不同降雨状况下渭北旱地春玉米临界氮稀释曲线与氮素营养诊断

过量施氮、降雨变率大和水氮耦合差是渭北旱地春玉米生产中氮肥高效利用的主要难题。构建渭北旱地不同降雨状况下春玉米临界氮稀释曲线,分析采用氮营养指数NNI诊断和评价旱地玉米氮素营养状况的可行性,为实现旱地玉米因雨合理施氮提供理论依据。以郑单958和陕单8806为试验材料,设置5个施氮量处理, 2016—2017年5个施氮量处理分别为0、75、150、270和360 kg hm-2, 2018—2019年施氮量调整为0、90、180、270和360 kg hm–2,文中依次用N0、N1、N2、N3、N4表示。其中2016年和2018年降水状况表现为穗期多雨,花粒期干旱; 2017年和2019年降水状况表现为穗期干旱,花粒期多雨,利用4年田间定位施氮试验数据构建并验证2种降雨状况下旱地春玉米临界氮稀释曲线模型。结果表明:(1)增施氮肥显著提高了旱地春玉米地上部生物量和植株含氮量,不同施氮量处理间差异显著。2种降雨状况下春玉米临界氮浓度和地上部生物量均符合幂指数关系,但模型参数之间存在差异(a.穗期多雨:Nc=35.98DM–0.35;b.穗期干旱:Nc=35.04DM–0.23)。模型拟合的植株氮浓度和实际氮浓度线性相关,穗期多雨年RMSE和n–RMSE分别为1.03、5.75%,穗期干旱年分别为1.53、6.78%,模型均具有较好稳定性。(2)在试验施氮量范围内,不同生育时期NNI随氮肥用量增加而增大,不同降雨状况下最佳施氮量存在差异。渭北旱地玉米最适施氮方案为基施氮肥150～180kghm–2,穗期多雨年追施氮肥45～75kghm–2。(3)氮营养指数NNI与相对吸氮量(RNupt)、相对地上部生物量(RDW)和相对产量(RY)均极显著相关,穗期多雨年NNI为1.02时, RY获得最大值,为0.95;穗期干旱年NNI为1.08时, RY获得最大值,为0.92。本研究建立的旱地玉米临界氮稀释曲线和氮营养指数,能够精准预测2种降雨状况下旱地春玉米拔节期至完熟期的氮素营养状况,对玉米生育季氮诊断及指导精确施氮具有重要意义。     

绿肥油菜还田时期对不同施氮量下春玉米产量和土壤养分的影响

采用大田试验，研究绿肥油菜还田时期对不同施氮量下春玉米产量及对土壤养分的影响规律，以期为华北平原春玉米减氮增效提供理论依据。采用裂区设计，主区绿肥油菜还田时期分别为无绿肥油菜冬闲田（G0）、始花期（G1）、盛花期（G2）和荚果期（G3）,裂区施氮量分别为0 （N0）,135（N135）,270（N270）,405（N405）,540 kg/hm²（N540）。收获期五点取样法取土测定土壤养分含量，玉米考种测产。与G0相比，G2处理因春玉米穗粒数均值显著增加5.59%而增产5.89%,G1处理2020年增产6.37%,其中穗粒数增幅8.37%,但G1和G2百粒质量与G0无显著差异；G3处理2020年因穗粒数与百粒质量均值降低2.62%,6.40%,导致减产8.43%;春玉米产量随施氮量增加显著增加；G1、G2和G3处理下，春玉米产量在施氮量为N405、N270和N405时达最高，分别为10 961.21,11 253.34和10 331.12 kg/hm²。线性加平台模型分析可知，G1和G2处理可以保证产量稳定在10 000 kg/hm     

