转EdHP1(氢离子焦磷酸化酶)基因小麦的钾利用特征研究*

由于农业生产对地力的掠夺加剧了土壤的钾素亏缺,严重影响了农业的可持续发展。本文通过根箱试验对比研究K0(不施钾)、K1(施KCl 186 kg·hm-2)和K2(施KCl 805 kg·hm-2)3个施钾水平下,转披碱草EdHP1(氢离子焦磷酸化酶)基因小麦和野生型小麦根系对土壤钾的吸收利用、根际钾素动态及土壤酶活性等的影响,探讨转基因技术对提高小麦钾素的吸收和利用效率的潜力。结果表明:在不同施钾水平下,转基因小麦根际土壤速效钾含量均低于野生型小麦。在K1施钾水平下,转基因小麦根际土壤速效钾含量比野生型小麦分别低8.30%(30 d)、15.02%(60 d)和12.53%(75 d)。由于转基因小麦对根际土壤钾的吸收较大,导致在试验中有非根际土壤速效钾向根际迁移的过程。在K0、K1和K2钾水平下,转基因小麦钾生物利用指数比野生型小麦分别提高了22.39%、136.21%和14.03%,地上部钾含量分别提高了225.97%、18.77%和17.28%,根系阳离子交换量(CEC)分别提高了55.19%、33.16%和30.44%。不同钾水平下的转基因小麦根际土壤过氧化氢酶和脲酶活性均显著高于野生型小麦。因此,披碱草根系EdHP1基因的引入,能有效提高根系阳离子交换量,创造适于钾吸收的根际环境,显著提高了小麦对钾素的吸收和利用效率。     

植物钾效率及其评价的研究进展与展望

植物对K素的吸收和利用是一个复杂的过程。近年来,科学工作者在植物K素高效机理方面做了大量研究工作,有关K素效率及其评价的研究取得了长足的进展。本文简要综述了植物K素效率的概念、K素吸收效率的差异及其生理机制,讨论了土壤K库、根系特征、根系分泌物和根际微生物、K素在植株和细胞水平的分配和再分配、其他离子对K离子的替代作用、收获指数、研究当中常用的K素效率的评价方法及存在的一些问题,并介绍了分子生物学领域的最新相关研究成果。     

不同施肥条件下婆婆纳、小花糖芥、离子草三种麦田杂草根际养分状况研究

利用根袋法研究了不同施肥条件下婆婆纳、小花糖芥、离子草三种麦田杂草根际养分状况。结果表明:无论施用N肥与否,婆婆纳比其它两种杂草有着更强地利用非根际土壤中速效N的能力;不施用P肥时,离子草比其它两种杂草有着更强地活化根际土壤中P素养分的能力;无论施用K肥与否,婆婆纳根际土壤速效K水平要明显低于其它两种杂草。因而,三种杂草中,婆婆纳更能适应低N养分土壤,离子草更能适应低P养分土壤,而小花糖芥与离子草则比婆婆纳更能适应低K养分土壤。     

小麦和玉米叶面标记尿素态15N的吸收和运输

以15N标记的尿素作为叶面施肥和根系后期追肥的N肥品种,分别采用土培与砂培研究小麦与玉米拔节后至灌浆初期不同生育期、不同N、P和K肥叶面配施后作物对叶面N肥利用效率、叶面施用N肥的分配及对全株N、P和K养分状况的影响。无论是小麦还是玉米叶片均能有效地吸收N素并将其迅速转移。玉米拔节期下位叶（第5叶）施肥,植株吸收的15N转移到根部的比例平均为9.0%,而中位叶（第8叶）处理,分配到根系的比例仅为2.4%。叶面施用尿素态氮肥的N在小麦地上部的回收率一般在54.5%～68.9%,在玉米全株体内的回收率可达59.9%～75.3%。随生育期推迟,两种作物叶片吸收N的回收利用率均明显提高。与单施氮肥相比,N,P和K肥配施均有提高氮素回收率和改善作物地上部N素营养的作用,尤以中位叶（第8叶）配施尿素＋KH2PO4的效果最佳,表明植物的叶面营养仍应注意平衡供应和适宜的施用时期与施肥部位。叶面大量元素营养不仅改善了所施肥料成分中相应元素的营养状况,同时也促进了对其他两种成分的吸收,并且提高了N、P转运到籽粒中去的比例。玉米吐丝期根系追施的尿素态N有56%积累在籽粒中,而叶面施肥所利用的N分配在籽粒中的比例为70%。     

