氮肥运筹对玉米干物质及氮素积累转运和产量的影响

2015~2016年进行田间氮肥试验,研究分次施肥和施氮量对玉米干物质、氮素积累特性和产量的影响。供试品种为郑单958,采用二因素裂区设置,主区2种施氮方式,全部基施和50%基施+50%大喇叭口期追施;副区68、113、181、249 kg/hm²4种施氮量,对照为不施氮肥,测定干物质和氮素积累量以及产量与产量构成。结果表明,追施氮肥前,一次性基施比分次施肥的干物质及氮素积累量高;追施氮肥后,分次施肥比一次性基施的干物质及氮素积累量高,分次施肥且施氮量为181 kg/hm²时整个生育期干物质和氮素积累量最高。各处理间的子粒产量和产量结构达显著差异水平,通过施氮量与产量的模拟方程显示,理论最高产量为9288.95 kg/hm²,对应的施氮量为202.93 kg/hm²。综合以上结果,说明基施90.5 kg/hm²+追施90.5 kg/hm²的氮肥运筹可获得玉米较高产量。     

实时氮肥调控对夏玉米产量和氮素利用效率的影响

2012~2013年在洛阳嵩县试验站和延津试验站采用大田试验方法,基于不同基施氮量处理,通过冠层光谱测定计算夏玉米拔节期的差值植被指数,建立植株氮积累量估测模型,进而根据构建的氮肥调控模型确定玉米调控施氮量,并研究氮肥调控处理的生理效应。结果表明,不同基施氮量处理下的玉米植株在氮肥调控前(拔节期)随着施氮量的增加,处理间的生理指标差异明显。乳熟期氮肥调控处理的LAI、叶片氮含量、干物质量和氮素积累量较常规施氮处理分别提高2.2%、4.3%、5.7%和8.7%。与常规施氮处理相比,调控处理的玉米子粒产量提高10.03%,氮肥利用率提高11.37%;氮肥农学效率和氮肥偏生产力也有明显提高。根据追氮调控模型,不同调控处理的总施氮量均控制在240~280 kg/hm2,可改善氮肥不足及氮肥过量造成的作物减产和环境污染问题。     

氮肥管理对夏玉米冠层结构和氮肥吸收利用的影响

通过大田试验研究不同氮肥管理模式下夏玉米群体结构和氮肥利用情况,探索节肥、高产、高效的夏玉米氮肥管理模式。结果表明,施氮显著改善夏玉米产量因子、提高产量。氮肥适量后移显著改善穗部性状,等氮量下大喇叭口期和吐丝期均追施氮肥处理与大喇叭口期追施氮肥处理相比穗粒数提高28.5粒,收获指数提高11.3%,增产101 kg/hm2。吐丝期施氮显著增加灌浆期LAI,使LAI峰值从吐丝期后移至灌浆期。施氮肥可增加夏玉米SPAD值,大喇叭口期追施氮肥可提高各生育时期玉米SPAD值;吐丝期追施氮肥可提高株高、茎粗、穗位高。适当降低氮肥投入,氮肥农学利用率和氮肥偏生产力分别提高232.3%、60.9%;氮肥用量相同时氮肥适当后移分别提高10.5%、1.3%。吐丝期施氮增加夏玉米成熟期营养器官的氮素积累,减少子粒的氮素积累,导致氮收获指数下降。     

秸秆还田与施氮肥对松嫩平原玉米氮素吸收及产量的影响

针对松嫩平原玉米生产特点,设置玉米秸秆不还田、秸秆还田两种条件和3个施氮水平,研究秸秆还田与施氮肥对松嫩平原玉米氮素吸收及产量的影响。结果表明,除收获期玉米植株氮素含量变化规律不明显外,其余时期玉米植株氮素含量、干物质量、氮积累量及产量均随氮肥用量的增加而增加。在玉米3叶期,供试的3个施氮水平下,秸秆还田处理均使玉米氮素含量和吸收积累量降低,至拔节期秸秆还田处理对玉米植株氮素含量的不利影响消失。在不施氮肥条件下,秸秆还田处理提高了拔节期玉米植株氮素的含量;玉米的氮素吸收积累量在不施氮肥条件下仍低于秸秆不还田处理。在玉米收获期,秸秆还田处理增加了玉米子粒的氮素含量与氮素吸收积累量。在3个施氮水平下,秸秆还田处理玉米产量与秸秆不还田处理差异不显著。     

