施氮量对不同熟期棉花品种的生物量和氮素累积的影响

 以辽棉19号（生育期125 d）和美棉33B（生育期135 d）2个生育期差异较大的品种为材料,于2007－2008年在东北特早熟棉区（辽宁辽阳,41°26' N,123°14' E）设置棉花不同施氮量(即施氮 0,240,480 kg·hm^-2) 试验,研究施氮量对东北特早熟棉区棉花生物量、氮素累积特征及氮素累积利用率动态变化的影响。结果表明：棉花生物量和氮素累积量随着棉花生育进程的动态变化符合S型曲线,氮素的快速累积起始日较棉花生物量早10~12 d;辽棉19号和美棉33B均在施氮240 kg·hm^-2条件下棉花生物量和氮素累积速率峰值出现时间最早,累积速率最高,其生物量、氮素累积量和皮棉产量最高,同时氮素利用效率较高。施氮480 kg·hm^-2不仅降低棉花生物量和氮素累积速率及累积量,而且降低了生殖器官分配系数,导致产量较低。     

不同马铃薯品种的氮利用效率及其分类研究

以7个马铃薯品种为供试材料,设置大田条件下施氮和不施氮2种处理,在对块茎产量和植株氮素吸收、利用评价的基础上,将不同氮效率品种马铃薯分类并解析了其差异机制。基于2016年施氮和不施氮条件下各品种马铃薯的平均产量,把不同氮效率品种马铃薯分为双高效型、低氮高效型、高氮高效型和双低效型。2017年选择双高效型、低氮高效型、双低效型的代表性品种,对各类型氮效率差异进一步解析表明,双高效型氮素利用效率显著高于另两个类型,氮素吸收效率则是双高效型、低氮高效型显著高于双低效型。不施氮条件下,双高效型马铃薯的干物质累积量在整个生育时期均显著高于另2个品种;双高效型、低氮高效型氮素累积速率在出苗后0～50d显著高于双低效型马铃薯。施氮条件下,双高效型马铃薯的干物质累积量显著高于另2个品种,与双低效型马铃薯相比,双高效型和低氮高效型产量的提高主要归因于它们前期较高的干物质累积;双高效型氮素累积速率显著高于双低效型、低氮高效型。双高效型马铃薯在各生育期的物质生产和氮素吸收能力强,从而有利于氮效率提升和产量的形成。该研究结果可为马铃薯氮高效品种筛选和利用提供理论支撑。     

不同氮素利用效率型小麦品种的生理差异分析

以不同氮素利用效率型小麦品种（2个氮高效、2个氮低效和2个中间型）为材料,分别在灌溉及雨养条件下测定其花后旗叶氮素同化及转运相关酶等生理性状的动态变化,同时在开花期和成熟期测定氮素积累及转运相关性状。结果表明,氮高效型品种晋麦54和晋麦66具有更高的植株氮素积累总量、氮素籽粒生产效率、氮素干物质生产效率、花后氮素转运量、花后氮素转运效率和单株产量,以及更低的花前氮素转运量和花前对籽粒氮积累的贡献率。同时,氮高效型品种的各酶活性及可溶性蛋白质含量高于其他4个品种,而中间型品种晋麦73和泰麦269又高于氮低效型品种晋麦61和泰农18。相关性分析结果显示,参试小麦品种多数关键酶活性与氮素籽粒生产效率、氮素干物质生产效率、花后氮素转运量、花后氮素转运效率、花后对籽粒氮积累的贡献率和单株产量呈显著正相关;与花前对籽粒氮积累的贡献率和花前氮素转运量呈显著负相关。     

不同氮吸收效率品种油菜氮素营养特性的差异

采用土培盆栽试验,在不同供氮水平下对50份甘蓝型油菜进行氮吸收效率筛选,并比较其不同品种的氮素营养特性。结果表明,油菜的氮素营养特性表现出一定的品种差异,其中根系氮累积量及其占总吸氮量的百分比变异系数最大,超过50%,而生长前期植株含氮量的变异系数最小。不论氮素供应水平高低,油菜氮高效品种的总吸氮量和各器官的氮素累积量均显著高于氮低效品种,其中根系氮素累积量的差异最大,而果荚氮素累积量的差异最小;氮高效品种根系中累积的氮素比例均显著高于氮低效品种,而果荚中累积的氮素比例均显著低于氮低效品种;氮高效品种营养生长阶段地上部的含氮量与氮低效品种的差异不显著,而地上部的氮素累积量显著高于氮低效品种;营养生长阶段功能叶片的SPAD值也显著高于氮低效品种。随着供氮水平的改变,氮高效品种各器官的含氮量、氮素累积量和氮素分配比例的变化幅度均显著高于氮低效品种。不同品种油菜氮素营养指标的显著差异为通过遗传改良途径培育作物新品种和提高作物氮肥利用效率提供了基础。     

