【摘 要】
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长江中下游种植区作为我国最大的弱筋小麦生产优势区,该区域小麦的单产和氮素利用效率一直较低,因此揭示该区域小麦产量形成和氮素利用生理,以提高品种的氮素利用效率,对实现小麦高产、肥料高效利用具有重要意义。本研究于2018-2020年在具有长江中下游典型气候特征和种植制度的湖北省襄阳市开展,一是对本区主要种植的9个弱筋小麦品种的氮素利用效率进行了综合评价,二是选用两个代表性的弱筋小麦品种宁麦13（N13
【基金项目】
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国家重点研发计划（2016YFD0300206）； 国家自然科学基金项目（31601251）；
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长江中下游种植区作为我国最大的弱筋小麦生产优势区,该区域小麦的单产和氮素利用效率一直较低,因此揭示该区域小麦产量形成和氮素利用生理,以提高品种的氮素利用效率,对实现小麦高产、肥料高效利用具有重要意义。本研究于2018-2020年在具有长江中下游典型气候特征和种植制度的湖北省襄阳市开展,一是对本区主要种植的9个弱筋小麦品种的氮素利用效率进行了综合评价,二是选用两个代表性的弱筋小麦品种宁麦13（N13）和扬麦13（Y13）,通过设置不施氮（N0）、低氮(60 kg N ha-1,N60)、正常施氮(180 kg N ha-1,N180)和高氮(300 kg N ha-1,N300)等4个氮肥处理,研究了弱筋小麦在不同施氮水平下籽粒产量形成和氮素代谢的响应特征,以期阐明弱筋小麦产量形成和氮素利用生理,为弱筋小麦高产高效、优质生产提供理论依据。本研究的主要结果如下:（1）在正常施氮水平下,对9个弱筋小麦品种的籽粒产量、氮肥农学利用率（AE）和氮肥偏生产力（PFP）三个指标进行聚类分析。研究中,我们定义3个指标全部表现为高的品种为氮素利用高效型品种,全部表现为低的品种为氮素利用低效型品种,其他为氮素利用中效型品种。分析结果表明,鄂麦251（E251）、生选6号（SX6）和郑麦103（Z103）为高效型品种;鄂麦580（E580）、宁麦13（N13）、扬麦13（Y13）、扬麦15（Y15）和扬麦20（Y20）为中效型品种;皖西麦0638（WX）为低效型品种。通过对各品种的其他生理和农艺指标进行比较发现,可用于弱筋小麦氮素利用评价的生理指标有PFP、AE、氮素生理利用率（PE）、氮肥回收利用率（RE）以及总氮素积累量（TN）;农艺指标有干物质积累量、收获指数（HI）、株高,以及拔节、开花和灌浆期的叶面积指数（LAI）。（2）施氮量对N13和Y13的产量、干物质积累量有显著影响。两个品种的籽粒产量和干物质积累量均随着施氮量的增加而增加,且不同处理间的差异均达显著水平。施氮量对产量构成也有显著影响,随着施氮量增加,单位面积穗数和穗粒数均呈现增加趋势,千粒重呈现先增加后减少的趋势。由此可知,增施氮肥对籽粒产量的影响主要通过增加穗数和穗粒数来实现。从干物质积累和转运的角度来看,增施氮肥明显增加了N13和Y13的SAPD、LAI、光照截获率（LIR）,延长了叶片的功能持续期,提高了光能利用率,促进了干物质的积累。两品种的收获指数均表现为N13大于Y13,说明N13的干物质转运能力强于Y13。（3）施氮量对小麦的氮素积累、氮素利用效率、谷氨酰胺合成酶（GS）活性、可溶性蛋白（SP）含量都有显著影响。N13和Y13在开花期和成熟期各器官氮素积累量以及总氮积累量都随着施氮量增加而明显增加,且Y13的各器官氮素积累量都高于N13,表明Y13的氮素积累能力强于N13。与此同时,氮肥籽粒生产效率（NUEg）、氮肥干物质生产效率（NUEb）、PFP、RE在两年度间均表现为随施氮量的增加而降低,这说明增加施氮量不利于氮肥的吸收和利用。从品种间来看,N13在不同氮肥处理下平均的NUEg和氮素收获指数（NHI）分别比Y13高3.78 kg kg-1和1.94%,而NUEb却比Y13低3.12 kg kg-1,说明N13的氮素向籽粒的转运能力强于Y13。此外,随着施氮量的增加,N13的GS活性和SP含量均呈现增加趋势,由此可见,增施氮肥对N13产量的影响与其灌浆期间GS活性增加密切相关。（4）施氮量对籽粒蛋白含量有一定调控作用,但对直链淀粉含量的调控作用不明显。施氮对籽粒蛋白含量的影响达到了显著水平,其中N180和N300处理下N13和Y13的籽粒蛋白含量显著高于N0和N60处理。
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