水氮互作對胡麻干物質生產和產量的影響

崔紅艷,方子森

(甘肅省干旱生境作物學重點實驗室,甘肅農業大學 農學院,蘭州 730070)

?

水氮互作對胡麻干物質生產和產量的影響

崔紅艷,方子森*

(甘肅省干旱生境作物學重點實驗室,甘肅農業大學 農學院,蘭州 730070)

摘要:以‘隴亞雜1號’胡麻為試驗材料,設計田間水(主區)、氮(副區)兩因子裂區試驗,水分設置分莖水(60 mm,W1)、分莖水+開花水(W2,60 mm+40 mm)、分莖水+現蕾水+開花水(W3,60 mm+40 mm+40 mm)3個處理,施純氮量設置0(N1)、75.0(N2)、112.5(N3)、150.0(N4) kg·hm-2共4個水平,考察水氮互作對胡麻干物質積累與分配以及籽粒產量的影響,探討不同水氮配合下胡麻的增產機制。結果顯示:(1)灌溉量和施氮量對胡麻主要生育時期的干物質積累與分配有顯著影響,胡麻籽粒產量的水氮互作效應達到極顯著水平,其中水分效應大于氮肥效應。(2)同一施氮量水平下,W2處理明顯增加了胡麻成熟期籽粒的干物質分配量和花后干物質同化量對籽粒的貢獻率,且籽粒產量顯著高于其他處理10.51%～27.99%。(3)灌水量相同條件下,開花后干物質同化量對籽粒的貢獻率以N3水平的最高,顯著高于其他施氮水平7.90%～42.43%;在W2、W3處理下,施氮水平為N3時胡麻籽粒產量最高,但施氮量過多,籽粒產量反而顯著下降7.96%～9.62%。研究表明,水氮協調在胡麻干物質積累和分配中起著關鍵的作用,而干物質的積累和分配又與籽粒產量密切相關;在本試驗條件下,施純氮量為112.5 kg·hm-2、全生育期在分莖期和開花期灌2次水(60 mm+40 mm)處理為胡麻節水減氮較為適宜的水氮組合。

關鍵詞:胡麻;灌水模式;施氮量;干物質積累;干物質分配;籽粒產量

胡麻(LinumusitatissimumLinn.)又稱油用亞麻,具有較強的耐旱、耐寒、耐瘠薄和適應性廣等特性,是中國北方干旱半干旱地區的重要油料作物和經濟作物[1]。中國胡麻種植面積近70萬hm2,主要分布于甘肅、河北、山西、內蒙古、寧夏、新疆等省份,西藏、云南、貴州、廣西、山東等地也有零星種植[2]。中國胡麻主產區水資源隨年份和季節變化較大,7～9月的降雨量占全年總降雨量的55%,降雨對水分的供應與作物對水分的需求不協調,春旱和伏旱時常發生,致使胡麻籽粒產量低而不穩[3-4]。同時,胡麻是需氮肥較多而不耐高氮的作物,合理的施用氮、磷、鉀肥是胡麻優質高產栽培的關鍵[5-6]。但近年來在胡麻種植方面仍存在施肥不科學問題,普遍存在偏施氮肥的現象,而且當地水資源嚴重短缺,不合理灌溉制度(主要指灌溉量和灌溉方法)使作物水分利用效率較低,造成水肥資源浪費和環境污染。因此,如何緩解不合理灌溉和過量施肥與資源短缺的矛盾,協調胡麻生長與產量之間的均衡發展,對于實現胡麻高產高效種植具有重要意義。

干物質生產是作物產量形成的基礎,胡麻籽粒產量形成的過程實際上就是干物質生產與分配的過程。各種農藝措施對作物產量的影響大多與干物質積累特點及其轉化效率有關,干物質積累與合理分配是提高作物產量的關鍵[7]。水分和氮素是影響農業生產和作物生長的兩個重要因素,合理灌溉與施氮是作物增產的主要手段[8]。研究表明,水與氮存在明顯互作效應,土壤的水分狀況會影響作物對養分的吸收和利用,適當增施氮肥可以在一定程度上減小土壤水分不足對產量造成的負效應,達到“以肥補水、以水調肥”的效果[9-11]。王李芳等[12]研究認為,只有在適當灌水、施氮條件下,烤煙干物質積累最快,而且能夠實現優質豐產。Mhammod等[13]研究發現,水肥配合施用有利于提高馬鈴薯的水肥利用率,從而提高馬鈴薯的產量。土壤水分與氮肥對作物的干物質積累、運轉和產量形成等具有協同作用,是優質高產栽培中的主要農藝措施[14]。迄今為止,有關水分和氮素對作物干物質生產和產量的影響已有大量報道[15-17],但水氮互作對胡麻干物質積累、分配以及籽粒產量影響的研究報道較少。本試驗研究了水氮互作條件下胡麻干物質積累分配規律的變化及其籽粒產量響應效應,進一步分析了胡麻干物質生產與籽粒產量的關系,為優化當地胡麻生產的灌溉和施肥技術提供科學參考。

