超高产夏玉米养分限制因子及养分吸收积累规律研究

2007年和2008年通过大田试验研究了超高产夏玉米养分限制因子和植株养分吸收积累规律。结果表明:用ASI法推荐的氮、磷、钾平衡施肥产量最高,分别达到12051.2 kg/hm2和13246.3 kg/hm2,施用氮肥平均增产8.92%,钾肥平均增产7.14%,增产效果显著,氮和钾为超高产夏玉米养分主要限制因子。超高产夏玉米植株体内氮、磷、钾的积累量均随生育期的延长而增加,到成熟期达到最大值,养分积累量的大小顺序为氮钾磷,每生产100 kg经济产量吸收养分比例N∶P2O5∶K2O为2.40∶1∶2.73。拔节期至吐丝期是养分吸收的关键时期,养分吸收速率大,积累量高,吐丝后植株仍能吸收较多的氮、磷。从出苗到吐丝期,叶片是氮、磷的分配中心,生育后期茎叶中氮、磷的转运率较高,而钾转移比例较小。超高产夏玉米整个生育期能持续吸收养分,吐丝后适当追肥保证灌浆期养分充足供应对夏玉米超高产至关重要。     

大田淹水对夏玉米养分吸收与转运的影响

选用郑单958(ZD958)和登海605(DH605)为试验材料,在大田条件下研究淹水对夏玉米氮、磷、钾养分吸收与运转特性的影响。结果表明,淹水胁迫显著降低夏玉米的氮、磷、钾养分积累量,三叶期淹水6 d 对其影响最显著,ZD958和DH605成熟期的氮、磷、钾养分积累量较CK分别减少了50.55%、36.50%、27.21%和42.86%、45.50%、32.53%。淹水胁迫后各器官的养分积累量较CK显著降低,但茎秆和叶片中养分的分配比例较CK升高,籽粒的养分分配比例显著下降,且茎秆和叶片中的养分含量较CK升高,而籽粒中的养分含量较CK显著下降;淹水胁迫后夏玉米各器官的干物质积累量显著降低,三叶期淹水6 d对其影响最显著,ZD958和DH605成熟期的茎秆、叶片、籽粒的干重较CK分别下降25.93%、30.14%、43.39%和28.28%、32.27%、50.28%。淹水胁迫后茎秆和叶片中的养分积累量的降低主要是由于淹水胁迫后干物质积累量显著降低,茎秆和叶片的养分向籽粒的转移量显著降低。三叶期淹水的影响最显著,拔节期淹水次之,开花后10 d淹水影响较小,其影响随淹水胁迫时间的延长而加剧。     

基于ICP-AES技术施钾量对高产夏玉米伤流液特性的影响

选用登海661(DH661)和郑单958(ZD958)为试验材料,设置6个施钾水平,研究高产条件下施钾量对夏玉米伤流量和产量的影响,并利用电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)测定伤流液养分浓度.结果表明:伤流液的强度随着施钾量的提高表现为先增加后减小,开花前促进作用大,施钾180kg/hm2时吐丝期DH661和ZD958最高,分别比对照提高24.30％和29.68％.施用钾肥后,促进了花前对钾、钙离子的吸收比例,降低了对锌、铜离子的吸收.开花后,根系伤流显著减少,同时离子浓度降低.施钾肥可以显著提高玉米产量,随施钾量的增加,籽粒产量呈先增高后降低的趋势,DH661和ZD958分别在施钾180,240 kg/hm2时产量达到最高.     

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。     

超高产夏玉米根系时空分布特性

比较不同产量水平夏玉米品种根系时空分布的差异,探讨超高产夏玉米品种的根系时空分布特性,为制定高产栽培管理措施提供依据。以超高产夏玉米品种登海661（DH661）为试材,普通品种郑单958（ZD958）为对照,在大田条件下采用土壤剖面取样方法研究了超高产夏玉米DH661与ZD958根系时空分布的差异。在整个生育时期,超高产夏玉米DH661根系干重、根系TTC还原强度、根系TTC还原总量、根系总吸收面积及活跃吸收面积均显著高于ZD958（P0.05）,且抽雄后DH661根系干重、吸收面积及活跃吸收面积在60200 cm土壤深层中所占比例显著高于ZD958（P0.05）,表明DH661的根系在土壤深层分布多,与土壤接触的有效面积大,生育后期仍保持较高的根系活力,对养分的吸收转运能力强。超高产夏玉米DH661具有发达的根系,且土壤深层根系数量多,根系活力高,有利于吸收深层土壤中较多的水分和养分。与土壤接触的有效面积大,对养分吸收转运能力强,有利于根系获得较多的营养物质,促进地上部光合性能的提高,为地上部籽粒的充实提供保障。     