不同时期灌溉对华北平原春玉米穗粒数的影响

干旱胁迫是限制华北地区春玉米穗粒数形成的关键因子,探究不同时期灌溉对穗粒数的影响,对提高该地区春玉米产量和水分利用效率具有重要意义。在2014—2016年进行3年大田试验,设置拔节期、大口期、抽雄期、吐丝后15 d灌水和不灌水对照(CK),明确不同时期灌水对土壤水分变化、吐丝期穗位叶光合速率、穗粒数的影响及其相互关系。结果表明,在干旱和关键生育时期缺水的年份,灌水处理可以提高春玉米穗粒数,其中花期灌水较其他处理提高了1.4%~97.0%(2014年和2015年);而在多雨的2016年,各个灌水处理间穗粒数差异不显著。拔节期和大口期灌水促进了春玉米营养生长,提高了叶面积指数和生物量,但春玉米花期遭遇干旱胁迫仍会降低穗粒数。花期灌水处理在营养生长阶段受干旱胁迫影响,叶面积指数和生物量都降低,但保证了吐丝—授粉—籽粒建成关键阶段有充足的水分供应,其吐丝期光合速率较其他处理提高5.2%~32.8%。回归分析结果表明,吐丝期充足的土壤水含量可以显著提高春玉米光合速率(P=0.0034)和穗粒数(P=0.0137),但过多降水(降低光辐射)会影响光合作用及籽粒结实。因此,花期灌水是干旱年份保证春玉米穗粒数的重要措施。     

水分胁迫对玉米生长发育及产量形成的影响研究

采用人工控制水分的方法,研究玉米生长发育和产量形成对水分胁迫的响应。研究结果表明：干旱胁迫导致玉米生长发育缓慢和减产程度的大小,因胁迫时期、胁迫程度及持续时间而不同。干旱胁迫对株高的抑制作用：拔节孕穗期>抽雄吐丝期>苗期,其中苗期株高在复水后得到了超补偿。受水分胁迫影响穗重、穗粒重和穗粒数都呈减少的趋势,变化幅度为穗粒数>穗重>穗粒重,不同生育期干旱胁迫处理的减产幅度为抽雄吐丝期>拔节孕穗期>苗期。苗期、拔节孕穗期和抽穗开花期减产程度分别达到30%、70%和90%以上。     

控释尿素水氮耦合对夏玉米产量和光合特性的影响

采用旱棚盆栽试验,以郑单958为材料设置3个水分水平(正常水分W3、轻度水分胁迫W2、重度水分胁迫W1)和高氮N3(施纯氮315 kg hm–2)、中氮N2(施纯氮210 kg hm–2)、低氮N1(施纯氮105 kg hm–2)、不施氮N0四个控释尿素施氮水平,探讨控释尿素水氮耦合对夏玉米产量和光合特性的影响。结果表明,控释尿素水氮耦合对夏玉米产量和光合特性具有显著影响。相同水分条件下,夏玉米产量随施氮量增加而增加,W1条件下增产13.17%~20.96%,W2条件下增产13.93%~32.48%,W3条件下增产14.37%~21.83%。相同施氮水平下,产量也随水分增加而增加,W2N3、W3N2和W3N3的产量在所有处理中较高。水氮耦合对夏玉米穗位叶净光合速率的影响显著,W1条件下N3、N2和N1处理间差异不显著,均显著高于N0,W2、W3各施氮处理的净光合速率随施氮量增加而增加,W3各处理的平均净光合速率高于其他2个水分处理,W2N3比W3N3和W3N2前期略低,后期无显著差异。水氮耦合效应能有效减缓穗位叶的实际光化学效率ΦPSII、叶片光化学猝灭系数qP以及PSII反应中心的最大光能转换效率的下降速率,提高光能利用率。控释尿素水氮耦合能有效提高夏玉米花后穗位叶净光合速率,保证籽粒对营养物质的需求,提高穗位叶实际和最大光化学效率,从而提高夏玉米的产量,产量构成因素中增加千粒重和穗粒数的优势较大。综合产量与光合特性、荧光特性的表现,在田间持水量为75%±5%的土壤条件下,控释尿素施氮量以纯氮210 kg hm–2为最佳;在田间持水量为55%±5%的土壤条件下,控释尿素施氮量以纯氮315 kg hm–2为宜。     

