(zhì)和其他含氮化合物后轉(zhuǎn)化為谷氨酰胺和谷氨酸,GS與NR在這個過程中起著重要作用。GS活性的高低直接影響植物氮的同化與再循環(huán)能力。本研究相關(guān)性分析結(jié)果顯示,GS活性與氮素轉(zhuǎn)運效率、NPFP、NUTE、NAE等指標呈極顯著正相關(guān),表明GS活性在氮素同化和利用中起關(guān)鍵作用。NR對植株氮代謝的強弱起關(guān)鍵的調(diào)控作用,對農(nóng)作物產(chǎn)量與品質(zhì)有重要影響。本研究相關(guān)性分析還顯示,NR活性與土壤硝態(tài)氮呈極顯著正相關(guān),而與表觀氮損失量和土壤銨態(tài)氮呈極顯著負相關(guān),表明NR活性與土壤中硝態(tài)氮的有效性密切相關(guān)。
有研究表明,GS活性受到氮肥類型和濃度、作物生育時期、土壤pH值等因素的影響,其中氮肥形態(tài)的影響較大。本研究中,氮肥形態(tài)對冬小麥旗葉GS與NR活性的影響大于水肥次序的影響。Li等研究發(fā)現(xiàn),銨態(tài)氮對小麥旗葉GS活性的影響優(yōu)于硝態(tài)氮,而本試驗結(jié)果中追施銨態(tài)氮肥與硝態(tài)氮肥對GS活性的影響差異并不顯著,這可能是因為土壤中氮素濃度差異較小,從而使得GS活性差異不顯著。本試驗結(jié)果表明,酰胺態(tài)氮肥處理的旗葉GS活性優(yōu)于硝態(tài)氮和銨態(tài)氮肥處理,這與Lyu等的研究結(jié)果相似,他們也認為追施酰胺態(tài)氮對提高GS活性的影響優(yōu)于追施硝態(tài)氮和銨態(tài)氮。本試驗中,酰胺態(tài)氮肥處理的小麥旗葉GS活性較高的原因可能與尿素的轉(zhuǎn)化有關(guān),尿素施入土壤后持續(xù)轉(zhuǎn)化為小麥可吸收的有效氮,因而GS活性也隨之增強,這與張露等在水稻上的研究結(jié)果相似。
有研究發(fā)現(xiàn),旗葉NR活性與施氮量密切相關(guān),隨著施氮量的增加旗葉NR活性升高,但當?shù)蔬_到一定用量時,旗葉NR活性開始下降。且付帥等的研究發(fā)現(xiàn),單施硝態(tài)氮及其與銨態(tài)氮組合處理下的冬小麥旗葉NR活性顯著提高,而單施銨態(tài)氮處理下沒有明顯變化。本研究中,水肥次序?qū)ζ烊~NR活性沒有顯著影響,氮肥形態(tài)對旗葉NR活性的影響較大,其中,硝態(tài)氮肥處理下的旗葉NR活性較高,而銨態(tài)氮肥處理的較低,這可能是因為硝態(tài)氮肥施入后增加了小麥可吸收的硝態(tài)氮,提高了NO3-的濃度,從而提高了旗葉硝酸還原酶活性。
4 結(jié)論
追肥水肥次序和氮肥形態(tài)對冬小麥的生長發(fā)育有顯著影響,滴灌追施酰胺態(tài)氮肥更有利于冬小麥的氮素吸收及其生長發(fā)育。其中,采用水-肥-水的滴灌次序追施尿素(UWN)可以更有利于促進旗葉氮素轉(zhuǎn)化,減少氮素損失,獲得較高的氮素利用率和小麥籽粒產(chǎn)量。
基金項目:國家重點研發(fā)計劃科技型中小企業(yè)項目(2023YFD2303200);山東省重點研發(fā)計劃(重大科技創(chuàng)新工程)項目 (2022LZGC005 -4);山東省自然科學基金項目(ZR2022QC081)