不同氮效率小麦品种根系特征及根际土壤酶活性的分析

为探明不同氮效率小麦（Triticum aestivum L.）品种根系特征及其对根际土壤酶活性的响应,以30年的长期定位试验为平台,于2018—2020年采用大田试验的方法,在不同氮效率品种筛选的基础上,以氮高效小麦品种郑麦113、偃高21和氮低效小麦品种丰德存5号、周麦27为试验材料,在不施氮肥（N0）和正常施氮肥（N1）条件下研究其根系特征、氮素吸收利用及根际土壤酶活性的差异。结果表明,各品种小麦的根系活力均在孕穗期达到最大值,N0、N1水平下氮高效小麦品种根系活力的平均值分别比氮低效小麦品种增加了16.13%～24.22%、10.22%～62.49%。N1水平下小麦根长、根表面积和根体积明显高于N0水平。郑麦113、偃高21、周麦27的氮吸收效率显著高于丰德存5号,而周麦27的氮利用效率较低。两种氮水平处理下,郑麦113和偃高21的根际土壤β-葡萄糖苷酶（BG）、亮氨酸氨基肽酶（LAP）和多酚氧化酶（POX）活性整体显著高于丰德存5号和周麦27(P<0.05),且根际土壤酶活性与根系形态指标均呈正相关关系。这说明郑麦113和偃高21较高的根系活力、根长、根表面积和根体积促...     

长期定位施肥对潮土微生物活性和小麦养分吸收的影响

利用中国科学院封丘农业生态实验站农田生态系统养分平衡长期定位试验地,研究长期不同施肥对土壤微生物区系、土壤呼吸强度以及小麦养分吸收的影响。结果表明,施有机肥或无机肥均有利于提高土壤细菌和放线菌数量,且有机肥优于无机肥、平衡施肥优于缺素施肥,但只有施有机肥处理显著提高土壤真菌数量。此外,施有机肥也显著提高土壤呼吸强度,有机无机配施、NPK平衡施肥、NP、PK等处理效果次之,缺P施肥(NK处理)效果最差,但施有机肥或有机无机配施均会显著降低微生物个体的CO2呼吸强度。不同施肥处理小麦幼苗对养分N、P、K的吸收累积存在显著差异,其中施有机肥处理小麦对N、P、K的吸收较为均衡,而无机肥因为所供化学养分的速效性而更易于被小麦幼苗高水平吸收;与NPK平衡施肥处理相比,缺素(N、P或K)施肥均直接导致小麦植株体内相应养分的明显亏缺,且缺N施肥(PK处理)还同时制约了小麦对K素的吸收。     

小麦生长期土壤养分与根系活力变化及其相关性研究

研究了小麦生长期内土壤氮、钾与小麦根系活力变化及其相关性。结果表明,土壤速效氮、速效钾和非交换性钾含量随小麦生育进程呈现有规律的变化;小麦根系活力呈现先增加,孕穗期峰值出现后迅速下降,成熟时根系活力下降到最低值的变化规律,不同施肥处理小麦整个生育期内根系活力大小顺序为:MNPK、NPK>NK>N、NP>CK、M。土壤速效氮、速效钾、非交换性钾含量与小麦根系活力呈显著或极显著正相关,说明土壤N、K养分有效性的高低是影响小麦根系活力的重要因素。     

