氮素追施对玉米花后光合特性和子粒灌浆特征的影响

为进一步挖掘东北黑土雨养农业区春玉米增产潜力,为合理施氮提供理论依据,以玉米品种富民985为试验材料进行田间试验。设置5种施氮方式,氮肥1次性施入(CK)、底肥40%+拔节期追施60%(T1)、底肥40%+拔节期追施20%+大喇叭口追施40%(T2)、底肥40%+拔节期追施15%+大喇叭口追施30%+灌浆期追施15%(T3)、底肥40%+拔节期追施10%+大喇叭口追施30%+灌浆期追施20%(T4),研究不同处理玉米花后穗位叶SPAD值、净光合速率(P_n)、磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶活性(PEPc)及子粒容重和产量差异,利用Logistic方程拟合玉米灌浆过程。结果表明,T4处理子粒产量显著高于其他处理和对照。与氮肥1次性施入(CK)相比,T4处理玉米灌浆期穗位叶P_n和PEPc显著提高了42.8%和20.6%,玉米有效灌浆期延长13.7 d,到达最大灌浆速率时间延后2.4 d,子粒容重提高1.2%。在东北半湿润雨养农业区,按照底肥40%+拔节期追施10%+大喇叭口追施30%+灌浆期追施20%方式施用氮素(T4)可以获得更多光合产物,延长灌浆时间,增加子粒重量,提高玉米产量。     

氮肥后移对春玉米子粒灌浆特性及内源激素的影响

以陕科9号为材料,2019～2020年在陕西榆林灌溉区进行大田试验,在总施氮量相同、基肥和大喇叭口期追肥分别占总施氮量20%和40%条件下,设置4个施氮处理,传统施氮(拔节肥40%,N1)、氮肥后移10%(拔节肥30%+花粒肥10%,N2)、氮肥后移20%(拔节肥20%+花粒肥20%,N3)和氮肥后移30%(拔节肥10%+花粒肥30%,N4),分析各处理子粒灌浆特性、内源激素含量和产量构成。结果表明,氮肥后移各处理2年玉米产量均显著高于传统施肥,N3处理产量最高。氮肥后移增加子粒灌浆速率最大时生长量(W_max)、最大灌浆速率(G_max),延长子粒灌浆活跃期;氮肥后移过量(N4),子粒灌浆参数受到不良影响。同时,N3处理子粒生长素(IAA)含量达到峰值时均较N1处理显著增加51.7%,玉米素(ZR)含量显著增加16.7%,赤霉素(GA₃)含量显著增加28.9%,脱落酸(ABA)含量显著降低18.2%。在陕西灌溉春玉米区,总施氮量270 kg/hm²时,拔节期追肥54 kg/hm²、大喇叭口期追肥108 kg/hm²、花后7 d追肥54kg/hm²为该区玉米高产的优化施氮制度。     

施氮对不同种植密度玉米产量和子粒灌浆特性的影响

以玉米品种先玉335为供试材料,在大田条件下设2个氮肥水平、5个种植密度,探讨施氮量与密度互作对玉米子粒灌浆特性影响,通过Logistic方程拟合子粒灌浆过程,解析灌浆特征参数与粒重的关系。在玉米子粒灌浆过程中,氮肥主要调控灌浆前期的灌浆速率来影响子粒建成,最终使百粒重增加;密度则调控快增期、缓增期持续天数来影响子粒重。要提高玉米产量,关键在于提高子粒灌浆速率和有效灌浆时间,尤其是延长快增期和缓增期持续时间以及提高渐增期平均灌浆速率。在生产中,首先要合理密植,构建适宜的群体,延长子粒灌浆持续时间;此外,通过增加开花后的氮肥供应来提高子粒灌浆前期的平均灌浆速率。     

