施磷量对小麦品质和产量及氮素利用的影响

在0～20cm土层土壤速效磷含量16．5mg／kg的大田条件下选取0、75、105kg／hm^2三个不同磷素水平进行了施磷量试验,以研究施磷对小麦品质和产量及氮素利用的影响。结果表明,75kgP2O5／hm^2施磷处理显著提高了籽粒蛋白质含量,延长了面团形成时间和稳定时间,提高了评价值,改善了加工品质;但在施磷量增加到105kg／hm^2时,小麦籽粒加工品质下降。施磷促进了各生育时期植株对氮素的积累,减少了0～1m土层土壤中硝态氮的积累,且硝态氮的积累量随施磷量的增加而降低。在本试验地力条件下,施磷亦显著提高了籽粒产量,但75和105kgP2O5／hm^2两施磷处理间籽粒产量无显著差异;随着施磷水平的提高,小麦氮素利用效率显著降低。     

不同施磷量对大豆苗期根系形态性状的影响

通过盆栽试验，对不同磷施用量条件下的大豆根系形态进行研究。结果表明，磷显著增加根系干重、根长、根表面积和根体积，在低磷P50（50mg／kg）处理下，根干重、根长、根表面积和根体积分别比P0（0mg／kg）处理增加88．0％、97．1％、101．7％和104．9％。适量的磷可促进根系的生长，增大根系在土壤中的养分吸收空间。磷对大豆根系形态性状的影响主要表现在根量及根长的增加上，而与不同粗细的根系分布比例关系不大。在不同施磷处理间，高磷P100（100mg／kg）处理的根系性状弱于低磷PSO处理。磷对根系的促生长作用是有一定范围的，过高的磷不但不会进一步改善根系性状，反而对其生长产生抑制作用。     

不同土壤水分条件下施磷量对小麦干物质积累及耗水规律的影响

为给小麦生产中土壤水分和施磷量的合理调控提供理论依据,通过防雨旱棚池栽方法,研究了在土壤水分胁迫(W1)和水分适宜(W2)条件下施磷量对小麦耗水特性及干物质积累的影响.结果表明,水、磷两因素对小麦的耗水特性和干物质积累均有重要影响.在W1条件下,施磷150 kg/ha的处理花后同化物对籽粒的贡献率高于其他两个施磷处理(75和225 kg/ha);在W2条件下,随施磷量的增加,花后同化物的运转量及贡献率增加;W2下各处理花后同化物运转量及对籽粒的贡献率均大于W1.W1处理较W2处理的籽粒灌浆速率达到最大值的时间提前,而适宜施磷可提高最大灌浆速率.随土壤含水量的增加,麦田总耗水量上升,水分利用效率下降.W1条件下,耗水量和水分利用效率以施磷150 kg/ha处理最高;W2条件下,各施磷处理间耗水量和水分利用效率差异不显著.在本试验条件下,虽然土壤含水量为田间持水量的75%与施磷150 kg/ha的处理组合获得最高产量,但与土壤含水量为田间持水量的55%、施磷150 kg/ha的处理组合的产量差异不显著,且后者水分利用效率最高,与其他处理差异显著,故综合考虑小麦的籽粒产量和水分利用效率,后者是较优水肥处理组合.     