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。     

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。     

超高产春玉米氮磷钾的吸收与分配

采用田间试验的方法,在供试玉米产量15 435 kg/hm2的超高产水平下,对春玉米氮、磷、钾吸收、分配与转移规律进行了系统研究。结果表明:在灌浆期前,超高产春玉米对氮、磷、钾养分吸收规律变化较为相似,即阶段吸收量和日均吸收量随生育时期的推进逐渐增大;而灌浆期后,植株对氮、磷、钾养分吸收趋势出现显著差异,即氮、磷吸收持续增高,钾吸收迅速下降。养分在各器官体内的分配特点体现在氮、磷分配随生长中心的转移而发生变化,而钾向生长中心的转移变化不明显。     

施氮量和种植密度对高产夏玉米产量和氮素利用效率的影响

选用DH661和ZD958为试验材料,设置0、120、240、360 kg/hm2 4个施氮水平和60000、75000、90000株/hm2 3个种植密度,研究了施氮量和种植密度对高产夏玉米产量和氮素利用效率的影响。结果表明,与低密度60000 株/hm2相比,增施氮肥可显著增加90000株/hm2高密度下玉米的单株干物质积累量、群体干物质积累量、籽粒产量、总氮素积累量、氮素转运量。90000万株/hm2种植密度条件下,随施氮量增加,氮素转运效率及贡献率呈上升趋势,而氮肥偏生产力、氮肥农学效率、氮肥利用率呈下降趋势。本试验条件下,适量增施氮肥可以显著提高高种植密度下玉米的籽粒产量和氮素利用效率。综合考虑产量和氮素利用效率两因素,ZD958和DH661两品种获得高产适宜的种植密度为90000株/hm2,施氮量为240360 kg/hm2。     

种植密度和施氮量对不同株高夏玉米产量和氮素利用的影响

【目的】 本研究旨在探讨不同株高夏玉米产量和氮素利用对种植密度和施氮量的响应。 【方法】 以矮秆玉米品种登海 661 (DH661)、中秆品种郑单 958 (ZD958) 和高秆品种鲁单 981 (LD981) 为试验材料,在大田条件下设置 2 个种植密度 (67500 和 82500 plant/hm2) 和 3 个施氮量 (N 0、180 和 270 kg/hm2),以不施氮为对照,研究种植密度和施氮量对不同株高夏玉米氮素吸收与利用特性的影响。 【结果】 在密度为 82500 plant/hm2 条件下,品种 DH661、ZD958 和 LD981 的籽粒产量分别较 67500 plant/hm2 分别提高 5.0%、10.2% 和 12.5%;施氮 180 和 270 kg/hm2 处理 DH661、ZD958 和 LD981 的籽粒产量差异不显著。高密度条件下 (82500 plant/hm2),施氮 270 kg/hm2 时 DH661 氮素转运效率和转运氮贡献率较 180 kg/hm2 显著降低,ZD958 和 LD981 变化不显著;低密度条件下 (67500 plant/hm2),施氮 270 kg/hm2 时 DH661 和 ZD958 氮素转运效率和氮素转运贡献率较 180 kg/hm2 显著提高,LD981 的则显著降低。DH661 的氮素利用效率较 ZD958 和 LD981 分别提高 7.4% 和 39.1%,LD981 的氮素吸收效率较 ZD958 和 DH661 品种分别提高 18.9% 和 25.0%。 【结论】 在低密度 67500 plant/hm2 条件下,增施氮肥,矮秆和中秆品种的氮素转运效率和氮素转运贡献率显著降低,而高秆品种的则提高。高密度 82500 plant/hm2 条件下,增施氮肥,矮秆品种氮素转运效率和氮素转运贡献率显著降低,中秆和高秆品种的无显著变化。      