1材料和方法

1.1試驗地概況

試驗于2014年3～8月在甘肅省蘭州市榆中縣三角城鄉(92°13′～108°46′E,32°11′～42°57′N)良種繁育場進行。試驗區地處黃土高原丘陵溝壑區,海拔1 875 m,年平均氣溫7 ℃,年日照時數2 563 h,無霜期146 d,年降雨量382 mm,年蒸發量1 341 mm。試驗地為平地,前茬為小麥,常年精耕細作,土質較好,肥力中等。試驗地土壤屬沙壤土,胡麻播種前試驗田0～20 cm土層土壤養分含量為:有機質16.50 g·kg-1,全氮1.12 g·kg-1,全磷0.80 g·kg-1,全鉀20.11 g·kg-1,堿解氮59.26 mg·kg-1,速效磷13.11 mg·kg-1,速效鉀125.34 mg·kg-1,pH 7.69。

1.2試驗設計

試驗采用完全裂區設計,主區為灌溉量,設分莖期、現蕾期、開花期3個灌水時期,分莖期灌水60 mm,現蕾期和開花期均灌水40 mm,由此構成3個灌溉量水平:60 mm(W1,分莖水)、100 mm(W2,分莖水+開花水)和140 mm(W3,分莖水+現蕾水+開花水),用水表計算灌水量。副區為施氮量,設4個水平,純氮施用量分別為:0(N1)、75(N2)、112.5

表1　胡麻水氮互作試驗方案

(N3)和150(N4) kg·hm-2。試驗共組成12個水肥處理組合(表1),每處理重復3次。小區面積 20 m2(4 m×5 m),播種密度為750萬株·hm-2,人工條播,播深3 cm,行距20 cm。為消除小區間的水分和氮素移動,主區之間設2 m人行道,副區之間設1 m人行道。氮肥的2/3作為基施(播種前施用),1/3于現蕾前追施;其他基肥用量為P2O575 kg·hm-2,K2O 53 kg·hm-2。所施肥料為尿素(含N 46.4%)、磷酸二銨(含P2O546%,N 18%)、硫酸鉀(含K2O 52%)。供試胡麻品種為‘隴亞雜1號’,3月22日播種,8月7日收獲。田間管理同當地大田生產。2014年胡麻生育期間總降雨量為274.6 mm。

1.3測定項目及方法

1.3.1地上部干物質積累量于胡麻幼苗期(4月19日)、分莖期(5月13日)、現蕾期(5月30日)、開花期(6月15日)和成熟期(8月7日),分別在每個小區選取具有代表性且長勢基本一致的植株20株(地上部)帶回實驗室。前3個生育時期留取整株樣品,開花期和成熟期將植株分為籽粒、葉片、主莖+分枝+果殼3部分,于105 ℃恒溫箱中殺青30 min,而后將溫度降至80 ℃烘干6～8 h至恒重,測定干物重(干物質積累量,D)[18]。并依據如下公式計算相關指標:

各生育階段干物質積累量=階段末干物質積累量-階段初干物質積累量[19]

各器官的干物質分配比例(%)=各器官的干物質積累量/植株地上部干物質積累量×100[20]

營養器官開花前貯藏同化物轉運量=開花期干重-成熟期干重[21]

營養器官開花前貯藏同化物轉運率(%)=(開花期干重-成熟期干重)/開花期干重×100[21]

開花后同化物輸入籽粒量=成熟期籽粒干重-營養器官花前貯藏物質轉運量[21]

開花前營養器官貯藏同化物轉運量對籽粒產量的貢獻率(%)=開花前營養器官貯藏物質轉運量/成熟期籽粒干重×100[21]

開花后干物質積累量對籽粒產量的貢獻率(%)=開花后同化物輸入籽粒量/成熟期籽粒干重×100[21]

