小麦苗期氮素吸收利用效率差异及聚类分析

【目的】氮肥过量施用,不仅造成氮素大量流失,还增加了农业生产成本,对生态环境带来了巨大的威胁。筛选和培育氮高效小麦品种是提高氮肥利用率、降低环境污染风险的有效途径。本文通过对44个小麦品种苗期性状的考察,初步筛选出具有氮高效潜力的小麦品种。【方法】利用循环营养液培养方法,研究了安徽省44个小麦品种(系)在正常氮(5mmol/L)和高氮(45mmol/L)条件下苗期氮素吸收利用效率的差异。采用隶属函数法将评价指标数据进行标准化,区间为[0,1];而后采用客观赋权法将标准化后的数据整合成一个无量纲的综合值,最后基于综合值运用最短距离法、欧氏距离平方聚类分析方法,将44个小麦品种划分成不同的氮效率类型。【结果】在两种供氮水平下,不同小麦品种的茎叶干重、根干重、叶面积、茎叶氮累积量和根氮累积量存在显著性差异,其变异系数分别在27.9%～33.7%和21.5%～32.8%之间,可作为小麦苗期氮效率的评价指标。小麦苗期氮效率综合值在正常氮和高氮水平下分别在0.053～0.920和0.001～0.853之间,其中“鉴76”在正常氮和高氮条件下的氮效率综合值均大于80%。通过隶属函数氮效率综合值及其聚类分析,将44个供试小麦品种分为氮高效型、氮中效型和氮低效型三类;其中“扬麦16“和“鉴76”在正常氮和高氮条件下均表现为高效型,“皖麦68”、“F60501-4”、“鉴62”和“安农1026”只在高氮条件下表现为高效型。氮高效型、氮中效型、氮低效型小麦品种在正常供氮和高氮条件下分别占供试品种总数的4.54%、54.55%、40.91%和13.63%、38.64、47.73%。【结论】在正常供氮和高氮条件下,44个供试小麦品种的茎叶氮累积量、茎叶干重、根部氮累积量、根部干重和叶面积存在显著性差异,可以作为小麦苗期氮效率评价指标;初步确定“扬麦16”和“鉴76”为正常供氮和高氮条件下的氮高效型品种,“皖麦68”、“F60501-4”、“鉴62”和“安农1026”为高氮条件下的氮高效型品种。