施氮量对小麦不同生育时期不同器官氮锌吸收、积累与分配的影响

doi:10.15933/j.cnki.1004-3268.2023.03.002

河南农业科学 ›› 2023, Vol. 52 ›› Issue (3): 12-25.DOI: 10.15933/j.cnki.1004-3268.2023.03.002

施氮量对小麦不同生育时期不同器官氮锌吸收、积累与分配的影响

郭芳芳¹，韩亚倩¹，周苏玫¹，杜西河¹，宋淼¹，张洁梅¹，黄源¹，胡乃月¹，臧贺藏²，杨习文¹

（1.河南农业大学农学院/国家小麦工程技术研究中心/省部共建小麦玉米作物学国家重点实验室/河南粮食作物协同创新中心，河南郑州450046；2.河南省农业科学院，河南郑州 450002）

收稿日期:2023-02-15 出版日期:2023-03-15 发布日期:2023-04-14
通讯作者: 杨习文（1975-），男，湖南岳阳人，副教授，博士，主要从事小麦优质高产高效栽培方面的教学科研工作。E-mail：yangxiwen@henau.edu.cn。臧贺藏同为通信作者
作者简介:郭芳芳（1995-），女，河南洛阳人，在读硕士研究生，研究方向：小麦生理生态。E-mail：1208158630@qq.com
基金资助:
国家重点研发计划项目（2022YFD2300802）

Effect of Different N Application Rates on Absorption，Accumulation and Distribution of N and Zn in Different Organs in Wheat at Different Growth Stages

GUO Fangfang¹，HAN Yaqian¹，ZHOU Sumei¹，DU Xihe¹，SONG Miao¹，ZHANG Jiemei¹，HUANG Yuan¹，HU Naiyue¹，ZANG Hecang²，YANG Xiwen¹

（1.College of Agronomy，Henan Agricultural University/National Engineering Research Center for Wheat/Co‑Construction State Key Laboratory of Wheat and Maize Crop Science/Collaborative Innovation Center of Henan Grain Crops，Zhengzhou 450046，China；2.Henan Academy of Agricultural Sciences，Zhengzhou 450002，China）

Received:2023-02-15 Published:2023-03-15 Online:2023-04-14

摘要/Abstract

摘要： 以商麦156（豫审麦201501）、百农418（豫审麦2015014）、百农207（国审麦2013010）和开麦21（豫审麦2011017）4个小麦品种为材料，探讨2019—2021年施氮量［0（N1）、135（N2）、270 kg/hm²（N3）］对小麦不同生育时期不同器官氮锌吸收、积累与分配的影响，揭示不同施氮量下小麦不同生育时期不同器官的氮锌积累量变化规律。结果表明，小麦地上部氮积累量表现为开花期前叶最高；地上部锌积累量表现为拔节期前叶最高，开花期茎最高；地上部氮、锌积累量在灌浆期、成熟期均为穗部籽粒最高；根氮积累量在返青期前集中于初生根，返青期后逐渐转入次生根；根锌积累量在冬前期前集中于初生根，冬前期后逐渐转入次生根；不同器官在不同生育时期对氮锌的吸收具有协同效应；增施氮肥可显著提高不同生育时期不同器官中氮锌积累量。N1、N2、N3处理不同营养器官对籽粒氮的贡献率之和分别为84.32%、77.36%、91.32%，穗上、中、下部籽粒通过再分配获得的锌分别占穗上、中、下部籽粒总锌吸收量的35.68%、32.87%、34.50%。在施氮量小于270 kg/hm2 时，生育前中期氮锌积累量主要集中于根、叶、茎、颖壳等器官中，生育后期通过再分配转移到籽粒中；增施氮肥可显著增加小麦不同生育时期不同器官氮锌积累量；籽粒通过再分配获得的氮、锌分别占84.02%、33.94%。籽粒氮主要来自营养器官的再分配，氮的可移动性较强；锌的可移动性较弱，增加氮肥施用量可增加不同营养器官对穗上、中、下部籽粒锌的再分配，且再分配转移到穗中部籽粒的锌小于穗上部和穗下部籽粒。