花后氮肥调控对春玉米叶片光合性能及产量的影响

为研究花后追施氮肥对春玉米产量、根系及叶片光合性能的影响，本试验根据春玉米全生育期氮肥调控方案（INM）的最优施氮量（ONR）基础上，在春玉米吐丝期（R1）、乳熟期（R2）设置3个追氮处理，R1、R2期不追施氮肥（N1处理）；R1、R2期按照ONR方案追施氮肥（N2处理）；R1、R2期在ONR方案基础上氮肥施用量增加50%(N3处理)。通过2年田间试验结果表明，与花后不再追施氮肥相比（N1），花后追施氮肥（N2、N3）能显著增加玉米功能叶的SPAD值和R2期叶面积指数(LAI)，在每次追氮10 d后可提高穗位叶净光合速率(Pn)，从而维持春玉米长灌浆时间和高灌浆速率，产量平均增加13.2%、22.0%。春玉米吐丝后28 d，取0～60 cm土层玉米根系分层分析后表明，花后追氮对春玉米总体根系形态和总根重无显著影响，但显著增加了10～20 cm和50～60 cm土层的根长和根表面积，对玉米后期延衰、维持叶片功能和养分、水分吸收有促进作用。在R1、R2期分别增施50%施氮量（N3），较N2(ONR)处理的春玉米叶片光合性能、根系形态及产量均有提高趋势。     

不同追氮方式对寒地玉米干物质、产量及品质的影响

通过大田试验,分析不同追氮方式对寒地玉米干物质量、产量及品质的影响。结果表明,追氮大喇叭口期至成熟期干物质明显高于PK(不施氮肥)和CK(不施肥)处理,分别增加了33.0%~52.4%和49.5%~71.3%,且NPK+DD2(基肥+氮肥深追二次)处理较NPK+SD1(基肥+氮肥浅追一次)处理干物质量提高14.6%。追氮提高寒地玉米单穗穗行数,显著提高了行粒数和百粒重,提高寒地玉米产量,与PK处理相比产量提高54.4%~73.2%;NPK+DD2、NPK+DD1(基肥+氮肥深追一次)与NPK+SD1处理相比产量提高8.76%~12.2%,以NPK+DD2处理产量最高,收获指数最高,达到63.06%。追氮改善寒地玉米品质,与CK和PK处理相比,蛋白质分别提高为2.05%~2.38%和2.24%~2.57%,脂肪含量分别降低了0.33%~0.58%和0.14%~0.39%,淀粉含量分别提高1.81%~2.11%和0.29%~0.59%,赖氨酸含量降低0.01%~0.02%和0.02%~0.03%。不同追氮方式有利于寒地玉米干物质积累及子粒产量和品质的提高,且氮肥深追好于氮肥浅追,以NPK+DD2处理效果最好。     

氮肥运筹对豫中地区冬小麦旗叶生理及籽粒产量的影响

为探讨豫中地区冬小麦合理高效的氮肥运筹模式,以百农矮抗58为试验材料,采用裂区试验设计,研究了氮肥施用量及运筹模式对冬小麦旗叶生长生理及籽粒产量的影响。结果表明,氮肥运筹对冬小麦旗叶叶绿素含量、净光合速率、硝酸还原酶活性及可溶性蛋白含量的影响均达显著水平。随施氮总量的增加,旗叶叶绿素含量、净光合速率和可溶性蛋白含量均表现不同程度的升高,硝酸还原酶活性也保持较高值。在基肥相同的条件下,增加拔节期追氮量能显著提高旗叶叶绿素含量、净光合速率、硝酸还原酶活性和可溶性蛋白含量。施氮总量相同时,拔节期追氮量较多的处理对基施氮肥较少的处理有一定的补偿效应。氮肥运筹对籽粒产量的影响达极显著水平,其中N120＋150模式下的穗粒数及粒重最高,N120＋210模式下小麦成穗数及籽粒产量最高。综上,豫中地区生态环境下,施纯氮270 kg.hm-2,其中基施氮肥120 kg.hm-2、拔节期追施氮肥150 kg.hm-2的N120＋150处理是较为合理的氮肥运筹模式。     