干旱胁迫对不同玉米品种生长性状及产量的影响

旨在探究不同干旱胁迫程度对东北半干旱地区玉米生长性状及产量的影响,为深入研究玉米抗旱的生理机制奠定理论基础.采用抗旱棚微区试验,选用3种不同耐旱程度的玉米品种,于玉米拔节期、抽雄期及灌浆期分别设置正常供水(CK)、轻旱(LS)、中旱(MS)、重旱(SS)及持续干旱处理(S)5个水分梯度,综合性分析不同干旱胁迫程度对3个玉米品种生长性状及产量相关指标的影响.随干旱程度的不断加重,玉米株高、穗位及干物质量逐渐降低,茎粗随干旱程度的增加无明显差异,其中金庆707玉米品种株高、穗位及干物质积累量最高,嫩单19及富单16次之.玉米于抽雄期干旱胁迫时果穗性状变化最明显,且重旱下玉米产量最低,持续干旱无产量.同一干旱程度下玉米品种耐旱性越差,减产越大,玉米品种产量大小具体表现为金庆707>嫩单19>富单16.采用多个指标进行综合性分析得出,玉米抽雄期为玉米需水关键期,较易受到干旱胁迫的影响,同时指出抽雄期干旱胁迫亦或干旱胁迫程度严重是最终导致玉米产量降低的主要因素.     

不同水氮配比对黑河中游玉米叶片荧光参数及水氮利用的影响

为探求覆膜滴灌种植下黑河中游玉米最适宜水氮用量,分别设置3个灌水量与3个施氮量水平,研究不同水氮配比对玉米不同生育阶段叶片叶绿素荧光参数及穗行数、行粒数、百粒重与经济产量等的影响。结果表明,采用W2N2(灌水量2400m3/hm2、施氮量180kg/hm2)的水氮配比处理,玉米在苗期、抽丝期、灌浆期的PSⅡ原初光能转换效率(Fv/Fm)和叶片PSⅡ潜在活性(Fv/Fo)最高;玉米在穗行数、行粒数、百粒重与经济产量等农艺性状上表现最优,分别为17.32行、36.54粒、34.62g与12.53t/hm2;水氮的交互作用对玉米百粒重与经济产量的影响极显著。     

不同灌水施氮方式对玉米叶片生理特性和产量的影响

为了研究不同灌水施氮方式对玉米叶片生理特性、产量及其构成的影响。以春玉米‘宜单629’为供试材料,监测不同灌水方式下玉米生育期内的叶面积指数(LAI)、生理特性指标和籽粒产量。结果表明,与均匀灌水均匀施氮(CICN)相比,交替灌水均匀施氮(AICN)和交替灌水交替施氮水氮协同供应(AIANS)显著提高玉米抽雄期及以后第7、14、21、28和35天的LAI和叶绿素含量及抽雄期、灌浆期和乳熟期叶片的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)活性、可溶性蛋白含量、玉米行数、行粒数、穗粒数、千粒质量和籽粒产量(P<0.05),但显著降低相应生育期叶片的MDA、可溶性糖和脯氨酸含量(P<0.05)。可见,AICN和AIANS有利于提高玉米的LAI和抗氧化酶活性,改善活性氧产生与清除之间的关系,从而使玉米产量增加。     

玉米–大豆套作模式下氮肥运筹对玉米产量及干物质积累与转运的影响

玉米-大豆套作是西南地区玉米的主要种植模式之一,研究该模式下玉米适宜的氮肥运筹方式,对该区玉米生产具有重要指导意义。通过2年田间试验,研究了施90、180、270和360 kg N hm–2及底肥∶拔节肥∶穗肥=5∶0∶5、3∶2∶5、5∶2∶3对玉米–大豆套作模式下玉米产量及干物质积累与转运的影响。结果表明,在相同底追比条件下,玉米产量及干物质积累量随施氮量增加呈先增后减的变化趋势。施180 kg N hm–2可以显著促进玉米穗粒数、千粒重及有效穗数的增加,提高花前干物质转运量和花后干物质同化量,植株干物质积累量和最大增长速率亦达到最大;相同施氮量条件下,不同底追比对玉米产量及干物质积累的影响表现为:3∶2∶55∶0∶55∶2∶3。氮肥后移(3∶2∶5)可以促进花后干物质积累和向籽粒中转运,增大干物质最大增长速率,改善玉米穗部性状,与传统施肥方式(5∶0∶5)相比,氮肥后移处理2年平均产量提高了4.11%。施氮量及底追比对产量的交互影响显著,2010年以施270 kg N hm–2并按3∶2∶5底追比处理玉米产量最高,与相同底追比条件下施180 kg N hm–2处理差异不显著;2011年玉米产量以施180 kg N hm–2按3∶2∶5底追比处理显著高于其他处理,达到7803 kg hm–2。在本试验研究范围内,施180 kg N hm–2及底追比为3∶2∶5的处理是获得玉米–大豆套作模式下玉米高产的最佳氮肥运筹方式。     

