施氮量对不同开花期棉（Gossypium hirsutum L.）铃纤维细度和成熟度形成的影响

为兼顾试验的重复性和生态区域性,选用高品质棉（科棉1号）和常规棉（美棉33B）品种为材料,于2005年分别在江苏南京（118o50E, 32o02N,长江流域下游棉区）和江苏徐州（11711E, 3415N,黄河流域黄淮棉区）设置施氮量（低氮:N 0 kg/hm2;适氮:N 240 kg/hm2;高氮:N 480 kg/hm2）试验,研究施氮量对不同开花期棉铃纤维细度、成熟度和马克隆值形成的影响。结果表明:（1）施氮量显著影响棉纤维细度、成熟度和马克隆值的形成过程,但三者在不同开花期对氮素水平的响应不同,施氮量与开花期对棉纤维细度、成熟度和马克隆值的形成存在互作效应。8月10日前开花的棉铃,铃期［花后0～50 d （DPA）］日均温在23.3 oC以上,纤维细度、马克隆值以N 0 kg/hm2施氮量下最大,棉纤维马克隆值与纤维细度的相关性较大;8月25日开花的棉铃（铃期日均温在20.8～23.3 oC之间）,纤维成熟度、马克隆值以N 240 kg/hm2施氮量下最大;9月10日开花棉铃（铃期日均温低于20.8 oC）,纤维细度、成熟度和马克隆值均以N 480 kg/hm2最大,棉纤维马克隆值与纤维成熟度的相关性增强。（2）影响不同开花期间纤维细度、成熟度和马克隆值的主要因素是铃期日均温,最终纤维细度、成熟度和马克隆值在不同施氮量之间的变异与不同开花期（铃期日均温不同）间的变异比较,前者显著小于后者。综上,因开花期不同而形成的铃期日均温是决定细度、成熟度和马克隆值的最重要因素,施氮量可通过对位叶叶氮浓度NA影响棉纤维细度、成熟度和马克隆值的形成过程,增加施氮量可减小上述指标在不同开花期间的差异。     

施氮量对枣棉间作棉花干物质积累，产量与品质的影响

研究了枣棉间作下棉花干物质积累与产量品质对不同施氮量的响应机制,确定枣棉间作的合理施氮量,为果棉间套作立体种植模式的合理氮肥运筹,提高棉花产量与品质提供理论依据。以在南疆的主栽棉花品种中棉所49为材料,研究了4个氮素水平（N 0、 150、 450 和750 kg/hm2）下棉花干物质的积累和产量的差异。结果表明,不同施氮量下棉花干物质累积存在显著差异,氮素缺乏或过量均影响其干物质在不同生育时期的累积量,使产量降低。施氮量对棉花品质也有显著影响,合理的氮肥用量不但能提高棉花单株结铃数和单铃重,从而提高产量,而且可使其有较好的整齐度,棉纤维长度,比强度和马克隆值。因此,在枣棉间作条件下,施氮量为N 450 kg/hm2 时棉花的干物质积累量较高,增产效果显著,品质较好。     