1.3.2籽粒產量及其構成因子測定收獲時在每個小區中隨機取樣30株,帶回實驗室進行考種。分別測定單株有效果數、果粒數、千粒重和單株產量。收獲時按小區單打單收,曬干后稱取胡麻籽粒重量,測得小區實際產量。

1.4數據分析

采用Microsoft Excel 2003和SPSS 17.0統計軟件進行數據處理和差異顯著性分析。

2結果與分析

2.1水氮處理對胡麻各生育階段干物質積累量的影響

胡麻地上部干物質總重隨發育進程不斷增加,且前期增長比較緩慢,現蕾期以后增加迅速,在成熟期達到最大值(表2)。分莖期以前,胡麻干物質積累量受施氮水平的影響較大,隨氮肥施用量的增加干物質積累量逐漸增加。分莖期至現蕾期,不同水分條件下,W3處理的干物質積累量最大,比W1、W2處理分別顯著增加6.78%和4.96%;從不同施氮水平來看,除W1處理外胡麻的干物質積累量表現為N4>N3>N2>N1,但處理之間差異不顯著?，F蕾期以后,隨著植株生長進程加快,干物質積累量迅速增大,且水分管理和氮肥運籌對干物質積累存在極顯著的交互效應(P<0.01)。就開花期至成熟期的干物質積累量而言,隨施氮量增加而增大,至N3水平時達到最高,隨之下降,N3的干物質積累量分別比N1、N2、N4高出27.32%、13.71%、9.03%;在相同氮肥水平下不同灌水處理間比較,W2處理的干物質積累量最高,顯著高于W1、W3處理15.61%、6.23%,這表明水氮能協同促進胡麻植株干物質的積累,且W2處理與N3氮肥運籌措施配合較好,明顯提高了現蕾期后的胡麻植株的干物質積累量。

2.2水氮處理對胡麻成熟期干物質在各器官中分配的影響

由表3可以看出,不同水氮處理下胡麻成熟期干物質在各器官中的分配量及比例均表現為:籽粒>主莖+分枝+果殼>葉片,這表明籽粒在干物質的分配上占有絕對優勢。各灌水處理間比較,成熟期的單株干重以W2處理最高,分別顯著高于W1、W3處理9.10%和2.16%。成熟期籽粒的干物質分配比例以W2處理最大,W1處理次之,兩者分別比W3處理顯著增加了9.71%和5.62%;葉片的干物質分配比例隨灌水量的增加而增大,而主莖+分枝+果殼的干物質分配比例則呈現相反的趨勢(W1>W2>W3),且差異顯著,這表明W2處理降低了干物質在主莖+分枝+果殼的分配比例,從而增加了籽粒的干物質分配量和分配比例,有利于籽粒產量的提高。同一灌溉水平下不同施氮量處理間比較,成熟期單株干重表現為N3>N4>N2>N1;籽粒和葉片的分配量和分配比例的變化趨勢完全一致,均隨施氮量增加而先增大后減小,并在N3水平時達到最大;而主莖+分枝+果殼的分配量則隨氮肥施用量的增加而持續增大,說明N3水平施氮量對成熟期干物質在籽粒和葉片中的分配有明顯的調控效應。方差分析表明,灌水處理和施氮水平對成熟期單株干重以及干物質在各器官中的分配均存在極顯著的交互效應(P<0.01)?？梢?合理的水氮處理可減少干物質在莖葉等器官中的滯留,促進干物質向籽粒中的分配。

表2　不同水氮處理下胡麻不同生育階段干物質積累量

注:WiNj 表示水氮處理組合,W1～W3和N1～N4分別表示各水平水分處理和氮肥處理的平均值。同列數據后不同小寫字母表示處理間有顯著差異(P<0.05)。下同。

Note:WiNj indicates the treatment combination of water and nitrogen,and introduction of treatments W1to W3and N1to N4are the average of different levels of water and nitrogen,respectively.Different letters within same column indicate significant difference among treatments(P<0.05).The same as below.

