缺氮对细胞质雄性不育玉米产量和光合特性的影响

在露天池栽条件下, 比较研究了玉米细胞质雄性不育系(CMS)与其同型可育系的产量构成及其光合特性对氮素亏缺的响应。结果表明, 在相同氮素供应水平下, CMS的产量显著高于其同型可育系, 平均增产达11.5%, 缺氮条件下千粒重、收获指数显著提高, 而穗粒数差异不显著。花后CMS玉米叶片具有较高的含氮量、叶面积指数、叶绿素含量和可溶性蛋白含量, 且在生育后期降低缓慢, 延长了有效光合持续期, 延缓了植株衰老进程。不育植株生育后期的净光合速率(P_n)、细胞间隙CO₂浓度(C_i)和气孔导度(G_s)均显著高于其可育系, 且气体交换参数对缺氮反应不敏感。不育系的叶绿体荧光参数实际光化学效率(FPSⅡ)、电子传递速率(ETR)和最大光化学效率(F_v/F_o)在生育后期也保持较高水平。说明不育植株生育后期在光合能力、电子传递和光能转化方面均具有明显优势, 其产量提高可能是籽粒充实期叶片生理质量和光合效率共同提高的结果。     

减氮条件下配施控释尿素对冬小麦-夏玉米氮素利用及产量的影响

针对华北地区冬小麦-夏玉米轮作区氮肥用量大、损失严重而控释尿素成本高、推广难的问题,基于3 a 6季冬小麦-夏玉米轮作田间定位试验,探究不同减氮条件下普通尿素配施控释尿素对氮素利用的影响,以期在前期明确控释尿素与普通尿素适宜配比的基础上进一步优化施氮量,进而为华北冬小麦-夏玉米轮作区化学氮肥减量增效和控释尿素的推广应用提供技术参考。试验设置6个处理：不施氮(CK)、农民习惯施氮(FH,冬小麦季施氮270 kg/hm²,夏玉米季施氮240 kg/hm²,基追比为1∶1)和不同减氮条件下配施控释尿素的处理(N1、N2、N3和N4:冬小麦季分别施氮243,216,189,162 kg/hm²,其中控释氮占40%;夏玉米季分别施氮216,192,168,144 kg/hm²,其中控释氮占30%;均一次性基施)。结果表明：与FH处理相比,仅N1处理可实现冬小麦和夏玉米的连年增产增收,可使冬小麦在2017—2018年,2019—2020年分别显著增产4.0%,5.4%,即使在2018—2019年其他减氮处理均减...     

冬小麦-夏玉米复种连作中定位水氮组合对籽粒灌浆特性及产量的影响

为提高水氮高效利用,在2～3年定位水氮处理基础上于2008-2009年对玉米-小麦灌浆过程及产量形成进行了研究。结果表明,籽粒灌浆过程可较好的用Logistic函数描述。玉米粒重随施氮量增加呈抛物线变化,灌开花水高施氮量处理条件下粒重下降。小麦粒重随施氮量增加呈下降趋势,灌开花水显著提高粒重。灌浆持续时间和平均灌浆速率与粒重呈正相关,但灌浆持续时间和平均灌浆速率呈极显著负相关(R=-0.966 7)。玉米产量以1水条件下施氮480 kg/hm2最高,小麦产量以3水条件下施氮480 kg/hm2最高。     

花期前后干旱胁迫对复水后夏玉米光合特性与产量的影响

花期前后干旱是影响黄淮海地区夏玉米产量下降的重要因素之一。于2020—2021年开展池栽控制性试验,以中科玉505为试验材料,在开花前后28 d内设置4个水分梯度,包括100%作物蒸散量ETC (CK)、70%ETC (干旱胁迫WD1)、40%ETC (WD2)和0 ETC (WD3),研究花期前后干旱胁迫对夏玉米复水后的光合特性、干物质积累与分配以及产量的影响。结果表明:干旱胁迫处理复水后夏玉米光合性能没有恢复,表现为叶片SPAD值、净光合速率和群体叶面积指数、光合势、净同化速率低于对照,植株干物质积累因此受阻,导致籽粒库容能力下降。干旱胁迫处理使开花吐丝间隔期延长1～3 d,籽粒败育率增加,行粒数和百粒重降低,尤其是WD3的败育率在2020—2021年分别显著增加220.71%和100.73%,WD1、WD2和WD3的产量在2020—2021年分别减产14.52%、36.69%、39.83%和19.62%、45.18%、54.42%。综上所述,花期前后干旱胁迫在复水后,玉米的光合性能仍受到抑制,进而影响光合同化物的积累与分配,最终导致库容量和产量显著下降。     