不同密度下施氮量对夏玉米产量和氮肥利用效率的影响

为明确施氮量对不同密度夏玉米的产量和氮肥利用效率的调控效应,以京农科728(JNK728)为材料,设置密度和施氮量的二因素随机区组试验。结果表明:施氮量增加显著提高JNK728叶片叶绿素含量(SPAD值);与N180相比,N300和N360叶面积指数(LAI)和单株干物质积累量(DM)显著增加。增加密度显著降低同等施氮水平下JNK728吐丝后穗位叶SPAD值和DM,但显著提高V12-R1+20阶段的LAI。增加施氮量和增加密度均可显著提高JNK728的产量,低密度下施氮量超过240 kg/hm~2显著增加穗行数和千粒质量而提高产量,高密度下施氮量超过300 kg/hm~2显著增加行粒数,增加密度通过增加穗数提高产量。施氮量增加氮肥偏生产力降低31.2%～72.3%,氮肥农学利用效率提高12.5%～52.6%,增加密度后氮肥偏生产力和氮肥农学利用效率均显著提高。总之,在本研究条件下,耐密抗倒夏玉米在7.5×104株/hm~2时,施氮量宜低于300 kg/hm~2,产量可达9.5×10~3 kg/hm~2;增加密度至9.0×10~4株/hm~2时施氮量在300～360 kg/hm~2为宜,产量可达12.0×10~3 kg/hm~2。总之,在本研究条件下,耐密抗倒夏玉米选择耐密抗倒品种在中密度(7.5×10~4株/hm~2)时,施氮量宜低于300 kg/hm~2,产量可实现9.5×10~3 kg/hm~2,增加密度至9.0×10~4株/hm~2,施氮量在300～360 kg/hm~2为宜,产量可以达到12.0×10~3 kg/hm~2。     

水氮耦合对地膜玉米免耕轮作小麦干物质积累及产量的影响

前茬地膜玉米免耕种植后茬小麦水氮高效利用生产技术是绿洲灌区作物高效生产的新型农田管理技术。为构建该区地膜减量和水氮高效生产技术, 2015—2017年通过3年田间试验, 研究两种耕作方式、2种灌水水平和3个施氮量组合对小麦干物质积累和产量及产量构成的协同效应, 其中耕作方式为覆膜玉米茬免耕直播(NT)和玉米茬传统耕作(CT), 灌水量为传统灌水(I2)和传统灌水减量20% (I1), 施氮量为纯N 225 kg hm ^-2 (N3)、180 kg hm ^-2 (N2)和135 kg hm ^-2 (N1)。结果表明, 耕作方式、灌水水平、施氮量对小麦群体生长速率、干物质积累量均有显著影响。与CT相比, NT显著增大全生育期生长速率, 提高22.0%~28.0%, NT促进小麦地上干物质积累, 提高6.4%~7.4%, 收获期生物产量提高5.4%~15.1%。免耕低灌(NTI1)较传统耕作高灌(CTI2)的生长速率增大7.7%~13.4%, 干物质积累量提高3.1%~5.9%, 收获期生物产量提高8.7%~10.5%。免耕低灌中施氮(NTI1N2)较传统耕作高灌中、高施氮(CTI2N2、CTI2N3) 生长速率分别增大6.9%~20.5%与4.1%~14.0%, 收获期生物产量分别提高7.8%~9.7%与4.8%~10.2%。NT比CT增产10.1%~10.4%, NTI1较CTI2、CTI1分别增产13.0%~14.8%与9.4%~10.1%, NTI1N2比CTI2N2、CTI2N3分别增产3.7%~9.8%与15.2%~22.0%。从产量构成因素分析, NTI1N2提高了单位面积成穗数、穗粒数和千粒重, NTI1N2处理组合更有利于穗数、千粒重的增加。通径分析进一步证明, NTI1N2增产的主要原因是增加了单位面积穗数和千粒重。因此, 在施氮量为180 kg hm ^-2的基础上, 玉米茬地膜再利用免耕技术组装减少20%灌溉量(1920 m ³ hm ^-2)轮作小麦模式是河西灌区小麦高效生产的可行措施。     