表3　不同水氮處理下胡麻成熟期干物質在不同器官中的分配

2.3水氮處理對胡麻開花后干物質積累和轉運的影響

由表4可知,不同水氮處理下,W2N3處理開花后干物質積累量和同化物對籽粒的貢獻率均達到最高。隨著灌水量的增加,營養器官開花前貯藏同化物轉運量逐漸減少,而營養器官開花前貯藏同化物轉運率和開花前貯藏同化物對籽粒貢獻率的變化趨勢一致,呈現出先降后升的趨勢,開花后干物質積累量和同化量對籽粒的貢獻率均以W2處理的最高,分別比W1處理增加22.76%、22.46%,比W3處理增加5.98%、6.43%,且差異達到顯著水平。同一灌溉水平下不同施氮量處理間比較,營養器官開花前貯藏同化物轉運量和轉運率隨施氮量的增加呈先降后升的變化趨勢;在W1處理下,開花前貯藏同化物對籽粒貢獻率以N2處理的最高,而在W2、W3處理下,N1處理的顯著高于其他施氮水平17.61%～63.39%;開花后干物質積累量和同化量對籽粒的貢獻率均以N3處理的最高,在W1、W3處理下顯著高于其他施氮水平6.32%～47.83%和8.39%～42.43%,在W2處理下,N3的開花后干物質積累量與N4處理之間無顯著差異,但開花后干物質同化量對籽粒的貢獻率較N4處理顯著增加7.90%。不同灌水處理和施氮水平對胡麻開花后營養器官干物質再分配量和開花后積累量影響的差異均達到極顯著水平,且表現出極顯著的交互效應(P<0.01)。這說明W2N3處理能顯著提高胡麻開花后干物質的積累能力,促進花后同化物向籽粒的轉運,為胡麻高產奠定基礎。

2.4水氮處理對胡麻籽粒產量及其構成因子的影響

不同水氮處理對胡麻籽粒產量構成因子有較大的影響,其中W2N3處理的影響最為明顯(表5)。不同灌水處理間比較,胡麻的單株有效果數、果粒數和千粒重以及單株產量均表現為W2>W3>W1,且達到顯著差異水平。同一灌溉水平下不同施氮量處理間比較,胡麻的單株有效果數和果粒數表現為N3>N4>N2>N1;胡麻的千粒重在W1處理下隨施氮量的增加而逐漸增加但處理間差異不顯著,而在W2、W3處理下以N3水平的最大,施用過多氮肥時會使千粒重不同程度的下降,降幅達2.29%～11.83%,尤其是在W3處理下達到顯著水平(P<0.05);單株產量隨氮肥施用量的增大而先增后降,并以N3水平的最大,且N4在W3處理下比N3顯著降低39.17%。

表4　不同水氮處理下胡麻開花后營養器官干物質再分配量和開花后積累量

注:DMTAA.營養器官開花前貯藏同化物轉運量;DMTRA.營養器官開花前貯藏同化物轉運率;CDMTAATG.開花前貯藏同化物對籽粒貢獻率;DMAAA.開花后干物質積累量;CDMAAATG.開花后干物質同化量對籽粒的貢獻率。

Note:DMTAA.Dry matter translocation amount after anthesis;DMTRA.Dry matter translocation ratio after anthesis;CDMTAATG.Contribution of dry matter translocation amount to grains after anthesis;DMAAA.Dry matter accumulation amount after anthesis;CDMAAATG.Contribution of dry matter assimilation amount to grains after anthesis.

表5　不同水氮處理下胡麻籽粒產量構成因子

另外,胡麻籽粒產量以W2N3處理最高,為最佳的水氮耦合方式,顯著促進高產形成。各灌水處理的籽粒產量以W2最高,分別顯著高于W1、W3處理27.99%、10.51%。同一灌溉水平下不同施氮量處理間而言,籽粒產量在W1處理下表現為N4>N3>N2>N1,但N3與N4處理間差異不顯著;在W2、W3處理下,籽粒產量隨氮肥施用量的增大而呈先升后降的變化趨勢,并在N3水平達到最高,N4水平比N3水平顯著降低7.96%～9.62%。方差分析表明,胡麻的籽粒產量及其構成因子的水氮互作效應均達到極顯著水平,即水氮的協同配合與胡麻籽粒產量的增加有著緊密的聯系。

