氮肥基追比对啤酒大麦花后叶片光合特性、 干物质分配及产量的影响_

摇南京农业大学学报摇2009,32(4):712JournalofNanjingAgriculturalUniversity沈会权,蔡剑,陈和,等.氮肥基追比对啤酒大麦花后叶片光合特性、干物质分配及产量的影响[J].南京农业大学学报,2009,32(4):712氮肥基追比对啤酒大麦花后叶片光合特性、干物质分配及产量的影响沈会权1,蔡剑2,陈和1*,陈晓静1,陶红1,姜东2,戴廷波2,曹卫星2(1.江苏省盐城农业科学研究所,江苏盐城224002;2.南京农业大学农业部南方作物生理生态重点开放实验室,江苏南京210095)摘要:在江苏南京和盐城两生态点研究总施氮量为225kg·hm-2条件下,氮肥基追比对苏啤3和单2两个大麦品种花后叶片光合特性、干物质分配及产量的影响。结果表明:大麦花后叶片净光合速率、叶面积指数、花后干物质转运量及对籽粒贡献率均随着氮肥基追比先升高后降低,在氮肥基追比为7颐3时达到最大。大麦籽粒产量亦呈现相同的趋势,以氮肥基追比7颐3处理的产量最高。进一步分析表明,采用合理的氮肥基追比、保持花后较高的光合速率有利于提高花后干物质积累和再分配,最终提高籽粒产量。关键词:啤酒大麦;氮肥基追比;光合作用;干物质分配;产量中图分类号:S512郾3摇摇摇文献标志码:A摇摇摇文章编号:10002030(2009)04000706Effectsofratiosofbasaltotopdressednitrogenonpost鄄anthesisphotosynthesis,drymatterdistributionandgrainyieldinmaltingbarleySHENHui鄄quan1,CAIJian2,CHENHe1*,CHENXiao鄄jing1,TAOHong1,JIANGDong2,DAITing鄄bo2,CAOWei鄄xing2(1.YanchengAgriculturalSciencesResearchInstitute,Yancheng224002,China;2.KeyLaboratoryofCropPhysiologyandEcologyinSouthernChina,MinistryofAgriculture,NanjingAgriculturalUniversity,Nanjing210095,China)Abstract:Twomaltingbarleycultivars,Supi3andDan2,wereplantedintwoeco鄄sites,NanjingandYancheng,JiangsuProv鄄ince.Atatotalnitrogendoseof225kg·hm-2,splitnitrogenapplicationeffectswerestudiedonpost鄄anthesisphotosynthesisrate,chlorophyllcontent,drymatteraccumulationandredistributionandgrainyield.ThepenultleafphotosyntheticrateandLAIgener鄄allyincreasedwithincreasingratioofbasaltotopdressednitrogen,andreachedthemaximumvaluesattheratioof7颐3,andthendecreased.Thesameresponsesofyieldandamountofpost鄄anthesisaccumulateddrymattertransferredtograintoratioofbasaltotopdressednitrogenwereobserved.Further,ahighphotosyntheticratebenefitedtheaccumulationandredistributionofdrymatteraftert鄄anthesis,whichcontributedtoahighgrainyieldunderanappropriateratioofbasaltotopdressednitrogen.Keywords:maltingbarley;ratioofbasaltotopdressednitrogen;photosynthesis;drymatterdistribution;grainyield中国是世界大麦生产与消费大国,且主要以进口啤酒大麦满足啤酒工用的需求。因此,急需提高大麦产量,以改善我国大麦依赖进口的局面。氮肥是提高农作物产量最重要的农艺措施之一[1-2],国内外在不同施氮水平、施氮时期及氮肥基追比等对作物产量影响方面已有较多的报道[3-6]。随着施氮水平的提高,小麦净光合速率的平均值和峰值呈先升高后降低的趋势[7];将追氮时期适当推迟至拔节期及加大追氮比例,可以提高小麦光合速率,并促进营养器官贮存性同化物在开花后向籽粒中的运转[8];小麦生育后期追施氮肥可以改善旗叶光合性能,增加光合产物的积累[9]。但迄今为止,氮肥基追比调控啤酒大麦籽粒产量的报道甚少。为此,本研究以两个啤酒大麦品种为材料,探讨氮肥基追比例对大麦叶片光合作用和植株干物质再分配及产量的影响,为进一步提高啤酒大麦产量提供理论依据与技术支持。收稿日期:20090107基金项目:教育部新世纪人才资助计划项目(NCET060493)作者简介:沈会权,助研,主要从事大麦育种与栽培技术研究,E鄄mail:jsycshq@163郾com。*通讯作者:陈和,研究员,主要从事大麦育种与栽培技术研究,Tel:[phone],E鄄mail:ycchenhe@163郾com。1摇材料与方法1郾1摇试验设计摇摇试验于2005至2006年生长季分别在江苏省农业科学院和江苏省盐城农业科学研究所进行,前茬均为水稻,两试验点土壤营养状况见表1。供试品种为苏啤3和单2。苏啤3为矮秆,株高比半矮秆单2矮10~15cm。