不同深松方式与氮肥运筹对玉米生长发育及光合特性的影响

选用郑单958为材料,研究不同深松方式和氮肥运筹对玉米生长发育及光合特性的影响.结果表明,深松后玉米生育后期维持较高叶面积指数(LAI)时间较长,延缓了叶片衰老,促进了干物质积累,不同深松处理间差异不明显;增加氮肥施用次数LAI下降减缓,干物质积累量的峰值减小;隔行深松与行行深松均提高玉米叶片的最大净光合速率,较不深松分别提高9.93％和2.12％.在施氮次数处理中,1/3氮肥于苗期作种肥、2/3于拔节期作追肥施入处理净光合速率最大;深松处理间产量差异不显著,增加氮肥施用次数增产效果十分显著;深松方式与等量氮肥施用次数间存在显著交互效应,隔行深松且施氮以种肥、拔节肥、灌浆肥各占总量1/3的处理产量最高,分别较不深松且氮肥作种肥一次施用和作种肥与拔节肥两次施用增产43.91％、17.37％.     

聚糠萘合剂对玉米叶片衰老及产量的影响

以中单808为试验材料,结合不同氮肥水平,研究了聚糠萘合剂(PKN)对玉米形态及产量的影响。结果表明：PKN处理不同程度地降低了株高和穗位高,显著增加了玉米灌浆期至成熟期的叶面积指数和叶绿素含量,延缓了玉米后期叶片衰老;在不施氮肥和氮肥过高时,PKN处理促使干物质由营养器官向子粒转运。从穗部性状来看, PKN处理增加了穗行数和百粒重,产量也较对照提高。     

氮肥运筹对春玉米产量、养分吸收和转运的影响

研究氮肥不同运筹方式对玉米产量、养分吸收利用、转运及分配的影响。结果表明,基肥:拔节期:抽雄期施氮比例为3∶4∶3处理玉米产量和氮肥利用效率最高,较其他基追比例处理增产3.2%~20.5%,氮收获指数、当季回收率、农学利用率和偏生产力分别提高2.0~5.3个百分点、2.0~21.3个百分点、2.3~10.0 kg/kg和2.3~10.0 kg/kg。施氮可显著增加玉米主要生育期氮、磷、钾吸收量,并可提高玉米抽雄期氮、磷、钾养分向子粒转运和子粒养分增加量,其中基肥∶拔节期∶抽雄期施氮比例为3∶4∶3处理玉米灌浆期氮、磷、钾吸收量最高,成熟期子粒氮、磷、钾积累总量高于其他基追比例处理。相关分析结果表明,玉米各生育期氮、磷、钾吸收间存在显著或极显著的正向相关,且除苗期外,其他生育期氮、磷、钾吸收量与产量均存在极显著正相关,灌浆期氮、磷、钾吸收状况与产量相关系数最大。     

施氮方式对冬小麦品种京冬11籽粒灌浆特性及产量的影响

为确定冬小麦品种京冬11的适宜施氮方式,在总施氮量（210kg.hm-2）一致条件下,分析了全部基施（N1）、1/2作基施＋1/2在拔节期追施（N2）和1/2作基肥＋1/3在拔节期追施＋1/6在开花期追施（N3）三种施氮方式间该品种籽粒灌浆特性及产量的差异。结果表明,随氮肥后移,籽粒达到最大灌浆速率的时间后延,总灌浆时间延长;灌浆速率系列参数以氮肥全部基施的最小,其余两处理的基本相同;各灌浆阶段籽粒干物质积累量均以N1处理最少,N3处理最多。灌浆时间系列参数变异系数较小;灌浆速率除渐增期变异系数较小外,其余时期变异系数均较大。籽粒干重灌浆初期以氮肥全部基施处理最大,灌浆中后期随氮肥后移而增加。全部基施处理千粒重最小,产量最低,其余两处理间产量及其构成因素差异均不显著。     

