糯玉米氮肥利用效率的基因型差异

以近年育成的31个糯玉米(Zea mays L. ceratina Kulesh)品种为试材,对其氮肥吸收利用率(RE)、氮肥生理利用率(PE)、氮肥农学利用率(AE)和氮肥偏生产力(PFP)的差异进行了比较。结果表明,各品种以收获鲜穗、鲜籽粒或成熟籽粒为目的,其AE、RE、PE和PFP均存在显著差异。聚类结果显示,无论收获产品是鲜穗、鲜籽粒还是成熟籽粒,属于高产、高氮肥利用效率(NUE)的品种有6个,即凤糯2146、京科糯267、京科糯218、粤白糯1号、SW42和SAUWX02。与其他品种相比,这6个糯玉米品种的鲜穗、鲜籽粒和成熟籽粒的平均产量分别高17.9%、18.1%和28.6%,平均AE分别高45.2%、50.2%和64.7%,平均RE分别高35.1%、35.1%和36.7%,平均PE分别高4.5%、9.7%和20.3%,平均PFP分别高17.9%、18.1%和28.6%。相关分析表明,提高糯玉米氮收获指数,增加氮素在植株体内的运转率有利于NUE的提高。     

肥料类型及用量对夏玉米产量形成及氮肥效率的影响

对不同施氮量下普通尿素和包膜复合肥对夏玉米氮肥效率和产量影响进行了研究。采用随机区组设计5个施氮水平,研究不同类型尿素对夏玉米干物质量、籽粒灌浆速率、氮肥效率和产量的影响,讨论氮肥效率与产量的关系。研究显示,与普通尿素相比,相同施氮水平下,包膜复合肥处理玉米干物质量和籽粒灌浆速率均显著提高,玉米籽粒产量比普通尿素平均提高6.9%。包膜复合肥处理的氮肥农学利用率(AE)和偏生产力(PFP)比普通尿素平均分别提高6.6%和9.8%。包膜复合肥施用量较高时对产量、AE和PFP的增加效果更显著;与常规尿素相比,包膜复合肥可显著提高籽粒产量和氮肥效率,其原因是提高了玉米花后干物质积累和籽粒灌浆速率。随着包膜复合肥产量的增加和成本的降低,它在粮食作物生产上应用前景非常广阔。     

氮肥用量及钾肥施用对稻麦周年产量及效益的影响

为探明优化施氮量与高施氮量下不同钾肥施用处理对稻麦周年产量及效益的影响。本试验于2010年5月–2011年7月在江苏省如皋市农业科学研究所试验基地的田间稻麦轮作条件下,对常规粳稻品种镇稻11和春性中筋品种扬麦16设置了两个氮肥用量下不同钾肥用量及施用方法处理,测定稻麦周年的产量和组成因子,成熟期不同器官的氮、钾浓度和累积量,氮、钾利用效率及经济效益。试验结果表明,钾肥的施用显著提高了周年稻麦的产量,同时提高了稻麦的有效穗数、穗粒数和结实率,钾肥的利用效率和经济效益。稻麦周年钾肥(K₂O)的偏生产力(PFP)、农学效率(AE)、回收利用率(RE)和经济效益均以周年钾肥(K2O)土壤施用150 kg hm^-2 + 叶面喷施16.2 kg hm^-2 (K_S150 + K_F16.2)处理最高。氮肥用量的结果表明,相对于优化施氮量,高施氮量有利于提高水稻的氮素营养而增产,但对稻麦周年产量的影响不显著,且优化施氮量的氮肥利用效率及经济效益均高于高施氮量。因此,综合考虑土壤环境因素、经济效益和肥料资源管理,本地区最佳氮肥(N)用量为水稻200 kg hm^-2,小麦180 kg hm^-2;最佳钾肥(K₂O)用量及方法为水稻土壤施用90 kg hm^-2 + 叶面喷施9.7 kg hm^-2 (K_S90 + K_F9.7),小麦土壤施用60 kg hm^-2 + 叶面喷施6.5 kg hm^-2 (K_S60 + K_F6.5)。     

应用15N标记对不同施氮方式甘蔗氮肥利用效率的研究

以新台糖22号(ROC22)为试材,设15N标记尿素作基肥(5g/盆)(T1)、基肥(2.5g/盆)+分蘖肥(2.5g/盆)(T2)及基肥(1.5g/盆)+分蘖肥(1.5g/盆)+攻茎肥(2g/盆)(T3)3个处理,研究施氮方式对甘蔗氮肥利用效率的影响。结果表明,与T1比较,T2、T3极显著提高了甘蔗尤其是蔗根和蔗叶对氮肥的利用效率,其中T3的氮肥利用效率最高;3个处理间甘蔗植株的氮肥偏生产力、吸收的肥料氮、氮素分配率及氮肥利用率等数值差异均达显著水平。氮肥以基肥+分蘖肥+攻茎肥施用最有利于提高甘蔗产量和氮肥利用率。     

