氮肥类型与施用量对华北平原夏玉米 源库关系的影响

：以郑单958和农大108为材料，研究了3种类型氮肥(普通尿素、包膜尿素和复合肥)不同施用量(N 0、90和 180 ks／hm2)对华北平原夏玉米产量形成的源库关系的影响。主要结果如下：1)施氮使夏玉米极显著增产，增产效果 以复合肥最好。两品种穗粒数随施氮量增加而增加，农大108增幅较大，千粒重因品种与氮肥类型不同表现有 异；2)两品种LAI、灌浆期叶片叶绿素含量、干物质积累量均随施氮量增大而增大，复合肥与包膜尿素处理增幅较 普通尿素处理大；3)茎鞘物质输出率随施氮量增大而显著降低。施氮使郑单958粒叶比显著降低，以复合肥处理 降幅最大，而农大108表现不明显；4)一般情况下，LAI、灌浆期叶绿素含量与产量、穗粒数呈显著正相关，茎鞘物质 输出率与产量及其构成因素呈负相关。郑单958粒叶比与产量呈显著负相关，农大108两者间关系不大。本试验 条件下，与普通尿素相比，复合肥与包膜尿素更有利于源生产能力及库容的增大；在源库关系上，郑单958属增源 增产型，而农大108属源库互作型。     

不同类型氮肥与施氮量下夏玉米水、氮利用及土壤氮素表观盈亏

以两个夏播玉米品种为材料，研究了不同类型氮肥与不同施氮量下华北平原夏玉米的水分与氮素利用及土壤氮素表观盈亏．结果表明：（1）随施氮量增大．产量、耗水量及水分生产效率（WPE）增大，氮肥利用率（NUE）降低；（2）夏玉米WPE与NUE具有较明显的基因型差异。WPE郑单958较大。NUE农大108较大；（3）wPE与NUE均受到氮肥类型的影响．WPE郑单958复合肥〉普通尿素〉包膜尿素．农大108处理间差异较小，以复合肥略大，普通尿素和包膜尿素相当。与普通尿素相比，包膜尿素与复合肥利用率较高，郑单958施N90kg／hm^2与农大108施N180kg／hm^2时，两者对NUE的提高尤为明显；（4）本试验条件下，经过夏玉米生长季，两品种各处理均出现土壤氮素表观亏缺，亏缺量随施氮量增大而降低，各条件下郑单958亏缺量较农大108大；氮肥类型间土壤氮素表观亏缺量表现为复合肥〉包膜尿素〉普通尿素。     

氮肥类型对夏玉米氮素吸收和利用的影响

连续两年在吴桥实验站进行田间试验，研究了3种类型氮肥(尿素、包膜尿素和复合肥)对夏玉米郑单958(紧凑型)和农大108(半紧凑型)氮素吸收与利用效率的影响。结果表明，随施氮量增大，夏玉米氮累积量(NAA)显著增加，氮素吸收效率(NUPE)、氮生理效率(NPE)、氮素利用效率(NUTE)、氮收获指数(NHI)降低，氮肥利用率(NUE)、氮肥效率(NFE)显著降低。氮肥类型影响夏玉米氮素吸收与利用效率，NUE、NUPE以包膜尿素和复合肥处理较大，而NPE和NUTE以尿素处理较高，但差异不达显著水平；NHI一般以尿素处理较高，其差异显著性存在品种间、年际间及施氮水平间差异。夏玉米NAA、NHI、NFE等具有较明显的基因型差异，均表现为郑单958大于农大108；两品种在氮素利用上均属敏感型，但郑单958的敏感性强于农大108。可见，施氮量是影响夏玉米氮高效利用的关键因素，而合理选择品种与氮肥类型也能起到一定的积极作用。本试验条件下，选择紧凑型品种与复合肥对提高华北平原夏玉米氮利用效率较为有利。     