聚天门冬氨酸螯合氮肥减量基施对东北春玉米的增效机制

2016年和2017年在中国农业科学院作物科学研究所吉林公主岭试验站(43°29'55'N,124°48'43'E),以中单909为材料,设置常规氮素(CN)和PASP螯合氮素(PASP-N)的不同施肥量全基施处理,探讨东北春玉米PASP螯合氮素减量全基施的增效机制。结果表明,相比CN,PASP-N在总施氮量减少1/3的条件下,玉米增产0.9%～3.0%,穗长增加0.5%～2.9%,灌浆中期叶面积指数增大18.5%～22.3%,秃尖长降低13.8%～46.7%,株高及穗位高分别降低1.5%～2.5%和0.7%～8.4%。PASP-N处理下,花期玉米功能叶硝酸还原酶(NR)活性降低1.4%～19.8%,花后30 d穗位叶谷氨酰胺合成酶(GS)活性提高18.5%～33.1%,花后20 d穗位叶谷草转氨酶(GOT)活性增高0.8%～6.4%。多项式曲线模拟结果表明, PASP-N和CN处理全基施最佳氮用量分别为185.3 kg hm~(–2)和219.1 kg hm~(–2), PASP-N比CN少施氮肥33.8kg hm~(–2), PASP-N产量比CN高108.9 kg hm~(–2)。氮肥偏生产力、氮肥农学效率、氮肥表观利用率和氮肥生理效率分别比常规氮素处理增加51.3%～54.4%、2.9%～104.2%、28.9%～126.6%和48.0%～405.2%。因此, PASP螯合氮肥能促进东北春玉米籽粒灌浆中后期氮素代谢,提高玉米氮肥利用效率。     

施钾量对膜下滴灌甜菜光合性能以及对产量和品质的影响

膜下滴灌技术被广泛应用于内蒙古冷凉干旱地区的甜菜生产中。为探明施钾量对膜下滴灌甜菜光合生理特性和产质量的影响及其适宜钾肥用量, 于2014?2015年在内蒙古凉城县设K₂O 0、90、180、270和360 kg hm ^-25个施肥处理进行了研究。结果表明, 钾素能够提高甜菜的光合性能, 如促进株高、叶面积指数、净光合速率的增加; 施钾肥180、270和360 kg hm ^-2显著提高了叶丛快速生长期甜菜的净光合速率, 影响净光合速率的最主要因素是RuBPCase活性, 其次是气孔导度, 净光合速率与甜菜产量呈极显著正相关。适宜的钾肥用量有利于块根、叶柄和叶片干重的增加及产量增加, 但施钾过量, 块根干物质分配比例下降, 含糖率下降, 块根干物质分配比例与甜菜含糖率呈显著正相关。施钾量270 kg hm ^-2时产量最高, 90 kg hm ^-2时含糖率最高, 当施钾量大于180 kg hm ^-2时, 块根中K ⁺、Na ⁺含量增加, 大于270 kg hm ^-2时, 块根中α-氨基酸含量增加, 施钾量180 kg hm ^-2时产糖量最高。综合考虑施钾量对膜下滴灌甜菜产量和品质的影响, 内蒙古甜菜种植优势区域的钾肥推荐施用量为180 kg hm ^-2。     