不同氮效率基因型高产春玉米花粒期干物质与氮素运移特性的研究

以先玉335（XY335）、 郑单958（ZD958）、 内单314（ND314）及四单19（SD19）4 个不同氮效率基因型高产春玉米品种为材料,研究了在当地农户常规施氮（FCN）和高产施氮（HYN）水平下其花粒期的干物质、 氮素转移及积累特性。结果表明,两个施氮水平下先玉335与郑单958均较内单314与四单19有显著的增产效果。农户常规施氮水平下,产量高低为郑单958、 先玉335内单314、 四单19,分别为13512、 13381、 12260和11932kg/hm2;高产施氮水平下,各品种产量表现为先玉335郑单958内单314四单19,分别为16364、 15895、 13916和12717 kg/hm2。农户常规施氮水平下,氮高效型品种与氮低效型品种间产量形成的差异主要来自于花前营养器官干物质转移量;而在子粒氮素积累上,氮高效型品种与氮低效型品种间的差异主要来自于吐丝期之后的氮素合成量。高产施氮水平下,氮高效型品种与氮低效型品种间产量形成的差异来自于花前营养器官干物质转移量与吐丝期之后干物质的合成,且在子粒氮素积累上,氮高效型品种与氮低效型品种间的差异来自于营养器官氮素转移量与吐丝期之后氮素合成量。氮高效型品种在农户常规施氮及高产施氮水平下均能有效提高子粒产量及氮素含量,且在高施氮量条件下更能有效利用氮素,增加花粒期干物质及氮素吸收转移量。     

萘乙酸和邻氨甲酰苯甲酸对玉米花后养分吸收及转运的影响

[目的]研究喷施萘乙酸(NAA)和生长素抑制剂(邻氨甲酰苯甲酸,NPA)对玉米花后营养元素吸收及转移的调节作用,为实现不同玉米生产目的效率提供技术手段.[方法]首先以玉米品种郑单958为供试材料进行田间试验,在玉米吐丝期,设叶片喷施萘乙酸0.05、0.1和0.5?mmol/L?3个处理,成熟期测产,确定了萘乙酸的适宜喷...     

东北中部春玉米超高产群体养分管理模式的研究与验证

  【目的】  研究如何在肥料总量控制甚至减少的前提下，通过优化养分管理措施、提高种植密度，进一步挖掘东北中部黑土区春玉米的产量和肥料效应潜力，为春玉米超高产条件下养分高效利用提供理论指导。  【方法】  试验于2005—2013年在吉林省农安县靠山镇进行，在大田条件下设置2种模式，分别为普通高产养分管理模式 (HYNM)和超高产养分管理模式 (SHYNM)，以先玉335和郑单958为供试材料，系统监测群体产量构成及养分偏生产力，剖析不同产量群体氮、磷、钾养分吸收、分配和转运特征。  【结果】  在东北中部黑土雨养区，超高产养分管理模式 (SHYNM) 下全区测产玉米单产达15017 kg/hm2 (先玉335)，其产量构成为收获穗数76154 穗/hm2，穗粒数583，千粒重337.9 g。与普通高产群体相比，超高产群体对氮、钾肥的相对需求比例明显变大。群体氮素和磷素的吸收高峰在6展叶至12展叶阶段和吐丝期至乳熟期，钾素吸收高峰在6展叶至12展叶阶段。通过大区和生产两个阶段田间实证，超高产养分管理技术显著提高了花后养分累积量和对籽粒养分的贡献率，可以实现在15000 kg/hm2产量水平下，氮、磷、钾肥的偏生产力分别达50.2、100.5、100.5 kg/kg。品种间比较，先玉335比郑单958具有更好的产量表现，且植株养分向籽粒的转运效率更高，其籽粒中的氮、磷、钾累积量均高于郑单958。  【结论】  在合理提升密度的基础上，以“减控总肥量、分段供氮、花前重施磷钾”为主要原则的养分管理技术模式，配合化控措施，延缓了玉米生育后期叶片的衰老，保证了后期干物质积累，在显著增加收获穗数的同时，保证千粒重和穗粒数不降低，在生产中稳定实现了14500～15000 kg/hm2产量水平，同时实现了氮磷钾养分的高效利用。     