施氮量与播种期对棉花产量和品质及棉铃对位叶光合产物的影响

【目的】本研究旨在揭示施氮量调控不同播种期棉铃对位叶光合产物形成与运转的生理机制,以期为棉花的合理氮肥运筹提供理论依据。【方法】试验于2005和2007年在中国农业科学院棉花研究所(河南安阳,黄河流域黄淮棉区)进行,以科棉1号和美棉33B品种为材料,设置大田不同播种期(4月25日和5月25日)和不同施氮量[低氮N 0 kg/hm2(N0)、适氮N 240 kg/hm2(N240)、高氮N 480 kg/hm2(N480)]处理,研究施氮量对不同播种期棉花产量和品质及棉铃对位叶光合产物的影响。【结果】1)4月25日播种条件下,随施氮量的增加棉铃对位叶中蔗糖含量先升高后降低,淀粉含量增加;随播种期的推迟,N240、N480处理下的棉铃对位叶蔗糖和淀粉含量差异不明显,但均显著高于N0处理;花后24~45 d,棉铃对位叶中蔗糖含量与叶氮浓度呈显著正相关,且相关系数随花后天数的增加而降低;花后17~24 d,蔗糖转化量与叶氮浓度呈显著负相关,至花后31~52 d,反而呈显著正相关(P0.01)。表明棉铃对位叶中适宜叶氮浓度有利于碳水化合物的累积。2)4月25日播种条件下,N0、N480处理对棉花单株铃数、铃重和皮棉产量影响为负效应,对纤维长度和麦克隆值影响较小;晚播低温条件下,N480处理的棉花铃重、皮棉产量、纤维比强度均有所提高,麦克隆值得以优化。因此,施氮量与播种期对纤维比强度和麦克隆值的影响存在补偿效应,晚播棉花增加施氮量可减小因低温而造成的纤维比强度降低的幅度,优化麦克隆值。【结论】本试验条件下,播种期(温度)和施氮量对棉铃对位叶光合产物含量、棉花产量和品质存在互作效应,其主导因素是播种期(温度),施氮量对其有补偿效应。随播种期的推迟,施氮量N 240 kg/hm2时棉花单铃重、产量及纤维品质降低的主要原因是晚播低温使棉铃对位叶中的光合产物(蔗糖和淀粉含量)增加,抑制了光合产物向棉铃及纤维的运输。晚播低温条件下,适量追施氮肥可调节棉铃对位叶中的氮浓度并提高光合产物再利用的能力,促进棉花单铃的形成,降低棉纤维比强度的下降幅度,优化麦克隆值。     

施氮量对长江流域滨海盐土棉花氮素吸收利用的影响

【目的】长江流域下游棉区棉花种植逐渐向沿海地区集中,但该地区棉花生产中氮肥运筹不合理问题突出,本研究旨在揭示长江流域滨海盐土棉花氮素吸收利用对施氮量的响应特征,以期为该区棉花的合理氮肥运筹提供理论依据。【方法】2010年和2012年在江苏省大丰市稻麦原种场(33.2°N,120.5°E)滨海盐土棉田,以湘杂棉8号棉花品种为材料,设置施氮(N)量0、150、300、375、450、600 kg/hm2试验,研究了长江流域下游滨海盐土条件下,施氮量对棉花产量、不同空间部位生物量和氮素累积分配特征以及氮素利用的影响。【结果】随施氮量的增加,棉花皮棉产量和氮肥表观利用率均呈先升高后降低的趋势,并在301 374 kg/hm2施氮量范围内,皮棉产量和氮素表观利用率达到最高,氮肥农学利用率、氮肥偏生产力和氮素生产效率则随施氮量的增加呈降低趋势。施氮量通过调控棉花不同果枝部位氮含量和氮累积量的动态特征影响氮素和生物量的累积转运,进而影响棉花产量。适宜施氮量(301 374 kg/hm2)下,棉株各部位氮素含量和氮素累积动态特征参数比较协调,有利于光合产物向生殖器官的转运,进而提高产量;过量施氮增加了棉株各部位氮素含量,棉株下部氮素累积速率加快,氮素快速累积期持续时间延长,棉株中部氮素快速累积期持续时间延长,棉株中下部的光合产物以及氮素向生殖器官的分配减少,吐絮期氮素的吸收比例和累积量增大,产量降低;施氮不足则降低了棉株各部位氮含量,加快了各部位氮素含量的降低,减少了氮素累积量,降低了棉株生物量和皮棉产量。【结论】在长江流域滨海盐土地区,棉花生产的推荐施氮量为301 374 kg/hm2,该施氮量下棉花产量和氮肥表观利用率相对较高。超过该适宜施氮量,棉花产量降低归因于棉株中下部光合产物和氮素向生殖器官的转运受到抑制,并且增加了生育后期氮素的吸收比例和累积量,棉花贪青晚熟。低于该施氮量则由于氮素供应不足,氮累积量和生物量减少,导致产量降低。     