大麦株高近等基因系的磷素利用效率特性分析

为明确大麦株高对磷素利用效率的影响,采用土培盆栽试验,以4对两种遗传背景下的大麦株高近等基因系为材料,设置施磷(P_2O_5:60 mg·kg~(-1)土)和不施磷两种磷处理,于成熟期采样,分析其农艺性状、磷含量、磷素利用效率等差异。结果表明,施磷处理下大麦近等基因系株高、单株产量、单株秸秆干重及收获指数均较不施磷处理增高,高秆大麦的株高、穗长、芒长、产量及收获指数均显著大于矮秆大麦,而其单株秸秆干重小于矮秆大麦。施磷处理下近等基因系根系、秸秆、籽粒磷含量及磷积累量整体高于不施磷处理。不施磷处理下,高秆大麦的秸秆磷含量及磷积累量整体小于矮秆大麦,而其籽粒磷积累量整体大于矮秆大麦,最大高出矮秆大麦89.87%。施磷处理下大麦的根系、秸秆及籽粒磷素利用效率小于不施磷处理,秸秆磷素利用效率变化最大,施磷为不施磷的25%～68%,其中高秆大麦变化幅度大于矮秆大麦。经相关性分析,大麦单株产量与籽粒磷积累量呈显著正相关,与根系磷积累量呈极显著或显著负相关;穗长与秸秆磷利用效率、株高与磷收获指数以及芒长与磷收获指数在施磷和不施磷处理下分别呈显著负相关和正相关。相较于矮秆大麦,高秆大麦在低磷环境下具有更高的收获指数及磷收获指数,说明高秆大麦具有更高的耐低磷特性。因此,在缺磷土壤中选择株高较高的大麦能获得更好的经济效益。     

供磷水平对不同磷效率基因型大豆生物量积累及分配影响

以高磷效和低磷效基因型品种为材料,采用土壤盆栽法,研究了不同供磷水平对大豆生物量积累及分配的影响。结果表明:苗期磷高效基因型品种地上部(茎、叶)的生物量在施磷处理P640达到最高,磷低效基因型品种地上部(茎、叶)的生物量随着施磷量的增加而显著增加。随着供磷水平的提高,磷高效基因型大豆品种的根冠比值大于磷低效基因型大豆品种;花期磷高效基因型品种茎、叶、根干重在施磷处理P320达到最高,磷低效基因型品种茎、叶、根的干重随着施磷量的增加而显著增加;结荚期磷高效基因型品种的叶干重在施磷处理P640达到最高,根干重在施磷水平P320达到最高,茎干重随着施磷水平的提高而显著升高。磷低效基因型品种的茎、叶、根干重随着施磷量的增加而增加,荚干重在处理P640处达到了最高值,不同磷效基因型品种随着施磷量的增加根冠比值大体呈现降低趋势;鼓粒期不同磷效基因型品种随着施磷量的增加荚干重、叶干重、茎干重均有所增加。磷高效基因型品种相同施磷水平下生物量呈现荚≥茎≥根≥叶。磷低效基因型品种在高磷处理下叶干重大于根干重,并且根冠比值较低磷处理时显著降低。     

降水量与施磷量对黑土区玉米产量及磷素吸收利用的影响

在自然降水条件下采用滴灌补水措施,研究不同降水量及施磷量对黑土区玉米产量、磷素吸收积累及磷肥利用率的影响。结果表明,降水量及施磷量的增加会增加玉米植株干物质量的积累,进而促进玉米产量的形成。施磷量较降水量对玉米产量的影响更为显著,适量的降水量与施磷量有利于玉米产量的增加。各处理中以W3(自然降水+200 mm)、P3(施磷220 kg/hm~2)处理产量最高,达13 914 kg/hm~2。各处理随施磷量的增加,磷肥利用率降低,随降水量的增加磷肥利用率增加。玉米植株磷素积累在同一降水条件下,随施磷量的增加呈先增加后减小的趋势。适磷条件下,适宜降水量可显著提高玉米植株磷素积累量。W3(自然降水+200 mm)、P2(施磷110 kg/hm~2)处理为最优处理,当年降水量为508 mm,玉米产量可达13 119 kg/hm~2;磷肥利用效率最高,达19.7%。     

磷对大豆不同品种产量和品质的影响

土壤盆栽试验表明,低磷处理下大豆品种的籽粒产量很低,籽粒中蛋白质含量高,脂肪含量低。施磷后大豆的产量极显著增加,但增产效果品种间差异也极显著。施磷大大降低籽粒中蛋白质和氨基酸含量,而增加脂肪含量;对脂肪酸组成中的油酸和亚油酸含量也有影响。     