氮肥为尿素,总施氮量为纯氮225kg·hm-2,于播种前基施和拔节期追肥,南京设5个基追比处理:N(5颐5)、N(6颐4)、N(7颐3)、N(8颐2)、N(10颐0),盐城设4个处理:N(5颐5)、N(6颐4)、N(7颐3)、N(10颐0)。基施P2O5150kg·hm-2,K2O120kg·hm-2。试验为随机区组设计,小区面积9m2,重复3次。人工条播,行距25cm,播量112郾5kg·hm-2,管理同高产大田。表1摇试验土壤营养状况Table1摇Soilnutrientcontentfortheexperiments地点Site有机质/(g·kg-1)Organicmatter碱解氮/(mg·kg-1)Availablenitrogen速效磷/(mg·kg-1)Availablephosphorus速效钾/(mg·kg-1)Availablekalium南京Nanjing30郾289郾750郾479郾6盐城Yancheng19郾670郾644郾892郾71郾2摇测定项目与方法因大麦旗叶面积太小且叶片过窄,因此光合速率、SPAD值及叶绿素荧光参数的测定均选择叶面积更大的倒二叶,于开花始南京点每7d、盐城点每10d测定5张叶片。光合速率测定用LI6400便携式光合作用测定系统(Li鄄CorInc.,美国),选择晴朗的天气于9:30至11:30进行。叶绿素荧光用FMS2调制式荧光测定仪(Hansatech,英国)测定,与光合速率测定同步进行,测定程序参照慈敦伟等[10]的方法。叶绿素含量测定用MinoltaSPAD502叶绿素计(日本)。叶面积指数用AccuPAR80冠层分析仪(DecagonDevices,Inc.,Pullman,WA,美国)测定。数据统计分析采用ANOVA和Duncan忆sSSR。2摇结果与分析2郾1摇氮肥基追比对大麦花后叶片光合速率(Pn)的影响摇摇从图1可见,大麦叶片Pn在开花后呈逐步下降趋势,且灌浆前中期Pn下降速率较缓慢,下降图1摇氮肥基追比对南京(左)和盐城(右)啤酒大麦花后叶片光合速率的影响Fig郾1摇EffectsofratiosofbasaltotopdressednitrogenonPnofthepenultleafofmaltingbarleyafteranthesisinNanjing(left)andYancheng(right)8摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇南摇京摇农摇业摇大摇学摇学摇报摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇第32卷1~4滋mol·m-2·s-1,灌浆后期Pn(南京点花后21d和盐城点花后20d)值较小,下降较快,下降4~7滋mol·m-2·s-1。表明花后光合同化物的积累主要集中在灌浆前中期。叶片Pn对氮肥基追比处理响应十分明显,在灌浆不同时期各处理间差异表现也不一致。在南京点灌浆前中期(花后0~14d),两品种叶片Pn随氮肥基追比例的增加呈先增大后下降趋势,并以N(7颐3)处理为最高且显著高于其他处理;花后21d以N(6颐4)最高,花后28dPn随氮肥基追比例增大而下降。盐城点花后0~10d处理间叶片Pn以N(7颐3)最高,而花后20d以N(6颐4)最高,花后30dPn随氮肥基追比例增大而下降。表明本试验条件下,氮肥后移能延缓花后叶片光合作用降低;而氮肥适当后移有利于保持灌浆前中期较高的叶片光合速率,有利于光合同化物的积累,最终提高籽粒产量。另外,两地点两品种各处理表现极显著差异(P0郾01),两地点也呈极显著差异(P0郾01),且开花期盐城Pn高于南京,而品种间差异不显著。2郾2摇氮肥基追比对大麦花后叶片SPAD值的影响大麦叶片SPAD值从开花期开始一直呈下降趋势,且下降速率较光合速率缓慢,前中期和后期SPAD下降值均为2~5(图2)。南京点各时期各处理间花后叶片SPAD值随氮肥基追比例增大而降低,盐城点和南京点变化趋势一致。表明氮肥后移有利于花后保持较高叶绿素含量。另外,处理间和地点间差异达极显著水平(P0郾01),但品种间差异不显著。图2摇氮肥基追比对南京(左)和盐城(右)啤酒大麦花后叶片SPAD值的影响Fig郾2摇EffectsofratiosofbasaltotopdressednitrogenonSPADvalueofthepenultleafofmaltingbarleyafteranthesisinNanjing(left)andYancheng(right)2郾3摇氮肥基追比对大麦花后叶面积指数(LAI)的影响花后大麦LAI呈快速下降趋势(图3)。南京点LAI从处理N(5颐5)至N(7颐3)逐渐增大,N(7颐3)至N(10颐0)逐渐下降,在处理N(7颐3)时达到最大值,且N(7颐3)与其他处理差异极显著。盐城点和南京点变化趋势一致,处理N(7颐3)的LAI值也显著高于其他处理。氮肥后移不足或过多都不利于叶面积指数的提高,不利于合理大群体的形成,表明了氮肥基追比对LAI的影响是导致最终产量差异的另一个因素。另外,两地点间表现出极显著差异,且开花期盐城LAI较南京高(P0郾01),而品种间没有显著差异。9第4期摇摇摇摇摇沈会权,等:氮肥基追比对啤酒大麦花后叶片光合特性、干物质分配及产量的影响图3摇氮肥基追比对南京(左)和盐城(右)啤酒大麦花后叶面积指数的影响Fig郾3摇EffectsofratiosofbasaltotopdressednitrogenonLAIofmaltingbarleyafteranthesisinNanjing(left)andYancheng(right)2郾4摇氮肥基追比对大麦花后干物质再分配的影响由表2可见,大麦花后干物质积累量(APA)和APA对籽粒贡献率(CAPA)处理间差异均达极显著水平(P0郾01),而花前营养器官干物质贮藏转运量(RAP)处理间差异不显著,但RAP对籽粒贡献率(CRAP)处理间差异达极显著(P0郾01)。表明氮肥基