黄河三角洲盐渍土棉花施用氮、磷、钾肥的效应研究

为探讨盐渍土抗虫棉施用氮(N)、磷(P)、钾(K)肥的效应及其营养生理机制,指导滨海盐渍土抗虫棉合理施肥,在黄河三角洲盐渍土低、中、高盐棉田种植转Bt基因抗虫棉鲁棉研28,研究N、P、K肥配合施用对其养分吸收利用、Na+吸收积累、光合速率、干物质积累和产量的影响。结果表明,N、P肥配合,尤其是N、P、K肥配合施用显著增加了低、中、高盐田棉花的N、P、K养分吸收量,减少了Na+吸收积累量。低、中、高盐田棉花的N、P、K养分农学利用效率均以N、P、K配施的处理较高,氮养分农学利用效率分别为0.20、1.95和2.07kg皮棉kg-1N,磷养分农学利用效率分别为0.87、8.35和8.71kg皮棉kg-1P,钾养分农学利用效率分别为0.26、2.89和3.77kg皮棉kg-1K。N、P、K肥配合施用还维持了较高的棉株叶面积、叶绿素含量和净光合速率。低、中、高盐田棉花的生物产量和皮棉产量也均以N、P、K配施的处理较高,皮棉产量分别增产2.53%、28.67%和30.47%。中、高盐棉田的施肥效应明显好于低盐棉田。表明根据盐碱程度分类合理施肥是减轻盐渍土营养障碍、改善棉花营养、提高养分农学利用效率和棉花产量的有效途径。     

滨海盐渍土抗虫棉养分吸收和干物质积累特点

以转Bt基因抗虫棉(Gossypium hirsutum L.)中早熟品种鲁棉研18和早熟品种鲁棉研19为材料,对黄河三角洲滨海盐渍土高、中、低产田抗虫棉的主要养分吸收、光合速率和干物质积累特点进行了研究。结果表明,中、低产田抗虫棉的主要养分吸收量显著低于高产田,而养分生理利用效率显著高于高产田。高、中、低产田抗虫棉的氮素生理利用效率分别为4.81、6.33和8.05 kg皮棉 kg^-1 N,磷素生理利用效率分别为28.57、40.06和50.48 kg皮棉 kg^-1 P,钾素生理利用效率分别为9.16、11.58和12.76 kg皮棉 kg^-1 K。养分吸收比例总体上N高于K,更明显高于P。中、低产田抗虫棉的净光合速率和生物产量明显低于高产田,皮棉产量也显著低于高产田,分别低12.44%和36.93%,但棉柴比显著高于高产田。表明滨海盐渍土中、低产田的盐分高而养分有效性和供应能力差,影响抗虫棉的养分吸收和光合作用,进而阻碍棉花生长发育和干物质积累。滨海盐渍土棉田经济施肥的原则是保证中、低产田的肥料供应,高产田重施P、K肥,低产田重施N、P肥。     

长江流域油菜氮磷钾肥料利用率现状研究

总结近年来在长江流域冬油菜主产区进行的74个田间试验结果,分析目前条件下油菜氮磷钾肥的偏生产力、农学效率、肥料表观利用率、生理效率及肥料对油菜产量的贡献率。结果表明,油菜农学效率分别为6.2 kg kg^–1 N、6.3 kg kg^–1 P₂O₅和2.6 kg kg^–1 K₂O;表观利用率为N 34.0%、P₂O₅ 17.4%和K₂O 36.9%,生理利用率为18.5 kg kg^–1 N、35.5 kg kg^–1 P₂O₅和9.1 kg kg^–1 K₂O,氮磷钾肥对油菜籽产量的贡献率分别为41.9%、21.4%和11.5%。研究结果显示,试验条件下长江流域油菜的肥料利用率较低,生产上需同时解决油菜高产及肥料利用效率提高的问题。     