调整播期提高春玉米对养分和气候资源的利用效率

  【目的】  温度、光照和降水是影响玉米生长发育的关键气象因子。探讨关键气象因子与氮素吸收运转及产量形成的关系,以期最大限度地提高春玉米对气候资源及氮素的利用效率。  【方法】  以先玉335 (XY335)和郑单958 (ZD958)为供试品种,进行了两年田间定位试验。设早(4月24日)、中(5月4日)、晚(5月14日) 3个播期处理,测定了营养生长期和生殖生长期玉米干物质和氮素累积量及籽粒的运转率,在成熟期测产。利用Hybrid-Maize模型,结合当地气象数据对不同播期处理的产量差及光温资源匹配进行综合模拟与评价。  【结果】  XY335在早、中、晚播期的干物质积累量分别为21233、21249、20311 kg/hm2;氮素积累量分别为184.2、192.5、171.1 kg/hm2;氮素转运率分别为35.1%、45.7%、35.8%;氮素对籽粒氮的贡献率分别为19.4%、29.6%、23.9%;ZD958在早、中、晚播期的干物质积累量分别为21031、20637、20405 kg/hm2;氮素积累量分别为173.7、163.4、154.9 kg/hm2;氮素转运率分别为39.2%、36.4%、25.6%;氮素对籽粒氮的贡献率分别为32.7%、25.4%、13.7%。XY335在中播处理下产量最高,较早播处理和晚播处理分别增加9.9%和17.4%;ZD958在两个试验年份均为晚播处理产量最低,两年平均较早播、中播处理分别减少8.6%、5.4%;品种间比较,XY335产量受生殖生长阶段日均温影响较大,ZD958产量增加与全生育期太阳总辐射量、营养生长期天数关系较为密切。播期和品种不同造成的产量差异主要与VT—R6期干物质累积量与氮素累积量有关,XY335在花后氮素转运效率优势明显,其产量增加受生殖生长阶段日均温影响较大,ZD958产量增加与营养生长期天数、全生育期总辐射量有关。  【结论】  播期和品种不同造成的产量差异主要与开花后的干物质累积量与氮素累积量有关,提升氮素转运量可有效促进增产。XY335在花后氮素转运效率优势明显,其产量增加受生殖生长阶段日均温影响较大,ZD958产量增加与营养生长期天数、全生育期总辐射量有关。在本试验条件下,XY335适宜在5月4日左右播种,ZD958适宜早播。     

Effects of nitrogen,phosphorus, and potassium nutrition on yield,rates of kernel growth and grain filling periods of two corn hybrids

Abstract

Depression of corn grain yields from nutrient stress has been studied extensively, but effects of nutrient stress on rates of corn development and yield determinants are less well understood. Nutritional effects on the number of kernels/unit area, growth rate/kernel, and duration of growth have implications concerning fertilization practices and yield potentials of crops. Two corn hybrids with equivalent silking dates but having different grain filling periods were grown in a field experiment. Fertility treatments consisted of a N series receiving 0, 112, or 336 kg of N/ha and a P‐K series receiving factorial combinations of 0, 22, or 112 kg of P/ha and 0, 56, or 224 kg of K/ha. Dates for grain initiation and maturity were determined for each plot along with tissue analyses of ear leaves, grain yields, and kernel weights. Concentrations of N and K in ear leaves generally corresponded to treatment levels of these nutrients, although Pioneer Hi‐bred 3390 appeared to be less efficient than Pioneer Hi‐bred 3334 in K uptake. Effects of nutrient stress on yield determinants depended on the determinant and nutrient under consideration. Severe N stress did not change length of grain filling periods, but decreased kernel numbers 30 to 70%. Stress for K, on the other hand, shortened grain filling periods about 13% and had only a slight effect on kernel number. Negligible P stress occurred in the experiment. The two hybrids produced equal quantities of grain/ha/day but the hybrid with a longer filling period (Pioneer 3334) filled many more kernels at a slightly slower rate and for a longer period of time to give a significantly greater grain yield compared to Pioneer 3390.