控释尿素对环洞庭湖区双季稻吸氮特征和产量的影响

缓控释肥料应用于我国水稻生产中,对化肥使用量零增长和农业可持续发展具有重要推动作用。本研究以连续在湖南进行6年(2013—2018年)的双季稻控释尿素施用试验为研究平台,分析控释尿素施用下环洞庭湖区早晚稻主要生育期地上部氮素累积、氮素阶段吸收速率与氮素利用的关系,探究控释尿素减施对水稻持续稳产增产的原因。结果表明:早稻各施氮处理均有1次明显的氮素阶段吸收速率峰值,控释尿素(controlled-release urea,CRU)处理氮素吸收相对延后,氮素累积主要在幼穗分化始期至抽穗期阶段,占生育期总量的35.31%~42.33%,其次为始分蘖期至幼穗分化始期和抽穗期至乳熟期。晚稻于始分蘖期至幼穗分化始期和抽穗期至乳熟期出现2次明显的氮素阶段吸收速率峰值,均以1.0 CRU(等氮量控释尿素)处理峰值最高;始分蘖期至幼穗分化始期、抽穗期至乳熟期水稻大量吸收氮素,累积增量分别占35.92%~40.52%和23.05%~24.58%。控释尿素还能显著提高双季稻产量,早晚稻分别以0.9 CRU(控释尿素减氮10%)和0.8 CRU(控释尿素减氮20%)处理最佳,控释尿素减施的晚稻增产效果优于早稻,且显著提高早晚稻氮肥吸收利用率、农学利用率和偏生产力。CRU处理早晚稻产量与幼穗分化始期、抽穗期、乳熟期、腊熟期氮素累积量和有效穗数均呈极显著正相关,且晚稻产量与穗长呈显著正相关;早晚稻幼穗分化始期氮素累积量与氮肥农学利用率、生理利用率呈显著负相关,氮肥偏生产力与早稻幼穗分化始期、抽穗期、乳熟期和腊熟期氮素累积量呈极显著或显著负相关,与晚稻抽穗期氮素累积量呈显著负相关。因此,控释尿素施用使水稻氮素阶段吸收速率、地上部氮素累积后延,有利于后期生殖生长及籽粒结实,显著提高双季稻产量及氮肥利用效率。结合双季稻吸氮特征和籽粒产量,建议环洞庭湖区早稻采用释放期较短的控释尿素或配合速效氮肥施用,进一步实现增产。     

水氮耦合对冬小麦叶片叶绿素含量和光合速率的影响

于2006-2007年在大田条件下对灌水、施氮量和水氮互作对2个不同类型的冬小麦品种石新733和石麦15叶片叶绿素含量和光合速率的影响进行了研究.结果表明,适量施氮对提高小麦叶片叶绿素含量及光合速率效果明显.水氮耦合对叶绿素含量和光合速率具有类似的效应:灌拔节1水条件下,叶绿素含量及光合速率随施氮量的增高而增高;灌拔节、开花2水条件下;两品种旗叶叶绿素合成对施氮量需求呈现显著下降趋势,施氮量过高反而不利于叶绿素合成和光合速率的提高,石麦15表现更为明显;灌开花水可以延缓花后20 d后旗叶叶绿素的降解,但这一效应随着施氮量的增高而降低,石麦15表现尤其明显.叶绿素含量较低的品种石麦15在灌1水条件下叶绿素含量和光合速率在花后6～15 d呈显著正相关.石新733以春灌2水施纯氮240 kg/hm2,石麦15以春灌2水施纯氮120 kg/hm2叶绿素含量和光合速率最高.     

控释尿素基施及普通尿素不同基追比对旱地春玉米生长发育及水分利用效率的影响

通过2年的田间试验,研究了控释尿素一次性基施和普通尿素不同基追比对旱地春玉米光合特性、产量及水分利用效率的影响。结果表明:等氮量的控释尿素与普通尿素相比,产量和水分利用效率差异不显著,但等氮量的控释尿素较普通尿素2年平均增产幅度为4.1%一5.8%,产量构成因素中百粒重和行粒数优势较大。同时,控释尿素能保持较高的光合性能和干物质积累量。因此,综合考虑玉米生长发育及产量水分效应,在本试验条件下,陇东旱地春玉米生产中以控释尿素(纯N)240kg/hm²为最佳施肥量。     

