稻秸还田下播种密度与氮肥运筹对小麦产量及氮素利用效率的影响

为明确秸秆还田条件下稻茬小麦高产高效栽培的适宜播种密度和氮肥运筹方式,采用大田试验,以济麦22号为材料,研究了稻秸还田下不同播种密度(播量120kg·hm-2、180kg·hm-2)、施氮量(180、225和270kg N·hm-2)及氮肥基追比(基肥∶拔节肥∶孕穗肥为6∶3∶1、5∶3∶2和4∶3∶3)对小麦产量和氮素利用效率的影响。结果表明,在施氮量180kg·hm-2(低氮)和225kg·hm-2(适氮)下,提高播种密度显著提高了小麦叶面积指数、开花期旗叶光合速率、花后干物质积累量和籽粒产量;而在施氮量270kg·hm-2(高氮)下,提高播种密度显著降低了小麦生育后期叶面积指数、开花期旗叶光合速率、花后干物质积累量和籽粒产量。提高播种密度、降低施氮量均降低了土壤中无机氮的盈余量,氮肥吸收效率和氮肥农学效率显著提高。产量、氮肥吸收效率及氮肥农学效率均在氮肥基追比为基肥∶拔节肥∶孕穗肥=6∶3∶1时最大。因此,稻秸还田条件下提高小麦播种密度、适当降低施氮量并提高基肥比例,可以实现小麦产量和氮素利用效率的同步提高。     

氮肥运筹对稻茬小麦干物质、氮素转运及氮素平衡的影响

为给稻茬小麦高产、优质栽培中合理施氮提供依据,以低蛋白小麦品种宁麦9号和高蛋白小麦品种豫麦34号为材料,设置不同施氮水平(0、150、225和300 kg·hm-2)及基追比(基肥∶追肥为1∶9、3∶7、5∶5和7∶3),研究氮肥运筹对小麦植株C-N积累与转运规律、产量、蛋白质含量及氮素利用的影响。结果表明,适当增加施氮量及追肥比例可同步提高两小麦品种籽粒产量和蛋白质含量。随施氮量和追肥比例的增加,两品种干物质转运量均呈先增后降的趋势,而干物质转运效率及其对籽粒产量的贡献率则显著降低。营养器官氮素转运量随施氮量增加而增加,随追肥比例增加先增后降;氮素转运率及其对籽粒氮素贡献率则随施氮量和追肥比例增加而下降。相关分析表明,提高花后干物质积累是提高小麦产量的重要途径,而促进花前营养器官贮存氮素向籽粒的转运是提高小麦蛋白质含量的重要措施。增加施氮量和基肥比例显著增加了两品种氮素的表观损失量并降低了氮素利用效率。本试验条件下,增施氮肥至225 kg·hm-2,追肥比例宁麦9号≤50%、豫麦34号为50%～70%可同步提高两品种籽粒产量、品质和氮素利用效率,降低氮素损失。     

拔节期追氮对冬小麦产量、效益及氮素吸收和利用的影响

为探讨豫北地区合理的氮肥施用模式,以周麦18和济麦22为材料,分析了拔节期追氮对冬小麦籽粒产量、经济效益及氮素吸收和利用的影响.结果表明,在底施纯氮120 kg·hm-2的基础上,随拔节期追氮量的增加,籽粒产量呈先增后降趋势,籽粒产量与追氮量之间可用二次曲线方程进行拟合.周麦18和济麦22在追氮140 kg·hm-2(N260)处理下籽粒产量和经济效益较高.随追氮量的增加,植株氮素积累总量增长缓慢且有下降趋势,籽粒氮素收获指数、追施氮素利用效率和氮肥偏生产力显著降低,追施氮肥农学利用效率呈先升后降变化趋势.拔节期追氮促进了营养器官氮素向籽粒中转运.各追氮处理下,周麦18和济麦22籽粒氮素分别有81.53％～88.62％和79.65％～89.10％来自营养器官氮素的转运.综合来看,底施氮肥120kg·hm-2结合拔节期追氮140～180 kg·hm-2是豫北地区小麦高产高效的氮肥施用模式.     

