不同种植方式下水稻氮素吸收利用的特性

以早熟晚粳、迟熟中粳和中熟中粳3种生育类型水稻品种(含常规粳稻和杂交粳稻)为材料,比较研究了旱育中苗壮秧精量手栽、小苗机插、直播3种种植方式下水稻的氮素吸收利用特性。结果表明,拔节期植株含氮率和吸氮量为直播>机插>手栽,抽穗期和成熟期为手栽>机插>直播,手栽成熟期总吸氮量较机插和直播分别高11.68%和39.03%,机插较直播高24.49%;氮素吸收速率,拔节前为直播>机插>手栽,拔节至抽穗期和抽穗至成熟期为手栽>机插>直播,手栽和机插拔节至抽穗期的吸收速率最大,直播中熟中粳拔节至抽穗期最大,早熟晚粳和迟熟中粳拔节前最大;拔节至抽穗期和抽穗至成熟期的氮素积累量为手栽>机插>直播,不同种植方式间差异均达显著或极显著水平;氮素吸收利用率,手栽、机插、直播分别为44.49%、39.00%、31.41%,且手栽和机插为早熟晚粳>迟熟中粳>中熟中粳,直播为中熟中粳>迟熟中粳>早熟晚粳,同一生育类型常规粳稻大于杂交粳稻;百千克籽粒需氮量,手栽、机插、直播分别为1.959 (1.900~2.009) kg、1.842 (1.681~1.914) kg、1.638 (1.540~1.721) kg,常规粳稻手栽与机插间差异不显著,但都显著高于直播,杂交粳稻不同种植方式间差异均显著,直播稻为中熟中粳>迟熟中粳>早熟晚粳,手栽和机插在不同生育类型品种间没有明显变化规律。科学选择种植方式并配套适宜的品种类型对实现水稻氮素高效吸收和利用具有重要意义。     

不同施氮量下籼/粳杂交稻甬优2640产量和氮素吸收利用的特点

旨在探明在不同施氮量下籼/粳杂交稻产量、氮素吸收利用及损失的特点。2018—2019年籼/粳杂交稻品种甬优2640和常规粳稻品种连粳7号(对照品种1)和常规籼稻品种扬稻6号(对照品种2)种植于大田,设置6种施氮量(0、100、200、300、400和500 kg hm^-2)处理和¹⁵N示踪微区试验。3个供试品种的产量均随施氮量的增加呈现先增加后降低的趋势,甬优2640在施氮量为400 kg hm^-2时产量最高,连粳7号和扬稻6号均在施氮量为300 kg hm^-2时产量最高。在相同施氮量下,甬优2640的产量高于对照品种。¹⁵N示踪试验表明,适量增加施氮量(甬优2640≤400 kg hm^-2、连粳7号和扬稻6号≤300 kg hm^-2),可以增加成熟期植株和穗中肥料氮积累量、土壤中的残留量、肥料氮对植株地上部氮积累量的贡献率、肥料氮的损失量和损失率,降低土壤氮对植株地上部氮积累量的贡献率、肥料氮的植株吸收利用率和在土壤的残留率。在相同...     

施氮量对酿造高粱产量和氮素利用率的影响

为了实现酿造高粱氮肥合理高效利用,以晋杂22号为试验品种,研究了6种氮肥施用量(0,75,150,225,300,450 kg/hm~2)对酿造高粱产量和氮素利用率的影响。结果表明,在施氮0~450 kg/hm~2,施用氮肥有效地增加了高粱产量和净利润,但随着施氮量的增加产量先升高后降低,其关系可表示为y=-0.037x~2+17.759x+5 874.41(R2=0.878 1)。随着施氮量的增加高粱氮肥偏生产力和氮肥利用率显著降低;氮素吸收效率逐渐降低;氮素利用效率大体呈下降趋势;当施氮量为225 kg/hm~2时,高粱产量、净利润最大,极显著高于不施氮处理,增产率达37.64%;氮肥农学利用率和氮肥偏生产力分别为9.96,36.42 kg/kg,氮肥利用率可达到38.70%,且氮平衡为3.07,大体上满足氮素平衡。综合分析各项指标,施氮量为225 kg/hm~2是酿造高粱晋杂22号实现高产、高效益、较高氮肥利用率的适宜氮量。     