不同地力水平下控释尿素对玉米物质生产及光合特性的影响

氮肥是玉米生产中最重要的增产要素之一。为探明不同地力水平下控释尿素对玉米物质生产及光合特性的影响, 采用盆栽试验研究了释放期不同的2种控释尿素(CRU₃₀, 释放期为30 d; CRU₆₀, 释放期为60 d)的作用效果, 以普通尿素为对照(U)。结果表明, 控释尿素处理显著增加玉米干物质积累量, 但释放期不同的控释尿素在不同地力水平下增产效果不同, 低地力水平下增产效果为CRU₃₀>CRU₆₀>U (P<0.05), CRU₃₀处理比施用普通尿素增产18.9%; 高地力水平下增产效果为CRU₆₀>CRU₃₀>U(P<0.05), CRU₆₀处理比U增产18.2%。与对照相比, 控释尿素使干物质向开花后分配比例增加, 氮肥偏生产力(PFPN)显著提高, 低地力时CRU₃₀最高, 而高地力时CRU₆₀最高。控释尿素处理的单株干物质积累量、穗粒数及千粒重显著增加, 主要因为生育中后期叶面积、光合速率、叶绿素及叶片氮含量维持较高水平。所以, 在等氮量做基肥一次性施入时, 低地力水平下施用释放期较短的控释尿素为宜, 而高地力水平下应施用释放期较长的控释尿素。     

大田遮荫对夏玉米光合特性的影响

在大田条件下研究不同时期和不同程度遮荫对夏玉米光合特性及其产量的影响。结果表明，遮荫对玉米叶片的光合特性有显著影响，导致玉米籽粒产量显著降低，农大108（ND108）苗期遮荫50%和90%的籽粒产量分别比对照降低16.9%和24.5%，穗期遮荫分别降低34.1%和55.3%，花粒期遮荫分别降低67.5%和79.4%。遮荫后玉米的叶面积指数、叶绿素含量和净光合速率等都显著降低。不同生育时期对遮荫的响应不同，苗期遮荫50%和90%处理的叶面积指数分别较对照降低53.6%和64.3%，穗期分别降低22.1%和23.0%，花粒期分别降低66.2%和79.4%。遮荫50%和90%处理叶片的光合速率苗期分别较对照降低28.6%和49.0%，穗期分别降低36.6%和59.6%，花粒期分别降低43.9%和64.7%。遮荫使玉米叶片的磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（PEPCase）和核酮糖二磷酸羧化酶（RuBPCase）活性显著降低，不同遮荫时期对其影响不同，花粒期遮荫影响最显著。遮荫时期对玉米光合特性的影响大于遮荫程度对其影响。     

大田淹水对夏玉米光合特性的影响

选用登海605和郑单958为试验材料,在大田条件下设置淹水时期(三叶期、拔节期、花后10 d)和淹水持续时间(淹水3 d和6 d)处理研究淹水对夏玉米光合特性的影响。结果表明,淹水胁迫后叶面积指数和叶绿素含量显著下降,净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、细胞间隙CO2浓度(Ci)显著降低,三叶期淹水6 d对其影响最显著,开花期郑单958和登海605功能叶片的Pn、Gs、Ci较对照的分别下降21.24%、33.65%、16.49%和24.50%、32.31%、10.99%。淹水后叶片的Fv/Fm、Fm/Fo、ΦPSII显著下降,三叶期淹水6 d后影响最显著,登海605和郑单958分别下降16.86%、17.12%、11.67%和13.58%、21.40%、22.52%,这是导致夏玉米产量显著下降的主要光合生理机制,三叶期淹水6 d产量降幅最大,登海605和郑单958较对照分别下降41.51%和40.96%。三叶期淹水造成的影响最大,拔节期淹水次之,开花后10 d淹水造成的影响较小,其影响随淹水持续时间的延长而加剧。     

大田遮阴对夏玉米光合特性和叶黄素循环的影响

以郑单958和振杰2号为试验材料,大田条件下设置花粒期遮阴(S1)、穗期遮阴(S2)、全生育期遮阴(S3) 3个处理,遮光度为60%,以自然光照为对照,研究遮阴对夏玉米光合特性和叶黄素循环的影响。结果表明,遮阴后夏玉米产量显著降低,且遮阴时期对产量的影响表现为S3>S1>S2,郑单958和振杰2号的S3分别减产96.87%和90.78%。遮阴后叶片的光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)、气孔导度(G_s)、叶绿体色素含量显著降低,胞间CO₂浓度(C_i)较同期对照先降低后升高,即叶片光合作用的降低受到气孔与非气孔因素双重影响,2个供试品种变化一致。遮阴期间光合电子传递量子效率(Ф_PSII)降低,原初光能转换效率(F_v/F_m)和非光化学猝灭(NPQ)显著升高,叶黄素循环库(A+Z+V)和脱环化状态(A+Z)/(A+Z+V)升高,即在长期遮阴条件下叶片捕获的光能分配发生了变化,光合电子传递的能量占吸收光能的比例降低,叶黄素循环的启动辅助过剩光能的热耗散。遮阴结束初期(A+Z)/(A+Z+V)和NPQ迅速升高,说明光恢复初期叶片对弱光适应后的自然光照比较敏感,叶黄素循环增强抑制强光对光合机构的破坏。     