旱作冬小麦施氮肥与地膜栽培的水肥效应

旱作冬小麦施氮与地膜栽培水肥管理试验结果表明，小麦施用氮肥在小麦生育前期连续干旱年中仍有显著增产效果，但小麦地膜栽培未表现良好的增产作用。施用氮肥有利于0-100cm土层土壤水分的保持和改善，明显提高水分生产效率，增加小麦的N素吸收，并促进小麦对P素和K素的吸收总量。地膜栽培在小麦生育前期具有较好的保墒作用，膜际与膜下栽培土壤剖面水分无明显差异，表层土壤湿度的日变化观测表明地膜具有明显的提水保墒作用。     

不同生育时期渍水对冬小麦旗叶叶绿素荧光及籽粒灌浆特性的影响

渍害是南方稻茬小麦高产障碍因子之一。2011—2013年以小麦品种‘川麦104’和‘内麦836’为材料,设置对照(CK)和不同时期渍水处理(分蘖期、拔节期、孕穗期、灌浆期,渍水时间均为35 d),测定花后旗叶叶绿素含量(SPAD值)、叶绿素荧光参数和籽粒灌浆参数,以明确不同生育期渍水对小麦光合特性及籽粒灌浆的影响。结果表明,随时间推移,花后0~25 d,两品种的SPAD值和叶绿素荧光参数(Fv/Fm、Fv/F0、ΦPSⅡ、q P和NPQ)变化不大;到花后35 d,SPAD值、Fv/Fm、Fv/F0和ΦPSⅡ急剧下降,NPQ明显上升。渍水处理对花后15 d和25 d的SPAD值和多数叶绿素荧光参数无显著影响;花后35 d,分蘖期渍水和灌浆期渍水的SPAD、Fv/Fm、Fv/F0、ΦPSⅡ和q P显著高于对照,NPQ则显著低于对照。分蘖期渍水和灌浆期渍水对粒重及籽粒灌浆进程影响较小,拔节期渍水和孕穗期渍水显著提高了灌浆速率、缩短了灌浆持续时间,粒重较低。粒重与SPAD值呈显著正相关,粒重和SPAD值均与灌浆速率无相关性,但与灌浆持续时间(有效灌浆期和活跃灌浆期)、尤其灌浆中后期(快增期和缓增期)呈显著正相关。‘川麦104’在灌浆期均表现出较高SPAD值、Fv/Fm、Fv/F0、ΦPSⅡ和q P。结果表明,分蘖期渍水和灌浆期渍水对旗叶花后光合能力及灌浆进程影响较小,在四川稻茬小麦栽培管理中,应重视拔节期和孕穗期渍害的排除,以保证花后较高的光合能力及较长籽粒灌浆时间,从而保证较高粒重。     