关键词: 小麦, 施氮量, 氮积累量, 锌积累量, 氮吸收转移, 锌吸收转移

Abstract: Four wheat cultivars were used，including Shangmai 156（Henan provincial authorized cultivar 2015011），Bainong 418（Henan provincial authorized cultivar 2015014），Bainong 207（National authorized cultivar 2013010）and Kaimai 21（Henan provincial authorized cultivar 2011017），the effect of nitrogen（N）rates［0 kg/ha（N1），135 kg/ha（N2），270 kg/ha（N3）］on the absorption，accumulation and transfer of N and zinc（Zn） of wheat in different organs at different stages in 2019—2021 was investigated，so as to reveal the change pattern of N and Zn accumulation in different organs of wheat under different N rates at different growth stages.The results showed that N accumulation was the highest in leaf before anthesis stage in aboveground part，and Zn accumulation in aboveground part was the highest in leaf before jointing stage，and in stem at anthesis.Aboveground N and Zn accumulation was the highest in spike at filling and mature stages.N accumulation in roots was concentrated in seminal roots before the regreening stage，and gradually shifted to nodal roots after the regreening stage.Zn accumulation in roots was concentrated in seminal roots before pre‑winter，and gradually shifted to nodal roots after pre‑winter. N and Zn absorption had synergistic effect.N and Zn accumulation in different organs at different growth stages increased significantly with the increase of N rate.The sums of the contribution rates of different nutrient organs to grain N under N1，N2 and N3 treatments were 84.32%，77.36% and 91.32%，respectively，and the Zn accumulation obtained through redistribution in the upper，middle and lower grains of spike accounted for 35.68%，32.87% and 34.50% of the total Zn absorption in the upper，middle and lower grains of spike，respectively.Under the condition of this experiment，when N rate<270 kg/ha，the accumulation of N and Zn was mainly concentrated in organs such as roots，leaves，stems and glumes in the early and middle growth stages，and transferred to the grain through redistribution in the later growth stages；increase of N rate significantly increased N and Zn accumulation in different organs of wheat at different growth stages；the grain obtained 84.02% and 33.94% of N and Zn，respectively，through redistribution.Grain N mainly came from the redistribution of nutrient organs，and the mobility of N was stronger；the mobility of Zn was weaker，and increase of N rate increased the redistribution of Zn from different nutrient organs to the upper，middle and lower grains of spike，and the redistribution shifted less Zn to the middle grain of spike than the upper and lower grains of spike.

Key words: Wheat, Nitrogen Rate, Nitrogen accumulation, Zn accumulation, Absorption and transfer of nitrogen, Absorption and transfer of Zn

中图分类号:

S512

郭芳芳, 韩亚倩, 周苏玫, 杜西河, 宋淼, 张洁梅, 黄源, 胡乃月, 臧贺藏, 杨习文. 施氮量对小麦不同生育时期不同器官氮锌吸收、积累与分配的影响[J]. 河南农业科学, 2023, 52(3): 12-25.

GUO Fangfang, HAN Yaqian, ZHOU Sumei, DU Xihe, SONG Miao, ZHANG Jiemei, HUANG Yuan, HU Naiyue, ZANG Hecang, YANG Xiwen. Effect of Different N Application Rates on Absorption，Accumulation and Distribution of N and Zn in Different Organs in Wheat at Different Growth Stages[J]. Journal of Henan Agricultural Sciences, 2023, 52(3): 12-25.