3討論

農作物干物質的積累、分配、運轉對產量形成的影響已受到人們廣泛重視[22-23]。干物質和養分積累是作物器官分化、產量形成的前提,養分吸收是干物質形成和累積的基礎,干物質積累越多,籽粒產量也就越高[24]。因此,提高干物質的生產能力是增加胡麻籽粒產量的根本途徑。本試驗結果表明,不同施氮水平對胡麻生育前期干物質積累的影響較小,這可能由于不灌水使胡麻生育前期受水分脅迫的影響限制了氮肥效應的發揮,而在分莖后,隨著植株生長進程加快,增加灌水對各施氮處理胡麻干物質積累有明顯的促進作用,且水分管理和氮肥運籌對干物質積累存在極顯著的交互效應,這表明水肥結合能滿足胡麻生長發育需求,從而提高了胡麻植株的干物質積累量,這與謝志良等[25]在棉花上的研究結果一致。張均華等[26]研究認為,作物開花前合成的同化物約3%～30%轉運到籽粒,但不同作物類型、不同生長環境條件下同化物轉運量有很大差異。何軍等[27]指出,節灌模式下施肥量的增加可以起到以肥補水的作用,促進了水稻根、莖部分干物質向籽粒的分配。本研究中,在相同施氮水平下,W2處理較大地提高了胡麻成熟期籽粒干物質的分配量和分配比例以及花后干物質同化量對籽粒的貢獻率;同一灌溉水平下不同施氮量處理間比較,籽粒干物質的分配量和分配比例均隨施氮量增加而增大,至N3水平時達到最大,隨后下降,而開花后干物質同化量對籽粒的貢獻率以N3水平的最高,顯著高于其他施氮水平7.90%～42.43%?？梢?合理的水氮處理可減少干物質在莖葉等器官中的滯留,促進花后同化物向籽粒的轉運,為胡麻高產奠定基礎。

有研究報道,水氮互作在對農作物籽粒產量的調控中存在互補效應,增加施氮量可補償因灌水不足導致的籽粒產量降低[28-29]。但Shaaban[30]指出,水分效應在灌水與氮肥對籽粒的影響中起主導作用,而氮肥對灌水的補償效應甚微。本研究結果表明不同灌水模式下施氮量對胡麻籽粒產量的影響比較明顯,施氮量和灌水量對胡麻籽粒產量產生調控與互補效應,且水分效應大于氮肥效應,施氮量對灌溉量有補償效應。在W1處理下,施氮量的增加可極顯著提高胡麻籽粒產量,但施氮量過高時增產效果不明顯;在W2、W3處理下,施氮水平為N3時胡麻籽粒產量達到最大,繼續增加施氮量,籽粒產量卻不升反降,降幅達7.96%～9.62%。隨著施氮水平的提高,灌溉量引起的胡麻籽粒產量差異并不一致,以W2處理的最高,顯著高于其他處理10.51%～27.99%。本試驗條件下水氮配比為W2N3的處理籽粒產量最高,較其他處理顯著增產7.96%～83.35%?？梢?在胡麻生產管理中,盲目增加灌水量或者增施氮肥,并不能得到理想的籽粒產量,而合理的水氮搭配促進了胡麻植株對土壤水氮的有效利用,不僅能保證胡麻籽粒產量增加,還可減少資源浪費。

綜上所述,灌溉量和施氮量對胡麻主要生育期的干物質積累與分配及籽粒產量有顯著影響,胡麻籽粒產量的水氮互作效應達到極顯著水平,其中水分效應大于氮肥效應。在相同施氮水平下,適宜灌水處理(W2)明顯提高了胡麻成熟期籽粒干物質的分配量和分配比例以及花后干物質同化量對籽粒的貢獻率,且籽粒產量顯著高于其他處理10.51%～27.99%。同一灌溉水平下不同施氮量處理間比較,開花后干物質同化量對籽粒的貢獻率以N3水平的最高,顯著高于其他施氮水平7.90%～42.43%,在灌水量較適宜和較高條件下(W2、W3),施氮水平為N3時胡麻籽粒產量達到最高,繼續增加施氮量,籽粒產量反而顯著下降,降幅達7.96%～9.62%。水氮協調在胡麻干物質積累和分配中起著關鍵的作物,而干物質的積累和分配又與籽粒產量及其構成因子密切相關。從產量效應、資源利用和環境等綜合效應方面考慮,在當地地域氣候條件下,施氮量為112.5 kg·hm-2、全生育期在分莖期和開花期灌兩次水為胡麻節水減氮較為適宜的水氮組合。

參考文獻:

[1]吳兵,高玉紅,趙利,等.舊膜再利用方式對旱地胡麻干物質生產及水分利用效率的影響[J].中國生態農業學報,2012,20(11):1 457-1 463.

WU B,GAO Y H,ZHAO L,etal.Effects of used plastic film disposal patterns on dry matter production and water use efficiency of oil flax in arid areas[J].ChineseJournalofEco-Agriculture,2012,20(11):1 457-1 463.

[2]羅世武,王勇,岳國強,等.不同施肥水平與方法對胡麻的增產效應[J].現代農業科技,2009,15:10-12.