不同施氮量对川东北地区水稻产量及氮肥利用率的影响

针对川东北丘陵部分稻田氮肥用量偏高的状况,选择重穗型品种冈优188(V1)和稳数型品种阳鑫优1号(V2)为试验材料,设置N0、N1、N2、N3等4个施氮水平,2008年～2009年进行了试验,分析不同施氮量对一季中稻产量和氮素利用率的影响.结果表明,不同施氮量对不同类型品种水稻的产量影响不同:施氮量为N1 (105 kg/hm2)时,冈优188产量为8623.16kg/hm2,达到较高的经济效益;施氮量为N3(195kg/hm2)时,阳鑫优1号产量最高,达8522.49 kg/hm2.随着施氮量的增加,水稻吸收氮素的总量增加,氮素吸收利用率、干物质生产效率、稻谷生产效率随之降低.在同一施氮水平上,冈优188的氮素农学利用率、生理利用率均高于阳鑫优1号,而氮素吸收利用率则低于阳鑫优1号.     

施氮量对不同强筋小麦产量和加工品质的影响

在中国农业科学院作物科学研究所试验基地，以强筋小麦品种为试验材料，采用二因素裂区设计，研究了肥料运筹对产量和品质的影响，以及品种间的差异。结果表明，在0～300 kg/hm²施氮范围内，随施氮量增加产量逐渐提高，处理间差异显著，但每公顷施用300 kg氮素仅比施225 kg的处理增产3.1%，因此，中产条件下施用氮素以225 kg/hm²左右较为适宜。施氮处理对清蛋白和球蛋白（可溶性蛋白）影响小，对醇溶蛋白和谷蛋白（贮藏蛋白）影响大。施氮可显著提高贮藏蛋白和总蛋白含量，进而改善加工品质。在一定范围内，小麦的主要加工品质性状随施氮量的增加而改善，与对照相比，湿面筋、沉降值、稳定时间、拉伸面积和延伸性等重要烘焙品质指标均有改善。但品种之间有一定差异，有些品种的某些指标差别较大，但其面包体积和评分接近。     

不同氮肥水平下早熟晚粳氮和磷的吸收利用特性及相互关系

采用大田试验,以长江中下游地区具有代表性的50个早熟晚粳品种为材料,研究7个氮肥水平(0、150.0、187.5、225.0、262.5、300.0、337.5 kg hm^-2纯氮)下水稻氮和磷积累量、吸收速率、利用效率的差异及其相互关系。结果表明：(1)在0~337.5 kg hm^-2纯氮范围内,随着氮肥水平的增加,早熟晚粳的植株含氮率和氮积累量在拔节、抽穗和成熟期均显著增加;植株含磷率和磷积累量在拔节和抽穗期显著增加,成熟期呈先增后减变化。(2)播种至拔节阶段氮和磷吸收速率随施氮量的增加而提高,差异极显著;拔节至抽穗阶段氮和磷吸收速率随施氮量的增加呈现先增加后降低的变化趋势;抽穗至成熟阶段的氮和磷吸收速率规律不明显。(3)在0~337.5 kg hm^-2纯氮范围内,随着施氮量的增加氮素籽粒生产效率和磷素籽粒生产效率均显著降低,随着施氮量的增加基因型之间的差异减小;随着施氮量的增加氮和磷收获指数都呈现抛物线关系,在施氮量为262.0 kg hm^-2纯氮时出现最大值。(4)早熟晚粳对氮和磷的吸收利用具有显著的协同效应,但随生育进程的推进这种效应减弱。水稻在播种至拔节、拔节至抽穗和抽穗至成熟3个生育阶段的氮和磷吸收速率都呈二次曲线关系(r=0.892^**,r=0.736^**,r=0.512^**)。(5)相关分析表明,产量与拔节期、抽穗期和成熟期的吸氮量和吸磷量以及播种至拔节期和拔节至成熟期的吸氮速率和吸磷速率呈极显著正相关关系。增施氮肥有利于水稻氮和磷吸收利用的提高,但氮肥过高时氮和磷吸收利用不再增加,甚至有所降低。     