免耕覆盖条件下氮磷配施对旱地小麦氮素积累、分配及产量的影响

为给免耕覆盖条件下旱地小麦高产和氮肥管理提供理论依据,通过大田试验研究了150kg·hm-2和180kg·hm-2两种施氮水平下不同氮磷配比(1∶0.5、1∶0.75、1∶1)对旱地小麦植株氮素积累和转运、氮利用效率及产量的影响。结果表明,在1∶0.5和1∶0.75氮磷配比下,增加施氮量可提高小麦开花和成熟期植株氮素积累量、营养器官花前贮存氮素转运量及其对籽粒氮素的贡献率,并最终提高产量、籽粒蛋白质含量及氮素收获指数;在氮磷比为1∶1时,增加施氮量则表现出相反的结果。在低氮(150kg·hm-2)条件下,增施磷肥可提高开花期和成熟期地上部氮素积累量、营养器官花前贮存氮素转运量及转运效率,并提高产量、籽粒蛋白质含量、氮肥利用率、氮肥偏生产力和氮素收获指数;高氮(180kg·hm-2)条件下,上述指标则随着施磷量的增加呈先升后降的趋势。总体来看,1∶0.75的氮磷比最有利于小麦植株氮素吸收及营养器官花前贮存氮素向籽粒的转运,并最终获得了最高的籽粒产量、氮肥利用率及氮素收获指数。     

氮肥运筹对夏玉米氮素利用及土壤无机氮时空变异的影响

研究不同施氮量及基肥追肥比例对土壤无机氮时空分布及玉米氮肥利用效率的影响。结果表明,不同施氮量和基追比显著影响土壤剖面硝态氮含量。各施氮处理不同生育期0～60 cm土层硝态氮含量均显著高于不施氮肥处理,且随施氮量的增加土壤中硝态氮含量增加。夏玉米生长季土壤铵态氮含量较低,且时空变化不明显。玉米氮素农学效率（NAE）、氮素利用效率（NUE）随施氮量的增加显著降低;氮素表观回收率（NRE）有相同的变化趋势,但差异不显著;氮素收获指数（NHI）随施氮量的增加显著增大。相同施氮水平下,“50%基肥+50%大喇叭口肥基追比”的NAE、NUE、NHI和玉米产量显著高于其他处理。因此,在玉米生产中应避免播种时一次性大量施用氮肥,增加后期施氮比例可显著提高氮肥利用效率和玉米产量。     

雨养和灌溉条件下施氮量对小麦干物质积累和产量的影响

为给冀东地区小麦高产栽培提供技术参考,以高蛋白质品种京冬8号和低蛋白质品种宝麦38为材料,设置0、120、240和360kg·hm-2三个施氮水平,研究了在灌溉和雨养条件下氮素营养对冬小麦干物质积累和产量形成的调控效应。结果表明,适量施氮提高了小麦干物质积累量、结实小穗数和穗粒数,促进了叶片、茎和鞘的花前贮存干物质在花后向籽粒中的转移,但过量施氮则抑制灌溉条件下营养器官花前贮存干物质在花后向籽粒的转移。施氮量对千粒重的影响因基因型和土壤水分状况不同而差异。随施氮量的增加,在雨养和灌溉条件下京冬8号千粒重分别呈降低和增加趋势,宝麦38千粒重均呈下降趋势。适当施氮可促进分蘖和分蘖成穗。与雨养栽培相比,灌溉可促进小麦干物质积累,增加穗数和延长灌浆时间,提高籽粒产量。随着施氮量的增加,两品种的氮肥生产效率和氮肥农学效率均降低。宝麦38和京冬8号籽粒产量达到最高的施氮量在雨养条件下均为120kg·hm-2,在灌溉条件下分别为120和240kg·hm-2。从产量和氮肥利用效率综合来看,宝麦38的适宜施氮量为120kg·hm-2,京冬8号的适宜施氮量为120~240kg·hm-2。     