基因型和环境对小麦产量、品质和氮素效率的影响

以不同基因型的小麦品种(13个强筋小麦品种和2个中筋小麦品种),不同试验地点(馆陶、宁晋、藁城)和不同施氮水平(0、180、240和300 kg hm~(–2))的田间试验,综合分析基因型、环境对小麦产量、品质、氮肥利用率的影响,以期为优质强筋小麦品种选育、栽培调控及高产提质增效的协同目标提供科学依据。研究表明,不同小麦品种产量在9289～10,088 kg hm~(–2)之间,强筋小麦品种平均产量9548 kg hm~(–2),比中筋小麦品种减产3.1%。藁城、宁晋、馆陶三地的产量分别达9932、9433和9223kghm~(–2)。不同小麦品种籽粒蛋白质均值14.5%,湿面筋28.5%,沉淀指数39.5mL,稳定时间15.4 min,拉伸能量87.5 cm2,最大拉伸阻力428.8 BU。藁优5218、藁优5766、冀麦738、科农2009、师栾02-1、藁优2018、冀麦867综合品质表现较好。馆陶和宁晋的小麦品质性状相对较好,藁城的品质较差。氮肥利用率随施氮量增加呈降低趋势, N180处理的氮肥农学效率、氮肥吸收利用效率、氮肥生理利用率最高,依次为4.3 kg kg~(–1)、26.2%、16.6 kg kg~(–1)。兼顾产量、品质、效率三方面,藁城适宜种植品种有冀麦738、冀麦867、师栾02-1;宁晋有师栾02-1、科农2009、冀麦738;馆陶有藁优5766、藁优2018、师栾02-1。综合考虑小麦产量、籽粒品质和氮素利用率, 180 kg hm~(–2)为本研究条件下的最佳施氮量。     

黄淮海区域现代夏玉米品种产量与养分吸收规律

为玉米合理施肥,实现高产高效提供理论依据,2016年在济南商河国家农作物新品种展示示范中心和山东农业大学作物生物学国家重点实验室进行试验,于玉米完熟期进行植株取样,测定产量、产量构成因素和植株矿质元素含量,探究黄淮海区域现代夏玉米品种的产量与养分吸收规律。探测分析和正态分布检测结果表明单株生产力、单株生物产量、千粒重和籽粒产量分别符合正态分布N (167.0, 22.722)、N (285.0, 33.472)、N (318.0, 35.752)和N (10.9,1.502),其变化范围为141.55～246.99 g株–1、197.68～389.92 g株–1、226.58～413.76 g和5.84～13.41 t hm~(–2)。每生产100kg籽粒氮素需求量平均为1.95 kg,单位籽粒氮素需求量随籽粒产量提高呈降低趋势。当产量水平由7.0 t hm~(–2)增加到8.0～9.0 t hm~(–2)时,每生产100 kg籽粒氮素需求量从2.15 kg降低到1.96 kg,主要是收获指数升高和籽粒氮浓度降低造成的;当产量水平由8.0～9.0 t hm~(–2)增加到10.0～11.0 t hm~(–2)时,每生产100 kg籽粒氮素需求量从1.96 kg降低到1.84 kg,主要是籽粒氮浓度降低造成的;当产量水平由10.0～11.0 t hm~(–2)增加到11.0 t hm~(–2)时,单位籽粒氮素需求量基本不再变化。生产100kg玉米籽粒的磷素需求量平均为0.97kg,其与籽粒产量呈显著负相关,从产量水平7.0t hm~(–2)的1.07 kg下降到产量水平11.0 t hm~(–2)的0.92 kg,这是由收获指数升高和籽粒磷浓度降低造成的。生产100 kg玉米籽粒钾素需求量平均为1.89 kg,其与籽粒产量呈显著负相关,从产量水平7.0 t hm~(–2)的2.14 kg下降到产量水平11.0 t hm~(–2)的1.74 kg,这是由收获指数升高、茎秆钾浓度增加和叶片钾浓度降低造成的。当前黄淮海区域现代玉米品种籽粒产量为(8.91±1.23)thm~(–2),生产100kg籽粒的氮素、磷素和钾素需求量的变化范围分别为(1.95±0.24)、(0.97±0.11)和(1.89±0.28)kg。氮磷钾需求量随产量的提高而增加,但每生产100kg籽粒产量的氮素、磷素和钾素需求量随着产量升高而下降。     