施氮量对稻麦干物质转运与氮肥利用的影响

为探讨太湖地区稻麦轮作农田适宜施氮量及氮素对干物质转运与氮肥利用的影响,于2007—2009年间在中国科学院常熟农业生态实验站建立田间定位试验。设置4个氮肥处理水平,分别用N0、N1、N2和N3表示。水稻各处理的施氮量分别为0、125、225和325kghm-2;小麦相应处理施氮量分别为0、94、169和244kghm-2(为稻季相应处理施氮量的75%)。结果表明,水稻施氮量超过225kghm-2,小麦施氮量超过169kghm-2后,产量增加不显著。水稻、小麦开花期干物质积累量均随施氮量的增加而增加,但花前营养器官干物质转运对籽粒贡献率均随氮肥用量增加而降低;氮肥农学效率与氮肥生理效率均随氮肥用量增加而降低,且N2与N3处理之间差异不显著;边际产量均随施氮量增加而下降,N3处理边际效益水稻平均低于3.1kgkg-1,小麦平均低于2.4kgkg-1。综上所述,无论水稻还是小麦,N2处理既能保证较高物质转运率,又能保证较高的氮肥利用效率与经济效益。     

施氮水平对 ‘赣花 7号’ 氮素代谢、 根瘤生长及产量的影响

为了探明不同施氮水平对优质食用型小籽粒花生品种‘赣花7号’氮素代谢和生长发育的影响,通过田间试验与室内分析相结合的方法,研究了0、75、150、225、300和375kg／hm^2 6个施氮水平下该花生品种的氮素代谢、根瘤生长和产量的响应。结果显示,与氮代谢相关的花生叶片可溶性蛋白、硝酸还原酶活性和谷氨酰胺合成酶活性,根瘤生长量、根瘤大小及产量在各生育期均表现出随着施氮水平的增加呈现先增后减的趋势,且以施氮水平为225kg／hm^2时的花生叶片氮代谢最为活跃,根瘤数较多,根瘤也较大,产量最高。‘赣花7号’在150-225kg／hm^2的施氮水平下氮素利用、根瘤生长和产量较好。     

武育粳3号高产精确施氮量的 验证与氮素利用率的研究

2000-2002年我们以中粳武育粳3号为材料，比较研究了不同施氮量对稻株吸收和产量形成的影响，并对公式计算的总施氮量进行验证，结果表明：稻株吸氮量随着施氮量的增加而增加，氮肥当季利用率有一个适宜值，在本试验获得10500kg/hm2产量条件下，每百公斤稻谷吸氮量为2.11kg，氮肥当季利用率为42.00%；应用斯坦福公式能较正确计算施氮量。     

施氮水平对啤酒大麦植株氮素吸收与利用及籽粒蛋白质积累和产量的影响

2004—2006年连续两个生长季,以苏啤3和单2两个啤酒大麦品种为材料,探讨施纯氮0、75、150、225和300 kg hm^-2条件下,啤酒大麦氮素积累和转运、氮素利用及籽粒产量和蛋白质积累的特性。在0~225 kg hm^-2施氮量范围内,啤酒大麦花前植株氮素积累量和转运量均随施氮水平的提高呈上升趋势,但施氮量提高至300 kg hm^-2后,提高幅度变小;而花前氮素转运效率及其对籽粒氮的贡献率则均随施氮水平提高呈单峰曲线变化。籽粒谷氨酰胺合成酶和谷-丙转氨酶活性也随着施氮水平的提高而上升,促进蛋白质积累,提高籽粒蛋白质含量,而当施氮量低于197 kg hm^-2时籽粒蛋白质含量才低于12%,符合啤酒大麦酿造要求。经回归分析,在施氮量为241 kg hm^-2时产量最高。此外,氮肥回收效率以225 kg hm^-2施氮处理为最高,氮素生理利用效率和氮收获指数随施氮量增加而显著降低。综合考虑各项指标,建议在类似本试验条件的啤酒大麦生产区,施氮量以150~197 kg hm^-2为宜。     