施氮量和滴灌施肥频率对杂交棉氮素吸收和产量的影响

 在滴灌条件下进行了不同氮肥用量和滴灌施肥频率对杂交棉氮素吸收和产量影响的大田试验研究,试验中设置3个施氮（N）（270、360和450 kg·hm^-2）水平和2种滴灌施肥频率（5和10 d）。研究结果表明,不同氮肥用量和施肥频率显著影响杂交棉的干物质重、氮素积累量和子棉产量。在中氮（360 kg·hm^-2）和低氮（270 kg·hm^-2）水平下,增加滴灌施肥频率可显著促进杂交棉生长,增加干物质和氮素积累量;但是氮肥用量较大（450 kg·hm^-2）时,滴灌施肥频率对棉花的生长影响不大。因此,在杂交棉的水肥关键时期,适当地提高滴灌施肥频率可以提高棉花产量。     

东北特早熟棉区不同群体棉花氮临界浓度稀释模型的建立初探

 选用辽棉19号（生育期125 d）和新棉33B（生育期135 d）为材料,于2009年在东北特早熟棉区（辽宁辽阳,41°26'N,123°14'E）设置棉花种植密度（7.50万,9.75万,12.00万株·hm^-2）和施氮量（0,120,240,360,480 kg·hm^-2）试验,研究不同种植密度下棉花氮临界浓度的变化并建立东北特早熟棉区不同群体棉花氮临界浓度稀释模型。结果表明：不同种植密度下棉花氮临界浓度与地上部最大生物量间均符合幂函数关系（N=aW^-b）,模型参数 a ,b 值在不同种植密度下存在差异。同一品种生产相同生物量的需氮量随种植密度的增加而增大,而同一密度下生产相同的生物量新棉33B的氮素吸收量高于辽棉19号。基于氮临界浓度稀释条件下的异速生长参数,氮素营养指数以及动态氮素临界累积量等指标得到的东北特早熟棉区不同群体适宜施氮量的结果一致,表明9.75万株·hm^-2密度下240 kg·hm^-2施氮量为东北特早熟棉区最佳种植密度和施氮量。     

低氮高效红甜菜形态特征分析

筛选低氮高效基因型红甜菜是提高氮素利用效率,减少氮污染的有效途径。采取液体培养方法,设置低氮(1.5 mmol/mL)、正常氮(5 mmol/mL)、高氮(10 mmol/mL)3种氮素水平处理,选用中国农业科学院甜菜研究所育种品系,通过生长指标统计、因子分析、聚类分析来确定评价指标,并筛选出耐低氮基因型。在低氮和高氮条件下,茎叶氮含量、茎叶氮素干物质生产效率、整株氮累积量、氮生理利用效率、整株氮素干物质生产效率差异性显著,变异系数分别为0.169~0.217和0.110~0.271。通过因子分析发现,在低氮和高氮条件下主成分培养情况基本相同,第一主成分是由根系氮含量、根系氮素干物质生产效率、整株氮素干物质生产效率、整株氮含量、氮生理利用效率决定,第一主成分所占的方差贡献率较大。综合红甜菜氮素吸收累积变异特征及因子分析,将茎叶氮含量、茎叶氮素干物质生产效率、整株氮累积量、氮生理利用效率、整株氮素干物质生产效率作为初步筛选红甜菜氮高效综合评价指标。再根据隶属函数法计算出的氮效率综合值和采用欧氏距离平方拟合的分层聚类分析,将整株氮素干物质生产效率作为筛选氮高效综合评价指标。最终筛选出对氮素高效吸收利用的材料（低氮高效型‘YeginaS2’、低氮低效高氮高效型‘CYCLHDAR’）,结合其株高、叶面积、叶柄长、根长等形态特征、干物质量及根冠比等实用特征,分析不同基因型红甜菜对土壤氮素吸收利用特点,进一步验证对增施氮肥反应敏感的低氮高效型、低氮低效高氮高效型品种。     