不同施肥条件下冬小麦氮素吸收、转运及累积的研究

为给陕西关中地区冬小麦合理施用氮肥提供理论基础,以小偃22为材料,通过田间试验研究了不同施肥条件下冬小麦产量、氮素吸收、转运和累积特点.结果表明,氮磷钾和有机肥配合施用可明显提高小麦籽粒产量,其中在基施有机氮150 kg·hm-2的基础上,施氮量为150～225 kg·hm-2时小麦籽粒产量接近或达到9 000 kg·hm-2的超高产水平,显著高于农民习惯施肥处理(基施纯氮300 kg·hm-2和P2O5 75 kg·hm-2);在不施有机肥、施氮量为270～300 kg·hm-2时,小麦籽粒产量与农民习惯施肥处理差异不明显,说明有机肥具有明显的增产作用.施肥处理时小麦氮素累积有显著影响,氮磷钾配施可显著提高小麦氮素累积量,有机肥和化肥配合施用氮素累积量最高,达到249.3～283.0 kg·hm-2.与农民习惯施肥处理相比,氮磷钾配施条件下小麦生育中期和后期氮素累积量增加,开花后营养器官氮素转运量也随着增加,但施肥处理间氮素转运效率差异不明显.综合来看,陕西关中地区冬小麦在氮磷钾和有机肥配合施用的情况下,氮肥用量应控制在150～225 kg·hm-2.     

氮肥追施对冬小麦西农2000籽粒产量和蛋白质含量的影响

为了探寻冬小麦品种西农2000的最佳追氮方式,在相同总施氮量（250kg.hm-2）下分析了不同施氮处理间西农2000籽粒产量和蛋白质含量的差异。结果表明,与氮肥全部基施相比,氮肥基追配施（基施纯氮60%,剩余40%纯氮用于追施）能够显著提高籽粒产量和蛋白质含量。其中基施纯氮150kg.hm-2,并配合拔节期追施纯氮62.5kg.hm-2和孕穗期追施纯氮37.5kg.hm-2（基追比为6∶2.5∶1.5）对提高西农2000籽粒产量和蛋白质含量的综合效果最好,其籽粒产量和蛋白质含量比氮肥全部基施处理分别提高8.9%和0.79个百分点。氮肥基追配施下小麦籽粒产量提高的主要原因是穗数与千粒重提高;籽粒蛋白质含量的提高主要与花后30d前旗叶平均游离氨基酸含量的提高有关,而花后30d前旗叶平均游离氨基酸含量的增加可能主要由花后旗叶NR、GS活性的提高所致。     

施氮对黄土高原半湿润区冬小麦产量和水分利用效率的影响

为探讨施氮对黄土高原半湿润地区冬小麦产量和水分利用的影响,通过田间长期定位试验,设置0 kg·hm~(-2)(N0)、100 kg·hm~(-2)(N100)、200 kg·hm~(-2)(N200)、300 kg·hm~(-2)(N300)和400 kg·hm~(-2)(N400)5个施氮水平,比较分析了不同处理间冬小麦不同生育时期0～200 cm土层土壤剖面水分动态变化及产量和水分利用效率的差异。结果表明,与未施氮(N0)处理相比较,施氮处理的冬小麦籽粒产量、籽粒产量水分利用效率、干物质量和干物质量水分利用效率均显著增加,而各生育时期土壤水分含量降低。两年的冬小麦耗水量和籽粒产量均表现为N100、N200N0N300、N400;籽粒产量水分利用效率和干物质量水分利用效率均呈增加趋势,但N200与N300及N300与N400处理间差异不显著。综合来看,在本试验条件下,施氮200 kg·hm~(-2)时冬小麦既能高产,也可高效利用土壤水分。     

秸秆还田配施氮肥对冬小麦氮素吸收特性及产量的影响

为筛选砂姜黑土玉米秸秆全量还田条件下冬小麦生长季适宜的施氮量,通过秸秆还田定位试验,探讨了玉米秸秆还田配施氮肥(162.0、202.5、243.0、283.5和324.0kg·hm-2)对冬小麦产量、植株含氮量、氮素吸收强度及氮素利用率的影响。结果表明,玉米秸秆全量粉碎还田后,前两年小麦产量连续下降,降幅达4.1%~46.1%,从第四年开始产量增加,增幅为5.7%~12.8%,尤其以配施纯氮243.0kg·hm-2的增幅最高。在秸秆还田配施低量氮(162.0~202.5kg·hm-2)和过量氮(324.0kg·hm-2)下,小麦整个生育期植株含氮量呈单峰曲线变化,高峰期分别出现在拔节、开花和孕穗期;配施高量氮(243.0、283.5kg·hm-2)时小麦植株含氮量分别在越冬期和拔节至孕穗出现高峰。小麦植株吸氮强度在各生育时期均随施氮量的增加而增强,配施低量氮肥会导致小麦生育后期发生早衰。秸秆还田配施氮肥下,小麦达到最高产量9 860kg·hm-2时植株的适宜含氮量为3.12%~4.72%,拔节和孕穗期较高。氮肥农学效率、植株地上部氮肥吸收利用率和籽粒氮肥吸收利用率均随施氮量的增加而显著降低,而施氮处理的氮素收获指数显著高于不施氮处理。综合考虑,冬小麦生长季玉米秸秆还田适宜的配施氮量为243.0kg·hm-2,并且在连续还田4年后冬小麦才表现出较好的增产效果     