不同施氮方式对夏玉米产量、氮素吸收与利用的影响

大田条件下以不施氮处理为对照(CK),设置农民传统施肥(FP)、水肥一体化(WF)以及水肥一体化减氮20%(WF-N)4种水氮管理模式,研究氮肥用量及施氮方式对玉米产量形成、氮素吸收及其利用效率的影响。结果表明,同等施氮量下,与FP处理相比,WF处理的子粒产量、穗粒数、千粒重和完熟期植株干物质积累量分别增加9.57%、7.45%、2.41%和9.14%;完熟期植株氮素积累量增加8.77%,氮肥偏生产力(PFPN)、氮肥农学效率(AEN)、氮肥利用率(NUE)分别增加9.57%、45.28%、28.65%。减氮20%条件下,水肥一体化施氮处理的玉米产量及产量构成、完熟期植株干物质积累量与FP处理间无显著差异,其PFPN、AEN、NUE较FP处理分别增加24.34%、21.87%和21.38%。     

不同夏玉米品种产量和氮肥利用的水氮调控效应

研究不同水氮处理对20个夏玉米品种产量及其构成、干物质积累量、收获指数和氮肥农学利用效率的影响。结果表明,品种、灌水和氮肥对产量性状、干物质积累量、收获指数和氮肥农学利用效率均有显著影响,灌水对产量及其构成、收获指数和干物质积累量的影响大于品种和氮肥,氮肥对氮肥农学利用效率的影响最大。夏玉米品种在产量及其构成、干物质积累量、收获指数和氮肥农学利用效率方面均存在差异,氮肥农学利用效率在品种间的变异系数最大。灌水处理显著增加夏玉米产量、干物质积累量、收获指数和氮肥农学利用效率,氮肥施用显著提高夏玉米产量和干物质积累量,降低氮肥农学利用效率,不同处理间无显著差异。综合灌水和氮肥对夏玉米产量、干物质积累量、收获指数和氮肥农学利用效率的影响,在总施氮量为150 kg/hm2,分别在大喇叭口期和吐丝期按75 mm灌溉量进行灌溉可获得最佳产量和氮肥农学利用效率。     

不同施氮水平对春玉米氮素吸收、转运及产量的影响

采用田间试验研究吉林省中部玉米主产区不同氮水平对玉米产量、氮素吸收、转运及氮肥利用率的影响。结果表明,施用氮肥可以提高干物质最大积累速率和氮素最大吸收速率,并能提前干物质最大积累速率和氮素最大吸收速率出现的天数。在施N 60~180 kg/hm2之间,玉米产量、干物质最大积累速率、氮素最大吸收速率、转运量、转运率及子粒中养分比例等指标均有显著提高;超过N180 kg/hm2,干物质最大积累速率、氮素最大吸收速率、转运量、转运率及子粒中养分比例等指标开始下降。根据玉米产量(y)和施氮量(x)拟合得出,最高产量氮肥用量为184.2 kg/hm2,最佳经济产量氮肥用量为172.9 kg/hm2。氮素农学利用率、氮肥当季回收率及偏生产力随着氮肥用量的提高而显著降低。综合考虑提高玉米产量、效益和氮肥利用效率等方面的要求,在吉林省中部玉米主产区,适宜施氮量为172.9 kg/hm2。     