水肥一体肥料减量对大棚番茄产量、品质和氮肥利用率的影响

针对安徽省设施番茄生产中肥料施用量大、施肥方法不科学等问题,以安徽省芜湖县设施番茄为研究对象,探讨水肥一体化措施下减量施肥对番茄产量、产值、品质、养分吸收和氮肥利用效率的影响,以期为区域设施番茄合理水肥管理提供理论和技术支持。研究结果表明：与菜农习惯水肥管理相比,水肥一体氮肥减量20%-40%或氮磷钾肥各减量20%都能够提高番茄产量、产值和利润;影响番茄品质因子较多,在本试验施肥量下,水肥一体减量施肥番茄可溶性总糖、可溶性固形物含量下降,Vc含量增高,适当减少肥料用量有利于番茄红素含量的提高,减肥幅度过大,番茄红素含量下降;水肥一体减量施肥能提高氮肥当季利用率。综合番茄产量、品质和氮肥利用效率,在本试验条件下, N 240kg/hm₂、P₂O₅ 144 kg/hm₂、K₂O 240 kg/hm₂ 是较为合适的用量。笔者认为,尽管优化施肥、水肥一体化减量施肥能提高氮肥利用效率,但设施番茄的氮肥利用率仍较低,氮肥利用率的提高仍有一定的潜力。     

肥料类型及用量对玉米产量形成及氮肥效率的影响

【研究目的】研究了不同施氮量下,普通尿素和包膜复合肥对夏玉米氮肥效率和产量的影响;【方法】采用随机区组设计5个施氮水平,研究不同类型尿素对夏玉米干物质量、籽粒灌浆速率、氮肥效率和产量的影响,讨论氮肥效率与产量的关系;【结果】与普通尿素相比,相同施氮水平下,包膜复合肥处理玉米干物质量和籽粒灌浆速率均显著提高,玉米籽粒产量比普通尿素平均提高6.9%。包膜复合肥处理的氮肥农学利用率（AE）和偏生产力（PFP）比普通尿素平均分别提高6.6%和9.8%。包膜复合肥施用量较高时对产量、AE和PFP的增加效果更显著;【结论】与常规尿素相比,包膜复合肥可显著提高籽粒产量和氮肥效率,其原因是提高了玉米花后干物质积累和籽粒灌浆速率。随着包膜复合肥产量的增加和成本的降低,它在粮食作物生产上应用前景非常广阔。     

氮肥分期运筹对套作甘薯产量、品质及氮素效率的影响

为了探寻套作甘薯高产优质的氮肥运筹方式, 以甘薯套作及单作为主区, 定量氮肥全部基施、分2期和分3期运筹为副区, 于2015—2016两年度探讨了不同处理对2个甘薯品种(渝紫7号和万薯10号)块根产量、品质及氮肥利用效率的影响。结果表明, 2个品种无论单作或套作, 定量氮肥分2期或分3期运筹显著提高甘薯块根产量、单薯重、可溶性蛋白含量、可溶性糖含量、氮肥表观利用率和氮肥偏生产力; 套作中定量氮肥不同运筹方式对2个甘薯品种商品薯率影响不显著, 但单作中分3期运筹时最高; 万薯10号块根β-胡萝卜素含量以定量氮肥分3期运筹最高, 渝紫7号块根花青素含量以分2期和3期运筹最高, 2个品种块根淀粉含量以氮肥全部基施最高。套作降低了除甘薯块根可溶性糖含量外的其他营养品质以及产量和氮肥利用效率, 但套作定量氮肥分2期或3期运筹, 可使这些指标达到或优于单作氮肥全部基施水平。为提高块根淀粉含量, 定量的氮肥宜采用全部基施, 为同时优化其他营养品质、提高甘薯产量和氮肥利用效率, 定量的氮肥宜采用分2期或分3期运筹。     

氮肥运筹对水稻产量和氮肥利用率的影响

以辽星1号和辽优5218为供试材料,通过大田试验研究氮肥运筹方式对水稻产量和氮肥利用率的影响。结果表明,辽星1号处理B(4∶3∶2∶1)产量达11572.5kg/hm²,显著高于对照处理,增产幅度为16.7%;同时,该处理氮肥利用率也较高;C(4∶3∶2)处理在降低10%氮肥用量的条件下仍然能够获得较高的产量,比对照增产15.8%。辽优5218以D(3∶5∶2)处理产量最高,达到12768.9kg/hm²,同时,氮肥农学利用率和氮素稻谷生产率也较高。本研究认为,对于大穗型品种,应适当提高分蘖肥的比例,以提高有效穗数;而对于穗粒兼顾型品种来说,则应适当地施用粒肥,以促进形成大穗并提高千粒重,从而使产量和氮肥利用率得到提高。     