NPK用量对露地西兰花产量、养分累积及肥料效率的影响

为了探讨露地西兰花的NPK合理施用量,提出科学的施肥配比。在宁夏引黄灌区通过田间试验研究了不同NPK供应水平对露地西兰花产量和地上部NPK吸收累积的影响,并评价了其肥料效率。结果表明：施用N、P肥对西兰花有显著增产作用,而施K处理间无显著差异。相对于N0和P0处理,增施N、P肥可分别提高23.6%~36.2%和7.6%~11.5%的经济产量。适当增施NPK肥能显著提高西兰花的地上部NPK养分累积。西兰花的肥料利用率、农学效率和偏生产力都随施肥量增加而降低。每施用1 kg N、1 kg P2O5、1 kg K2O分别可生产50.9~184.7、89.3~369.1、53.9~220.2 kg西兰花经济产量,其随施肥量增加呈显著降低趋势。西兰花经济产量与施N量(R2=0.886)、施P量(R2=0.906)和施K量(R2=0.794)都呈二次曲线关系。综合考虑蔬菜产量、养分累积和肥料效率,建议宁夏引黄灌区露地西兰花的施肥量分别为N 189.8~200.0 kg/hm2、P2O5 79.8~86.8 kg/hm2和K2O 80.2~112.5 kg/hm2 ,其施肥配比为1:0.42~0.43:0.42~0.56。     

机收稻草全量还田减施化肥对双季晚稻养分吸收利用及产量的影响

稻草还田替代部分化肥对推进化肥零增长行动具有重要的意义。研究等量氮磷钾养分条件下连续稻草还田减施化肥对双季晚稻产量及养分吸收利用的影响, 可为南方稻区稻草资源的合理利用和水稻高产、养分高效管理提供参考。本试验基于江西温圳国家级耕地质量监测点双季稻稻草还田定位试验, 以超级杂交晚稻五丰优T025为试材, 设稻草还田减施化肥(SI+NPK)、稻草烧灰还田减施化肥(SB+NPK)和单施化肥(NPK)等处理, 以稻草不还田不施化肥(CK)为对照, 施肥处理中氮磷钾养分用量相等。研究了不同处理对双季晚稻产量、氮磷钾素养分吸收利用的影响。结果表明, 在等量氮磷钾养分施用条件下, 连续6年早稻稻草还田处理有利于协调双季晚稻穗粒结构, 协同维持晚稻产量稳定, 保持与其余施肥处理产量基本持平。与NPK相比, SI+NPK处理植株各器官中N、P、K含量及总吸收量在生育前期均较低, 生育后期较高, 且P、K养分吸收量差异显著; SI+NPK可显著提高水稻N、P、K养分收获指数、农学效率、回收率和养分偏生产力, 而SB+NPK只比NPK显著提高了K养分收获指数、农学效率、回收率和养分偏生产力。此外, SI+NPK也比SB+NPK提高了氮、磷、钾养分收获指数、农学效率、回收率及偏生产力。总之, 早稻稻草还田替代部分化肥可稳定晚稻产量水平及提高养分利用效率, 实现南方稻区土壤养分资源的高效利用。     

氮、磷、钾有机肥对水稻产量和品质的影响

试验结果表明，增施N肥增产显著。增施K肥，有机肥也有一定增产效果。以施NPK 有机肥的产量最高，施用K肥能降低垩白率，增施有机肥能降低垩白度。以N，P，K处理的稻米外观综合品质较好，整精米率较高，垩白率和垩白度较低。因此NPK配合施用。产量较高，又能改善稻米外观综合品质，同时尽可能增施有机肥，既可增产又可降低垩白度。     