不同氮肥处理对黑青稞籽粒灌浆特性的影响

为了解施用不同量尿素（N）、缓释尿素（CN）及其配施黄腐酸（FA）对黑青稞籽粒灌浆特性的影响,以隆子黑为材料,测定并分析了不同氮肥处理下其籽粒灌浆相关指标及其相关性。结果表明：（1）相同施氮量下,较N处理,CN处理下隆子黑渐增期、快增期灌浆速率（R₁、R₂）及最大灌浆速率（R_max）分别提高11.84%、2.65%、0.46%,渐增期持续时间（T_a）缩短,快增期持续时间（T_b）延长,籽粒产量、千粒重分别提高13.8%、4.11%;（2）较单施氮肥,氮肥配施黄腐酸可提高隆子黑灌浆速率,延长灌浆持续时间,CN+FA处理增效作用最好,其较CN处理的产量、有效穗数、千粒重、穗粒数分别提高21.66%、17.88%、2.87%、20.24%;（3）减氮20%处理下,隆子黑灌浆指标均呈下降趋势,缓释尿素处理无显著的减氮增效优势,CN80%较N、CN处理产量分别下降5.51%、12.08%;（4）快增期灌浆速率、最大灌浆速率、灌浆持续时间、快增期持续时间、缓增期持续时间与千粒重呈极显著正相关(P＜0.01),提高灌浆速率、延长灌浆持续时间是增加隆子黑产量的有效措施。缓释尿素配施黄腐酸提高了黑青稞籽粒灌浆能力、千粒重和产量,生产上推荐135 kg·hm^-2缓释尿素配施45 kg·hm^-2黄腐酸为黑青稞的最佳施肥方案。     

京单38不同播期子粒灌浆特性研究

以郑单958为对照,设置春播（5月14日）和夏播（6月13日）两个播期处理,研究玉米品种京单38在不同生态条件下的子粒灌浆特性。结果表明,京单38的百粒干物重高于对照品种郑单958,春、夏播条件下增幅分别为14.74%和20.26%,春播百粒干物重较夏播高1.87%。京单38的子粒灌浆速率高于郑单958,春、夏播最大灌浆速率分别较对照高42.27%和49.50%,夏播最大灌浆速率较春播高9.42%。相关和通径分析表明,最大灌浆速率与粒重呈极显著正相关,与郑单958相比,京单38子粒灌浆速率高且灌浆速度快,春、夏播条件下均可获得较高的粒重。     

MC812和郑单958子粒灌浆和脱水特性研究

以MC812和郑单958为试验材料,分析其子粒灌浆和脱水特性,研究不同基因型玉米品种子粒灌浆和脱水特性的差异。结果表明,百粒干物重在品种间存在显著差异,MC812平均百粒干物重较郑单958高2.64 g。与郑单958相比,MC812子粒达到最大灌浆速率的时间(Tmax)平均提前4.40 d,灌浆起始势(R0)高0.25,活跃灌浆期(P)长1.33 d。MC812灌浆渐增期的平均灌浆速率显著高于郑单958,灌浆缓增期则与郑单958相当。MC812生理成熟时子粒含水量略低于郑单958,但差异不显著。收获时的子粒含水量在品种间呈极显著差异,MC812收获时的子粒含水量则较郑单958低5个百分点。生理成熟后的脱水速率在品种间呈极显著差异,MC812分别较郑单958高0.15%/d。穗粒数、百粒重和产量在品种间呈极显著差异,MC812产量较郑单958高6.67%、穗粒数和百粒重分别较郑单958高8.56%和8.04%。     

京科968的灌浆特征与产量性能分析

以京科968为材料, 采用春播、夏播2种播期, 设置45 000、60 000、75 000株/hm²共3种密度处理, 对其灌浆特征与产量性能进行分析。结果表明, 粒重与灌浆速率最大时的生长量(W_max)、最大灌浆速率(G_max)、活跃灌浆天数(P)呈极显著正相关, 与达到最大灌浆速率的天数(T_max)、灌浆起始势(R₀)呈显著或极显著负相关。平均叶面积指数、穗数、产量与密度呈正相关;平均净同化率、穗粒数、千粒重与密度呈负相关;平均叶面积指数与穗数与产量都呈极显著正相关。     