不同氮肥水平下中熟籼稻和粳稻产量、氮素吸收利用差异及相互关系

选用生育期相近的中熟中籼(138~143 d)和中熟中粳(136~145 d),于大田条件下探讨了4种氮肥水平即0、150、225、300 kg hm^-2纯氮对产量的影响及不同生育阶段氮素吸收利用的差异。结果表明,随着氮肥施用量的增加粳稻平均产量呈增加趋势,而籼稻平均产量中氮水平达最高,高氮水平有所降低。各处理下籼稻产量明显高于粳稻,籼稻有较高的穗粒数和千粒重,平均分别比粳稻高22.45%、7.51%。植株氮素阶段吸收量,拔节、抽穗和成熟期籼稻平均分别比粳稻高24.26%、3.14%和6.45%;植株氮素阶段吸收速率,移栽至拔节、拔节至抽穗和抽穗至成熟阶段籼稻平均分别比粳稻高38.07%、16.05%和23.22%。相关分析表明,籽粒产量与氮素阶段吸收量、阶段吸收速率和氮肥利用率呈显著或极显著正相关关系。说明生育期相近的中熟中籼产量高于中熟中粳与籼稻植株较强的氮素吸收特性有关。     

高土壤肥力环境下不同类型粳稻品种产量对氮肥用量的响应

以13个粳稻品种为材料, 设计5种氮肥用量, 研究高肥环境下氮肥用量对粳稻产量及其构成的影响, 并比较不同产量、结实率、每穗粒数、千粒重和穗数水平粳稻品种对氮肥的响应。结果如下: (1) 粳稻产量以施氮处理显著高于不施氮处理, 多数粳稻品种在施氮量为150~225 kg hm^-2时产量最高; 每穗粒数和有效穗数随施氮量的增加而增加, 但当施氮量超过225 kg hm^-2时反而下降, 而千粒重和结实率随施氮量的增加一直呈下降趋势。(2) 氮肥对不同产量水平、穗数水平粳稻品种的增产效应不同。不施氮时产量越低的粳稻品种对氮肥越敏感, 少量施用氮肥即起到较好的增产效果, 而不施氮时产量越高的粳稻品种对氮肥相对钝感, 氮肥施用量<75 kg hm^-2时对其产量无明显促进作用。穗数<220×104穗 hm^-2和>310×104穗 hm^-2的粳稻品种的适宜施氮量低于穗数居中的粳稻品种。(3) 1980年以前育成的品种对氮肥的反应相对一致, 多数在施氮量225 kg hm^-2时产量最高; 而1980年后育成的粳稻品种最高产时的N水平相对分散。     

播期、密度和施氮量对稻茬小麦光明麦1号氮肥表观利用率的调控

提高氮肥利用效率是当前小麦生产中重要的研究方向之一。本研究以光明麦1号为试验品种,利用两年的田间试验结果,采用二次正交旋转组合设计建立回归模型,分析稻茬小麦的氮肥当季表观利用率(utilization rate of nitrogen fertilizer,NUR)受播期、密度、施氮量组合的调控效应。结果表明,对小麦NUR效应表现为氮肥播期密度。在试验条件下,实现高产和高NUR目标,三因素有多种组合模式,其中播期10月28日至11月2日+密度160~180万株hm–2+施氮量200 kg hm–2的组合,其产量为6800~7200 kg hm–2,NUR大于42.0%(最大值为44.8%),可靠度达到95%;播期10月21日至27日+密度120~150万株hm–2+施氮量190~225 kg hm–2组合,其产量为6200~7000 kg hm–2,NUR达41.0%以上;播期11月3日至11日+密度210~240万株hm–2+施氮量190~210 kg hm–2组合,其产量为5900~7250 kg hm–2,NUR达39.0%以上。     

旱稻297非结构性碳水化合物的生产与产量构成因子的关系

以旱稻297为试验材料,比较了在不施氮肥和150 kg hm-2的施氮量下旱稻297非结构性碳水化合物的生产能力、运转特点及其与产量构成因子的关系,分析了旱稻297氮肥投入与碳水化合物生产和产量形成间的关系。试验结果表明,开花前储藏的非结构性碳水化合物对产量的贡献率为32%~54%,施氮降低了开花前非结构性碳水化合物对产量的贡献率,相对而言开花后光合产物对产量的贡献率略有提高;开花前非结构性碳水化合物的转移效率为48%~65%,施氮后转移效率略有降低;总体而言,施氮降低了开花前后分配给单个籽粒的非结构性碳水化合物的数量,导致千粒重降低;在一定的范围内,随着开花期叶片中可溶性糖浓度的提高,结实率显著提高,但是随着穗中淀粉浓度的提高,结实率显著降低。因此,施氮后非结构性碳水化合物积累不足和转移效率降低同时限制了千粒重和结实率的提高,而叶片中可溶性糖浓度偏低和穗中淀粉浓度偏高限制了结实率的提高,是限制产量提高的主要原因。此外,旱稻297花后光合产物生产能力较低,是限制产量提高的又一原因。     