Sulfur fertilization improves nitrogen use efficiency in wheat by increasing nitrogen uptake

Nitrogen (N) fertilization plays a central role for improving yield in wheat and high N use efficiency (NUE) is desired to protect ground and surface waters. Several studies showed that sulfur (S) fertilization may increase NUE, but no attempts have been made to explain whether this increase is due to greater recovery efficiency (RE), an enhanced internal efficiency (IE) or by an improvement of both efficiencies. The aim of this study was to analyze the effects of different N and S fertilizer rates, and their interaction on N uptake, its partition at maturity, NUE and its main components. Field experiments were carried out during two consecutive growing seasons in the Argentinean Pampas using a single bread-wheat genotype grown under different combinations of N and S fertilizer rates. Additional experiments were performed in farmer fields using N and S fertilization evaluating different genotypes in order to analyze the components of NUE in other environmental conditions. Plant N uptake increased linearly in response to N addition until rates of ca. 80 kg N ha⁻¹. Sulfur addition showed no effect at the lowest N fertilizer rate, but N uptake was increased when S was applied at the highest N rate, revealing a synergism between both nutrients. At the lowest S rate RE was 42%, and increased to 70% when S fertilizer was added. No changes in IE in response to S fertilization were observed. These results were also observed in farmer field experiments, in genotypes that showed different IE. This study showed that S addition increased NUE mainly by increasing the N recovery from the soil. Thus, the concurrent management of N and S is important for reducing the potential pollution of residual soil nitrate by increasing N recovery from the soil while sustaining high nitrogen use efficiency.     

玉米不同种植方式氮肥合理施用研究

本文就两种不同种植方式玉米不同氮肥用量的产量效应、玉米的氮肥利用率和生产率进行研究,研究表明,移栽玉米的氮肥利用率和生产率都比直播玉米的高,玉米产量和施氮量以线性加平台模型为最优,通过线性加平台得到祥云移栽玉米的最佳施氮量为250 kg/hm²,沾益直播玉米最佳施氮量为190 kg/hm²,表明在现有的生产力水平下,通过适当的模型选择,氮肥用量可以减少而不致于影响产量的下降,从而减少由于过量施用氮肥带来的环境负效应。     

氮肥减施对京科968与郑单958氮效率及产量的影响

以郑单958与京科968为材料,在减施氮肥(正常施氮量210 kg/hm~2)14.3%~28.6%水平下,比较玉米品种氮效率与产量。结果表明,施氮肥150~180 kg/hm2,郑单958产量下降2.39%~4.03%,京科968产量下降1.67%~2.99%。随着施氮量减少,氮肥偏生产力、氮肥利用效率,氮肥农学利用效率升高,氮肥表观利用效率、100 kg子粒需氮量降低,氮收获指数保持基本稳定。适度减施氮肥,可有效提高玉米生产效率。施氮处理下不同器官的氮转运率与对子粒的氮贡献率高于不施氮处理,不同器官的氮转运率顺序为穗轴叶片苞叶叶鞘茎秆;对子粒的氮贡献率表现为叶片茎秆穗轴叶鞘苞叶。京科968氮收获指数、氮肥偏生产力、氮肥表观利用效率均优于郑单958,氮肥农学利用效率、氮肥利用效率与子粒吸氮量与郑单958相当。京科968氮吸收效率优于郑单958,具备较好的耐低氮特性。     