新型氮肥及施氮量对玉米产量和氮素吸收利用的影响

以玉米品种先玉335为供试材料,采用田间小区试验研究新型氮肥(控失尿素和腐植酸尿素)及不同施氮量对玉米产量和氮素吸收利用的影响。结果表明,3种氮肥均显著提高玉米产量且玉米产量随着施氮量的增加而增加。其中以控失尿素增产效果最好,并在施氮量为250 kg/hm~2时获得最高产量,与不施氮相比增产达93.7%(P0.05),较普通尿素和腐植酸尿素分别高了33.5%(P0.05)和7.4%;地上部吸氮量较普通尿素高了41.5 kg/hm~2,氮肥利用率较普通尿素高出21.3%。其次是腐植酸尿素,施氮量为250 kg/hm~2时获得最高产量,较普通尿素高了26.1%(P0.05);地上部吸氮量比普通尿素提高31.9 kg/hm~2,氮肥利用率提高15.3%。控失尿素和腐植酸尿素较普通尿素,在提高玉米产量及秸秆产量、玉米氮素吸收和氮肥利用率等方面有较为显著的效果。在施氮量为250和300 kg/hm~2时,控失尿素处理的玉米产量要高于腐植酸尿素处理,控失尿素的增产效果要略优于腐植酸尿素。供试的3种氮肥中,以控失尿素的增产效果最好,在施肥量为250 kg/hm~2时获得最高产量。3种氮肥对土壤全氮含量影响较小,随着施氮量的增加土壤全氮含量无显著差异;不同氮肥种类间土壤全氮含量均值表现为控失尿素最高,其次是腐植酸尿素,普通尿素最低。综上,新型氮肥与普通尿素相比不仅可以显著提高玉米产量,还能够降低氮肥损失、减少污染、提高氮肥利用率,实现农业可持续发展。     

夏播玉米根系分布与含氮量对氮肥类型与施氮量的响应

连续两年施用不同氮肥和用量,考察了夏玉米（郑单958）根系在不同土层的分布与含氮量,分析其与产量、地上部氮素累积量的相关性。结果表明:1）施氮抑制夏玉米生育前期根系生长与下扎,抑制作用表现为:复合肥＞包膜尿素＞尿素;施氮使吐丝期0—25与50—80 cm土层根量增大,25—50 cm土层根量减少;总根量表现出:尿素＞复合肥＞包膜尿素,且差异显著。2）施氮显著提高夏玉米9叶展开期0—25 cm土层与吐丝期25—80 cm土层根系含氮量;氮肥类型影响根系含氮量,且差异显著。3）吐丝期25—80 cm土层根系含氮量与产量呈显著正相关（P＜0.05),与地上部氮素累积量呈极显著正相关（P＜0.01﹚;在25—50 cm,根系鲜重密度、体积密度和干重密度与产量及氮素累积量表现为负相关,在其他土层表现为正相关。其中,0—80 cm土层根系干重密度与产量呈显著正相关（P＜0.05),0—25 cm土层根系鲜重密度与产量、0—80 cm土层根系鲜重密度与氮素累积量呈明显正相关（P＜0.1）。可见,玉米根系分布与含氮量明显受到氮肥类型与施氮量的影响,施氮主要通过提高表土层根系鲜重、根系总鲜重与总干重及中下层根系含氮量实现夏玉米增产增效目的。     

施氮时期对超高产夏玉米产量及氮素吸收利用的影响

选用登海661（DH661）和郑单958（ZD958）为试材,研究了超高产条件下施氮时期对夏玉米子粒产量、氮素利用率以及转运特性的影响。结果表明,拔节期一次性施氮较不施氮增产不显著;随着施氮次数的增加产量显著提高,灌浆期施氮可以显著提高粒重,从而提高产量。拔节期、大口期、花后10d按2:4:4施氮,DH661产量可达14188.9 kg/hm2;基肥、拔节期、大口期、花后10d按1:2:5:2施氮,ZD958产量可达14529.6 kg/hm2。生长期内分次施氮及灌浆期施氮可显著提高植株和子粒中氮素积累,延长氮素积累活跃期;同时可以显著提高氮素收获指数、氮肥农学利用率、氮素表观回收率和氮肥偏生产力。DH661和ZD958在2:4:4和3:5:2施肥方式下开花前和开花后氮素吸收比例分别为51:49和60:40。开花前分次施氮可显著提高氮素转运量和转运效率,灌浆期施氮可显著提高花后子粒氮素同化。DH661和ZD958在2:4:4和3:5:2施肥方式下花后氮素同化量分别占子粒吸氮量63.0%和50.5%。本试验条件下,DH661采用拔节期、大口期、花后10d按2:4:4施入,ZD958基肥、拔节期、大口期、花后10d按1:2:5:2施入或拔节期、大口期、花后10d按3:5:2施入可提高氮素利用率,实现高产高效。     