不同土壤及氮肥条件下水稻氮利用效率和增产效应研究

在土培池条件下,研究了2种土壤(砂土和黏土)和4种施氮水平下4个水稻品种(组合)施用氮利用效率、增产效应及吸氮特性。结果表明,(1)在砂土和黏土上施用氮肥均能显著提高水稻产量,但黏土上的产量显著高于砂土上的,而砂土施用氮肥的增产效应显著高于黏土。(2)不同土壤条件下,水稻对氮肥的利用情况不同。氮素收获指数和氮肥生理利用率呈砂土>黏土的趋势,氮肥表观利用率、氮肥偏生产力和土壤氮素依存率呈黏土>砂土的趋势,而氮肥农艺利用率则因水稻基因型不同在不同土壤上表现有所差异。(3)随施氮水平的提高,氮素收获指数、氮肥农艺利用率、氮肥生理利用率、氮肥偏生产力和土壤氮素依存率,在2种土壤条件下,均呈显著下降趋势;而氮肥表观利用率在砂土条件下呈一直上升趋势,以高肥处理最高,在黏土条件下则呈现先上升,至中肥最大,高肥显著下降的趋势。(4)秸秆吸氮量、籽粒吸氮量和总吸氮量均呈黏土>砂土的趋势,但差异相对较小。(5)在不同土壤条件下,水稻施用氮肥的增产效应、氮肥利用效率和对氮素的积累与分配均存在显著的基因型差异。     

辽宁不同年代水稻品种生产力和氮肥效率对施氮水平的响应差异

阐明水稻品种演进过程中植株生产力和资源利用效率的变化特征,对高产高效协调的水稻品种选育和稻作技术改进具有重要的理论参考意义。本研究以1950-2010年间辽宁省的12个水稻主栽品种为材料,探讨氮肥施用对不同年代水稻品种植株生产力和氮肥利用效率的影响。结果表明,1990s及之后品种的最高生物学产量和籽粒产量均显著高于1980s及以前的品种,1990s及之后品种产量的递增主要归功于穗粒数的增加。其最高产量的施氮量显著高于1980s及以前的品种,低氮条件下不同年代品种间的生产力差异不显著。随年代的递进,水稻品种的氮肥农学利用率、偏生产力呈现递增趋势,但生理利用率和吸收利用率的变化趋势不明显;茎叶氮含量变化不明显,但籽粒氮含量呈下降趋势。随施氮量的递增,各年代品种植株含氮量均呈现递增趋势,但农学利用率、偏生产力、生理利用率、吸收利用率均呈下降趋势。在低氮条件下1990s及之后品种的氮肥利用效率与1980s及以前品种的差异不明显,但高氮下前者的氮肥利用效率显著高于后者。上述结果表明,虽然辽宁水稻植株生产力提升是品种改良和施肥水平提高的双重作用的结果,但在今后品种选育和栽培技术改进中要进一步协调好高产与资源高效的关系。     

长江流域油菜氮磷钾肥料利用率现状研究

总结近年来在长江流域冬油菜主产区进行的74个田间试验结果,分析目前条件下油菜氮磷钾肥的偏生产力、农学效率、肥料表观利用率、生理效率及肥料对油菜产量的贡献率。结果表明,油菜农学效率分别为6.2 kg kg^–1 N、6.3 kg kg^–1 P₂O₅和2.6 kg kg^–1 K₂O;表观利用率为N 34.0%、P₂O₅ 17.4%和K₂O 36.9%,生理利用率为18.5 kg kg^–1 N、35.5 kg kg^–1 P₂O₅和9.1 kg kg^–1 K₂O,氮磷钾肥对油菜籽产量的贡献率分别为41.9%、21.4%和11.5%。研究结果显示,试验条件下长江流域油菜的肥料利用率较低,生产上需同时解决油菜高产及肥料利用效率提高的问题。     