有机肥配施氮肥对滴灌春玉米产量及土壤肥力状况的影响

针对宁夏扬黄灌区沙质土壤肥力贫瘠、养分利用率低以及农田生产力弱等问题。通过两年连续田间定位试验,采用裂区试验设计,主处理为不施有机肥(-M)处理和施有机肥3000 kg hm~(–2) (+M)处理,副处理为施纯氮0 (N0)、75 (N75)、150 (N125)、225 (N225)和300 kg hm~(–2) (N300) 5个不同氮肥用量,进行滴灌条件下有机肥与氮肥配合施用对玉米产量及土壤肥力状况的研究,探讨施肥对土壤养分、玉米产量的影响,以选择最佳的肥料配比,从而达到玉米高产、优质和土壤培肥的目的。结果表明,有机肥配施氮肥能有效增加土壤有机质、全氮、全磷、速效钾和速效磷含量,促进春玉米干物质累积并提高产量,以有机肥配施纯氮300 kg hm~(–2)和225 kg hm~(–2)处理的培肥效果最佳。有机肥配施氮150、225和300 kg hm~(–2)处理间的玉米产量无显著差异,但较不施氮肥处理产量分别提高了74.21%、91.33%和81.23%,施有机肥处理较不施有机肥处理平均增产24.28%。在试验区的推荐施肥量为3000kghm~(–2)有机肥配施225～300 kg hm~(–2)氮肥。     

半干旱区沟垄集雨种植谷子的肥料效应及其增产贡献

研究沟垄集雨种植施肥水平对谷子生长的影响及其对产量的贡献, 为完善集雨种植技术理论体系及半干旱区谷子的合理施肥提供科学依据。在宁南旱农区进行了2个年型的二因素大田试验, 研究了沟垄半覆膜集雨(R)和传统裸地平作(T) 2种种植模式下4个施肥水平(高量N 270 kg hm ^-2 + P₂O₅ 180 kg hm ^-2, H; 中量N 180 kg hm ^-2 + P₂O₅120 kg hm ^-2, M; 低量N 90 kg hm ^-2 + P₂O₅ 60 kg hm ^-2, L; 不施肥对照, CK)对谷子株高、叶面积、光合指标、干物质积累量和水肥利用效率的影响, 并分析了集雨模式下的增产贡献来源。结果表明: (1)集雨模式有效促进了边行谷子光合生理和生长, 在各施肥水平下谷子株高、顶三叶叶面积、P_n (净光合速率)、T_r (蒸腾速率)和生物量较平作模式分别提高7.1%~23.5%、1.7%~22.7%、10.4%~20.3%、8.0%~55.9%和9.8%~30.0%; 中行各指标较平作模式均下降不显著。(2)集雨种植模式显著提高了谷子的水肥利用效率, 配施氮磷肥水分利用效率显著增加, 在丰水年高肥处理显著高于中、低肥处理, 欠水年中肥处理最高且显著高于高肥处理, 与低肥处理差异不显著; 肥料利用效率随着施肥量的增加而下降, 在丰水年低肥处理的肥料利用率显著大于高肥和中肥处理, 欠水年各施肥水平间差异显著。(3)施肥对谷子的增产贡献大于种植模式。施肥对产量的贡献率在丰水年随施肥量的增加而增加, 高、中、低施肥处理间差异显著, 达27.8%~49.3%, 欠水年各施肥处理间差异不显著(19.2%~23.7%); 种植模式贡献率在2年中各施肥处理间差异均不显著。综合考虑, 集雨模式在丰水年施高肥、欠水年施中肥可实现谷子高产高效生产。     