新型氮肥对潮土冬小麦产量及氮肥利用率的影响

通过研究不同施氮量下,新型氮肥与普通氮肥对潮土大田冬小麦产量、产量构成因素、地上部吸氮量、氮肥利用率和土壤全氮含量的影响,用以探明华北潮土区小麦玉米轮作体系下科学合理施氮及适宜氮肥品种。从2016年6月开始在河南省现代农业研究开发基地-轻壤质潮土上设置了3种氮肥(控失尿素、腐植酸尿素和普通尿素)和6个施氮水平(0、100、150、200、250、300 kg·hm~(-2))的长期试验,以不施氮为对照,共16个处理。小麦收获期测产,并统计产量构成因素。结果表明:氮肥类型和施氮量及两者交互作用对小麦产量构成因素、地上部吸氮量和氮肥利用率都有显著影响。3种氮肥,冬小麦产量均随着施氮量的增加而增加。各施氮处理与不施氮相比,分别增产29.0%～66.2%、27.7%～79.7%、13.9%～59.4%。其中,控失尿素的增产效果显著,与腐植酸尿素和普通尿素相比,在施氮量为300 kg·hm~(-2)时,达到最大产量7 970 kg·hm~(-2),比普通尿素和腐植酸尿素分别提高了8.1%和12.7%。3种氮肥和施氮量对小麦产量构成因素也有显著或极显著影响。小麦每公顷穗数随着施氮量增加而增加,并且控失尿素和腐植酸尿素小麦平均每公顷穗数分别比普通尿素提高了12.8%和17.3%。其中,腐植酸尿素处理小麦穗粒数随着施氮量的增加而增加,在施氮量为300 kg·hm~(-2)时,最大穗粒数达到34.6粒·穗~(-1),比普通尿素增加了23.1%。对于3种施氮肥处理,小麦地上部吸氮量均随着施氮量的增加而增加,与小麦产量表现一致的趋势。其中以控失尿素的小麦地上部平均吸氮量最大,为161.3 kg·hm~(-2);其次是腐植酸尿素,为154.7kg·hm~(-2),分别比普通尿素提高了9.6%和5.1%。与普通尿素相比,控失尿素平均氮肥利用率提高了9.6个百分点,施用控失尿素能够提高小麦氮肥利用率、偏生产力和农学效率。其中腐植酸尿素处理,小麦氮肥利用率随施氮量的增加而增加。新型氮肥(控失尿素和腐植酸尿素)通过提高小麦产量构成因素、小麦产量、小麦氮素吸收量,从而提高小麦氮肥利用率。本试验条件下,从提高产量和氮肥利用率方面考虑,控失尿素的增产效果优于腐植酸尿素,在施氮量为300 kg·hm~(-2)时,达到最大产量。     

施氮量对超高产夏玉米产量及氮素吸收利用的影响

选用登海661（DH661）和郑单958（ZD958）为试验材料,研究了超高产条件下施氮量对夏玉米产量、氮素利用及其转运规律的影响。结果表明,随着施氮量的增加,子粒产量、植株氮素总积累量和氮肥利用率呈先增加后降低。施氮量为N 240～360 kg/hm2,DH661和ZD958产量分别达12172～15080 和12011～15360 kg/hm2;而氮素利用率和氮肥农学利用率,DH661分别为10.6～23.1%和11.5～13.6%,ZD958分别为24.1～28.6%和9.5～11.4%;植株氮素总积累量和氮肥利用率均达到最大。施N 240～360 kg/hm2,提高了营养器官中氮素转运量和花后氮素同化量,可以有效调控开花前氮素转运及花后直接同化,促进子粒氮素积累,提高产量。在本试验条件下,施 N 240～360 kg/hm2可提高氮肥利用率,实现玉米高产。     

施氮对夏玉米碳氮代谢及穗粒形成的影响

以夏玉米杂交种郑单958为材料,对不同施氮水平下玉米产量、产量构成、粒数形成关键期植株体的碳氮代谢及碳氮代谢的关键酶进行了研究。结果表明,氮肥对玉米产量的影响主要体现在对穗粒数、穗粒重的影响上。施氮量为180.kg/hm2时,显著促进玉米穗粒数、穗粒重的增加;施氮量增加至240.kg/hm2时,促进作用下降。施氮明显促进大喇叭口期至灌浆期植株体的碳氮代谢,使碳氮代谢的关键酶硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)和蔗糖磷酸合成酶(SPS)活性提高,增强光合产物的积累和运输,从而满足生殖生长的需求,促进穗粒数的形成,提高产量。在抽丝前供氮充足的前提下,抽丝期施氮对增产意义不大。     