LUO S W,WANG Y,YUE G Q,etal.Effects of different fertilization level and methods on yield increase of oil flax[J].ModernAgriculturalScienceandTechnology,2009,15:10-12.

[3]張雷,李小燕,牛芬菊,等.旱地微壟地膜覆蓋溝播栽培對土壤水分和胡麻產量的影響[J].作物雜志,2011,(4):95-97.

ZHANG L,LI X Y,NIU F J,etal.Effects of upland micro-ridges half covering planting on soil moisture and flax yield[J].Crops,2011,4:95-97.

[4]王改玲,李立科,郝明德,等.長期施肥及不同施肥條件下秸稈覆蓋、灌水對土壤酶和養分的影響[J].核農學報,2012,26(1):129-134.

WANG G L,LI L K,HAO M D,etal.Effect of long-term fertilization,stubble mulch and irrigation under different fertilization on soil enzyme and soil nutrients[J].JournalofNuclearAgriculturalSciences,2012,26(1):129-134.

[5]索全義,郝虎林,索風蘭,等.磷鉀化肥對胡麻產量形成的影響[J].內蒙古農業科技(土肥專輯),2002:18-19.

SUO Q Y,HAO H L,SUO F L,etal.The effect of nitrogen and phosphorus fertilizers on yield formation of oil flax[J].InnerMongoliaAgriculturalScienceandTechnology(Soil and Fertilizer Album),2002:18-19.

[6]崔紅艷,方子森,?？×x.胡麻栽培技術的研究進展[J].中國農學通報,2014,30(18):8-13.

CUI H Y,FANG Z S,NIU J Y.Advances in the research of oil flax[J].ChineseAgriculturalScienceBulletin,2014,30(18):8-13.

[7]孔麗紅,趙玉路,周福平.簡述小麥干物質積累運轉與高產的關系[J].山西農業科學,2007,35(8):6-8.

KONG L H,ZHAO Y L,ZHOU F P.The relations of the high production and the wheat dry matter accumulation and the revolution[J].JournalofShanxiAgriculturalSciences,2007,35(8):6-8.

[8]劉世全,曹紅霞,楊慧,等.水氮供應與番茄產量和生長特性的關聯性分析[J].中國農業科學,2014,47(22):4 445-4 452.

LIU S Q,CAO H X,YANG H,etal.The correlation analysis between tomato yield,growth characters and water and nitrogen supply[J].ScientiaAgriculturaSinica,2014,47(22):4 445-4 452.

[9]王紹華,曹衛星,丁艷峰,等.水氮互作對水稻氮吸收與利用的影響[J].中國農業科學,2004,37(4):497-501.

WANG S H,CAO W X,DING Y F,etal.Interactions of water management and nitrogen fertilizer on nitrogen absorption and utilization in rice[J].ScientiaAgriculturaSinica,2004,37(4):497-501.

[10]謝英荷,粟麗,洪堅平,等.施氮與灌水對夏玉米產量和水氮利用的影響[J].植物營養與肥料學報,2012,18(6):1 354-1 361.

XIE Y H,SU L,HONG J P,etal.Effects of nitrogen application and irrigation on grain yield,water and nitrogen utilizations of summer maize[J].PlantNutritionandFertilizerScience,2012,18(6):1 354-1 361.

[11]鄭睿,康紹忠,胡笑濤,等.水氮處理對荒漠綠洲區釀酒葡萄光合特性與產量的影響[J].農業工程學報,2013,29(4):133-141.

ZHENG R,KANG S Z,HU X T,etal.Effects of water and nitrogen conditions on the diurnal variation of photosynthesis characteristic and yield of grapevine in arid oasis region[J].TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineering,2013,29(4):133-141.

[12]王李芳,劉國順,張永輝,等.水氮耦合對烤煙干物質積累及產質量的影響[J].作物研究,2011,25(1):51-55.

WANG L F,LIU G S,ZHANG Y H,etal.Effects of water and nitrogen coupling on dry matter accumulation and yield and quality of flue-cured tobacco[J].CropResearch,2011,25(1):51-55.

[13]MOHAMMOD M J,ZUAQI S.Enhancement of yield and nitrogen and water use efficiencies by nitrogen drip-fertigation of garlic[J].JournalofPlantNutrition,2003,26(9):1 749-1 766.

[14]付雪麗,王晨陽,郭天財,等.水氮互作對小麥籽粒蛋白質、淀粉含量及其組分的影響[J].應用生態學報,2008,19(2):317-322.