施氮量对黄河滩区棉花叶片生理特性、干物质积累及产量的影响

为探讨黄河滩地植棉适宜的施氮水平,以转双价（Bt Cry1A+CpTI）基因抗虫杂交棉品种中棉所72为试验材料,设置了N 0、 150、 300和450 kg/hm2 4个施氮水平,研究了施氮量对棉花叶片生理特性、 干物质积累及产量的影响。结果表明,随着施氮量的提高,棉花叶面积指数（LAI）,叶片叶绿素和全氮含量,谷氨酰胺合成酶（GS）和超氧化物歧化酶（SOD）活性呈增加的趋势,丙二醛（MDA）含量有下降趋势,进而延缓了叶片的衰老进程。在施氮量为N 300 kg/hm2 时,棉花干物质积累量较大,且分配到生殖器官的比例较高;施氮量过低时,干物质积累量较少;施氮量过高时,有利于营养器官生长,干物质积累量最大,但分配到生殖器官的比例较低。棉花施氮量为N 300 kg/hm2时籽棉产量最高,比不施氮（N 0）和施氮量为N 150 kg/hm2的处理分别增加15.29% 和9 .77%,差异达到显著水平;与施N 450 kg/hm2的处理产量差异不显著。因此,在土壤肥力较低且下层土质沙性较强的黄河滩地,棉花的适宜施氮量为300 kg/hm2。     

施氮量对枣棉间作系统棉花干物质和氮素积累的影响

以南疆主栽品种中棉所49为材料,通过4个尿素水平［纯N 0（N0）、 207（N1）、 310（N2）、 414（N3） kg/hm2］,研究了不同施氮量对枣棉间作体系中棉花的干物质动态增长以及氮素积累的影响。结果表明,各处理棉花干物质及氮素积累均符合Logistic方程,棉株生物量和氮素积累量在N0、 N1处理中表现出近冠区大于远冠区,N2、 N3则相反。近冠区过多或过少施氮推迟了棉株干物质快速积累起始时间和最大积累速率出现的时间,减少了干物质在生殖器官中的积累量,较高氮素处理引起的棉株代谢产物积累的减少量小于低氮或不施氮处理。适宜的施氮量利于棉花前期的生物量和氮素的快速积累,棉株有较大的光合产物吸收和积累速率以及较早的最大速率出现日,有利于产量的形成。氮肥施用量过多或过少均不利于棉花光合产物特征参数的协调。     

不同栽培模式及施氮对半旱地冬小麦/夏玉米氮素累积、分配及氮肥利用率的影响

在陕西关中地区进行田间试验,研究了不同栽培模式、施氮量对夏玉米和冬小麦地上部分氮素的累积、分配和利用效率的影响。结果表明: 垄沟栽培模式显著增加了成熟期夏玉米的氮素累积总量及各个器官的氮素累积量,其余处理下成熟期夏玉米和冬小麦的氮素累积量差异未达显著水平; 不同栽培模式下,小麦的各器官除叶片的氮素累积量差异达显著外,其余器官的氮素累积量均未达到显著水平; 不同栽培模式下,小麦各器官对子粒氮素的贡献为垄沟常规覆草控水; 与不施氮肥相比较,施氮处理（N 120 kg/hm2和N 240 kg/hm2）显著增加了作物氮素累积量; 两个施氮肥水平相比,高氮处理显著提高氮素累积量,但小麦花后营养器官氮素向子粒转运和分配两个水平间无显著差异; 随着氮肥用量的增加,氮肥利用效率和氮肥农学效率均呈现降低趋势。     

不同氮肥用量下冬小麦土壤剖面累积硝态氮及其与氮素表观盈亏的关系

以在陕西关中地区户县、周至两县连续2年的20余个3414肥料田间试验为研究对象,研究了不同施氮量下冬小麦收获后土壤2 m剖面硝态氮的分布、累积及其与土壤氮素表观盈亏量间的关系。结果表明:随着氮肥用量的提高,土壤剖面硝态氮累积量明显增加,其向土壤下层淋溶的程度也越严重;当施氮量为180～240 kg/hm2时,一些试验点的土壤氮素已经表现出盈余;当施氮量达到270～360 kg/hm2,所有试验点土壤氮素均明显盈余。不同施氮量时土壤表观氮素平衡值（施氮量与氮素携出量的差值）与土壤02 m剖面硝态氮累积量之间呈极显著正相关,说明土壤表观氮素平衡和盈亏决定了土壤剖面硝酸盐的累积状况;土壤氮素表观盈余值每增加100 kg/hm2,02 m土壤剖面硝态氮累积量增加约62.5 kg/hm2。     