不同氮素利用效率基因型水稻氮素积累与转移的特性

选用氮素利用高效型和低效型具有代表性的12个粳稻基因型, 研究水稻氮素积累、转移特性的差异及其与氮素利用效率的相互关系。结果表明, 有效分蘖临界叶龄(N-n)、抽穗和成熟期, 氮高效类型水稻的氮素积累量极显著高于氮低效类型, 而拔节期差异不明显。水稻氮素的阶段性积累量, 除(N-n)至拔节阶段, 氮高效类型水稻极显著低于氮低效类型外, 其余各阶段氮高效类型水稻的氮积累量均极显著高于氮低效类型。水稻氮素的阶段性积累率, 移栽至(N-n)和(N-n)至拔节阶段氮低效类型水稻显著大于氮高效类型, 而在拔节至抽穗和抽穗至成熟阶段则表现出相反的趋势。抽穗前的氮素转移量和转移率, 氮高效类型水稻显著或极显著大于氮低效类型, 而抽穗前氮对籽粒的贡献率, 氮高效类型极显著低于氮低效类型。氮高效类型水稻具有在(N-n)前氮素适度积累, (N-n)后至抽穗阶段, 氮素的有效积累高而无效积累弱的特点。因此至抽穗期, 氮高效类型水稻的氮素积累量大于氮低效类型, 具有较高的氮素转移量和转移率。但由于氮高效类型水稻在抽穗以后仍具有较强的氮素积累能力, 因此其抽穗前氮对籽粒的贡献率相对低于氮低效类型。     

稻种资源苗期氮素营养效率的分类、鉴定与评价

在低氮(20 mg/kg)、中氮(40 mg/kg)和高氮(60 mg/kg)3个水平下，调查了88份稻种资源的苗期性状并测定了氮素营养效率，包括氮素利用效率(NUE)、氮素吸收效率(NAE)和氮素利用效率响应度(NUER)。结果表明，苗期不同性状对低氮、中氮和高氮的敏感性不同，不同氮素水平间的单株根体积、地上部干重、吸氮量和根干重等性状变异较大，低氮胁迫加大了种质间的差异。不同水稻苗期性状对氮素的响应度不同，性状在种质间的变异服从正态分布。通过分类、 鉴定和评价，供试稻种资源分为13种氮素营养效率类型，它们存在明显的基因型差异，呈典型的正态分布，即低效和高效的较少，以NUE、NAE和NUER中效类型最多。NUE、NAE和NUER三指标间还存在很强的互补性和拮抗性，极少存在两个以上指标同为低效或高效的稻种资源类型。水稻氮素营养效率类型较陆稻丰富，但分布较分散，总体分布明显偏向于低氮素利用效率一侧。籼稻氮素营养效率的类型略多于粳稻，而粳稻类型的总体分布明显偏向于低氟素利用效率一侧。地方晶种氮素营养效亭类型较多、分布较集中，总体分布明显偏向于高氮素利用效率一侧：杂交稻氟素营养效率的类型最少、分布最集中，而常规稻氮素营养效率类型最多、分布较分散，常规稻和杂交稻品种的总体分布明显偏向于低氮素利用效率一侧。上述研究结果对探讨稻种资源蓖素营养效率的遗传特性、选育高效氮素营养的新型种质及阐明高效氮素营养的生理机制等具一定参考价值。     

氮钾配合施用对短季棉光合特性和产量品质的影响

 大田条件下,采用施尿素225 kg·hm^-2、300 kg·hm^-2两个水平和施氯化钾0 kg·hm^-2、120 kg·hm^-2、195 kg·hm^-2三个水平,研究了不同组合对短季棉光合特性和产量品质的影响。结果表明,在相同施钾水平下,高氮比低氮的叶片光合能力和产量略有提高,高氮比低氮的增产效应随钾量的增加而增加,氮肥的肥效随钾肥的增加而明显提高;在相同施氮水平下,2个施钾的比不施钾的光合能力、产量和纤维品质均显著提高;不同施钾处理间子棉产量差异极显著;本试验条件下,以尿素300 kg·hm^-2、氯化钾195 kg·hm^-2组合产量最高。在充足的氮肥条件下,保证适量钾肥的供应,维持氮钾平衡对提高短季棉的氮肥利用效率、产量和纤维品质极为重要。     