FU X L,WANG C Y,GUO T C,etal.Effects of water-nitrogen interaction on the contents and components of protein and starch in wheat grains[J].ChineseJournalofAppliedEcology,2008,19(2):317-322.

[15]董劍,趙萬春,高翔,等.水氮調控對小麥植株干物質積累、分配與轉運的影響[J].華北農學報,2012,27(3):196-202.

DONG J,ZHAO W C,GAO X,etal.Effects of irrigation and nitrogen control on accumulation,distribution and transport of dry matter of wheat plant[J].ActaAgriculturaeBoreali-Sinica,2012,27(3):196-202.

[16]孔東,晏云,段艷,等.不同水氮處理對冬小麥生長及產量影響的田間試驗[J].農業工程學報,2008,24(12):36-40.

KONG D,YAN Y,DUAN Y,etal.Field experiment study on growth and yields of winter under different water and nitrogen treatments[J].TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineering,2008,24(12):36-40.

[17]CABANGON R J,TUONG T P,CASTILLO E G,etal.Effect of irrigation method and N-fertilizer management on rice yield,water productivity and nutrient-use efficiencies in typical low land rice conditions in China[J].PaddyWaterEnvironment,2004,2:195-206.

[18]XU Z Z,YU Z W,W D,etal.Nitrogen accumulation and translocation for winter wheat under different irrigation regimes[J].JournalofAgronomyandCropScience,2005,191:439-449.

[19]王桂良,葉優良,李歡歡,等.施氮量對不同基因型小麥產量和干物質累積的影響[J].麥類作物學報,2010,30(1):116-122.

WANG G L,YE Y L,LI H H,etal.Effect of nitrogen fertilizer application on grain yield and dry matter accumulation for different genotypes of winter wheat[J].JournalofTriticeaeCrops,2010,30(1):116-122.

[20]鄭成巖,于振文,馬興華,等.高產小麥耗水特性及干物質的積累與分配[J].作物學報,2008,34(8):1 450-1 458.

ZHENG C Y,YU Z W,MA X H,etal.Water consumption characteristic and dry matter accumulation and distribution in high-yielding wheat[J].ActaAgronomicaSinica,2008,34(8):1 450-1 458.

[21]屈會娟,李金才,沈學善,等.種植密度和播期對冬小麥品種蘭考矮早八干物質和氮素積累與轉運的影響[J].作物學報,2009,35(1):124-131.

QU H J,LI J C,SHEN X S,etal.Effects of plant density and seeding date on accumulation and translocation of dry matter and nitrogen in winter wheat cultivar Lankao Ai-zao 8[J].ActaAgronomicaSinica,2009,35(1):124-131

[22]LAURA ERCOLI,LEONARD LULLI,MARCO MARIOTTI,etal.Post-anthesis dry matter and nitrogen dynamics in durum wheat as affected by nitrogen supply and soil water availability[J].EuropeanJournalofAgronomy,2008,28:138-147.

[23]SAN-OH Y,MANO Y,OOKAWA T,etal.Comparison of dry matter production and associated characteristic between direct-sown and transplanted rice plants in a submerged paddy field and relationship to planting patterns[J].FieldCropsResearch,2004,87:43-58.

[24]王麗梅,李世清,邵明安.水、氮供應對玉米冠層營養器官干物質和氮素累積、分配的影響[J].中國農業科學,2010,43(13):2 697-2 705.

WANG L M,LI S Q,SHAO M A.Effects of N and water supply on dry matter and N accumulation and distribution in maize(ZeamaysL.) leaf and straw-sheath[J].ScientiaAgriculturaSinica,2010,43(13):2 697-2 705.

[25]謝志良,田長彥.膜下滴灌水氮耦合對棉花干物質積累和氮素吸收及水氮利用效率的影響[J].植物營養與肥料學報,2011,17(1):160-165.

XIE Z L,TIAN C Y.Coupling effects of water and nitrogen on dry matter accumulation,nitrogen uptake and water-nitrogen use efficiency of cotton under mulched drip irrigation[J].PlantNutritionandFertilizerScience,2011,17(1):160-165.

[26]張均華,劉建立,張佳寶.施氮量對稻麥干物質轉運與氮肥利用的影響[J].作物學報,2010,36(10):1 736-1 742.

ZHANG J H,LIU J L,ZHANG J B,etal.Effects of nitrogen application rates on translocation of dry matter and utilization of nitrogen in rice and wheat[J].ActaAgronomicaSinica,2010,36(10):1 736-1 742.