小麦根际解钾微生物与土壤钾含量、钾素利用率及根系活力的关系

  【目的】  探讨肥料施用方式和施钾量对土壤不同形态钾含量及小麦根系活力的影响,以期为提高土壤钾素利用效率提供技术支持。  【方法】  2018—2020年连续两年,采用裂裂区设计,主区为肥料 (A):设20%有机肥 (鸡粪)+80%氮肥 (A1),100%氮肥 (A2) 2个水平;副区为施钾量 (B):设不施钾 (B1)、减量施钾80 kg/hm2 (B2)、常规施钾120 kg/hm2 (B3)、增施钾肥160 kg/hm2 (B4) 4个水平;副副区为小麦品种 (C):西农979 (C1)、豫农202 (C2)。分别在冬前、返青、拔节、开花、灌浆、成熟时,调查分析根际解钾微生物数量、土壤不同形态钾含量、小麦根系活力、钾素利用效率。  【结果】  联合方差分析结果表明,有机肥、施钾量、品种及年份对根际解钾微生物数量、土壤速效钾含量、小麦根系活力、钾素利用效率和产量的影响均达5%或1%显著水平。在小麦全生育期内,与单施化肥相比,有机肥和化肥配施条件下根际解钾微生物数量、速效钾含量、根系活力显著提高,缓效钾和矿物钾含量降低;随施钾量提高,根际解钾微生物数量、速效钾含量、根系活力、钾素利用效率提高,而施钾量过大时则有所降低;有机肥和常规施钾量配施处理的根际解钾微生物数量、速效钾含量、根系活力较其他处理显著提高,而缓效钾和矿物钾含量降低幅度最大。有机肥和钾肥配施较单施化肥处理的钾素利用效率提高2.24%,与不施钾相比,在两年中常规施钾植株钾素利用效率提高幅度最高可达75.15%,且有机肥和常规施钾配施处理下钾素利用效率提高幅度最大达4.66%。相关分析结果表明,不同生育时期根际解钾微生物数量与小麦根系活力、土壤速效钾、缓效钾或矿物钾含量呈显著或极显著正相关。  【结论】  有机肥和化肥配施可增加土壤根际解钾微生物数量,提高土壤速效钾含量而降低缓效钾和矿物钾含量。钾肥减施条件下,采用有机无机肥配施模式有利于提高土壤钾素利用率,增强小麦根系活力,本研究条件下,黄淮平原典型麦田的施钾策略是有机无机肥配施,K₂O施用量以120 kg/hm2为宜。     

机械旱直播方式对水稻氮磷钾吸收转运及分配的影响

为了明确机械旱直播模式下水稻主要生育时期氮、磷、钾素吸收利用特征,以杂交籼稻(F优498)和常规粳稻(徐稻4号)为试材,通过免耕机械旱直播(B1)、"调墒、两旋"机械旱直播(B_2)2种机械旱直播处理,并以人工撒播(B_3)处理为对照,研究其对直播稻养分吸收、转运、分配及产量的影响,并探讨不同生育阶段养分累积及转运间的相互关系。结果表明,品种及直播方式对水稻主要生育时期氮素和钾素的累积、转运、分配及最终产量均存在显著的调控作用;且直播处理下各生育阶段氮、磷、钾养分间吸收与转运存在显著的协同效应,对促进抽穗至成熟期各养分向籽粒的转运和提高产量影响显著;但直播处理下水稻对磷素的吸收和转运与氮、钾素间的协同性降低。不同直播处理下,F优498在产量及各生育时期养分吸收、转运各指标整体上均显著高于徐稻4号。与B_3相比,同一品种下机械旱直播各处理均能不同程度地提高主要生育时期养分的累积,促进抽穗至成熟叶片和茎鞘中养分转运,尤其能显著提高杂交稻抽穗至成熟叶片氮素、钾素转运率,进而显著促进抽穗至成熟氮素、钾素转运贡献率,提升籽粒中氮素、钾素所占稻株氮素及钾素累积总量的比例,发挥出氮素和钾素协同吸收与利用的耦合效应,是机械旱直播水稻高产的重要原因。不同机械旱直播处理下,B_2比B_1处理能进一步不同程度地提高机械旱直播水稻抽穗至成熟期养分的累积,促进叶片和茎鞘养分的转运,利于抽穗至成熟茎鞘中钾素的累积,最终促进了产量的提高,为最佳的机械旱直播方式。     