灌溉方式和施氮量对棉花生长及氮素利用效率的影响

 设置2年田间小区试验,探讨了不同灌溉方式及施氮量对棉花生物量、氮素吸收量、皮棉产量及氮素效率的影响。结果表明,与漫灌相比滴灌显著增加了棉花生物量、氮素吸收量、皮棉产量以及氮肥利用率;滴灌棉花地上部各器官干物质积累量和氮素吸收量显著大于漫灌,而地下部干物质积累量和氮素吸收量显著低于漫灌,滴灌条件下较好的水分条件抑制了棉花根系生长而促进地上部生长。施用氮肥显著提高了棉花生物量、氮素吸收量。皮棉产量在施氮量为360 kg·hm^-2时最大,过高氮肥投入无助于棉花产量提高。随着施氮量的增加,氮肥利用率、农学利用率、偏生产力均显著降低。灌溉方式与施氮量互作效应对棉花单株铃数及皮棉产量产生显著影响。     

施氮量对杂交棉干物质积累、分配和氮磷钾吸收、分配与利用的影响

在高产条件下,研究了施氮0、75、150、225、300和375kg·hm-2对杂交棉干物质积累、分配和氮、磷、钾的吸收、分配与利用的影响,结果表明:施氮量与杂交棉的干物质和氮、磷、钾的积累间均表现显著正相关,増施氮肥促进了杂交棉的干物质和氮、磷、钾的积累,但是当施氮量增加到300kg·hm-2后,促进效果不显著。施氮量与各器官干物质、氮、磷、钾的分配比例关系:与叶片呈显著或极显著正相关,在棉花生育中期与茎呈负相关,生育后期呈正相关,在棉花生育中期与蕾、花、铃呈显著正相关,生育后期呈显著负相关。施氮量增到300kg·hm-2后,棉花生育后期干物质和氮磷钾在生殖器官的分配比例明显下降,在茎叶的分配比例明显提高,表现营养生长过旺。氮积累和分配与磷、钾积累和分配间表现很好的正相关,从产量水平看,以每公顷施氮300kg的子棉产量最高,比施氮225kg的增产1.66%,增产不显著。施氮量达375kg·hm-2时,子棉产量比300kg·hm-2的减产3.92%、比225kg·hm-2减产2.23%。随施氮量增加,氮肥利用率明显下降,而磷和钾的利用率提高。     

氮素水平对杂交棉氮素吸收、生物量积累及产量的影响

在滴灌条件下,采用单因素随机区组设计,研究了不同氮素水平(0、135、270、405、540 kg·hm-2)对杂交棉生物量、氮素吸收及产量的影响。结果表明:杂交棉生物量、吸氮量和产量随氮素水平的增加而增加,至施氮量为405 kg·hm-2时达最高值,分别较不施氮水平提高了49.93%,75.43%和82.24%;氮素水平对杂交棉蕾、花、铃生物量积累和氮素吸收的影响大于茎和叶;氮素的增加还显著提高了杂交棉的生物量积累速率、氮素吸收速率以及单株铃数和铃重。本试验中270 kg·hm-2的施氮量可初步满足杂交棉获得高产的需要,施氮量过大不利于产量的提高。本研究条件下杂交棉获得最高产量的氮肥适宜用量为386.5～388.4 kg·hm-2。     

不同沟灌方式水、氮调控对棉花产量及水分利用效率的影响

设置交替隔沟灌、常规沟灌和固定隔沟灌方式,施氮量和灌水量采用二次通用旋转组合设计进行试验,研究水、氮调控对沟灌棉花产量、水分利用效率的影响.结果表明:棉花产量与施氮量在56.2～95.2kg·hmˉ2范围内呈显著正相关,与灌水量在37.52～160.00mm范围内呈显著正相关.相同水、氮处理下交替隔沟灌与常规沟灌相比棉...