瘠薄亚表层施磷对大豆生长及产量的影响

为促进大豆磷高效利用,通过盆栽模拟试验,在贫磷的亚表层土壤里施过磷酸钙,研究不同磷用量0 kg·hm~(-2)(T_0)、30 kg·hm~(-2)(T_1)、60 kg·hm~(-2)(T_2)、120 kg·hm~(-2)(T_3)、240 kg·hm~(-2)(T_4)对大豆黑农48的生育性状及产量的影响。结果表明:大豆苗期对磷的反应较弱,施磷处理与对照相比对株高、干物质质量的影响差异不显著,SPAD值表现为T_3T_2T_4T_1T_0,其中T_3与T_0处理差异显著,其它各处理间差异未显著;大豆结荚期(R4)表现为:随着施磷量的增加,根系指标及干物质质量呈单峰曲线变化,施磷促进大豆根长、根表面积增大,根瘤数的增加,利于干物质的积累,施磷量≥120 kg·hm~(-2)的处理与≤30 kg·hm~(-2)的处理差异达显著;大豆产量施磷处理与不施磷处理间差异显著,但年季间略有差异,2016年最佳施磷处理为T_2,T_3比T_0处理增产10.5%~12.1%,2017年最佳施磷为T_3处理,盆栽产量为73.0 g,且表现为T_3T_2T_4T_1T_0的趋势,T_3处理与其它各处理差异显著。两年的试验结果进一步证明,在瘠薄缺磷的土壤上进行亚表层磷培肥,最佳施磷处理为T_3,即120 kg·hm~(-2)时为最佳施肥量,能够促进大豆根系的生长,对大豆高产具有重要的意义。     

施磷量对不同类型专用小麦产量和品质的调控效应

为给优质小麦合理施肥提供依据,以强筋小麦中优9507、中筋小麦扬麦12号、弱筋小麦扬麦9号为材料,在缺磷土壤（速效磷含量4．10mg／kg）上研究了施磷量对小麦籽粒产量、蛋白质、淀粉及其组分含量的影响。结果表明,强筋小麦中优9507在施磷量（P2O5）0～144kg／ha,中筋小麦扬麦12号和弱筋小麦扬麦9号在施磷量（P2O5）0～108kg／ha范围内,籽粒产量随施磷量增加而增加,继续增加施磷量,籽粒产量则呈下降趋势。中优9507与扬麦12号清蛋白含量施磷处理均高于不施磷处理,扬麦9号施磷则降低了清蛋白含量;增施磷肥后中优9507球蛋白含量下降,扬麦12号先下降后上升,而扬麦9号球蛋白含量有所上升;在上述施磷量范围内,醇溶蛋白、谷蛋白和总蛋白含量随施磷量增加而增加,直链淀粉、支链淀粉、总淀粉含量均随施磷量增加而下降,继续增加施磷量,醇溶蛋白、谷蛋白和总蛋白含量下降,直链淀粉、支链淀粉、总淀粉含量有所上升。     

我国南方红黄壤地区优质油菜营养特性与施肥效应研究：Ⅰ.不同油菜品种的氮

在亚热带红黄壤地区稻田土壤上,研究５个双低油菜新品种（品系）和２个常规油菜品种在不同施肥条件下的氮、磷养分吸收积累差异及对生物学产量和籽粒产量的影响。结果表明,双低油菜品种中油１１９、中双４号苗期至成熟期的植株氮浓度略低于常规油菜中油８２１,品种间的植株磷浓度差异不显著。苗期中双４号、中油１１９的氮吸收量大于中油８２１和８３１３,花期则反之。生育前期不同品种磷吸收量的差异不显著,成熟期双低品种磷积累量低于常规品种。在ＮＫ基础上增施磷,使油菜植株氮代谢高峰期推迟,氮肥的当季作物利用率提高２０％,植株磷浓度和吸收量在幅度提高,当季作物磷肥的利用率达到３２％。未施磷条件下,中油１１９籽粒产量高于其他常规品种,施磷则表现中油８２１的增产率高于中油１１９、中双４号等双低品种,生物学产量亦表现同样趋势。     