施氮对不同品种玉米产量、氮效率的影响

随着人们对农田氮肥过量施用导致肥料利用率下降和农田地下水硝酸盐污染等问题认识的逐渐加深,不同品种玉米氮素营养效率的研究得到普遍重视。本文选择在我国主要应用的15个玉米品种,在0、120kg.hm 2、240 kg.hm 2氮水平下,通过田间试验研究了施氮对不同品种玉米产量和氮效率的影响。结果表明:"郑单958"、"32D22"、"滑玉14"、"豫丰335"、"新单29"、"中科11"和"漯单9号"在施氮量为120 kg.hm 2时产量最高;"先玉335"、"浚单18"、"蠡玉13"、"浚单20"、"农大108"、"NE8"、"豫禾988"和"洛玉4号"在施氮量为240 kg.hm 2时产量最高。以产量差异的显著性关系为标准进行聚类分析,可将15个玉米品种分为高产、中产、低产3个类型。在3个氮水平下,"蠡玉13"都表现为高产品种,"先玉335"都表现为中产品种,"豫丰335"和"豫禾988"都表现为低产品种。根据玉米在中氮和高氮水平下的氮效率,可以将其划分为4个类型,"郑单958"、"浚单20"、"蠡玉13"、"浚单18"和"漯单9号"为双高效型,"农大108"、"NE8"、"豫禾988"、"豫丰335"和"洛玉4号"为双低效型。根据产量和氮效率的聚类分析结果,"蠡玉13"和"浚单20"在中氮和高氮时都是高产又高氮效率的品种;"郑单958"和"漯单9"在中氮时是高产高氮效率的品种;而"豫丰335"、"豫禾988"、"NE8"和"洛玉4号"在中氮和高氮时都是低产又低氮效率的品种;"农大108"在高氮时是低产又低氮效率的品种。玉米产量与氮营养性状的相关性分析结果表明,氮吸收效率对产量的影响较小,氮素利用效率与秸秆吸氮量之间存在抑制作用,氮素利用效率与氮收获指数间有很好的协同作用。通径分析结果表明,在3个施氮水平下,玉米氮素利用效率对产量有较大的作用,而氮素吸收效率对产量的作用很小。在低氮水平下,氮素利用效率和籽粒吸氮量对产量起决定性作用;在高氮水平下,氮素利用效率起主要作用。     

施钾量对高产夏玉米产量和钾素利用的影响

选用登海661 (DH661)和郑单958 (ZD958)为试验材料,研究了高产条件下施钾量对夏玉米产量、钾素吸收和利用特性的影响。结果表明,夏玉米产量、钾素农学利用率和钾素回收率随施钾量的增加先增高后逐渐降低,钾肥偏生产力随施钾量的增加显著降低。通过二次曲线模拟,DH661在施钾量为K2O 184 kg/hm2时产量最高,ZD958在施钾量为201 kg/hm2达到最高产量,前者比后者产量高13.2%,而施钾量低8.56%。达到最高产量时,DH661每生产100 kg籽粒需吸收K2O 2.55kg,而ZD958需吸收K2O 3.20 kg。钾素主要在吐丝前吸收,籽粒中的钾素大部分来源于营养器官的转移,施用钾肥促进了钾素向籽粒的转运。本试验条件下,施K2O为180kg/hm2时,可提高钾肥利用率,获得高产。     

施氮量对夏玉米碳氮代谢和氮利用效率的影响

本试验研究了施氮量（0、90、180、270 kg/hm2）对夏播玉米CF008、金海5号和郑单958碳氮积累、运转及氮肥利用的影响。结果表明，3个品种的茎叶碳氮积累量、成熟期地上部总氮量均为在施氮量180 kg/hm2或270 kg/hm2下较高，但是最终碳氮运转率、氮素吸收效率、氮素利用效率和氮肥利用率均在施氮量90 kg/hm2下较高。本试验中，碳运转率与产量呈正相关，氮运转率与氮肥利用率呈正相关，表明较高的碳氮运转率可以促进产量和氮肥利用率的提高。本研究在施氮量90 kg/hm2下，CF008和金海5号茎鞘的C/N值在吐丝期和成熟期分别为22.11～22.91、35.66～54.23，叶片的C/N值分别为4.32～5.11、9.06～10.57；在施氮量90～180 kg/hm2下，3个品种夏玉米产量达到了10688～11461 kg/hm2；CF008和金海5号的氮肥利用率达到了31.55%～49.33%，而郑单958的氮肥利用率仅为15.11%～19.20%。     

深松和施氮对夏玉米产量及氮素吸收利用的影响

于2010年和2011年通过田间裂区试验,研究了在旋茬和旋茬后深松条件下常规尿素分次施用和控释尿素对郑单958夏玉米的花后氮素积累、 分配、 利用及产量的影响。结果表明,在相同的耕作措施下,氮素积累及其向子粒的分配量均表现为控释尿素＞普通尿素两次施用＞普通尿素一次施用＞不施氮处理;在相同施氮水平下,玉米氮素积累及其向子粒的分配量均表现为深松大于旋茬处理。深松并施用控释尿素处理的夏玉米在两年试验中的子粒产量和氮素利用率均为最高,与其他处理相比差异显著。可见,与传统的旋茬耕作和施肥方式相比,深松耕作和施用控释尿素均能显著提高郑单958夏玉米的氮素利用率和产量。二者的有机结合可为玉米的氮素高效利用和产量的提高提供新的思路。     