氮肥对非充分灌溉下棉花花铃期光合特性及产量的补偿作用

研究氮肥对非充分灌溉下棉花花铃期光合特性及产量的补偿作用及其机制, 以期为干旱地区棉花水肥高效利用提供理论依据。以“新陆中54号”为试材, 采用裂区试验设计, 主区为总灌溉量2800 m ³ hm ^-2(非充分灌溉)和3800 m ³ hm ^-2(常规灌溉), 副区为4个施氮(纯N)水平(0、150、300和450 kg hm ^-2)。同一氮肥处理下, 非充分灌溉处理棉花花铃期叶面积指数(LAI)、净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)、单株光合产物积累与分配、单株结铃数、单铃重及籽棉产量均低于常规灌溉处理, 但籽棉增产率和灌溉水生产力高于常规灌溉处理; 同一灌溉量下, 随着氮肥施用量的增加, 棉花花铃期LAI和单株光合产物积累量先增后降, 且表现为N450>N300>N150>N0, T_r、P_n、单株光合产物向生殖器官分配比例、单株结铃数、单铃重、籽棉产量、籽棉增产率及灌溉水生产力均表现为N300>N450>N150>N0; 非充分灌溉下增施氮肥的补偿效果随着氮肥用量的增加呈先增加后下降的趋势, N300处理补偿效果最显著, 与常规灌溉处理相比, 补偿效应主要表现在棉花花铃期P_n平均提高10.9%, 单株光合产物积累向生殖积累器官分配比例提高10.7%, 单株结铃数、单铃重、籽棉增产率及灌溉水生产力分别提高5.0%、8.0%、7.1%和7.5%; 氮肥对棉花花铃期光合特性及产量构成因素的影响大于水分。非充分灌溉下氮肥施用量为300 kg hm ^-2时补偿效应最大, 虽然在产量上有所下降, 但从干旱地区农业缺水的现实考虑, 可准确灌溉施肥, 且籽棉产量较常规灌溉处理仅下降1.3%。因此, 在南疆自然生态条件下, 非充分灌溉下施氮300 kg hm ^-2时棉花花铃期LAI、T_r、P_n及单株光合产物积累量适宜, 向生殖器官转运补偿效果显著, 具有最大的产量补偿作用, 且节水26.3%。     

限水减氮对豫北冬小麦产量和植株不同层次器官干物质运转的影响

采用节水栽培并减少氮肥用量是实现豫北冬小麦生产的高产、高效和环境友好发展的必然选择,探明限水减氮对冬小麦产量和植株各层次器官干物质运转的影响,可为该地区冬小麦节水栽培和合理施用氮肥提供科学依据。2009—2010和2010—2011年连续2年在河南浚县钜桥进行小麦田间裂区试验,主区设置2个灌溉水平[拔节水(W1)和拔节水+开花水(W2)],副区设置5个氮肥水平[330 kg hm~(–2) (N4,豫北地区小麦生产中常规施氮量)、270 kg hm~(–2) (N3)、210 kg hm~(–2) (N2)、120 kg hm~(–2) (N1)、0 kg hm~(–2) (N0)],测定了籽粒产量和植株各层次器官干物质运转量、运转率和对籽粒贡献率。减量施氮与N4相比,各营养器官向籽粒运转的干物质量均有增加,其中,穗轴+颖壳的干物质运转量增加了323.2%,增幅远高于茎节的24.5%和叶片的4.6%,且穗轴+颖壳的干物质运转率和对籽粒贡献率增幅也远高于茎节和叶片。减量施氮处理的叶片干物质运转量的增加主要源于倒三叶和倒四叶,分别增加28.7%和201.1%,而茎节干物质运转量的增加主要源于除穗位节外的其他茎节,分别增加21.7%(倒二节)、71.8%(倒三节)、44.5%(倒四节)和31.1%(余节)。与W2相比, W1干物质运转量无显著差异,但干物质运转率略高(24.6%vs. 23.8%),对籽粒贡献率较高(35.1%vs. 30.0%),籽粒产量降低11.2%,水分供应量减少750 m3 hm~(–2)。可见,减量施氮促进了营养器官,尤其是穗轴+颖壳和下层器官(倒三叶、倒四叶、倒三节、倒四节和余节)的干物质向籽粒的运转,提高了对籽粒贡献率,有利于提高籽粒产量。