节水灌溉条件下不同施磷量对冬小麦磷素吸收利用的影响

为提高节水灌溉条件下小麦磷素利用效率,以济麦22和石优20为材料,设置60、120和180 kg P₂O₅·hm^-2三个磷素供应水平（分别用P₆₀、P₁₂₀和P₁₈₀代表）研究了节水栽培下磷素（P）用量对小麦P吸收和利用特性的影响。结果表明,供试小麦品种在各生育时期植株干重均随施P水平增高而提高;低P（P₆₀）水平下石优20植株干重较大,在高P（P₁₈₀）水平下济麦22则植株干重较大。两小麦品种各生育时期植株P含量均以高P处理下较高,且石优20高于济麦22。随施P水平的增高,小麦植株P累积量增多, P累积速率增大,以开花至成熟期P累积速率较高,且施P水平对P累积速率有正向调控作用。成熟期,植株各器官的干重、P累积量和P分配比例均以籽粒最高,茎秆和叶鞘及叶片次之,颖壳和穗轴最低;各器官P含量以籽粒最高,茎秆、叶鞘、颖壳和穗轴次之,叶片最低,表明生育后期植株体内P素主要向籽粒转运、积累。低P和中P（P₁₂₀）处理下,石优20产量显著高于济麦22;高P处理下,石优20的产量较济麦22低。随供P水平的提高,植株花前的P转运量和P转运效率增大,但P贡献率、P利用效率和P肥偏生产力下降。不同品种相比,石优20植株的花前P转运量和营养器官P贡献率与济麦22相近,但石优20的P收获指数、花前P转运效率、P利用效率和P肥偏生产力较济麦22低。研究表明,节水条件下,小麦养分高效品种石优20在低P水平下具有较高P吸收能力和籽粒产量,适当施P可增强济麦22植株生育后期P的吸收、利用能力和高产潜力。     

不同夏玉米品种氮积累和利用效率差异的研究

以当地8个主推夏玉米高产品种为材料,分别在施氮与不施氮两个水平下进行氮利用效率和丰产性综合比较。结果表明,在两个施氮水平下,不同基因型玉米品种间的产量、氮累积量、耐低氮指数和氮利用效率存在显著差异。登海605和金海604在施氮和不施氮水平下均能保证高产,耐低氮指数较高,氮响应度较低,即耐低氮能力强,可作为低氮丰产高效玉米品种在当地应用推广。     

不同品种氮素累积量及转移的基因型差异

以4个不同氮效率玉米品种为试验材料,对其吐丝前后氮累积量和氮转移的基因型差异进行分析。结果表明,吉单209耐低氮能力较强;四密25对增施氮肥反应敏感,增施氮肥后增产幅度较大,表现出明显的喜氮特性。吐丝之后氮累积量较少的基因型,其相应的产量也较低。高产品种的选育应侧重花后氮素吸收,同时对于现有高产品种也应侧重花期氮肥的追施。     

供氮水平对不同氮效率玉米品种氮素吸收、干物质形成及产量的影响

以低氮高效型玉米品种郑单958、高氮高效型玉米品种先玉335、双低效型玉米品种豫单606、双高效型玉米品种秋乐368为材料,研究不同氮效率玉米品种在不施氮肥和纯氮90、180、270、360 kg/hm2处理下产量、干物质积累与转运及氮素吸收利用的差异。结果表明,与双低效型品种相比,低氮高效型品种在低氮条件下可以正常维持物质合成,具有较高的氮素积累量和干物质积累量,粒重增加,进而具有较高产量优势;高氮高效型品种在高氮条件下具有较高的花后干物质积累量、氮素积累量,能维持较长时间的光合作用,子粒库容量较高,库调节能力较强,子粒产量存在优势;双高效型品种同时具有以上特性。     