种植方式和密度对夏玉米子粒灌浆特征的影响

以郑单958为材料,在67 500株/hm²和82 500株/hm²两个种植密度水平下,以常规等行距种植方式为对照,设置3种不同缩行宽带种植方式（3行一带、4行一带、5行一带）,进行连续两年比较研究。结果表明,缩行宽带种植方式增产显著,其中,3行一带种植方式高密度水平下产量最高。通过Logistic方程拟合,缩行宽带各种植方式中,高密度下灌浆时间持续期均值较对照等行距方式增加1.2～10.2 d。无论是高密度还是中等密度条件下,3行一带种植方式平均灌浆速率（R）、最大灌浆速率（R_max）、最终百粒重及渐增期灌浆速率（R₁）均较高。因此,3行一带缩行宽带种植方式子粒灌浆特性较优。     

施氮量对高产小麦光合特性、干物质积累分配与产量的影响

为明确山东省高产麦区高产节肥高效的施氮量,以高产小麦品种济麦22和烟农1212为材料,在大田试验测墒补灌条件下,设置0(N0)、180(N1)、210(N2)、240 kg·hm~(-2)(N3)四个施氮量水平,研究施氮量对小麦旗叶光合特性、干物质积累分配和籽粒产量的影响。结果表明,适量施氮可显著提高灌浆中后期旗叶的叶绿素相对含量、净光合速率、蒸腾效率和气孔导度,增加拔节期至成熟期小麦的干物质积累量,提高干物质在籽粒中的分配量及其对籽粒产量的贡献率;与不施氮肥处理相比,施氮180～240 kg·hm~(-2)时,济麦22增产10.1%～28.2%,烟农1212增产27.1%～42.8%。在同一施氮处理下,开花期至成熟期,烟农1212的干物质积累量比济麦22高12.77%～19.92%;花后14～28 d,烟农1212的旗叶净光合速率比济麦22高8.61%～24.11%;灌浆期间,烟农1212花前营养器官贮藏干物质向籽粒的转运量比济麦22高6.10%～11.68%,花后光合同化物积累量比济麦22高12.63%～22.00%,籽粒产量增加12.73%～19.46%。说明适量施氮有利于灌浆中后期小麦旗叶保持较高的光合性能,促进花后光合同化物的积累和向籽粒的分配,发挥品种的高产潜力。当施氮量为210 kg·hm~(-2)时,济麦22和烟农1212的籽粒产量、氮肥农学效率和氮肥偏生产力均最高,是该试验条件下的最优施氮量。     

春季不同时期低温对小麦光合特性和粒重形成的影响

为探讨春季低温导致小麦粒重下降的生理机制,以春性品种扬麦16和半冬性品种徐麦30为材料,分别于倒二叶出生期、孕穗期和开花期对小麦进行人工气候室低温处理,研究不同时期低温对小麦光合生理特性、干物质积累和转运及强、弱势粒粒重形成的影响。结果表明,不同时期低温对叶片SPAD值的影响均表现为低温处理开始至结束后3 d持续下降,结束后6～9 d逐渐回升,两品种在低温处理结束当天和处理后3 d均以孕穗期低温处理下SPAD值降幅最大。不同时期低温处理显著降低叶片净光合速率和气孔导度,并影响花前干物质转运和花后干物质积累。与孕穗期、开花期低温处理相比,倒二叶出生期低温处理显著降低小麦花前干物质转运量,但提高花后干物质积累及其对籽粒产量的贡献率,千粒重降幅最小,扬麦16和徐麦30分别仅为4.49%和4.20%。不同时期低温处理下小麦强势粒粒重的降幅均小于弱势粒,倒二叶出生期低温处理下弱势粒粒重降幅显著低于孕穗期和开花期低温处理。相关性分析表明,低温胁迫下小麦平均千粒重和强势粒粒重相关性不显著(r=0.319,P>0.05),但与弱势粒粒重显著相关(r=0.691,P<0.05)。综上,春季低温胁迫主要通过影响小麦开花前后的光合作用和同化物向籽粒的转运,限制弱势粒的灌浆充实,最终导致粒重下降。     