[27]何軍,崔遠來,張大鵬,等.不同水肥耦合條件下水稻干物質積累與分配特征[J].灌溉排水學報,2010,29(5):1-5.

HE J,CUI Y L,ZHANG D P,etal.Characteristics of rice dry matter accumulation and distribution under different water and fertilizer treatment[J].JournalofIrrigationandDrainage,2010,29(5):1-5.

[28]郭天財,姚站軍,王晨陽,等.水肥運籌對小麥旗葉光合特性及產量的影響[J].西北植物學報,2004,24(10):1 786-1 791.

GUO T C,YAO Z J,WANG C Y,etal.Effects of irrigation and fertilizer application regimes on photosynthetic characteristics of flag leaves and yield traits of wheat[J].ActaBot.Boreal.-Occident.Sin.,2004,24(10):1 786-1 791.

[29]翟丙年,李生秀.冬小麥水氮配合關鍵期和虧缺敏感期的確定[J].中國農業科學,2005,38(6):1 188-1 195.

ZHAI B N,LI S X.Study on the key and sensitive stage of winter wheat responses to water and nitrogen coordination[J].ScientiaAgriculturaSinica,2005,38(6):1 188-1 195.

[30]SHAABAN S M.Effect of organic and inorganic nitrogen fertilizer on wheat plant under water regime[J].JournalofAppliedScienceResearch,2006,2(10):650-656.

(編輯:裴阿衛)

Effect of Nitrogen and Irrigation Interaction on Dry Matter Production and Grain Yield of Oil Flax under Different Irrigation Modes

CUI Hongyan,FANG Zisen*

(Gansu Provincial Key Laboratory of Arid Land Crop Science,College of Agronomy,Gansu Agricultural University,Lanzhou 730070,China)

Abstract:In order to investigate the production mechanism of oil flax under different coordination with water-nitrogenous fertilizer,we used ‘Longyaza 1’ to as material to elucidate the effects of nitrogen and irrigation interaction on dry matter accumulation,distribution and grain yield of oil flax.The split plot design was employed with main plot of water(W1,irrigation amount was 60 mm at stem stage;W2,irrigated at stem and flowering stage,and irrigation amount was 60 mm and 40 mm;W3,irrigated at stem,squaring and flowering stage,and irrigation amount was 60 mm,40 mm and 40 mm),sub-plot of nitrogen fertilizer(N1,0 kg·hm-2;N2,75.0 kg·hm-2;N3,112.5 kg·hm-2;N4,150.0 kg·hm-2).The results showed that:(1)the irrigation amount and N application rate has a significant effect on dry matter accumulation and distribution,and there was extremely significant interactive effect between irrigation and nitrogen rate on grain yield,moreover,irrigation rate played a more important role than nitrogen rate.(2)Compared with other treatments,dry matter distribution in grains at maturity stage and contribution of dry matter accumulation amount after anthesis to grains under the same N application levels were markedly raised and grain yield was significantly increased by 10.51%-27.99% in W2.(3)The contribution of dry matter accumulation amount after anthesis to grains at N3levels under the same irrigation conditionswas significantly increased by 7.90%-42.43%;at the W2and W3irrigation level,the grain yield of N3treatment was the largest,but over-fertilization of nitrogen caused significantly reduction of yield with a drop of 7.96%-9.62%.Therefore,water and nitrogen coordination played a key role in dry matter accumulation and distribution,which was closely related to the grain yield;the nitrogen rate of 112.5 kg·hm-2,irrigation amount of 60 mm and 40 mm at stem and flowering stage in the whole growth period was optimal combination of irrigation and nitrogen for the higher grain yield of oil flax under the conditions of this experiment.

Key words:oil flax;irrigation amount;nitrogen fertilizer rate;dry matter accumulation;dry matter distribution;grain yield

中圖分類號:Q945.79

文獻標志碼:A

作者簡介:崔紅艷(1989-),女,在讀碩士研究生,主要從事作物作物栽培學與耕作學研究。E-mail:cuihongyan1989@163.com*通信作者:方子森(1958-),男,教授,主要從事大田作物和中草藥栽培研究。E-mail:fangzs@gsau.edu.cn

基金項目:現代農業產業技術體系建設專項資金(CARS-17-GW-9)

收稿日期:2015-10-16;修改稿收到日期:2015-12-27

文章編號:1000-4025(2016)01-0156-09

doi:10.7606/j.issn.1000-4025.2016.01.0156