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为探索不同氮源配施对小麦花后的氮代谢特征及土壤硝态氮积累的影响,在大田条件下,以矮抗58为供试材料,研究了9个肥料处理(100%尿素、25%牛粪+75%尿素、50%牛粪+50%尿素、75%牛粪+25%尿素、100%牛粪、25%鸡粪+75%尿素、50%鸡粪+50%尿素、75%鸡粪+25%尿素、100%鸡粪)的小麦GS活性、游离氨基酸含量、氮素利用效率、光合特性、0—100cm土壤各层硝态氮积累量、产量及籽粒蛋白质含量的差异。结果如下:
不同氮源配比的各个处理叶片GS活性花后呈现出“降-升-降”的趋势。开花期到花后7d降低,花后7d到花后14d上升至高峰,之后又一直降低。不同处理间叶片GS活性差异显著,随着有机氮比例施入比例的增大,叶片中GS活性增大,当有机无机氮各占一半时,GS活性达到最大,之后有机氮施入比例再增加,叶片GS活性下降。说明有机无机氮源配施能够提高小麦叶片中GS的活性。不同叶位之间GS活性大小为:旗叶>倒二叶>倒三叶>倒四叶。籽粒GS活性变化趋势同叶片一致。
在不同有机无机配比条件下,各处理叶片游离氨基酸含量同GS活性一样呈现出“降-升-降”的趋势。开花期和花后7d,叶片的氨基酸含量与无机氮施入量成正比,即从100%无机氮处理至100%有机氮处理递减。到花后14d,各个处理叶片游离氨基酸含量均达到峰值,三种配施处理叶片游离氨基酸含量高于纯施无机氮和有机氮,且以50%有机氮+50%无机氮处理下叶片游离氨基酸含量最高。花后14d之后,各处理叶片游离氨基酸含量均一直下降。三种配施处理中的含量高于纯施有机氮和无机氮,且均在50%有机氮+50%无机氮处理下显著性最高。不同叶位间叶片游离氨基酸大小也呈现为:旗叶>倒二叶>倒三叶>倒四叶。粒游离氨基酸含量均呈现随生育时期推进而下降的趋势,且在各个时期均表现为50%有机氮+50%无机氮处理>75%有机氮+25%无机氮处理>25%有机氮+75%无机氮处理>100%有机氮和100%无机氮处理。
与纯施化肥相比,有机肥的施入能够显著的提高小麦植株的氮素吸收效率,提高幅度为2.27%~28.18%。在相同的有机无机肥比例条件下,与牛粪相比,鸡粪与化肥配施处理植株的氮素吸收效率更高,且差异显著。与100%尿素处理相比,当有机肥比例达到50%以上时小麦氮素的转运效率才能显著提高,且最高提高幅度为9.44%,明显低于氮素吸收效率的提高幅度,但牛粪与化肥配施效果好于鸡粪。各个处理的氮素籽粒生产效率均低于CK,牛粪与化肥配施处理的氮素籽粒生产效率均大于100%尿素处理,而鸡粪与化肥配施处理的氮素籽粒生产效率均小于100%尿素处理。各个配施处理的氮素农学效率均高于100%尿素处理,且在有机无机肥等比例配施时达到显著水平,但纯施有机肥的100%牛粪、100%鸡粪的氮素农学效率低于100%尿素,但差异不显著。
不同氮源配施能够显著的影响小麦花后不同叶位叶片光合特性。结果表明,与CK相比,各施肥处理均能显著提高小麦顶部四叶片的叶面积、叶片SPAD值、净光合速率;随着有机氮源施用比例的增加,叶片SPAD值和净光合速率多呈先升高后降的趋势,不同氮源等量配施以50%有机氮+50%无机氮对提高花后旗叶与倒二叶的净光合速率效果显著,最利于籽粒灌浆和籽粒产量的提高。通过各时期叶片光合性能与籽粒产量的相关分析可知,籽粒产量与各个生育时期的叶片净光合速率均呈正相关,且与倒一、倒二叶的叶片光合速率在各个生育时期均达到极显著相关。
成熟期土壤各层的硝态氮含量基本上都随着有机氮施入比例的增加而下降,且在大多土层差异显著;在相同的有机无机配比条件下,鸡粪与化肥配施的处理各层土壤硝态氮残留量显著低于牛粪。说明本试验条件下,有机肥的施入有利于小麦收获后土壤各层硝态氮残留量的降低,且鸡粪效果好于牛粪。
与纯施化肥相比,有机无机肥配施能够显著的提高小麦籽粒产量,但如果用有机肥完全代替化肥,只能获得与纯施化肥相当甚至更低的产量。相同的有机无机配比条件下,牛粪、鸡粪与化肥配施处理的产量差异不显著,且均以有机无机等量配施产量最高。同时,有机无机肥配施处理的蛋白质积累量也显著高于纯施化肥或有机肥,但受到高产的“稀释”作用,各个有机无机肥配施处理的籽粒蛋白质含量(%)低于纯施有机肥处理。相同的有机无机配比条件下,鸡粪与化肥配施对籽粒蛋白质含量和积累量的提高效果均显著高于牛粪。
有机无机氮配施首先影响小麦的氮代谢,进而影响产量、品质和氮素利用效率。本试验中以50%有机氮+50%无机氮处理的产量和氮素利用效率最高,品质最好,同时相对于纯施无机氮能显著降低各土层中硝态氮含量,减少对地下水资源的污染,实现了高产、优质、高效、低污染的有机统一,是一种较好的环境保护型施肥方法。