不同年代玉米品种干物质积累与钾素吸收及其分配

为比较我国玉米生产中不同年代大面积推广的不同品种生长发育和干物质积累规律,及其对钾素的吸收和分配的变化特点,选择了上世纪50年代至今的6个玉米品种（白马牙、金皇后、中单2号、唐抗5号、农大108和郑单958）为材料,在田间相同条件下进行研究。结果表明,与早期品种相比,现代玉米品种的发育进程慢,生育期长,叶面积大,叶片衰老慢。在大喇叭口期,不同年代玉米品种的干重无显著差异; 但其后现代品种的生长速率显著增加,干重积累速率也显著高于早期品种,其干物质积累高峰出现在吐丝期后,吐丝期后植株的干物重增加量约等于子粒产量,表明子粒产量与吐丝期后的干物质积累相关。与干物质累积规律不同,不同年代玉米品种的含钾量在大喇叭口期就有明显差别,表现为50年代品种70年代品种现代品种。玉米对钾的吸收主要在吐丝期之前完成,吐丝期后钾素累积速率明显下降, 50年代品种的钾素净增量甚至为负值。子粒中的钾主要来自于营养器官的再转移,从叶片中的转移量尤其多。与早期品种相比,绿熟型现代品种农大108和郑单958从叶片中转出的钾更多。综上,不同年代玉米品种的不同点在于,现代品种的叶面积更大,吐丝期后生育期更长,叶片衰老更慢,有利于子粒灌浆,形成高产; 相同点在于,干物质和钾素的累积高峰不同步,子粒产量主要来自于花后的干物质积累,而子粒中的钾主要来自于营养器官的再转移。     

叶面过量施硒对玉米产量、硒和矿质营养元素含量的影响

为了明确过量施硒对作物生长的毒害效应,为合理施用硒肥提供依据,本研究在田间条件下探究了叶面过量施硒对糯玉米京科糯2000和普通玉米郑单958两个品种产量、硒含量和矿质营养元素含量的影响。结果表明,叶面喷硒量(亚硒酸钠)≤0.2 g·L^-1时,京科糯2000植株生物量和籽粒产量与对照(不喷硒)相比持平或略有增加,未表现出毒害效应;京科糯2000在叶面喷硒量≥0.5 g·L^-1时,郑单958在叶面喷硒量≥0.1 g·L^-1时,其植株生物量和籽粒产量均明显降低;随着叶面喷硒浓度的增加,两品种玉米籽粒硒含量均逐步增加,郑单958产量和籽粒硒含量的变化幅度高于京科糯2000。叶面喷硒可显著提高玉米籽粒锌和铁的吸收量,对铜、磷、镁和钙的吸收基本无影响,但抑制硼的吸收。总体来看,过量施硒抑制2个不同品种玉米生长,造成产量下降,但可提高籽粒硒、锌和铁的营养水平。本研究对玉米微量元素营养调控具有一定的借鉴指导意义。     

玉米种子人工老化过程中生理特性与种子活力的变化

种子贮藏过程中各项活力逐渐降低,即种子的老化。老化不仅影响种子萌发与幼苗的生长,也会影响到后期植株的产量与品质。以玉米自交系昌7-2、杂交组合郑单958和农大108的F1种子为试验材料,通过人工加速老化的方法,对3个品种(系)的玉米种子人工老化过程中生理特性与种子活力的变化规律进行了分析。结果表明,玉米种子的发芽势、发芽率、发芽指数和活力指数均随老化时间的延长而降低;过氧化物酶(POD)的活性随老化时间的增加而降低,与种子的各项活力指标呈正相关,其中昌7-2与各项活力指标的相关性、郑单958与活力指数的相关性达显著水平;浸出液的相对电导率和丙二醛(MDA)含量随种子的老化时间而升高,与种子的各项活力指标呈负相关,其中昌7-2和农大108的相对电导率、昌7-2的MDA含量与各项活力指标的相关性均达到极显著水平,郑单958的相对电导率与活力指数和MDA含量与各项活力指标的相关性也达到显著水平;玉米种子的发芽率和活力指数随着老化时间的增加呈现一个先缓慢后加快的下降趋势;农大108的抗老化能力较弱,昌7-2和郑单958表现出较强的抗老化能力。