施氮量对杂交棉光合生理特性及产量、品质的影响

在高产条件下,研究了施N 0、75、150、225、300和375 kg/hm2对杂交棉主茎叶的叶绿素含量、净光合速率、硝酸还原酶活性、可溶性糖和可溶性蛋白质含量及产量、品质的影响。结果表明,施N 0～300 kg/hm2条件下,随叶龄增长,施氮量增加光合生理活性指标增长快,衰减慢;而施N 375 kg/hm2时衰减快,呈现出先增后减趋势。在棉花生长前期(7月5日)各处理间光合生理活性指标差异不显著。到中后期,施氮量则对这些指标有明显影响,表现出施N0～225 kg/hm2,随施氮量增加而显著增高;但施N 300、375 kg/hm2,与施N 225 kg/hm2相比,并没有显著提高,而且施N375 kg/hm2,在植株生长后期这些指标反而比施N300 kg/hm2处理降低。随施氮量增加,棉花总铃数、烂铃率和生物产量随之增加,收获系数下降。施N0～300 kg/hm2,铃重随施氮量增加而提高,施N375 kg/hm2则下降。衣分受施氮量影响较小,施N 0～225 kg/hm2,子棉产量随施氮量增加而显著增产;而施N300 kg/hm2时,子棉产量比施N225 kg/hm2的仅增产1.66%,施N375 kg/hm2水平,其子棉产量比施N225和300 kg/hm2处理减产2.23%和3.92%。此外,施氮比对照显著提高了纤维长度和纤维比强度,而施氮处理间差异不显著。说明在本试验条件下,施N225～300 kg/hm2范围内,有利于显著提高杂交棉主茎叶光合生理活性,延长叶片高光合持续期,显著提高杂交棉产量。     

不同降水年型施氮量对冬小麦水氮资源利用效率的调控

  【目的】  研究不同降水年型氮肥用量引起的小麦生育期耗水量、植株氮素积累与运转、产量及效率的变化,为黄土高原旱地冬小麦精准施肥提供理论依据。  【方法】  于2017—2020年在山西农业大学闻喜试验示范基地开展大田试验,种植制度为冬小麦后夏休闲,一年一熟。3个试验年降水量分别属于正常、干旱和湿润年型。试验设施氮量 0、120、150、180、210 kg/hm2 5个处理,分析了小麦耗水量、氮素吸收与利用、产量形成及不同降水年型间的差异。  【结果】  不同降水年型旱地小麦生育期总耗水量均以N 180 kg/hm2最高,且丰水年和欠水年耗水变化率以施N 150～180 kg/hm2最高,平水年则以施N 120～150 kg/hm2最高。与其他施氮处理相比,丰水年施N 180 kg/hm2提高了播种—拔节期植株氮素积累量,显著提高了花前叶片和穗轴+颖壳氮素运转量,平水年和欠水年施N 150 kg/hm2提高了播种—拔节期植株氮素积累量及花前叶片和茎秆+叶鞘氮素运转量。不同降水年型花前植株氮素运转量、成熟期的植株氮素积累量变化率均以N 120～150 kg/hm2最高。与其他施氮处理相比,丰水年施N 180 kg/hm2产量显著提高了8.4%～35.6%,平水年施N 150 kg/hm2产量显著提高8.9%～33.7%,欠水年施N 150 kg/hm2产量显著提高13.4%～48.9%;不同降水年型产量变化率以施N 120～150 kg/hm2最高,且施氮量增加到N 180 kg/hm2时在丰水年仍可增产。丰水年施N 150～180 kg/hm2肥效最高,达14.9 kg/kg,平水年和欠水年均施N 120～150 kg/hm2肥效最高,分别达18.0和15.2 kg/kg;丰水年施N 180 kg/hm2、平水年和欠水年施N 150 kg/hm2均可获得较高的水、氮利用效率和氮肥表观利用率。此外,不同降水年型增加施氮量条件下,产量、水分利用效率均与花前植株氮素运转量呈显著相关关系。  【结论】  综合考虑氮肥用量氮肥变化量对耗水量、氮素运转量及产量等变化率的影响,丰水年施N 180 kg/hm2,平水年和欠水年施N 150 kg/hm2可提高产量、水氮利用效率和氮肥表观利用率,该施氮量为该区域的推荐施肥量。     

Impact of tillage and nitrogen on cotton yield and quality in a wheat-cotton system,Pakistan