长江流域棉花主推品种氮素吸收与利用效率比较与分类

 以长江流域推广应用的8个棉花品种为材料,探讨了品种间氮素吸收与利用效率的差异。结果表明：参试品种氮素回收利用效率（RE）差异较大,变化幅度在29.0%~48.2%之间,且高氮素回收利用效率品种具有铃吸氮量、总吸氮量较高、茎叶吸氮量适宜的特征;氮素子棉生产效率（NUEsp）差异也较大,其中泗棉3号和科棉6号较高,分别为20.67 kg·kg^-1和20.35 kg·kg^-1。对不同品种RE进行聚类分析结果表明,参试品种可以分为3种类型：类型Ⅰ,回收利用效率高效型;类型Ⅱ,回收利用效率中效型;类型Ⅲ,回收利用效率低效型。NUEsp聚类分析结果表明,不同品种可以分为2种类型：类型Ⅰ,氮素子棉生产效率高效型;类型Ⅱ,氮素子棉生产效率低效型。进一步分析可知,参试品种RE与NUEsp存在4种类型：即二者都高效型,二者都低效型,高NUEsp和低RE型以及低NUEsp和高RE型。     

水稻剑叶角度与氮素营养效率的关系

剑叶角度是构成水稻理想株型的重要指标和影响水稻产量的重要因素。通过水稻剑叶角度与氮营养效率的关系研究,为水稻塑造理想株型和提高氮营养效率提供理论依据与技术途径。试验采用盆栽土培法,以不同年代的9个典型稻种资源为材料,设置不施氮（0 kg/hm²尿素）、正常施氮（240 kg/hm²尿素）和高施氮（480 kg/hm²尿素）3个施氮水平,于水稻灌浆期测量剑叶角度、各器官含氮量和土壤含氮量,进行剑叶角度与氮营养效率间的相关分析与函数拟合。结果表明,不同水稻品种的剑叶角度和氮营养效率存在显著的基因型差异,且随施氮水平而异。剑叶角度随施氮量的增加而急剧增加,不施氮下的基因型间差异明显小于正常施氮和高施氮。剑叶角度与氮利用效率、土壤氮生产力、植株氮生产力和氮收获指数呈显著负相关,不同氮营养效率间存在极显著正或负相关。氮利用效率、土壤氮生产力、植株氮生产力和氮收获指数随剑叶角度呈显著的对数递减,顺序为植株氮生产力＞氮收获指数＞氮利用效率＞土壤氮生产力。因此,在生产上可根据水稻剑叶角度来预测氮营养效率,并以其为依据实时地调控氮肥运筹来实现氮营养的高效利用。     

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。     

实地氮肥管理提高水稻氮肥利用效率

以籼型杂交稻汕优63和粳稻武育粳3号为材料进行田间小区试验,对实时氮肥管理（RTNM）和实地氮肥管理（SSNM）的农艺表现和氮肥利用效率进行了评价。结果表明,氮空白区的水稻产量为5.5~7.4 t/hm²,说明试验田背景氮颇高。与农民习惯施肥法（FFP）相比,RTNM和SSNM分别增产-4.4％~7.0%和0.2％~9.3%,氮素产谷率分别提高195.7％~297.0%和169.6％~276.4%。2003—2004年在江苏省无锡市两村共计20户稻田中进行水稻SSNM试验示范。2年FFP的氮素产谷率、吸氮利用率和生理氮转化率分别仅有2.8～6.7 kg稻谷/kg N、33.7％～34.7％和8.4～18.6 kg稻谷/kg N;SSNM的施氮量较FFP降低38.7％～41.3％,产量提高2.5％～3.5％,氮素产谷率、吸氮利用率和生理氮转化率分别提高88.3％～117.7％、34.0％～39.5％和46.1％～61.6％。在江苏省大面积推广也取得了类似结果。证明采用SSNM在不降低水稻产量的前提下,提高水稻氮肥利用率是可能的。试验也发现,农户稻田SSNM的氮素产谷率和生理氮转化率的数值依然很低。对水稻氮肥利用率低的原因及提高途径进行了讨论。     

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。     

氮素实时管理对夏玉米产量和氮素利用的影响

为实现氮素效率和玉米产量的协同提高,以山东省泰安市和兖州市为试验地点,连续3年在4个田块上进行了基于土壤硝态氮测试的氮素实时管理,结果表明,优化施氮处理产量比农民习惯施肥增加2.73%~14.22%,平均增产7.90%;氮肥用量比习惯施肥减少36.80%~53.85%,平均减少44.75%。与农民习惯施肥相比,优化施氮处理氮素吸收效率增加13.68%~115.91%,氮肥表观利用率增加44.26%~377.89%,氮肥农学效率增加54.31%~271.31%,氮肥偏生产力增加53.38%~141.23%,产/投比增加37.35%~93.18%。说明应用土壤硝态氮测试进行氮肥实时管理可以明显减少玉米氮肥用量,提高氮肥利用效率,增加产量和经济效益。     

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。