氮肥后移对晚收夏玉米产量及氮素吸收利用的影响

采用田间试验研究氮肥后移对晚收夏玉米产量、氮素吸收分配和氮肥利用效率的影响。结果表明,氮肥后移使夏玉米产量和氮素积累量增加,在农民习惯收获和晚收条件下分别较正常施氮增产2.11%～2.91%和7.23%～9.52%。晚收较农民习惯收获增产2.12%～6.42%,氮积累量增加1.10%～3.18%;晚收夏玉米茎和子粒氮积累量增加,而叶和其他器官中积累量减少。氮肥后移提高了夏玉米氮肥利用率和农学效率,晚收条件下氮肥利用率提高了3.52%～6.87%,氮肥农学效率提高了0.82～1.60 kg/kg。氮肥按"30%苗肥+30%大喇叭口肥+40%吐丝肥"方式施用在晚收条件下产量和氮肥利用效率最高。     

不同氮肥运筹对东北春玉米氮素吸收和土壤氮素平衡的影响

在吉林省榆树市粮食高产示范区,以先玉335为试验材料,通过田间试验研究不同氮肥运筹对春玉米的生长、产量及土壤氮素平衡的影响。结果表明,适宜氮肥运筹方式能显著提高玉米产量,施氮量200 kg/hm2,全部用作基肥不追肥(基追比1∶0)处理前期氮素供应过量,导致氮素向子粒转运量减少,过多保留在营养体中,致使产量和氮素利用效率相对其他处理较低;氮肥1/5基施,2/5拔节期追施,2/5大喇叭口期追施(基追比为1∶2∶2)的处理有较高的氮肥农学利用率、氮肥利用率和氮肥偏生产力。玉米生育期田间氮肥的表观损失主要由一次性过量施肥造成,增大拔节后追肥比例增加了收获后土壤的无机氮残留。对氮肥的调控应结合作物养分不同阶段需求及土壤养分供应,达到玉米高产和提高氮肥利用效率,减少氮肥损失对环境带来的危害。     

减施氮肥对不同密度夏玉米产量和干物质积累特性的影响

以夏玉米品种郑单1002为材料,采用两因素随机区组设计,设4个施肥(N1,复合肥225 kg/hm2;N2,复合肥180 kghm2;N3,控释肥180 kg/hm2;N4,复合肥180 kg/hm2,有机肥1 500 kg/hm2)和两个密度(D1,6万株/hm2;D2,7.5万株/hm2)处理,研究减施氮肥对不同高密植夏玉米产量和干物质积累等方面的影响。结果表明,D2处理显著提高夏玉米产量24.74%,两个密植条件下N3和N4处理均未造成显著减产。D2处理显著提高吐丝期和成熟期及花后干物质积累量,降低花后干物质积累量对子粒的贡献率,减氮处理对干物质积累特征均无显著影响。N2、N3和N4处理显著提高两个密植夏玉米氮肥偏生产力16.00%～22.90%,仅D2N4处理显著提高氮肥农学利用效率16.32%。夏玉米在75 000株/hm2高密植水平,施氮180 kg/hm2(减氮20%)配施有机肥可达到高产高效的生产目标。     

氮肥减施下施用炭吸附聚谷氨酸叶面肥对夏玉米产量、氮素累积和转运的影响

田间试验设置正常氮和减氮20%两个施氮水平,每个氮处理下设置不喷施、3或8叶期小剂量喷施炭吸附聚谷氨酸（1.8 kg/hm²）、3或8叶期大剂量喷施（3.6 kg/hm²）等5个处理,研究氮肥减施下喷施炭吸附聚谷氨酸对玉米植株干物质和氮素累积分配及子粒产量的影响。结果表明,施氮处理对各器官干物质量的累积分配无显著影响,氮肥减施后氮素累积量明显降低,但子粒中氮素分配比例提高5.6%。与不喷施相比,3叶期喷施显著增加干物质和氮素累积量,子粒氮素分配比例在8叶期小剂量喷施下最高为61.39%,8叶期喷施显著提高了营养器官花后氮素转运量和转运效率。喷施处理显著提高了果穗行粒数,正常氮下3叶期小剂量喷施处理的产量最高为11.87 t/hm²。氮肥减施小剂量喷施下的产量与正常氮不喷施处理无显著差异,因此,在夏玉米生产中,氮肥减施20%下3或8叶期喷施炭吸附聚谷氨酸1.8 kg/hm²能够维持玉米产量。     