Growing cotton (Gossypium hirsutum L.) after wheat (Triticum aestivum L.) is an important cropping system in Pakistan. However, numerous tillage practices commonly applied for cotton production are not productive. Conservation tillage may optimize cotton yield and quality if nitrogen (N) is not a limiting factor. Field experiments were conducted on silty clay soil (Hyperthermic, and Typic Torrifluvents) of Dera Ismail Khan, Pakistan to study the impact of tillage techniques (zero (ZT), reduced (RT), and conventional tillage (CT)) and nitrogen, namely 0, 50, 100, 150, and 200 kg ha^–1 on cotton yield and quality. Mean values for N revealed that bolls plant^–1, boll weight, seed cotton yield, ginning out turn (GOT), fiber length, strength, and micronaire were highest at 150–200 kg N ha^–1. Averaged over years, tillage × nitrogen revealed that RT had higher bolls plant^–1, boll weight, GOT, fiber length, and strength at 150–200 kg N ha^–1 compared to other tillage system. The micronaire revealed that RT had no adverse effect on fiber fineness compared to ZT/CT. RT had accumulated higher soil organic matter and total soil N compared to CT. RT with 150–200 kg N ha^–1 may be a sustainable and environmentally safe strategy to enhance cotton yield and quality.     

氮素对花铃期干旱再复水后棉花纤维比强度形成的影响

2005—2006在南京农业大学卫岗试验站进行盆栽试验，设置正常灌水和棉花花铃期土壤短期干旱处理，每个处理再设置3个氮素水平（N 0、240、480 kg/hm2），研究氮素对花铃期短期干旱再复水后棉花纤维比强度形成的影响。结果表明，干旱处理结束时，干旱处理棉花的纤维可溶性蛋白含量较正常灌水处理显著降低，而内源保护酶，即:超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)活性升高，丙二醛（MDA）含量增加；纤维加厚发育相关酶，即:蔗糖合成酶、磷酸蔗糖合成酶、β-1,3-葡聚糖酶和IAA氧化酶的活性均显著降低。在复水后第10d，干旱处理棉花的纤维内源保护酶活性迅速恢复到正常灌水处理水平，MDA含量降低，但纤维发育相关酶的活性仍低于相应正常灌水处理，纤维比强度亦显著低于正常灌水处理。在棉花的纤维加厚发育期土壤短期干旱再复水条件下，以N 240 kg/hm2最有利于形成高强纤维。干旱期间该处理棉花的纤维内源保护酶活性高，细胞膜脂过氧化程度最低，其纤维加厚发育相关酶活性均最高；复水后该处理的纤维内源保护酶活性迅速恢复，MDA含量最低，棉花的纤维加厚发育相关酶活性仍处于最高值，有利于纤维素的合成与累积，最终纤维比强度亦最大。施氮不足（N 0 kg/hm2）或过量施氮（N 480 kg/hm2）均表现出相反的趋势。     

膜下滴灌水氮耦合对棉花干物质积累和氮素吸收及水氮利用效率的影响

在膜下滴灌条件下,设3个氮素水平和2个水分水平,研究了水氮耦合对棉花干物质积累、氮素吸收及产量、水氮利用效率的影响。结果表明,增加水分或氮素供应,花铃期根冠生物量和氮素吸收增加; 增加灌水量,吐絮期地上部干物质和氮素积累量增加,根干物质积累量在低氮或高氮下增加,中氮降低; 产量和氮素利用效率增加,水分利用效率下降。水分胁迫条件下,增加氮素的供应吐絮期地上部干物质、氮素积累量、产量差异不大,根干物质积累量以N276处理最高,氮素利用率下降,水分利用率增加。水分充分条件下,增加氮素的供应吐絮期根干物质下降,地上部干物质、氮素积累、产量和水氮利用效率以N276处理最高。水分不足或高氮限制了干物质在花铃期至吐絮期的积累、导致棉花提早衰退,引起产量下降。     

