【硅肥對小麥生長的影響探究開題報告4800字】

硅肥對小麥生長的影響研究開題報告目錄TOC\o"1-2"\h\u5050硅肥對小麥生長的影響研究開題報告 142681問題提出的背景 1249351.1背景介紹 1253341.2本研究的意義和目的 4255282論文的主要內(nèi)容和技術(shù)路線 4284362.1主要研究內(nèi)容 426292.2技術(shù)路線 536692.3可行性分析 663833研究計劃進(jìn)度安排及預(yù)期目標(biāo) 6117003.1進(jìn)度安排 699463.2預(yù)期目標(biāo) 721881參考文獻(xiàn) 71問題提出的背景1.1背景介紹1.1.1硅素與小麥作物目前對于氮、磷、鉀等大量元素的研究已經(jīng)較為深入，在實(shí)際生產(chǎn)中，有機(jī)肥、氮磷鉀肥的施用已經(jīng)較為普及，但是隨著化學(xué)肥料的施用量的上升，糧食產(chǎn)量不斷提高，將土壤中原有的硅元素大量帶出，導(dǎo)致缺硅現(xiàn)象的發(fā)生。硅是地殼中含量第二多的元素，也是土壤顆粒的主要組成元素，在植物體內(nèi)，硅作為中量元素，含量較高，僅次于氮磷鉀等大量元素。雖然硅并非植物生長的必需大量元素，但其對植物的生長有較大的影響作用，并作為有益元素為植物生長所需要，作為喜硅植物的水稻對于硅的需求和植株中的含硅量則更為突出。硅肥作為中量元素，在水稻生長過程中的重要作用往往被忽視。實(shí)際農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，農(nóng)業(yè)工作者重視氮磷鉀素，硅肥的應(yīng)用難以普及。由于在成土過程中，土壤本身就富含硅素，所以在正常農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件下，極少出現(xiàn)硅素缺乏的現(xiàn)象，但是隨著水稻產(chǎn)量的不斷提升，復(fù)種指數(shù)的不斷提高，化學(xué)肥料的大量施用，都導(dǎo)致土壤中硅元素隨著水稻的收割被大量帶走，從而導(dǎo)致土壤缺硅現(xiàn)象的產(chǎn)生，長此以往，若僅僅只用土壤中自然含有的硅元素難以滿足植物生長的需要，所以需要適量地施加硅肥。小麥?zhǔn)枪韬枯^高的谷類作物之一，作為喜硅植物適量施硅可促進(jìn)小麥對N、P、K等營養(yǎng)的吸收并改善小麥的生物學(xué)性狀。硅可以促進(jìn)小麥的正向生長，具有明顯的增產(chǎn)效應(yīng)，對小麥的品質(zhì)有一定程度的提升。作為旱地禾本科植物，小麥含硅量中等，平均含硅量1%-3%；在小麥中，硅主要分布于地上部，根中累積較少（王志春，2007）。1.1.2硅對植物的作用硅在土壤和植物中無處不在，但是沒有直接證據(jù)說明硅是高等植物的必須元素，但現(xiàn)階段大量的研究已充分表明，硅能夠促進(jìn)植物生長(Yan等，2018)。以水稻為例，在相同的條件下，無法吸收硅的水稻突變體相較于野生型的水稻，在生長上會受到抑制(Ma等，2006)。硅在土壤中的含量僅次于氧(O)，約占地殼的26%。硅素"有益元素"的概念在上世紀(jì)被提出，但大部分硅以含氧化合物的形式存在，不能被植物直接利用(Richmond等，2003)。原硅酸(H4SiO4)是植物可以利用的形態(tài)，根系吸收的適宜濃度為0.1到0.6mM之間(Gunnarsson等，2000)。在不同種類植株中，硅分布極不均勻。由此植物可分為喜硅作物和非喜硅作物。喜硅植物在生長發(fā)育過程中對硅元素的需求較高，小麥也屬于其中之一。在同一植株的不同器官中，硅的分布也存在差異。由于硅元素在植物中的移動性較差，硅在老葉中的含量普遍高于新葉(吳季榮等，2010)。植株中硅的存在形態(tài)主要是是無定形態(tài)二氧化硅、硅酸鹽或聚硅酸。硅可以增強(qiáng)植物對生物和非生物脅迫的抗性，且是已知元素中僅有的能有效緩解多種非生物脅迫的元素。植物硅可以起到硅酸和無定形二氧化硅的作用，有助于提高細(xì)胞和植物體的強(qiáng)度，提高植物在光截獲和各種生物、非生物脅迫等生態(tài)學(xué)方面的適應(yīng)能力(Cooke等，2011)。硅在葉片表面形成硅膠層以減少作物的非氣孔蒸騰，進(jìn)而抵御干旱脅迫(陳慶峰等，2019)(Rizwan等，2015)。