三种数学模型模拟不同播期小麦籽粒灌浆过程的比较分析

为比较分析Logistic、Richards和三次多项式（Cubic）3种小麦籽粒灌浆模型的特点,用其分别对4个小麦品种（济麦44、品育8012、周麦36和晋麦84）在4个播期下的籽粒灌浆过程进行拟合。结果表明,不同播期小麦籽粒灌浆过程用三种模型均可拟合,各模型方程的决定系数均在0.98以上,且达极显著水平,Cubic和Richards模型拟合效果优于Logistic模型;通过Cubic模型模拟的灌浆起始期较观测值晚0.58~6.65 d,10月12日播期起始灌浆日期模拟值与观测值最接近;在本试验条件下,Logistic模型可以假定粒重达理论最大粒重的2.76%左右时为灌浆起始期（开花期）;Richard模型中,播期对起始粒重比例（灌浆起始期粒重/理论最大粒重）有显著影响,第一、第二播期（10月12日、10月20日）的超始粒重比例显著低于第三、第四播期（10月28日、11月5日）;三种模型理论最大粒重在品种和播期间的规律与灌浆终止粒重一致;Cubic模型模拟的理论最大粒重与灌浆终止粒重最接近,终止粒重比例（灌浆终止粒重/理论最大粒重）平均值达 97.84%;Logistic与Richards模型中,终止粒重比例随播期的推迟呈增加趋势,Richards模型终止粒重比例在播期间的变异系数大于Logistic和Cubic模型。小麦快增期灌浆参数T₂（快增期持续时间）、T_max（最大灌浆速率出现时间）、V₂（快增期平均灌浆速率）、V_max（最大灌浆速率）在三种模型间存在差异,Richards模型在播期间差异最大（T₂、T_max、V₂、V_max变异系数分别为35.25%、20.43%、11.94%、10.8%）,Logistic模型在播期间差异最小（T₂、T_max、V₂、V_max变异系数分别为8.79%、7.59%、3.30%、3.30%）。     

放线菌剂使用方法对晚播冬小麦生长及光合性状的影响

为探究放线菌剂使用方法对晚播冬小麦生长及光合性状的影响，以长6990为供试小麦品种、娄彻氏链霉菌（D74）为供试菌剂，在大田设置T1（种子包衣+拔节期、灌浆期喷施D74菌剂）、T2（种子包衣+拔节期喷施D74菌剂，灌浆期喷施清水）、T3（种子包衣+拔节期、灌浆期喷施清水）、T4（种子不包衣+拔节期、灌浆期喷施D74菌剂）和CK（种子不包衣+拔节期、灌浆期喷施清水）5个处理（包衣中含有菌剂D74），比较分析了不同处理间小麦产量及其构成要素、表型性状、光合特性及干物质积累的差异。结果表明，放线菌剂处理下晚播小麦的产量较CK均不同程度提高，增产幅度为7.35%~25.00%，且不同处理的产量表现为T4>T1>T2>T3>CK，其中T1、T4处理与CK差异显著(P＜0.05)；不同处理间株高无显著差异(P>0.05)， T1和T4处理的穗长、穗粒数和千粒重显著高于CK，T2处理穗粒数和千粒重也较高。在光合性状中，放线菌剂处理主要影响晚播小麦灌浆后期的光合效率。花后28~35 d，T1、T4处理的旗叶净光合速率，T1~T4处理的旗叶叶绿素相对含量（SPAD）和氮含量，T1、T2和T4处理的叶面积指数均显著高于CK。放线菌剂使用后晚播小麦的花前干物质转运量及其对籽粒产量贡献率有所降低，但不同处理间差异不显著。T1、T2和T4处理的花后干物质的积累量较CK增加了37.93%、29.42%和50.92%；花后干物质积累对籽粒产量贡献率也有所提高，但不同处理间差异不显著。综合来看，放线菌剂能够有效增加晚播小麦的光合持续能力，延缓叶片衰老，促进花后干物质积累、穗部发育和籽粒灌浆，增加穗粒数和千粒重，进而提高产量，其中放线菌剂种子包衣效果不明显，叶面喷施放线菌剂效果较突出，拔节期和灌浆期叶面喷施放线菌剂的效果最佳。