氮素水平对油菜根茎叶氮素输出 及角果中氮素积累的影响

通过测定不同施N条件下油菜各器官的N素含量,研究了油菜后期根、茎枝、叶片等营养器官中N素的 输出和角果中N素的积累。其主要结果如下: (1)根、茎枝、叶片中N素积累量的变化呈先增后减的趋势,一般在 开花期前后达最大值;角果中N素总量随角果的生长逐渐增加。增施N肥明显增加各器官的N素积累量,推迟最 大值出现的时间。(2)根系、茎枝、叶片中的N素向外输出的比例随施N量的增加而下降,分别占其最大值的20% ～35%、35%～65%、55%～70%。(3)角果中的N素有30%左右来自叶片中N素的再利用,受施肥量的变化影响 较小; 35% ～10%来自茎枝的N素的再利用,随施N量的增加而减少;来自根系中N素的再利用不足5%;来自开 花后从土壤中吸收的N素约为30% ～60% ,随施N量的增加而增加。     

施氮模式对玉米氮吸收分配及产量的影响

通过田间试验分析,研究不同氮肥单施和配施及基追比例对玉米各生育期氮吸收分配和产量的影响。结果表明,不同施氮模式下,叶片、茎和鞘的氮含量均随生育期的推进而降低;叶片氮含量在各生育期基本表现为AK（硫酸铵为基肥）>ADA（磷酸一铵+磷酸二铵+硫酸铵为基肥）>US（尿素+缓释尿素为基肥）>UO（尿素+有机肥为基肥）>UK（尿素为基肥）处理;到达成熟期子粒的氮含量为US >ADA >UO >CK >AK处理,且US和ADA处理子粒氮含量较CO、AK和UK处理差异显著;US和ADA处理在成熟期子粒氮积累量较大,UO、AK和UK处理次之;灌浆期和成熟期氮积累量与产量呈线性相关。整体施氮模式对产量的影响,尿素配施缓释尿素和降低基追比的多重氮源更适用于提高玉米产量。     

Seasonal changes in the effects of free-air CO2 enrichment (FACE) on nitrogen (N) uptake and utilization of rice at three levels of N fertilization

Over time, the relative effect of elevated [CO₂] on the photosynthesis and dry matter (DM) production of rice crops is likely to be changed with increasing duration of CO₂ exposure, but the resultant [CO₂] effects on rice N concentration, uptake, efficiency and allocation remain unclear, especially under different soil N availability. Therefore, we conducted a free-air CO₂ enrichment (FACE) experiment at Wuxi, Jiangsu, China, in 2001–2003. A japonica cultivar with large panicle was grown at ambient or elevated (ca. 200 μmol mol⁻¹ above ambient) [CO₂] under three levels of N: low (LN, 15 g N m²), medium (MN, 25 g N m²) and high N (HN, 35 g N m² (2002, 2003)). The MN level was similar to that recommended to local farmers. Averaged across all N levels and years, shoot N concentration (dry base) was lower under FACE by 1.8%, 6.1%, 12.2%, 14.3%, 12.1%, and 6.9% at early-tillering, mid-tillering, panicle initiation (PI), booting, heading and grain maturity, respectively. Shoot N uptake under FACE was enhanced by 46%, 38%, 6% and 16% on average during the growth periods from transplanting to early-tillering (period 1), early-tillering to mid-tillering (period 2), mid-tillering to PI (period 3) and heading to grain maturity (period 5), respectively, but slightly decreased by 2% in the period from PI to heading (period 4). Seasonal changes in crop response to FACE in ratio of shoot N uptake during a given growth period to that over the whole season followed a similar pattern to that of shoot N uptake, with average responses of 33%, 26%, −3%, −11% and 10% in periods 1–5 of the growth period, respectively. As a result, FACE increased final aboveground N uptake by 9% at maturity. FACE greatly reduced the ratio of leaf to shoot N content over the season, while allocation of N to stems and spikes showed an opposite trend. FACE treatment resulted in the significant increase in N use efficiency for biomass (NUEp) over the season except at early-tillering and in N use efficiency for grain yield (NUEg) at grain maturity. These results indicate that, in order to maximize grain output in a future high [CO₂] environment, the recommended rates, proportion and timing across the season of N application should be altered, in order to take full advantage of strong N uptake capacity during the early growth period and facilitate N uptake after that.     