不同施氮时期对夏玉米干物质积累及氮肥利用的影响

以提高夏玉米氮肥利用率、减少氮肥污染为目标,研究了不同施氮时期对夏玉米生长发育及氮肥利用率的影响。结果表明：施氮显著增加子粒产量和穗粒数,以3叶期施氮结合12展叶追氮处理的子粒产量最高,但对千粒重和单位面积穗数影响差异不显著。施氮使各处理植株的叶面积指数(LAI)均在生育后期保持较高值,延缓了叶片衰老,促进了干物质的积累。3叶期施氮结合12展叶追氮处理的夏玉米氮肥利用率最高,较3叶期施氮和12展叶施氮分别提高了21.8个百分点和22.8个百分点,较好地提高了夏玉米当季氮肥利用率,能够有效降低因氮素损失而造成的农田污染。     

冬小麦碳氮积累、转运和籽粒产量对小花发育期追氮的响应

为给冬小麦高产优质栽培过程中氮肥的合理调控提供参考依据,通过河南郑州和兰考两点大田试验,分别在总施氮量240和180 kg·hm^-2下,以全部基施为对照,进行基施和追施各50%施氮处理［追肥时期分别在返青期(二棱末期)、返青后10 d(护颖原基分化期)、20 d(雌雄蕊原基分化期)和30 d(雌蕊凹期)］,探讨了小花发育期施氮对两种穗型冬小麦碳、氮积累和转运及产量构成的影响。结果表明,在小花发育期追施氮肥均有利于花前碳、氮的贮藏积累和转运,且兰考矮早8品种贮藏碳、氮转运对籽粒的贡献率分别高于对照处理4.49和3.98个百分点,而豫麦49198品种分别高于对照处理1.68和0.47个百分点;两个品种花前贮藏氮素转运对籽粒的贡献率分别高于碳素42.97和38.47个百分点。在本试验条件下,在小花雌雄蕊原基分化期追施氮肥增加了兰考矮早8的千粒重和豫麦49198的穗粒数,且追肥处理的穗粒数、千粒重和籽粒产量显著高于其他处理,氮素积累和转运的增加也显著提高了籽粒蛋白质含量和产量。根据本研究结果,在总施氮量180~240 kg·hm^-2下,采取基施和小花雌雄蕊原基分化期追施氮肥各50%,提高了籽粒产量和蛋白质产量。     

前期控氮对夏玉米产量、物质生产及氮素利用的影响

试验以郑单958为材料,在79500株/hm2密度下研究了前期控氮对玉米产量、物质生产及氮素利用的影响。结果表明,在大喇叭口期施氮120kg/hm2的条件下,前期按30～60kg/hm2进行适度控氮,产量可达到10108.5～10170.0kg/hm2,氮肥利用率为32.78%～33.35%。前期适当控氮保证玉米苗期对氮素的需求,达到蹲苗的效果,控上促下,培育壮苗,提高根系的吸收和合成能力。前期适度控氮还可保持植株后期较强的光合生产能力,增强根系吸氮能力,保证子粒有充足的碳氮来源,并促进干物质及氮素向子粒的运转,实现玉米产量与氮素利用的协同提高。     

测墒补灌条件下施氮量对小麦干物质积累转运和产量的影响

为筛选测墒补灌节水条件下实现小麦高产和氮素高效利用的最优施氮量，以小麦品种烟农1212为材料，在拔节期和开花期将0~40 cm土层土壤相对含水量补灌至70%条件下，设置0、120、180和240 kg·hm^-2施氮量处理（分别用N0、N1、N2和N3代表），分析施氮量对测墒补灌小麦旗叶光合特性、干物质积累与转运和氮素利用率的影响。结果表明，N2处理下小麦花后7~28 d旗叶光合性能显著高于N0和N1处理，但施氮量增至N3时光合性能无显著变化。N2处理的营养器官花前贮藏干物质在花后向籽粒的转运量显著高于其他处理；花后光合同化物积累量显著高于N0和N1处理，但与N3处理无显著差异。成熟期N2处理干物质在籽粒中的分配比例较N0和N1处理分别高5.00和2.86个百分点。N2处理的籽粒灌浆持续时间和活跃灌浆期长，最大灌浆速率下粒重高，籽粒产量较N0和N1处理分别高41.01%和22.44%，且氮肥农学效率最高，氮肥偏生产力较高。综合考虑，180 kg·hm^-2施氮量为测墒补灌节水条件下最佳施氮量。     