褐潮土长期定位不同施肥制度土壤生产功能演化研究

通过14年长期定位试验研究了褐潮土不同施肥制度对土壤生产功能、产量可持续性指数及农学效率的影响。结果表明，N、P为褐潮土作物高产的主要限制因子，14年产量平均，NPK比CK、N、NK、PK分别增产459%、386%、280%、205%（小麦）和154%、108%、87%、78%（玉米）；NPK+M(NPK配施厩肥)比NPK平均增产12%，NPK+S(NPK加秸秆)与NPK产量相当。NPK及NPK配施有机肥（包括厩肥和秸秆）处理的小麦、玉米产量可持续性指数高于N、P不均衡施用处理。化肥肥效因作物种类、施肥组合而不同，N肥单施时小麦和玉米N的农学效率降低，而NPK配施时N的农学效率有上升趋势，平均分别为16 kg/kg N（小麦）和14 kg/kg N（玉米）；磷肥肥效具有短期的叠加效应，P的农学效率小麦大于玉米，种植10年后P的农学效率最高可达最初的4.5～7倍；K的农学效率在试验进行十年后NK处理平均为负值，同期NPK处理中小麦K的农学效率却急剧增加，K成为作物高产的限制因素；有机肥对小麦和玉米的农学效率分别为21 kg/t和25 kg/t，秸秆对小麦和玉米的农学效率分别为负值和37 kg/t。NPK均衡施肥能提高土壤有机质、全N、全P、速效N、速效P等肥力指标；NPK配施有机肥能加快土壤有机质和N、P、K养分的积累；NPK不均衡施肥导致土壤中此种营养元素的耗竭。     

长期施肥条件下我国南方双季稻产量的变化趋势

系统分析我国南方双季典型稻区福建省白沙、江西省进贤、江西省南昌及湖南省望城4个水稻长期施肥试验资料,研究化肥N、P、K (氮、磷、钾)的不同组合(NP, NK, NPK)、化肥配施有机肥(NPKM)及不施肥(CK)各处理水稻的产量差异、变化趋势。结果显示,不同施肥条件下各试验点上水稻产量差异大,试验期内各施肥处理较CK的总增产率分别为NPKM 84.3%、NPK 68.1%、NP 42.9%和NK 39.9%,其中NPKM总体上显著高于NPK。长期配施NPK或NPKM肥产量较稳定或呈上升趋势,尤其是晚稻,而仅施NK均呈下降或极显著下降趋势(周年变化幅度为-103~ -201 kg hm^-2 yr^-1),其他施肥处理晚稻产量相对稳定。不同试验点间施磷量较高(52 kg hm^-2 yr^-1)的南昌点产量相对稳定,而施磷量较低(24 kg hm^-2 yr^-1)的白沙点各处理均呈显著下降趋势。本试验条件下,施肥投入不足又特别是施磷肥量低或不施磷为早稻产量下降的主要驱动因素。合理施用NPK肥,配合有机肥,为推荐的施肥模式,为了使试验点双季稻产量稳定且不呈下降趋势,需年施纯磷50.0~63.9 kg hm^-2, 且适当偏重于早稻季。     

头花蓼不同氮、磷、钾施用水平及施用比例研究

通过不同氮、磷、钾施用水平及施用比例对头花蓼生长发育、植株性状、产量及品质进行研究。结果表明:N、P、K不同肥料施用比例对头花蓼产量影响较大,处理间差异达极显著水平,区组间差异不显著。以高量N、P+低量K肥(N2P2K1)处理产量最高;N肥效应最高,并且显著高于P、K肥;P肥效应次之且显著高于K肥;K肥效应最差,施用效果不佳;N、P肥对头花蓼槲皮素含量的影响较大,N、P、K肥配施头花蓼槲皮素产量最高。     

山东滨海盐渍棉田盐分和养分特征及对棉花出苗的影响

 在黄河三角洲6个县区随机选择318块盐渍棉田,对0～20 cm土层盐分、有机质和主要养分含量分析表明,轻度（含盐量<2.5 g·kg^-1）、中度（2.5～4.49 g·kg^-1）和重度（>4.5 g·kg^-1）盐碱地所占的比例分别为44.3%、40.6%和15.1%。中度盐碱地N、P、K含量皆中等偏下,轻度盐碱地则是钾含量偏低;种植年限短的重度盐碱地有机质含量很低,碱解氮和有效磷含量严重不足,但含钾量高;种植年限较长的重度盐碱地有机质、碱解氮和有效磷的含量中等,但速效钾较低。滨海盐碱棉田土壤含盐量（y）和土壤溶液（水：土=5：1）电导率（x）回归方程为y=3.4058x + 0.1427（n=27,R²=0.9964^**）。当土壤含盐2 g·kg^-1 以下时,棉花基本能正常出苗、成苗;当含盐2～3 g·kg^-1时,只有60％～78%的种子可以出苗,45％～55%的种子能够成苗;含盐超过 4 g·kg^-1时,出苗率40%左右,成苗率不足30%。根据滨海盐碱地的盐分和养分特征,采取合理的成苗技术和施肥技术是实现棉花高产的保证。     