硼氮配施对棉花产量、叶柄环带以及养分吸收的影响

通过田间试验研究了硼、氮配施对棉花产量及其构成因子、叶柄环带及养分吸收的影响。结果表明:硼、氮在棉花上,有一定的交互作用,在相同施氮量下,棉花叶柄环带出现率、株环带叶数和叶环带圈数均随施硼量的增加而显著降低;施硼量从0 kg/hm~2增至13.5 kg/hm~2时,叶片的氮、磷、硼和叶绿素含量增加,棉花的株高、分枝数、铃数、铃重、衣分和产量均显著提高。施硼量从13.5 kg/hm~2增至27 kg/hm~2时,两个氮水平下的叶片磷、钾、硼和叶绿素含量没有显著变化,270 kg/hm~2氮水平下棉花叶片的氮含量、株高、铃重和铃数降低,产量没有变化,而在375 kg/hm~2氮水平下棉花叶片氮含量、株铃数、铃重、衣分和产量显著增加。对相同量硼处理,增施氮肥提高了棉花叶柄环带出现率、株环带叶数和叶环带圈数、叶片氮和叶绿素含量,而对叶片磷、钾、硼和产量没有显著影响。在施硼肥13.5 kg/hm~2,施氮量为270 kg/hm~2时,棉花产量达到最高值3 592 kg/hm~2。说明湖北天门地区棉田适当增加硼肥的同时减少氮肥用量可有效缓解棉花缺硼症状和提高产量。     

遮荫条件下氮肥运筹对棉花生长和氮素积累的影响

【目的】果棉间作下棉花贪青晚熟现象明显,霜前花率低,产量下降严重,而合理的氮肥追施可以调控作物生育进程,优化各器官生物量和氮素的积累分配。为此,本文探讨果棉间作下棉花适宜的氮肥追施模式,以期为间作棉合理施氮提供理论依据。【方法】以中棉所49为材料,采用裂区设计,主区为遮荫50%(S50)与不遮荫(CK),副区为3个氮肥追施方式,即N1(氮肥前移)、 N2(正常追肥)、 N3(氮肥前移比例大于N1),总施氮量N 320 kg/hm2,随机追施量为160 kg/hm2,追施时期与比例见表1。研究其对棉花生物量、 氮素动态累积特征的影响。【结果】遮荫50%(S50)与不遮荫(CK)相比,营养器官生物量理论最大值和最大生长速率较大; 生殖器官生物量理论最大值、 最大生长速率和生长特征值较小; 总氮快速积累提前5~8 d; 单株铃数、 单铃重和衣分显著降低,皮棉产量平均减少35.61%。遮荫50%时,以N1处理地上部营养器官和生殖器官生物量进入快速增长期的起始日和结束日、 最大生长速率出现日提早,生殖器官生物量理论最大值表现为N1＞N2＞N3; 氮积累量理论最大值、 快速积累持续时间及生长特征值最大; 有利于营养器官对氮的净吸收、 净转移和对棉纤维的贡献; 单株铃数、 单铃重最高,皮棉产量比N2、 N3提高18.90%和29.07%。不遮荫时,以N2处理地上部营养器官生物量的最大生长速率和生长特征值最大; 氮积累量理论最大值、 氮快速积累持续时间及生长特征值也最大; 皮棉产量比N1、 N3提高13.03%和23.67%。【结论】遮荫50%条件下,氮肥追施适度前移(N1),即提前至盛蕾期(6月中下旬)开始追肥,在盛铃期(8月上旬)前结束,可改善遮荫条件下棉花快速生长期的生长特征值,显著增加生物量和氮素积累量,有利于营养器官对氮的净吸收、 净转移和对棉纤维的贡献,最终增加单株铃数、 单铃重和产量。     

Influence of rates and sources of nitrogen on growth,nitrogen uptake and yield of cotton (G. hirsutum L.)

Field experiments on cotton with different forms of urea applied at rates of 40 and 80 kg N/ha were carried out. The results indicated that application of nitrogen increased plant height, dry matter accumulation, number of bolls per plant, seed cotton yield and nitrogen uptake. The proportion of dry matter and nitrogen in the stem was increased and that in the leaves was reduced by N application. Sulphur coated urea (all applied at sowing) was about the same in effect as N-Serve treated urea and gave significantly more seed cotton yield than untreated urea, neem cake treated urea and sulphur coated urea (applied in two splits). Nitrogen efficiency as expressed by kg seed cotton production per kg N applied was greater with 40 kg N/ha rate than with 80 kg N/ha. Sulphur coated urea (all applied at sowing) gave the highest nitrogen efficiency followed by N-Serve treated urea.