小麦对渍涝的响应及排水指标确定

湖北平原地区春季雨水较多,麦田易受渍涝危害,研究小麦对渍涝的响应,并建立作物相对产量与渍涝天数的关系模型,可为该区冬小麦农业生产防灾减灾管理提供依据。在可控制灌排的有底混凝土测筒中于小麦孕穗期和灌浆期设置持续渍涝(5、10、15和20 d)处理,旨在研究江汉平原冬小麦孕穗期和灌浆期持续渍涝胁迫对其生理活动及产量的影响。结果表明:小麦孕穗期、灌浆期受渍涝胁迫均导致叶绿素a、b和2者总含量降低,且渍涝时间越长,含量越低。孕穗期和灌浆期渍涝后,过氧化氢酶活性在旗叶、根系、灌浆期幼穗中的变化趋势均是先升高后降低,除孕穗期根系在渍涝15 d时达到最大,其余部位均是渍涝10 d时达到最大,在孕穗期幼穗中的变化趋势是随着渍涝程度的加剧,其活性持续升高;除孕穗期幼穗、灌浆期根系外,其余部位过氧化物酶活性的变化趋势是持续增加,且渍涝程度愈重,其增加幅度愈大,在孕穗期幼穗中的活性恰恰相反,在灌浆期根系中的变化趋势是先降低后升高,渍涝10 d时降到最低;旗叶、根系和幼穗中超氧化物歧化酶活性降低,且渍涝程度愈重,其降低幅度愈大。孕穗期、灌浆期小麦遭受渍涝后减产严重,孕穗期渍涝5、10、15和20 d 4个处理实际产量分别减少了18.4%、45.5%、63.9%、85.5%,灌浆期分别减少了7.6%、17.8%、43.7%、70.2%,孕穗期渍涝小麦减产的原因是单株有效穗数和穗粒数减少,灌浆期是穗粒数和千粒质量减少。若以小麦减产15%作为田间渍涝排除标准,孕穗期、灌浆期能承受的渍涝时间为3.6、6.4 d,田面渍涝排除后应在3 d内将地下水位降到70 cm以下。该研究可为长江中下游稻作区麦田排水管理提供科学依据。     

60天释放期缓释尿素可实现早稻和晚稻的一次性基施

【目的】缓释肥料是一次性施肥及减量化施肥的重要载体,探讨缓释尿素对水稻养分吸收动态及产量形成的影响,为新型肥料的研发以及水稻产量的进一步提高提供重要的理论指导。 【方法】早稻及晚稻的大田试验共设5个处理:1）不施氮（CK）;2）普通尿素分次施用（PU1,基肥50%、返青肥20%、拔节肥30%）;3）普通尿素一次性基施（PU2）;4）60天型养分释放期的缓释尿素一次性施用（PCU60）;5）90天型养分释放期的缓释尿素一次性施用（PCU90）。除不施氮处理外,其他处理氮肥用量均为N 150 kg/hm2,所有处理磷钾的用量分别为P₂O₅ 55 kg/hm2、K₂O 130 kg/hm2,肥源分别为过磷酸钙及氯化钾。田间小区随机排列,各处理重复4次。在早稻拔节期、孕穗期、抽穗期及灌浆期采集植株样品进行养分分析,在灌浆期采集剑叶及籽粒样品进行养分分析,并测定灌浆期伤流液中氮的含量以及灌浆期剑叶SPAD值的变化;在早稻及晚稻采收后记录产量和产量构成要素。 【结果】早稻产量以60天型缓释尿素处理及分次施肥处理最高,其次为普通尿素一次性施用处理及90天型缓释尿素处理,不施氮对照产量最低;而在晚稻上90天型缓释尿素处理、60天型缓释尿素处理与分次施肥处理之间水稻产量没有显著性差异。90天型缓释尿素养分释放期过长,导致了灌浆期氮素供应过剩,水稻贪青导致灌浆不足,降低了千粒重。90天及60天型缓释尿素的处理提高了早稻拔节期、孕穗期、抽穗期及灌浆期地上部及地下部氮、磷的含量,其中以90天型缓释尿素处理最高。在早稻灌浆期,90天及60天型缓释尿素的处理水稻剑叶及籽粒氮含量、茎导管伤流氮含量以及剑叶SPAD值均高于其他处理。一次性施用60天及90天缓释尿素还可以提高土壤碱解氮的含量。 【结论】缓释尿素可以用于水稻一次性施肥,但在水稻上90天型缓释尿素的养分释放期过长,而60天型缓释尿素养分释放期适中。缓释尿素可以促进水稻对氮素的吸收并且可以用于减量化施肥,缓释尿素对磷的吸收有显著的协同作用,在施用缓释尿素时还可以适当减少磷的施用量。     