Effects of Genotypes and Plant Density on Yield, Yield Components and Photosynthesis in Bt Transgenic Cotton

Bt (Bacillus thuringiensis) transgenic cotton (Gossypium hirsutum L.), including the introduced, indigenous Chinese non‐hybrid and hybrid cotton, is spreading very rapidly in China. Agronomic and photosynthetic performance as well as the optimum plant density for planting Bt cotton may vary with genotypes. With three types of commercial Bt cotton varieties, two field experiments were conducted to study yield performance and leaf photosynthetic rate (Pn) during 2000 and 2001, and yield interaction between variety and plant density during 2001 and 2002 in Yellow River region in northern China. The first experiment showed that the indigenous Chinese Bt cotton significantly differed from the introduced Bt cotton (IBtC) in plant growth and yield components. As a result of manipulation of boll numbers, boll weight and lint percentage, there was no significant difference in lint yield between Chinese non‐hybrid Bt cotton (CBtC) and the IBtC, but two Chinese hybrid Bt cotton (HBtC) varieties exhibited significantly higher lint yield than all other varieties in either 2000 or 2001. Hybrid cotton SCRC15 showed a one‐peak curvilinear change in diurnal course of Pn throughout the growing season, while non‐hybrid cotton 33B and SCRC16 exhibited severe mid‐day depression in Pn in squaring, flowering or boll‐setting stage. The second experiment showed that the main effect of plant population on lint yield was not significant, and yield difference among all treatments was derived from varieties and the interaction between plant density and variety. The optimal plant densities in terms of lint yield for the introduced, indigenous CBtC and HBtC genotypes were 6.0, 4.5 and 3.0 plants m^?2 respectively.     

山东东营滨海盐渍棉田盐分与养分的季节性变化及对棉花产量的影响

在山东省东营市选择土壤盐分含量分别为0.15%、0.35%和0.50%的高、中、低产田各一块,种植中早熟品种鲁棉研18或早熟品种鲁棉研19,结合取盐碱土盆栽,研究了不同含盐量棉田的盐分、养分含量变化及棉花产量表现。结果表明,高产田有机质与碱解氮含量较高、有效磷含量偏低、有效钾含量中等,而低产田则表现出有机质少、贫氮、缺磷、富钾的特点。三类棉田的土壤盐分皆是春季和秋季高、夏季低,土壤有机质含量在整个生育季节内变化不大,而氮、磷、钾则随生育进程的推进呈逐渐减少的趋势。大田条件下,中、低产田比高产田分别减产10%~17%和27%~39%,而相应盐土盆栽条件下则分别减产2.8%和6.7%。     

施氮量对滨海改良盐土棉花钾累积利用的影响

以长江流域大面积种植的转基因棉湘杂棉8号为材料,在江苏省大丰市稻麦原种场(33.2°N,120.5°E)滨海改良盐土上研究施氮量(0、150、300、375、450、600 kg N hm–2)对棉株钾素吸收、利用和分配的影响。结果表明,增施氮肥提高不同生育阶段棉株钾的吸收量,以盛花到见絮期的钾积累增量最大,并改变生育期间的钾吸收比例,使出苗到盛花期的钾吸收比例降低,盛花到吐絮期的钾吸收比例升高;同时,增加施氮还降低生育后期中上部果枝钾浓度的下降速率,但对下部果枝影响较小。随施氮量增加,各部位果枝氮对钾吸收的边际效应(每增施1 kg氮促进钾的吸收量)呈先升高后降低趋势,且果枝部位越高,基于最大边际效应的施氮量越高。在300~375 kg hm–2施氮量范围内,干物质和钾在经济器官中的分配比例提高,钾浓度和钾累积量动态特征参数比较协调,中部和上部果枝氮素对钾吸收的边际效应和钾的皮棉生产效率较高,利于高产形成。高于375 kg hm–2的施氮量导致皮棉产量增幅下降,氮素对钾吸收的边际效应和钾的皮棉生产效率较低;低于375 kg hm–2的施氮量降低干物质和钾经济系数,不利于高产形成。     