水稻产量对氮肥响应的品种间差异及其与根系形态生理的关系

以籼稻天优华占、两优培九和粳稻陵香优18、宁粳1号为材料,研究了水稻产量对氮肥的响应。结果表明,水稻产量对施氮量的反应存在明显的品种间差异。上述4个水稻品种在获得最高产量(10.1~10.3 t hm^-2)时,天优华占和陵香优18所需施氮量为242.5~255.5 kg hm^-2,明显低于两优培九和宁粳1号的327.3~328.0 kg hm^-2。天优华占和陵香优18的氮肥农学利用率和氮肥偏生产力均明显高于两优培九和宁粳1号,表明天优华占和陵香优18产量对氮肥的反应较两优培九和宁粳1号敏感。在高产(10.5~10.9 t hm^-2)条件下,天优华占和陵香优18主要生育期根系的重量、长度和总吸收表面积低于两优培九和宁粳1号,而根系活跃吸收表面积及其占总吸收表面积的比例、根系伤流量以及根系活力则显著高于两优培九和宁粳1号。上述结果表明,通过栽培措施调控或选用根系活跃吸收表面积、根系伤流量和根系活力高的水稻品种将更有利于降低水稻施氮量和提高产量及氮肥利用效率。     

不同种植方式下氮素营养对陆稻中旱3号和水稻扬粳9538米质的影响

以粳型陆稻中旱3号和粳型水稻扬粳9538为材料,设置裸地旱种和水种两种方式及低氮(100 kg hm^-2)、常氮(200 kg hm^-2)和高氮(300 kg hm^-2) 3种氮素水平,比较了陆稻和水稻米质的差异。结果表明,旱种高氮处理下陆稻和水稻的产量以及水种高氮处理下水稻的产量较常氮有所下降,但水种高氮处理下陆稻的产量较常氮增加;增加施氮量使陆稻的垩白粒率和垩白度均先增加后下降,两品种稻米的直链淀粉含量下降,蛋白质含量增加,而水稻在旱种方式下垩白粒率和垩白度下降,在水种方式下增加。陆稻以常氮处理及水稻以低氮处理的崩解值最高,消减值最小。旱种使陆稻外观和营养品质有所改善;陆稻和水稻旱种的其他品质指标与水种无显著差异。与水稻相比,陆稻的营养品质较优,外观和蒸煮品质稍差,其蒸煮和营养品质指标与叶片含氮率的相关程度较低。表明陆稻和水稻的米质对种植方式和氮素的响应有明显差异。对陆稻和水稻的高产优质栽培途径进行了讨论。     

甬优系列籼粳杂交稻氮肥群体最高生产力的优势及形成特征

以长江下游地区大面积种植的4种类型(籼粳杂交稻、常规粳稻、杂交粳稻和杂交籼稻)水稻品种中有代表性的品种为材料,设置6个氮肥水平(0、187.5、225.0、262.5、300.0、337.5 kg hm–2),比较研究其氮肥群体最高生产力及其产量构成、关键生育阶段天数、主要生育时期的叶面积指数和干物重。结果表明:(1)杂交籼稻获得最高生产力对应的施氮量为225.0~262.5 kg hm–2,常规粳稻为300.0 kg hm–2,杂交粳稻和籼粳杂交稻为262.5~300.0 kg hm–2。(2)氮肥群体最高生产力以籼粳杂交稻最高,达12.2(12.0~12.3)t hm–2,较杂交粳稻、常规粳稻和杂交籼稻分别高出6.6%、9.8%和19.6%(两年平均值)。群体颖花量和每穗粒数均以籼粳杂交稻最高,但其每穗粒数年度间波动较大。穗数和结实率以常规粳稻最高。(3)播种至抽穗期天数以杂交粳稻最长,抽穗至成熟期天数则以籼粳杂交稻最长,达60 d左右。全生育期天数呈杂交粳稻常规粳稻籼粳杂交稻杂交籼稻。两年中日产量以籼粳杂交稻最高。(4)籼粳杂交稻在抽穗、抽穗后20 d和成熟期的叶面积指数和干物重均显著高于另外3种类型品种,且抽穗至成熟期的干物质积累量也最高。此外,籼粳杂交稻在拔节至抽穗期以及抽穗至成熟期的光合势显著高于另外3种类型品种。较多的每穗粒数、较长的灌浆期天数以及较高的日产量、生育后期(抽穗至成熟期)较强的光合物质生产能力是籼粳杂交稻氮肥群体最高生产力形成的重要原因和基础。     