参考文献

［1］董明，王琪，周琴，等.花后5天喷施锌肥有效提高小麦籽粒营养和加工品质［J］.植物营养与肥料学报，2018，24（1）：63‑70.
DONG M，WANG Q，ZHOU Q，et al.Efficient promotion of the nutritional and processing quality of wheat grain by Zn forliar spraying at 5 days after anthesis［J］.Journal of Plant Nutrition and Fertilizers，2018，24（1）：63‑70.
［2］CAKMAK I，KUTMAN U B.Agronomic biofortification of cereals with zinc：A review［J］.European Journal of Soil Science，2018，69（1）：172‑180.
［3］HUSSAIN S， MAQSOOD M A， MILLER L V.Bioavailable zinc in grains of bread wheat varieties of Pakistan［J］.Cereal Research Communications，2012，40（1）：62‑73.
［4］KHOKHAR J S，SAREEN S，TYAGI B S，et al.Variation in grain Zn concentration，and the grain ionome，in field‑grown Indian wheat［J］.PLoS One，2018，13（1）：e0192026.
［5］褚宏欣，牟文燕，党海燕，等.我国主要麦区小麦籽粒微量元素含量及营养评价［J］.作物学报，2022，48（11）：2853‑2865.
ZHU H X，MOU W Y，DANG H Y，et al.Evaluation on concentration and nutrition of micro‑elements in wheat grains in major wheat production regions of China［J］.Acta Agronomica Sinica，2022，48（11）：2853‑2865.
［6］ZOU C，DU Y，RASHID A，et al.Simultaneous biofortification of wheat with zinc，iodine，selenium，and iron through foliar treatment of a micronutrient cocktail in six countries［J］.Nitric Oxide，2019，67（29）：8096‑8106.
［7］NIKOLIC M，NIKOLIC N，KOSTIC L，et al.The assessment of soil availability and wheat grain status of zinc and iron in Serbia：Implications for human nutrition［J］.Science of The Total Environment，2016，553：141‑148.
［8］郭九信，廖文强，凌宁，等.氮锌配施对小麦产量及氮锌含量的影响［J］.南京农业大学学报，2013，36（2）：77‑82.
GUO J X，LIAO W Q，LING N，et al.Effects of combination use of N and Zn fertilizers on the yield and N，Zn concentrations in wheat［J］.Journal of Nanjing Agricultural University，2013，36（2）：77‑82.
［9］姜丽娜，刘佩，齐冰玉，等.不同施氮量及种植密度对小麦开花期氮素积累转运的影响［J］.中国生态农业学报，2016，24（2）：131‑141.
JIANG L N，LIU P，QI B Y，et al.Effects of different nitrogen application amounts and seedling densities on nitrogen accumulation and transport in winter wheat at anthesis stage［J］. Chinese Journal of Eco‑Agriculture，2016，24（2）：131‑141.
［10］梁伟琴，贾莉，郭黎明，等.水氮耦合对春小麦干物质累积与植株氮素转运的影响［J］.作物杂志，2022（4）：242‑248.
LIANG W Q，JIA L，GUO L M，et al.Effects of irrigation and nitrogen application on dry matter accumulation and nitrogen transport of spring whea［t J］. Crops，2022（4）：242‑248.

［11］张凯，陈年来，顾群英.不同水氮水平下小麦品种对光、水和氮利用效率的权衡［J］.应用生态学报，2016，27（7）：2273‑2282.

ZHANG K，CHEN N L，GU Q Y.Trade‑offs among light，water and nitrogen use efficiencies of wheat cultivars under different water and nitrogen application levels［J］.Chinese Journal of Applied Ecology，2016，27（7）：2273‑2282.