水氮限量供给下两个高产小麦品种物质积累与水分利用特征

为给小麦节水高产高效栽培提供科学依据,以主栽小麦品种济麦22和石麦15为材料,在大田条件下,设置2个灌水水平[春灌一水(W1)和春灌二水(W2)],在每个灌水水平下设置2个施氮量处理[192kg.hm-2(N1)和270kg.hm-2(N2)],探讨了有限水氮供给条件下两品种的干物质生产与水分利用特征。结果表明:(1)在W1水平下,济麦22的N1与N2处理籽粒产量和水分利用效率无显著差异,石麦15的N1处理籽粒产量和水分利用效率显著高于N2处理;在W2水平下,两品种籽粒产量和水分利用效率均以N1处理较高;在相同施氮水平下,两品种籽粒产量和水分利用效率均以W2处理较高;在不同水氮处理下,济麦22籽粒产量和水分利用效率高于石麦15。(2)在相同灌溉水平下,两品种花后物质积累量和分配比例均以N1处理高于N2处理;在相同施氮水平下,两品种花后物质积累量和分配比例均以W2处理高于W1处理;2个品种比较,石麦15花后物质积累量和分配比例高于济麦22,而济麦22花前物质积累量及其对产量的贡献率高于石麦15。(3)在不同水氮处理下,济麦22总耗水量、土壤贮水消耗量及花后耗水比例均大于石麦15。综合上述结果认为,两小麦品种在W2N1水氮组合下可实现高产与水分高效利用的协调统一。     

两种肥力水平下冬小麦氮素吸收运转和代谢研究

为给高产、优质、养分高效小麦新品种的选育提供理论依据,研究了大田高肥和低肥两种处理对强筋小麦品种郑麦7698和中筋小麦品种周麦18的氮素吸收运转特性和氮代谢影响。结果表明,小麦植株氮素累积量随生育进程的推进和肥力水平提高均呈逐渐增加趋势,到成熟期积累量达到最高值。增加施肥量可以提高小麦氮素吸收转运量、花后氮同化量和旗叶中游离氨基酸含量。低肥水平下氮代谢同化途径关键酶基因的相对表达量显著高于高水平。郑麦7698的氮素积累量、旗叶中总游离氨基酸含量和氮代谢同化关键酶基因的相对表达量均高于周麦18。两种肥力水平下,郑麦7698的产量和穗粒数均高于周麦18,其中穗粒数差异达到显著水平。增强氮代谢途径关键酶基因的相对表达量,提高小麦植株氮素积累量、花后氮同化量和旗叶总游离氨基酸含量,可实现小麦高产、优质、高效目标。     

不同熟期大豆品种吸收和利用氮肥的差异

盆栽条件下，应用（１５）Ｎ示踪技术，研究了不同施Ｎ水平（每公斤土施用０．１克、０．２克氮）下，不同熟期大豆品种吸收、利用氮肥的差异。结果表明，植株全氮积累量：中晚熟品种＞早中熟品种＞早熟品种；施氮对增加各品种植株氮的积累有明显影响，其大小顺序为早中熟品种＞早熟品种＞中晚熟品种，而且增产作用显著，增产率分别为Ｎ１：２４．１％－４０．７％和Ｎ２１８．５％－６１．９％；植株中肥料氮占总氮的比例分别为２３．５％－４３．６％和５０．５％－６８．２％．其大小依次为早熟品种＞早中熟品种＞中晚熟品种；至成熟期，６８．８％－８１．８％肥料Ｎ转移到籽粒中，早熟和早中熟品种高于中晚品种．     