氮肥对辽宁春玉米品种氮素吸收利用的影响

选择辽宁春玉米区3个主推品种铁研58(TY58)、良玉99(LY99)、郑单958(ZD958)进行3个氮素水平的试验,梯度设N0(不施入氮肥)、N1(施入纯氮112 kg/hm~2),N2(施入纯氮225 kg/hm~2)。研究表明,不同品种氮反应有差异,施入氮肥后植株主要通过提高穗粒数而获得产量,TY58为氮反应敏感品种;施入氮肥植株氮积累量增加,成熟期达最大,吐丝前后的氮素积累品种间存在差异,成熟时氮素分配比例由高到低为子粒叶片茎鞘穂轴苞叶雄穂;氮肥亏缺条件下,植株加大氮素由茎叶器官向子粒的供应比例,叶片对子粒氮贡献率最高,达28.0%~51.3%。     

玉米自交系对低氮反应的田间与盆栽评价

深入了解玉米自交系的氮效率现状是选育氮高效品种的基础。利用20个自交系在两个地块上、两个施氮水平下,研究了它们的氮效率(产量/施氮量)表现。同时,进行盆栽试验,探讨利用苗期生物量实现氮效率快速筛选的可能性。结果表明,氮效率、氮吸收效率及氮利用效率在玉米自交系间存在显著差异。地块间自交系的氮效率变异较大,CA170(2)、原引1号(5)、早27(17)对土壤氮素的降低反应敏感,减产幅度达到45%以上,是高氮高效品系;478(1)是中产耐低氮品系;武312(13)、北黄4(20)为双低效品系。盆栽苗期试验与田间试验结果一致性较差,说明不能达到氮效率快速筛选的目的。     

不同小麦品种的氮素利用特性研究

为了解河南省主要小麦品种的氮素利用特性,探究不同小麦品种之间氮素积累和转运的差异,通过大田试验,分别在开花期和成熟期对河南省18个具有代表性的小麦品种的茎、叶、鞘、穗(开花期)、颖壳和籽粒进行干物质重和氮含量测定,并根据小麦的产量、氮素积累量以及氮素籽粒生产效率划分不同小麦品种的氮效率类型,计算氮素利用特性的相关参数,分析氮素利用特性相关参数与产量和氮素籽粒生产效率之间的关系。结果表明,供试的小麦品种可划分为氮素高效型(Ⅰ)、氮素中效型(Ⅱ)、氮素低效型(Ⅲ)、氮素超低效型(Ⅳ)4种类型,其品种数量分别占总品种数的5%、50%、40%和5%。在小麦成熟期,Ⅳ型品种的颖壳和籽粒氮含量显著高于其他3种类型品种,叶、颖壳和籽粒的氮素积累量显著低于其他3类型品种,4种类型品种间茎和叶氮含量及氮素在茎、叶、鞘、颖壳和籽粒中的分配比例无显著差异;Ⅰ类型和Ⅱ类型品种的花前贮存氮素在花后向籽粒的转运量均显著高于Ⅳ类型品种,Ⅰ类型品种的氮素农艺效率均显著高于Ⅲ和Ⅳ类型品种,氮素偏生产力表现为Ⅰ类型品种Ⅱ类型品种Ⅲ类型品种Ⅳ类型品种,且差异显著。小麦产量、氮素籽粒生产效率与其他氮素利用相关参数呈现显著正相关。     

氮肥运筹对玉米氮素动态变化和氮肥利用的影响

通过氮肥运筹对雨养条件下玉米氮素动态变化和氮肥利用的影响研究表明,氮素积累量在吐丝后45d前后达到最大;高密度有利于氮量积累;植株总氮量与产量呈正相关,高密度下相关系数大;高密度下子粒氮含量和氮收获指数均与产量呈显著正相关;吐丝期氮肥比例相对高有利于叶片和穗部(子粒+苞叶+穗轴)氮素在生育后期的积累及茎鞘氮素的转运,前期氮肥比例大易造成穗部氮代谢延后。氮素吸收高峰在吐丝到吐丝后15 d;吐丝期氮肥比例高的施肥方式提高了生育后期的氮素吸收速率,在较高密度下吸收速率前移。氮肥施用比例适当后移有利于氮肥利用;前期氮素累积太多对后期氮素吸收利用有抑制作用。