生物炭与化肥减量配施对玉米干物质、产量及氮、磷、钾积累转运的影响

采用田间小区试验,以先玉335为材料,设置5个处理,分别为CK(常规尿素+磷酸二铵+硫酸钾)、BF1(生物炭+80%尿素+80%磷酸二铵+80%硫酸钾)、BF2(生物炭+80%尿素+磷酸二铵+硫酸钾)、BF3(生物炭+尿素+80%磷酸二铵+硫酸钾)、BF4(生物炭+尿素+磷酸二铵+80%硫酸钾),玉米开花期、成熟期采集样品,分析不同处理干物质和养分积累转运特征,明确生物炭与化肥减量配施对玉米产量及氮磷钾养分积累转运的影响。结果表明,BF1、BF2、BF3、BF4处理均增加了植株干物质积累量、转运率及对子粒干物质积累贡献率,提高了玉米产量,促进了玉米植株氮磷钾素积累总量。因此,可应用生物炭与化肥减量配施实现玉米节肥增产。本试验条件下,减量20%硫酸钾配施生物炭对玉米产量效果最优。     

长江中游不同品质类型小麦产量形成及氮素吸收利用对氮肥的响应

为探究长江中游不同品质类型小麦产量形成和氮素吸收利用对氮肥的响应,选用强筋品种郑麦9023、中筋品种鄂麦596和弱筋品种扬麦13为供试材料,设置0、60、180和360 kg·hm^-2共4个施氮水平,分析了不同施氮水平下各小麦品种的产量、干物质积累分配、氮素吸收分配及利用率的差异。结果表明,与不施氮处理相比,施氮处理下郑麦9023、鄂麦596和扬麦13的籽粒产量均显著提高,增幅分别为34.8%～152.0%、30.8%～160.5%和34.6%～137.3%,穗粒数增加是施氮增产的主要原因。增施氮肥显著增加了小麦开花前和成熟期干物质积累量,促进了花前干物质向籽粒的转运。施氮也显著提高了三个品种的籽粒氮素积累量,但显著降低了氮肥偏生产力。品种间比较,鄂麦596的平均产量比郑麦9023和扬麦13分别高14.0%和21.8%,主要得益于其较高的穗粒数、千粒重以及干物质积累量;鄂麦596的花前氮素转运量及转运效率、氮肥偏生产力、氮肥农学利用率均高于其余两个品种,但花后氮素吸收量和氮肥回收率较低。这说明,施氮对不同品质类型小麦产量形成、干物质和氮素积累分配以及氮素利用效率的...     

氮肥一次性基施与分次施用对春玉米氮素利用的差异

通过两年田间定位试验,研究不同氮肥施用方式下玉米产量形成与氮素吸收动态特征。结果表明,增施氮肥后,玉米产量、生物量和吸氮量分别增加121.97%～177.88%、95.08%～127.77%、206.18%～295.46%,氮肥一次性基施(N1)和氮肥分次施用(N2)两个处理下植株生物量和氮累积量均在12展叶(V12)至吐丝期(R1)增长最快。与N1相比,N2处理下吐丝后干物质累积量增加30.18%,氮素累积量增加105.53%;N2处理下吐丝后氮素累积量对子粒的贡献率达68.13%～75.00%,显著高于N1处理。N2处理下玉米产量、生物量、吸氮量两年平均较N1处理分别增加7.60%、4.56%和3.19%,氮肥利用率、生理利用率、偏生产力和农学效率平均较N1处理分别提高6.13%、10.22%、3.83%和12.58%。N2处理通过氮肥的分次施用保障了玉米开花后的氮素供给,提升了氮肥利用效率,更有利于玉米的高产稳产。