分蘖期土壤水分对旱稻矿质养分吸收的影响

在池栽条件下研究了不同水分处理对旱稻吸收氮磷钾及分蘖生产效率的影响。结果表明:土壤水分对旱稻吸收N、P、K矿质元素有明显影响。随着土壤水分含量的提高,植株对矿质元素的吸收量显著提高。在分蘖初期,65%水分处理的植株对N、P、K的吸收量分别只有100%的74.1%,43.9%和50.8%,而在分蘖后期,则分别只有100%的41.4%,18.6%和27.5%。旱稻矿质元素的分蘖生产效率以在85%土壤含水量时最高,其N、P、K的平均分蘖生产效率分别比100%高35.7%,140%和81.8%。平均分蘖生产效率表现为P>K>N。     

涝胁迫对杂交中稻形态和产量的影响

湖北平原地区夏季降水多,水稻易受涝害,为了解涝对杂交水稻生长及产量的影响,以杂交中稻丰两优香1号为试材,在拔节期、孕穗期和灌浆期分别设计不同涝淹深度和受涝时间的胁迫试验。结果表明：杂交中稻受涝胁迫后,植株高度、节间长度均增长,灌浆期、孕穗期受涝胁迫后植株高度增长幅度大于拔节期,可用二元一次方程拟合水稻株高增长量（YPH）、节间长度（YIL）与受涝天数（D）和涝淹深度（H）之间的关系,涝淹深度对植株高度、节间长度的影响大于受涝天数。不同生育期受涝水稻减产顺序表现为孕穗期＞拔节期＞灌浆期,可用二元一次方程拟合水稻相对产量（Ry）与受涝天数（D）和涝淹深度（H）的关系,拔节期和灌浆期受涝天数对产量的影响大于受涝深度,而孕穗期涝淹深度的影响大于受涝天数。拔节期受涝胁迫结实率显著下降,孕穗期结实率和千粒重显著下降,灌浆期主要表现为结实率显著下降,其次是千粒重下降。拔节期、孕穗期和灌浆期受涝胁迫后,穗下部籽粒结实率的相对湿害指数分别为0.69%～44.01%、20.87%～71.14%（没顶淹9d为100%）、3.15%～81.84%;穗中部籽粒结实率的相对湿害指数分别为4.49%～32.36%、14.31%～62.21%（没顶淹9d为100%）、10.02%～66.89%;穗上部籽粒结实率的相对湿害指数分别为-0.77%～14.72%、7.64%～50.10%（没顶淹9d为100%）、2.75%～59.66%。     

氮肥施用方式对耐盐冬小麦干物质积累和氮素吸收利用的影响

【目的】耐盐冬小麦作为盐渍化地区的先锋作物,结合适当的轮作方式,既可以提高盐碱地的当年生产力,又可以改良盐碱地土壤耕层的盐分状况,然而在施肥管理方面,耐盐冬小麦没有形成统一的管理技术模式,其营养特征尚不明确,为了探索耐盐冬小麦科学合理的氮肥施用技术模式,本文对冬小麦开展了不同氮肥施用方式对其干物质积累和氮素吸收利用的影响研究。【方法】基于冬小麦区域施肥状况调查和冬小麦不同生育阶段的氮素吸收量,设置4种施肥方式;采用田间小区试验,在不同时期采集冬小麦植物样品,收获期进行产量测定,并对采集的样品进行氮素吸收和干物质量的测定,再通过相关公式计算,获得冬小麦的氮素吸收量和干物质积累量,用SPSS统计软件做统计分析,研究处理间的差异。【结果】 1）从返青到孕穗期,各处理间干物质积累量和氮素积累量差异最大,N300/2（农民习惯施肥）和N210/3（氮肥分三次施用,基肥、拔节肥和穗肥各占1/3）处理干物质积累量和氮素积累量明显高于N150/3和不施氮（N0）处理; 2）在返青期、孕穗期和收获期,N0处理的氮素含量最低,与施氮处理间差异显著,而所有施氮处理间差异不显著; 3）N300/2与N210/3处理的干物质累积量和氮素累积量以及产量无显著差异; 4）N210/3处理的氮素利用效率最高达40.7%,显著高于N300/2处理。【结论】耐盐冬小麦干物质积累均表现为苗期返青期很慢,返青期孕穗期迅速增大,孕穗后期成熟期缓慢增加,整个过程呈现慢快慢的趋势;耐盐冬小麦的氮素积累量在返青期至孕穗期最大,对氮肥的需求最为迫切。生育期少量多次施肥方式,在不降低耐盐冬小麦产量的情况下可以减少氮肥施用量,并能够提高氮肥的利用效率。     