钾肥施用对菜用大豆和普通大豆开花后氮素积累的影响

钾素营养充足,可以提高作物抗逆能力和产量。随着氮、磷肥在生产中施用的增加,钾肥已逐渐成为作物产量的最大限制因子。大豆开花后籽粒形成期是大豆氮素积累、产量提高的重要时期,文章对钾肥施用后菜用大豆和普通大豆两者开花后氮素的积累进行了比较研究。在正常氮磷种肥用量基础上,设置3种施钾处理:不施钾(K0)、种肥施钾120 kg·hm~(-2)(K1)、种肥施钾120 kg·hm~(-2)且在花、荚期喷施30 kg·hm~(-2)叶面钾肥(K2),探究菜用大豆、普通大豆开花后28~56 d内籽粒、叶片、茎中氮素积累动态。结果表明:施用钾肥增进两种类型大豆植株各部位中氮素积累。同时期内,两种类型大豆在各施肥处理下各部位的氮素积累量均为K2K1K0,大豆植株各部位中相对氮素累积量均为籽粒叶片茎。钾肥施用对提高菜用大豆籽粒氮素含量的效应高于普通大豆,与K0相比,K2处理下菜用大豆、普通大豆籽粒平均氮素含量分别增加了0.19%和0.1%。施用钾肥提高了菜用大豆叶片氮素转移效率,相比K0处理,K1、K2处理分别增加了6.1%、8.2%,而对普通大豆影响不大。钾肥施用显著增加普通大豆茎中氮素积累,但菜用大豆品种间差异较大。     

水氮限量供给下两个高产小麦品种氮素吸收与利用特征

为给华北地区冬小麦节水高产高效栽培提供理论依据,选用当地两个主栽冬小麦品种济麦22和石麦15为材料,在大田春灌一水(W1)和春灌二水(W2)2个灌水条件下均设置192kg.hm-2(N1)和270kg.hm-2(N2)2个施氮水平,研究了在水氮限量供给下冬小麦氮素吸收利用特征。结果表明:(1)在W1水平下,济麦22籽粒产量N1与N2处理无显著差异,石麦15籽粒产量N1处理显著高于N2处理;在W2水平下,两个小麦品种均以N1处理籽粒产量最高;在相同施氮水平下,两个小麦品种籽粒产量均以W2处理最高;在不同水氮处理下,济麦22籽粒产量高于石麦15。(2)在相同灌溉水平下,两品种氮素利用效率和氮肥生产效率均以N1处理较高;在相同施氮水平下,两个品种氮素利用效率和氮肥生产效率均以W2处理较高;在不同水氮处理下,济麦22氮素利用效率和氮肥生产效率高于石麦15。(3)在相同灌溉水平下,两小麦品种花后氮素积累量和分配比例均以N1处理最高;在相同施氮水平下,两小麦品种花后氮素积累量和分配比例均以W2处理最高。在不同水氮处理下,石麦15花后氮素积累量和分配比例高于济麦22。(4)方差分析表明,灌溉、品种、氮肥以及氮肥与品种、灌溉与氮肥的互作对籽粒产量影响均达显著水平,其中灌溉效应起主导作用。综合分析认为,两个小麦品种在限量供水(W2水平)、适量供氮(N1)处理下可以协调促进花后氮素积累、分配和有效转运,获得高产、高氮素利用效率和高氮肥生产效率。     

不同磷素水平下大豆叶片超显微结构的观察

利用筛选获得的表现稳定的磷高效基因型和磷低效基因型大豆品种各4个为材料,在不同供磷水平条件下培养至盛花期,取大豆生长点以下第二片复叶中间叶进行超微结构观察。结果表明:无论磷高效还是磷低效基因型品种随着施磷量的增加,叶片上单位面积气孔数目、气孔大小以及气孔开度均有所提高。在低磷处理下,磷高效基因型品种的气孔大小小于磷低效基因型品种,但气孔开度大于磷低效基因型品种,磷高效基因型品种低磷处理及中磷处理的单个叶肉细胞内叶绿体数量显著高于磷低效基因型品种,而高磷处理单个叶肉细胞内叶绿体数量则显著低于磷低效基因型品种。磷低效基因型品种随着磷肥施入量的增加,叶绿体的数量有所增加,且叶绿体形态较规则。对于磷高效基因型品种而言,高量的磷肥对叶绿体可能有一定的毒害作用,叶绿体破坏较为严重。因此,针对不同磷效基因型大豆合理地施用磷肥能有效改善叶片气孔及叶绿体的超微结构,提高大豆叶片光合作用的执行功能。