淮北地区水稻品种氮肥群体最高生产力及氮素吸收利用特性

以淮北地区有代表性的34个中熟中粳品种为试材,设置7个氮肥水平(0、150、187.5、225、262.5、300、337.5 kg hm^-2),得出各品种在这7个氮肥水平下出现的最高产量,将该最高产量定义为氮肥群体最高生产力。在此基础上,按氮肥群体最高生产力高低将品种划分为4个等级,即顶层水平( ≥10.50 t hm^-2)、高层水平(9.75~10.50 t hm^-2)、中层水平(9.00~9.75 t hm^-2)和底层水平( ≤9.00 t hm^-2),比较研究不同氮肥群体最高生产力等级品种的产量及其构成因素、群体光合物质生产和氮素吸收利用差异。结果表明,所有品种的氮肥群体最高生产力均出现在225、262.5、300 kg hm^-2三个氮肥水平,不同氮肥群体生产力差异极显著;随着生产力水平的提高,单位面积穗数先增加后降低,每穗粒数与群体颖花量显著增加,结实率显著下降;茎蘖成穗率、叶面积指数、光合势、有效叶面积率、高效叶面积率、粒叶比、总干物质积累量均以顶层水平最高,底层水平最低;移栽至拔节阶段的氮素积累比例表现为底层>中层>高层>顶层水平,拔节至抽穗、抽穗至成熟阶段表现为顶层>高层>中层>底层水平;移栽至拔节、拔节至抽穗及抽穗至成熟阶段的氮素吸收速率以顶层最高,顶层水平较底层水平分别高36.59%、34.36%和51.85%;随着氮肥群体生产力等级的提高,氮素吸收利用率和百千克籽粒吸氮量均提高;中熟中粳稻品种有氮低效型、氮中效型、氮较高效型和氮高效型,武运粳27、中稻1号、宁粳4号、连粳7号为高产氮高效品种。     

施氮量和灌溉方式的交互作用对水稻产量和品质影响

本研究旨在探讨氮肥和灌溉方式对水稻产量和品质的的影响及其互作效应, 这对指导水稻高产、优质和高效栽培有重要意义。将两优培九(籼稻)和扬粳4038 (粳稻)种植于土培池, 设置常规灌溉(CI)、轻干湿交替灌溉(WMD)和重干湿交替灌溉(WSD) 3种灌溉方式及0氮(0N, 0 kg hm^-2)、中氮(MN, 240 kg hm^-2)和高氮(HN, 360 kg hm^-2) 3种氮素水平, 观察其对产量和稻米品质的影响。结果表明, 在中氮和高氮水平下, 产量、稻米的整精米率、外观品质和崩解值, 以轻干湿交替灌溉显著高于或优于常规灌溉。在中氮水平下, 重干湿交替灌溉的产量和稻米品质显著低于或劣于常规灌溉; 在高氮水平下, 重干湿交替灌溉的产量高于常规灌溉, 稻米品质在这两种灌溉方式间差异不显著。轻干湿交替灌溉显著提高了灌浆期剑叶光合速率、籽粒中ATP酶活性及根系中吲哚-3-乙酸、玉米素+玉米素核苷和脱落酸含量。说明灌溉方式和氮肥对产量和稻米品质具明显互作效应。在轻干湿交替灌溉和中氮水平下根系、叶片和籽粒生理活性增强是水稻产量提高和稻米品质改善的重要生理原因。