氮磷钾配比对甘蓝产量及养分吸收利用的影响

[目的]对兰州市甘蓝生产中的氮磷钾三要素与产量、养分吸收的关系进行研究,为该地区甘蓝科学栽培提供科学依据。[方法]以该区域主栽春茬品种"中甘21"为供试材料,设CK,NP,NK,PK,NPK 5个施肥处理。在甘蓝各生育阶段测量其生物量、养分含量,分析不同肥料配比对甘蓝各时期养分吸收速率、养分累积量以及最终产量的影响。[结果]"中甘21"的生物累积动态呈现S形曲线,生物量在苗期增加较小,结球后生长加快,至成熟期后生长速度减缓。氮肥对生物量的形成影响最大,其对甘蓝生物量的限制在整个生育期都存在,其次是钾肥和磷肥。不同肥料配比显著影响了甘蓝植株养分吸收速率和累积量。甘蓝对养分的吸收速率变化趋势一致,均表现为:结球—成熟莲座—结球苗期—莲座移栽—苗期。同时氮、磷、钾的吸收累积量随着甘蓝生长不断提高,其中氮、磷素的累积在结球期后提高明显,钾素的累积在莲座期后开始提高。甘蓝氮、磷、钾含量随着植株的生长逐渐增加,同时累积量不断提高。[结论]不同氮磷钾肥料配比显著影响甘蓝的生物质量和产量以及养分利用率,其中氮肥的影响最大,其次是磷肥和钾肥。     

豫南紫云英水稻轮作区减施不同比例氮肥对水稻养分吸收和转运的影响

  【目的】  研究水稻–紫云英轮作体系中,翻压紫云英并减施氮肥对不同生育期水稻养分吸收、转运特征,以及对土壤养分状况的影响,为豫南稻区紫云英–水稻轮作模式氮肥的科学管理提供理论依据。  【方法】  长期定位试验位于河南信阳,始于2008年。试验设置不施肥对照(CK)、常规施肥(N100),以及种植并翻压紫云英条件下,氮肥为常规处理用量的100% (GN100)、80% (GN80)、60% (GN60)、40% (GN40),共6个处理。测定了水稻产量、关键生育期生物量、氮磷钾养分吸收量、土壤基础养分含量,分析了水稻养分吸收及土壤养分供应对水稻产量的影响。  【结果】  与N100处理相比,GN40、GN60、GN80和GN100处理水稻产量无显著差异,GN40和GN60处理氮肥农学效率分别增加213.41%和113.70%,GN40、GN60和GN80处理氮肥偏生产力分别增加162.17%、75.69%、34.39%。与N100处理相比,GN100和GN80处理抽穗期秸秆生物量分别增加17.22%和41.06%,成熟期秸秆生物量分别增加28.22%和20.92%。与N100处理相比,GN60、GN80和GN100处理成熟期稻谷氮吸收量分别增加31.34%、31.79%和20.13%,GN60、GN80成熟期稻谷磷吸收量分别增加14.23%和14.61%,GN80处理成熟期稻谷钾吸收量增加10.64%。与N100处理相比,GN60处理氮转运量增加12.54 kg/hm2;GN40、GN60和GN80处理磷转运量分别显著增加11.32、23.02和18.09 kg/hm2,磷转运率分别增加35.92、41.22和39.91个百分点,磷对稻谷转运贡献率分别增加39.36、74.60和57.93个百分点。与N100处理相比,GN40、GN60、GN80和GN100能充分满足水稻生长过程中对土壤无机氮需求;GN60、GN80处理分蘖期、拔节期和抽穗期土壤有效磷含量显著降低;GN40、GN60、GN80和GN100处理分蘖期、抽穗期和成熟期土壤速效钾含量显著降低。随机森林分析结果表明各生育期土壤有效磷含量和水稻分蘖期氮、磷、钾吸收量对水稻产量形成有较大的贡献。线性回归分析表明,分蘖期和抽穗期土壤养分含量以及各生育期地上部氮、磷、钾吸收量与稻谷产量呈显著正相关。  【结论】  在我国豫南紫云英–水稻轮作区,翻压紫云英配合氮肥减施40%,能够培育土壤碳、氮库,满足土壤氮素供应,促进水稻对磷、钾养分的吸收和积累,增加籽粒氮、磷、钾养分转运量,提高氮肥农学效率和偏生产力,实现水稻增产稳产。     