［12］黄鑫，李耀光，孙婉，等.不同粒色小麦籽粒铁锌含量和生物有效性及其对氮磷肥的响应［J］.作物学报，2018，44（10）：1506‑1516.
HUANG X，LI Y G，SUN W，et al.Variation of grain iron and zinc contents and their bioavailability of wheat cultivars with different‑colored grains under combined nitrogen and phos‑phorus fertilization［J］.Acta Agronomica Sinica，2018，44（10）：1506‑1516.
［13］杨习文，宋淼，李秋杰，等.氮锌配施对小麦锌转运，分配与累积的影响［J］.应用生态学报，2020，31（1）：148‑156.
YANG X W，SONG M，LI Q J，et al.Impacts of combined N and Zn application on Zn translocation，partitioning，and accumulation in Triticum aestivum［J］.Chinese Journal of Applied Ecology，2020，31（1）：148‑156.
［14］靳静静，王朝辉，戴健，等.长期不同氮、磷用量对冬小麦籽粒锌含量的影响［J］.植物营养与肥料学报，2014，20（6）：1358‑1367.
JIN J J，WANG Z H，DAI J，et al.Effects of long‑term N and P fertilization with different rates on Zn concentration in grain of winter wheat［J］.Journal of Plant Nutrition and Fertilizers，2014，20（6）：1358‑1367.
［15］李萌，谢平，黄应平，等.氮肥用量和喷施锌钾肥对小麦籽粒锌含量及生物有效性的影响［J］.植物营养与肥料学报，2022，28（4）：632‑642.
LI M，XIE P，HUANG Y P，et al.Effects of soil N application rate and foliar application of Zn and K on Zn concentration and its bioavailability in wheat grains［J］.Journal of Plant Nutrition and Fertilizers，2022，28（4）：632‑642.
［16］KUTMAN U B，YILDIZ B，OZTURK L，et al.Biofortification of durum wheat with zinc through soil and foliar applications of nitrogen［J］.Cereal Chemistry，2010，87（1）：1‑9.
［17］赵德勇.氮供应量对小麦农艺性状及锌、铁利用影响的研究初报［J］.中国土壤与肥料，2018，44（10）：1506‑1516.
ZHAO D Y.A preliminary study on effect of nitrogen supply on agronomic traits and accumulation of zinc iron in wheat［J］.Soil and Fertilizer Sciences in China，2018，44（10）：1506‑1516.
［18］樊玉参，石玉，于振文，等.不同产量潜力小麦品种氮素积累与转运的差异［J］.麦类作物学报，2021，41（12）：1496‑1502.
FAN Y C，SHI Y，YU Z W，et al.Difference of nitrogen accumulation and translocation of wheat varieties with different yield potential［J］.Journal of Triticeae Crops，2021，41（12）：1496‑1502.
［19］党红凯，李瑞奇，李雁鸣，等.超高产冬小麦对氮素的吸收、积累和分配［J］.植物营养与肥料学报，2013，19（5）：1037‑1047.
DANG H K，LI R Q，LI Y M，et al.Absorption，accumulation and distribution of nitrogen in super‑highly yielding winter wheat［J］.Journal of Plant Nutrition and Fertilizers，2013，19（5）：1037‑1047.
［20］党红凯，李瑞奇，孙亚辉，等.高产冬小麦对锌的吸收、积累与分配［J］.中国农业科学，2010，43（9）：1791‑1799.
DANG H K，LI R Q，SUN Y H，et al.Absorption，accumulation and distribution of zinc in high‑yielding winter wheat［J］.Scientia Agricultura Sinica，2010，43（9）：1791‑1799.
［21］王义霞，张伟.氮磷钾肥施用对全球小麦籽粒锌浓度的影响［J］.中国农学通报，2019，35（12）：13‑17.
WANG Y X，ZHANG W.NPK fertilizer application on global wheat grain zinc concentration［J］.Chinese Agricultural Science Bulletin，2019，35（12）：13‑17.
［22］惠晓丽.长期施用氮磷肥对旱地小麦籽粒锌影响的土壤和作物营养机制［D］.杨凌：西北农林科技大学，2016.
HUI X L.Soil and plant nutrition mechanism for wheat grain Zn affected by long‑team N and P application in dryland［D］.Yangling：Northwest A&F University，2016.
［23］李秋杰，贺德先，周苏玫，等.氮锌配施对小麦不同生育期Zn含量变化的影响［J］.山东农业科学，2018，50（11）：76‑82.
LI Q J，HE D X，ZHOU S M，et al.Effect of combined application of nitrogen and zinc on content variation of Zn in wheat at different growth stages［J］.Shandong Agricultural Sciences，2018，50（11）：76‑82.
［24］BULENT E E，BARIS K U，YASEMIN C，et al.Improved nitrogen nutrition enhances root uptake，root‑to‑shoot translocation and remobilization of zinc（65Zn）in wheat［J］.New Phytologist，2011，189（2）：438‑448.
［25］赵蓉蓉.氮素供应及衰老对小麦铁锌转移及其在籽粒中累积的影响［D］.北京：中国农业大学，2014.
ZHAO R R.Effects of nitrogen supply and senescence on iron and zinc translocation and accumulation in grain of winter wheat［D］.Beijing：China Agricultural University，2014.
［26］张均，梁振凯，李友军.氮、锌肥配施对小麦根系氮、锌含量和氮、锌代谢相关酶活性的影响［J］.河南农业科学，2019，48（8）：18‑26.
ZHANG J，LIANG Z K，LI Y J.Effects of combined application of nitrogen and zinc fertilizers on nitrogen and zinc contents and activities of enzymes related with nitrogen and zinc metabolism of wheat root［J］.Journal of Henan Agricultural Sciences，2019，48（8）：18‑26.
［27］吴天琪，李雅菲，师江澜，等.基施氮肥及灌浆前期喷施锌肥对小麦籽粒富锌及蛋白组分含量的影响［J］.中国农业科学，2022，55（10）：1971‑1986.
WU T Q，LI Y F，SHI J L，et al.Effects of basal nitrogen and foliar zinc application at the early filling stage on zinc enrichment and protein components content in wheat grain［J］.Scientia Agricultura Sinica，2022，55（10）：1971‑1986.
［28］王少霞，李萌，田霄鸿，等.锌与氮磷钾配合喷施对小麦锌累积、分配及转移的影响［J］.植物营养与肥料学报，2018，24（2）：296‑305.
WANG S X，LI M，TIAN X H，et al.Effects of combined foliar application of Zn with N，P，or K on Zn accumulation，distribution and translocation in wheat［J］.Journal of Plant Nutrition and Fertilizers，2018，24（2）：296‑305.
［29］薛艳芳，李宗新，张慧，等.氮素供应对小麦锌吸收、转运和向籽粒累积影响的研究进展［J］.中国农学通报，2015，31（36）：24‑30.
XUE Y F，LI Z X，ZHANG H，et al.Research advances of effects of nitrogen supply on zinc absorption，translocation and accumulation in wheat（Triticum aestivum L.） grains［J］.Chinese Agricultural Science Bulletin，2015，31（36）：24‑30.