氮素对滨海盐土棉花产量、品质及生物量的影响

为研究不同施氮量对滨海盐土花后棉株生物量、生物量累积特征及其与产量、品质的关系,于2010年和2012年在江苏滨海盐土设置了氮肥水平试验。结果表明:在0~600 kg·hm-2范围内施氮量越大棉株总生物量累积越多,而皮棉产量2010年和2012年分别在施氮375 kg·hm-2和300 kg·hm-2时达到最大;成铃数在施氮300~375 kg·hm-2范围内达到最大;铃重和衣分随施氮量增加而增加,达到最大值后(≥300 kg·hm-2)差异不显著。在300~375 kg·hm-2施氮量范围内纤维比强度最高;高氮有利于上部、顶部果枝纤维长度、比强度、伸长率的提高和马克隆值的优化,但显著降低中下部果枝棉纤维比强度,导致中部纤维马克隆值变劣、下部果枝纤维伸长率下降,说明高氮对中下部果枝棉纤维品质的形成利弊各半,适量高氮可提高上部及顶部果枝产量、品质。在滨海盐土条件下,利于产量、品质及氮素利用效率提高的适宜施氮量为375 kg·hm-2。     

滨海盐碱地转基因抗虫棉品种鉴选

为探明转基因抗虫棉的耐盐性，筛选出适合盐碱地种植的抗虫棉高产品种，不同盐分含量砂培试验与滨海盐碱地大田试验相结合。研究了不同基因型抗虫棉的耐盐性及其生育特点和产量表现。结果表明。供试抗虫棉品种间的耐盐性存在差异，但耐盐程度皆十分有限。从不同基因型抗虫棉的耐盐性、出苗成苗率、生长情况和产量等分析。以鲁棉研17、鲁棉研21、鲁536、中棉所45和鲁棉研18综合性状较好，适宜于盐碱地种植，可作为当前盐碱地植棉的适宜品种。     

江苏滨海盐碱地麦后直播棉氮、磷、钾肥料优化配比研究

【目的】建立江苏省滨海盐碱地麦后直播棉合理的施肥技术体系。【方法】2017―2018年在江苏省滨海棉田,以中棉所50为材料,采用正交设计,研究了不同氮、磷、钾肥配施量对棉花生物量、养分累积与利用及产量的影响。【结果】氮、磷、钾肥3因子对棉株地上部和生殖器官生物量、棉株地上部氮和钾素累积量及皮棉产量的影响均为氮肥>磷肥>钾肥。施N 150~225 kg·hm-2、P2O575 kg·hm-2下棉株地上部和生殖器官生物量、氮和钾累积量及皮棉产量较高。钾肥因子对生殖器官生物量和皮棉产量影响不显著。钾肥因子对氮、钾素利用效率的影响大于氮肥和磷肥,氮肥因子对磷素利用效率的影响大于磷肥和钾肥,施K2O 75~150 kg·hm-2氮、钾素利用效率较高、施氮225 kg·hm-2磷素利用效率较高。土壤碱解氮、速效磷、速效钾含量较高棉田的氮、磷(P2O5)、钾(K2O)肥配施量分别为225 kg·hm-2、75 kg·hm-2和150~225 kg·hm-2。相关分析表明,皮棉产量与棉株氮、钾素累积量显著正相关。【结论】长江流域棉区滨海盐碱地麦后直播棉利于产量和养分利用效率提高的最佳氮、磷(P2O5)、钾(K2O)肥配施量分别为225 kg·hm-2、75 kg·hm-2、75 kg·hm-2。     