基于夏玉米光谱特征的叶绿素和氮素水平及氮肥吸收利用研究

本文首先分析不同施 N 水平条件下夏玉米冠层在6个典型生育期的光谱特征曲线,然后计算了可见光和近红外波段光谱反射率组成的归一化植被指数(NDvI)及相应时期叶片叶绿素含量和地上部分全N含量2个重要指标以及孕穗期冠层NDVI和几个N肥吸收利用效率的相关性.结果表明,孕穗期冠层光谱反射率在近红外区域反射率最大,且其可见光和近红外区域反射率差异最大:从苗期到孕穗期,NDVI和叶绿素、全N含量的相关性逐渐增强,到抽雄期减弱,灌浆期又有所增强;整体来讲绿色归一化植被指数 GNDNI(560,760)在各生育期与不同农学参量的相关性比其他波段组合的指数好,其次为NDVI(660,760)波段组合.随着施N量的增加,N肥利用效率、收获指数和N肥收获指数、N素农艺效率以及N肥回收效率均逐渐降低,对各N肥吸收利用指数的预测以NDVI(660,760)、NDVI(660,1100)和GNDVI(560,760)较理想.     

小麦体内钾含量变化特征及诊断叶、鞘位的研究

利用盆栽试验研究了不同供钾水平下冬小麦在拔节期、孕穗期及抽穗期各部位钾素分布特征,并进行了不同部位含钾量与植株钾含量及成熟期吸钾量的相关分析。结果表明,小麦植株钾含量随生育期的进行逐渐降低,随土壤供钾水平的升高而升高。不同时期小麦各部位钾含量变化特征存在差异性。拔节期小麦叶片与叶鞘的含钾量随叶位由上至下逐渐降低,即1叶2叶3叶4叶,2鞘3鞘4鞘,鞘降低幅度随供钾水平的升高而降低;孕穗期中低水平下小麦穗中含钾量最高,叶位间叶、鞘的含钾量呈由上至下逐渐降低的梯度变化,即1叶2叶3叶4叶,1鞘2鞘3鞘4鞘,而高钾水平下穗与各叶位的叶片含钾量无显著差异,2鞘的含钾量偏低;抽穗期中低钾水平小麦叶位间除1叶及1鞘含钾量明显较高,其他叶位间无明显差异。相关分析表明,3个时期植株钾素诊断在拔节期及孕穗期进行较好,1叶、2叶和3叶均可作为这两个时期植株钾素营养的诊断部位,1叶与4叶的含钾量比值可以作为植株钾素营养诊断指标。