硅能抑制植物吸收Na+，促進(jìn)植物固定Na+并產(chǎn)生活性氧，來提高K+/Na+的選擇性比例，進(jìn)而抵御鹽脅迫(Costan等，2019)。1.1.3硅素在作物生產(chǎn)中的作用在我國，土壤的缺硅現(xiàn)象時有發(fā)生。根據(jù)統(tǒng)計，我國50%以上的土壤都面臨著缺硅的問題，黃河、長江、海河、淮河等地的土壤的二氧化硅含量普遍低于10mg/L(馬同生，1997)，隨著農(nóng)業(yè)的不斷發(fā)展，農(nóng)作物的單產(chǎn)不斷提高，缺硅現(xiàn)象則會越來越嚴(yán)重。對缺硅土壤來說，補(bǔ)充硅素營養(yǎng)有兩種途徑，一是灌溉水補(bǔ)硅，二是施加硅肥，在對長江、黃河、淮河等水系的調(diào)查研究中發(fā)現(xiàn)，有效硅濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能達(dá)到作物的供硅水平(王遠(yuǎn)敏，2007)。目前使用大多為固體顆粒狀枸溶性硅酸鈣鹽，通常作為基肥使用(楊丹等，2012)，有效硅的含量較低而且發(fā)揮作用會有遲效性。而水溶性硅肥的有效硅含量高，使用效果較好，但使用成本較高，難以進(jìn)行大規(guī)模的推廣應(yīng)用。硅肥有非常明顯的增產(chǎn)作用。近幾年來，我國在河南、山東、浙江等地對喜硅作物和缺硅土壤施用硅肥，水稻、小麥、花生、大豆等多種經(jīng)濟(jì)作物均有10～50%不等的產(chǎn)量增加(陳慶峰等，2019)；硅肥不但可以增加作物的產(chǎn)量，并且可以提升作物的品質(zhì)，如水稻、小麥的出糙率，如葡萄、甘蔗等的含糖量，(賈建新等，2011)。硅肥出現(xiàn)后，逐漸在小麥種植中被普遍運(yùn)用。適當(dāng)施用適量的硅肥可以起到預(yù)期的增產(chǎn)效益，小麥的穗粒數(shù)和穗數(shù)均有上升；但是于小麥的品質(zhì)而言則沒有相當(dāng)顯著的影響，如千粒重、容重和蛋白質(zhì)含量等籽粒品質(zhì)指標(biāo)影響不顯著(于立河等，2012)。此外，施加硅肥還能起到防病防蟲的作用，如稻瘟病、葉斑病、莖腐病、白粉病、銹病、蚜蟲等，硅通過“物理或機(jī)械屏障”作用增強(qiáng)小麥抵抗病菌侵染的能力(楊艷芳，2003)。1.1.4微納米硅肥的研發(fā)及應(yīng)用微納米硅肥作為一種新型硅素肥料，具有無毒、無味、無腐蝕性、不變質(zhì)、不易流失等特點(diǎn)，但相關(guān)報道還較少。研究微納米硅肥對小麥生長的影響能夠有效指導(dǎo)農(nóng)業(yè)實(shí)踐的開展。微納米硅肥是納米技術(shù)與生物技術(shù)相結(jié)合所制成的肥料，主成分包括CaSiO3、CaSiO4、Mg2SiO4、Ca3Mg（SiO4）2等。與傳統(tǒng)肥料相比，微納米肥料使養(yǎng)分通過與納米級的吸附劑結(jié)合，減緩釋放養(yǎng)分的速度，提高了養(yǎng)分的利用效率并且減少養(yǎng)分的淋失(Zulfiqar等2019)，將微納米硅肥加入氮肥中，可以使游離氨分子的吸附率達(dá)到80%以上，在常溫下能起到吸附和儲存氨分子的作用，從而將氮肥釋放周期延長。微納米肥料在小麥種植中也有初步探究。施加納米肥料能夠起到顯著的增產(chǎn)增收效果，能減少小麥后期無效分蘗、提高成穗率、增加千粒重，同時適當(dāng)減少氮磷鉀肥的用量，更有利于納米材料作用發(fā)揮(呂操等，2019)。對于硅素影響更大的水稻研究則更為深入，微納米硅肥能促進(jìn)水稻硅質(zhì)化，促進(jìn)稻穗對硅的吸收轉(zhuǎn)化，提高丙二醛含量和SOD和CAT酶的活性來減慢葉片衰老速度，水稻產(chǎn)量明顯增加，一定程度上抑制病蟲害的發(fā)生(徐俊等，2017)。1.2本研究的意義和目的硅肥，尤其是微納米硅肥，從出現(xiàn)以來作為一種新型肥料備受廣大研究者和肥料制造商的關(guān)注，在生產(chǎn)中也有許多良好使用效果的反饋。但研究還是集中在水稻等喜硅作物的。目前國內(nèi)耕地均有不同程度的缺硅現(xiàn)象，硅肥的施用可以達(dá)到顯著的增產(chǎn)效果?