滨海盐碱地不同抗虫棉品种的产量和熟相及去早果枝的效应

 为探讨不同抗虫棉品种在滨海盐碱地的产量和熟相及其对去早果枝的反应,以早发型（鲁棉研17、21）、晚发型（鲁棉研18、22）抗虫棉和两者的F₁杂交种（01H00、01H01）为材料,于2006－2007年在东营市盐碱棉田进行了试验观察。结果表明,早发型和晚发型抗虫棉品种间的早熟性和熟相存在显著差异,两者的杂交种在2006和2007年分别比常规种增产5.7%~14.5%和4.7%~6.8%,并表现出较好的熟相。早发型常规抗虫棉去早果枝增产5.6%~8.4%,早衰得到延缓;晚发型常规抗虫棉去早果枝减产9.3%~13.1%,表现晚熟。利用不同熟相类型的常规抗虫棉配置杂交组合以及对早发抗虫棉品种去早果枝都是延缓早衰、提高盐碱地棉花产量的有效途径。     

Nitrogen Assimilation and Growth of Cotton Seedlings under NaCl Salinity and in Response to Urea Application with NBPT and DCD

Salinity stress and inefficient nitrogen fertilization adversely affect cotton growth and yield. The effect of salinity on the growth and stress response of cotton seedlings and the effect on N‐use efficiency from the use of the inhibitors of urease (NBPT) and nitrification (DCD) under salinity stress were studied in growth chambers. The study consisted of three levels of salinity – low (0.45 dS m^?1), moderate (8 dS m^?1) and high (16 dS m^?1) – and five N treatments – unfertilized control, 100 % N rate with urea, 80 % N rate with urea, 80 % N rate with urea +NBPT and 80 % N rate with urea +NBPT + DCD. The results indicated that salinity stress reduced plant growth (low leaf area and plant dry matter), decreased N assimilation (low NR, GS and protein), increased plant stress response (high GR and SOD), and decreased leaf chlorophyll, stomatal conductance and quantum yield. Addition of NBPT to urea improved N uptake by 22 % under low salinity; however, this effect was not observed with increasing salinity. No benefit of addition of DCD was observed in any of the parameters collected. In conclusion, salinity stress hindered the performance of the additive NBPT and negatively affected the growth and physiology of cotton.     

Heterosis in yield, endotoxin expression and some physiological parameters in Bt transgenic cotton

Although heterosis in cotton has been studied for many decades, very little is known about the performance of hybrids derived from Bt transgenic cotton parents. In order to known better the heterosis performance, yield and endotoxin expression in 20 hybrids (F₁) and their Bt transgenic parents were examined from 2002 to 2003 (Experiment 1), and the dynamics of source, sink and their ratios in a well‐performing hybrid H01 were investigated in 2004 and 2005 (Experiment 2). Results in Experiment 1 showed an average mid‐parent heterosis of 21.3% and an over check heterosis of 7.6% in lint yield. Considerable heterosis was also detected in boll numbers, boll size and Bt protein content. Of the 20 hybrids, H01 (K0215 × K643) exhibited the greatest heterosis in yield and Bt protein content in 2002 and 2003, while lint yields of H01 were increased 12.6% and 9.1% in 2004, and 11.7% and 8.9% in 2005, compared with K0215 and K643 in Experiment 2, respectively. Significant heterosis for dry matter accumulation and dry matter allocation to reproductive organs and ratio of fruiting forms/total plant (w/w) were also detected in H01. Sources (leaf area, leaf area index, leaf dry weight per plant and diurnal performance of photosynthesis), sinks (number of fruiting nodes, fruiting forms and dry weight of fruiting forms per plant) and the flow from source to sink were significantly enhanced in H01 relative to its parents. Both total N and Bt protein in H01 were higher than those in its parents. Significant correlation was also found between total N and Bt protein in the main‐stem leaves (R² = 0.877**). It is concluded that there existed considerable heterosis in yield, yield components and endotoxin expression in some Bt transgenic hybrids. Yield advantage of hybrid cotton (F₁) over parents can be attributed to improved source, sink and flow, while the enforced expression of Bt genes in hybrid cotton appeared to be due to the enhanced nitrogen level in plants.