[1]	徐春燕, 张倩, 王雅娴, 王红雨, 盛开, 王宜伦. 商品有机肥对砂质潮土理化性状、冬小麦产量及养分积累的影响[J]. 河南农业科学, 2024, 53(2): 56-64.
[2]	王俊美, 李亚红, 徐飞, 杨共强, 冯超红, 李好海, 宋玉立. 腥掷孢酵母17wy1 的分离、鉴定及对小麦白粉病防效初探[J]. 河南农业科学, 2024, 53(2): 101-107.
[3]	连延浩, 杜飞波, 薛博, 王志强, 任永哲, 林同保, 李森. 垄作结合一次性施肥对冬小麦氮素利用及经济效益的影响[J]. 河南农业科学, 2023, 52(9): 56-65.
[4]	赵立尚, 王香生, 高楠楠, 韩鹏彬, 李杰, 任永哲, 林同保, 王志强, 连延浩. 2 种基因型小麦间作对籽粒灌浆特性及产量的影响[J]. 河南农业科学, 2023, 52(8): 18-25.
[5]	李海泳, 李梦钰, 高闯, 许豪, 殷贵鸿, 董纯豪, 牛吉山, 李巧云. 小麦对Bipolaris sorokiniana黑胚病与苗期叶枯病抗性的相关性[J]. 河南农业科学, 2023, 52(8): 96-104.
[6]	郝紫瑞, 贾玉库, 葛子菲, 毕新铜, 张剑, 谢迎新, 王晨阳, 马冬云. 不同黑小麦品种面粉及馒头品质分析[J]. 河南农业科学, 2023, 52(8): 163-170.
[7]	张科谦, 程钢, 吴微, 宋向阳, 张子谦, 姚顺, 吴帅. 融合主被动遥感影像的冬小麦种植面积提取研究[J]. 河南农业科学, 2023, 52(6): 160-171.
[8]	张强, 吴利民, 李朋燕, 赵娜, 户申奥, 陆宁海. 小麦茎基腐病拮抗菌发酵条件优化及稳定性评价[J]. 河南农业科学, 2023, 52(5): 121-129.
[9]	陈泽东, 师焕婷, 董殿琪, 王亚鑫, 王金凤, 虞波, 王鹏飞, 康国章. 不同小麦品种（系）耐低磷能力综合评价与代表性评价指标筛选[J]. 河南农业科学, 2023, 52(4): 21-30.
[10]	秦毛毛, 刘艳喜, 王雯斐, 常阳, 周正富, 雷振生, 吴政卿. 优质小麦品种郑麦119 品质及其稳定性分析[J]. 河南农业科学, 2023, 52(2): 21-30.
[11]	辛玉杰, 刘继红, 冯丹, 赵光华, 裴金花, 尹海燕, 王允, 王红旗, 刘冬梅, 曹成, 王俊艳, 郑嘉, 曹颖妮. 2017—2021 年河南省小麦区域试验品种（系）的品质性状分析[J]. 河南农业科学, 2023, 52(2): 31-37.
[12]	杨春霞, 张艳, 夏学智. 叶面喷施和滴灌条件下增施微肥对春小麦微量元素含量和产量的影响[J]. 河南农业科学, 2023, 52(2): 38-46.
[13]	戎亚思, 李国强, 张杰, 张建涛, 王猛, 郑国清, 冯伟. 基于AquaCrop 模型的河南省冬小麦灌溉制度优化研究[J]. 河南农业科学, 2023, 52(2): 151-161.
[14]	王沙沙, 黄绍敏, 宋晓, 张珂珂. 小麦氮素利用效率基因TaARE1-A 等位变异与产量相关性状之间的关系分析[J]. 河南农业科学, 2023, 52(12): 14-21.
[15]	郭燕, 井宇航, 贺佳, 张会芳, 贾德伟, 王来刚. 基于无人机影像多源信息的冬小麦生物量与产量估算[J]. 河南农业科学, 2023, 52(12): 149-161.

施氮量对小麦不同生育时期不同器官氮锌吸收、积累与分配的影响

Effect of Different N Application Rates on Absorption，Accumulation and Distribution of N and Zn in Different Organs in Wheat at Different Growth Stages

PDF

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 15

编辑推荐

Metrics