，F(xiàn)行硅肥種類繁多，一般認(rèn)為微納米硅肥具有節(jié)水、節(jié)肥、省工、提質(zhì)、抗逆、增產(chǎn)功能，同時有利于改善生態(tài)環(huán)境、提高人體健康，所以研發(fā)新型高效的微納米硅肥是大勢所趨。小麥作為我國種植面積最大的糧食作物之一，硅肥在小麥上應(yīng)用的研究報道相對而言尚少。我國沿長江地區(qū)，由于小麥抽穗后雨水過多，日照不足，相對濕度大，莖、葉柔軟，往往會導(dǎo)致倒伏和病害，影響小麥產(chǎn)量，通過使用硅肥能顯著改善有效硅含量。但是關(guān)于小麥?zhǔn)┯梦⒓{米硅肥的研究還較少，通過以小麥為研究對象，能夠?yàn)槲覈←準(zhǔn)┯梦⒓{米硅肥提供科研依據(jù)。筆者以冬小麥中的蘇麥188為試材，在同等磷、鉀肥施入條件下，研究不同氮硅配施對小麥生長的影響，旨在研究硅肥在促進(jìn)小麥生長發(fā)育的作用，以期為硅肥的推廣和安全優(yōu)質(zhì)糧食生產(chǎn)提供理論依據(jù)。2論文的主要內(nèi)容和技術(shù)路線2.1主要研究內(nèi)容本實(shí)驗(yàn)研究的是用兩種不同的土壤（選取了含硅量差異較大的兩種紅黃壤進(jìn)行試驗(yàn)，土壤采樣地點(diǎn)分別位于浙江省杭州市余杭凌村營村（東經(jīng)119°57'24.43"，北緯30°18'46.73"）及余杭區(qū)白蕩洋養(yǎng)殖園區(qū)（東經(jīng)120°31'71.80"，北緯30°51'36.27"）進(jìn)行盆栽實(shí)驗(yàn)時氮硅不同配比對小麥生長的不同影響（兩種不同的土壤，施肥方案和試驗(yàn)步驟相同）。2.1.1土的預(yù)處理將兩種土壤風(fēng)干并通過5厘米的網(wǎng)孔，去除了可見的根和有機(jī)殘留物，然后將其徹底混合后再用于盆栽實(shí)驗(yàn)，10月中旬開始用兩周左右的時間培養(yǎng)土壤。2.2.2小麥試驗(yàn)播種前曬種2-3天，提高種子的發(fā)芽率和種子的出苗整齊度，將種子放在水中浸泡8小時，然后把種子撈出，放在陰涼通風(fēng)的地方，放置4小時，播種到土里面，不能暴曬，澆水保持土壤濕潤。每盆播種20株，生長到三葉期留下長勢比較均勻的小麥幼苗10株。拔節(jié)期第一次追施氮肥，抽穗-灌漿期第二次追肥，待小麥生長，三葉期，測定出苗率。2.2.3土壤基本理化指標(biāo)的測定在實(shí)驗(yàn)開始之前測得兩種土壤的基本指標(biāo)（有機(jī)質(zhì)、堿解氮、速效磷、速效鉀、有效硅含量）。2.2.4小麥成長生理指標(biāo)的測定從冬小麥出苗開始，每月監(jiān)測一次生物量;分別剪取1.0m×0.2m樣條內(nèi)的冬小麥，收集后裝入信封中，回實(shí)驗(yàn)室放入烘箱，于65℃下烘干恒重，取出后稱量冬小麥干重，即為該次冬小麥的生物量。每盆選取代表性小麥3株用鋼卷尺測定植株，從地表測量至植株莖稈頂端最高處，在穗以下，測定穗長、劍葉長。在小麥拔節(jié)期，稱量地上部分干重。用SPAD-502葉綠素儀測定小麥旗葉的SPAD值。葉片光合速率和過氧化氫酶活性選用氧電極法測定;超氧化物歧化酶(SOD)活性選用氮藍(lán)四唑法(NBT法)測定。2.2技術(shù)路線根據(jù)研究內(nèi)容，將設(shè)計研究方案和技術(shù)路線整理為下圖：2.3可行性分析在浙江大學(xué)環(huán)境與資源學(xué)院實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，在土壤盆栽網(wǎng)室進(jìn)行小麥盆栽種植培養(yǎng)，實(shí)驗(yàn)前期研究較為完善，對于實(shí)驗(yàn)有可行的實(shí)驗(yàn)方法。3研究計劃進(jìn)度安排及預(yù)期目標(biāo)3.1進(jìn)度安排組織實(shí)施及初步進(jìn)度安排如下：時間事項(xiàng)2020.8-2020.10完成畢設(shè)前期準(zhǔn)備，查閱有關(guān)資料2020.10-2021.2完成土壤培養(yǎng)，開始盆栽實(shí)驗(yàn)2021.2-2021.4測定土壤與小麥各項(xiàng)相關(guān)指標(biāo)2021.3-2021.4同時數(shù)據(jù)處理及作圖，撰寫修改畢業(yè)論文2021.4-2021.5準(zhǔn)備完善答辯材料3.2預(yù)期目標(biāo)通過研究浙江省杭州市余杭區(qū)稻麥輪作土和生姜土施用不同氮硅配比對小麥生長的影響，利用文獻(xiàn)資料及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，處理實(shí)驗(yàn)結(jié)果，確定最佳的氮硅配比，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提出一些參考意見。并集合實(shí)驗(yàn)分析成果，將其總結(jié)為一篇畢業(yè)論文。參考文獻(xiàn)艾天成,李方敏,周治安,張敏,吳海榮.作物葉片葉綠素含量與SPAD值相關(guān)性研究[J].湖北農(nóng)學(xué)院學(xué)報,2000(01):6-8.蔡德龍.國內(nèi)外硅肥研究與應(yīng)用進(jìn)展[J].磷肥與復(fù)肥,2017(01):37-39.陳慶峰,呂剛,于廣武.微納米硅肥的研制開發(fā)背景及應(yīng)用效果[J].化肥工業(yè),2019,46(3):16-19,57.崔德杰,王月福,高靜,等.硅鉀肥對不同水分條件下冬小麥光合作用日變化的影響[J].土壤通報,1999(01):38-39.郝立冬2013.硅肥對春小麥生長及產(chǎn)量品質(zhì)的影響[M].黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué).胡煥煥,劉麗平,李瑞奇,李慧玲,李雁鳴.播種期和密度對冬小麥品種河農(nóng)822產(chǎn)量形成的影響[J].麥類作物學(xué)報,2008(03):490-495+501.胡克偉,顏麗,關(guān)連珠.土壤硅磷元素交互作用研究進(jìn)展[J].土壤通報,2004(02):230-233.賈建新,蔡德龍.硅肥對改善農(nóng)作物品質(zhì)研究及新進(jìn)展[J].第四屆建設(shè)創(chuàng)新型國家大會——首屆中國農(nóng)資分論壇論文集2011:45–50.劉鳳艷,侯碧輝,丁曉紅.施用納米肥料對小麥微結(jié)構(gòu)和營養(yǎng)品質(zhì)的影響[J].北京工業(yè)大學(xué)學(xué)報,2011,37(2):314–320.陸福勇,江立庚,秦華東,唐茂艷.不同氮、硅用量對水稻產(chǎn)量和品質(zhì)的影響[J].植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報,2005(06):140-144.呂操,李志杰,段建設(shè),等.納米肥料在小麥上的應(yīng)用效果試驗(yàn)[J].農(nóng)業(yè)技術(shù)與裝備,2019（1）:22–24.王茂輝,聶金泉,任勇,等.不同硅肥用量對水稻生長的影響研究[J].廣東農(nóng)業(yè)科學(xué),2020(02):61-67.王顯,霍中洋,肖躍成,等.氮硅肥配施對水稻硅素營養(yǎng)及產(chǎn)量的影響[J].浙江農(nóng)業(yè)科學(xué),2010(06):1279-1281.魏玉光.硅氮肥在水稻上的應(yīng)用效果研究[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技,2012(18):224-225.吳季榮,龔俊義.水稻硅營養(yǎng)的研究進(jìn)展[J].中國稻米,2010,16(03):5-8.徐俊,何丹,石慶勝,石峰,石偉勇.納米硅肥對水稻離體葉片衰老的影響[J].中國土壤與肥料,2017(05):117-121.徐俊.納米硅肥對水稻抗早衰和增產(chǎn)作用研究[M].2017浙江大學(xué).徐文富.國外蘇打鹽漬土的改良[J].世界農(nóng)業(yè),1992(01):38-39.薛佳欣,張江偉,陳宗培,李奔,陳召月,王貴彥.灌漿期冬小麥生理特性和產(chǎn)量對不同灌水量的響應(yīng)[J].麥類作物學(xué)報,2020,40(09):1111-1119.楊丹,劉鳴達(dá),姜峰,等.酸性和中性水田土壤施用硅肥的效應(yīng)研究Ⅰ.對土壤pH、Eh及硅動態(tài)的影響[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報,2012(04):757-763.楊艷芳.硅對小麥白粉病的抗性研究[D].南京農(nóng)