控释尿素对吉林春玉米产量和氮肥利用率的影响

为了研究控释尿素对吉林春玉米产量和氮肥利用率的影响,通过不同的控释尿素和普通尿素施用量对吉林春玉米进行处理,在吉林省公主岭市陶家屯进行控释尿素施用效果田间小区试验。试验结果表明,全氮用量和75%氮用量情况下,控释尿素与普通尿素相比,对吉林春玉米增产分别为10.8%和8.1%,产量差异显著;且控释尿素与普通尿素混施增产效果高于控释尿素单一施用效果,增产7.3%。全氮用量和75%氮用量条件下,控释尿素氮素利用率分别为50.4%和57.3%,显著高于普通尿素,且75%氮用量氮素利用率高于全氮用量。     

不同水分条件下常规尿素和控释尿素对玉米根冠生长及产量的影响

为了进一步探讨控释尿素在玉米上的应用效果, 于2006—2007年在防雨棚中, 应用郑单958进行了池栽试验。在不同水分条件下, 比较了施用常规尿素和控释尿素后, 玉米各生育阶段的根系活力、植株生长及籽粒产量。与常规尿素(全部基施和基施+小喇叭口期追施)相比, 地上部干重、叶面积指数开花前较低, 开花后较高;成熟期籽粒产量显著高于不施氮对照和两个常规尿素处理, 生物产量显著高于不施氮对照和常规尿素全部基施处理。从籽粒产量看, 维持土壤田间最大持水量的50%时, 控释尿素处理分别比常规尿素全部基施处理和分次施处理高27.3%和12.1%;维持土壤田间最大持水量的75%时, 分别比常规尿素全部基施处理和分次施处理高17.4%和8.1%。相同氮肥处理, 土壤田间最大持水量维持75%处理比维持50%处理籽粒产量和生物产量平均分别高20.6%和17.0%, 差异均达极显著水平。与常规尿素处理相比, 控释尿素处理花前根系数量、活性和根冠比均较低, 但花后三者能维持较高水平。可见, 控释尿素对玉米生长具有明显的“前控后保”效果;控释尿素与水分对玉米产量的耦合效应高于常规尿素, 其原因是生育后期能维持较高的根系数量及活性, 促进地上部干物质积累和转移。     

种植密度对玉米光合特性和产量的影响

采用大田试验,研究5个种植密度（6.00、6.75、7.50、8.25、9.00万株/hm ²）对玉米品种苏玉20、苏玉29和郑单958的光合特性和产量的影响,为品种的合理密植和高产栽培提供理论依据。结果表明,苏玉20、苏玉29和郑单958产量均随密度的增加呈先升后降趋势,株高、穗位和叶面积指数逐渐提高,而单株叶面积和净光合速率逐渐降低。3个品种均在7.50万株/hm ²条件下产量最高,分别为8 264kg/hm ²、8 792kg/hm ²和7 194kg/hm2,在此种植密度条件下植株维持较高的叶面积和光合速率是取得高产的重要原因。本试验中,苏玉20和苏玉29产量均高于郑单958,这可能与郑单958不适宜在江苏中南部地区夏播种植有关。     

水分胁迫对玉米光合性能及产量的影响

将玉米产量形成过程视为一个系统，采用系统分离方法，逐级深入地研究受旱减产的机制，结果表明，水分胁迫下玉米减产的程度及其原因因胁迫时期而异。开花期水分胁迫减产最重，其次是雌穗小花分化期和灌浆期，拔节期则相对较轻，其可能机制是：开花期和雌穗小花分化期水分胁迫，玉米光合性能严重受损，减少光合产物对籽粒“库”的供应，导致“库”容量减小，进而影响籽粒灌浆和产量形成，灌浆期水分胁迫使光合性能受损，光合“源”的     

控释尿素与普通尿素混施对夏玉米产量和氮肥效率的影响

以释放期60 d的控释尿素为供试材料, 研究相同氮肥用量条件下0、10%、30%、50%、100%的控释氮肥与普通尿素配合追施对夏玉米光合性能、灌浆速率、产量、经济效益及氮肥利用率的影响。结果表明: (1)与单施普通尿素处理比较, 控释掺混处理的夏玉米穗位叶净光合速率、叶绿素含量以及硝酸还原酶活性均较高, 籽粒灌浆启动较快, 灌浆活跃期延长。(2)随控释尿素比例的增加, 玉米产量呈先升高后降低的趋势;与普通尿素处理相比, 控释掺混处理的玉米产量分别增加2.90%、7.91%、9.48%和5.68%, 经济效益依次增加397.34、1077.65、1263.94和611.3元 hm^-2。(3)各控释掺混处理的氮肥农学效率依次为8.31、10.55、11.81、12.50和9.46 kg kg^-1, 氮肥利用率依次为29.71%、31.83%、38.49%、40.72%和44.63%, 两项指标分别比普通尿素处理增加1.15%~4.19%和2.12%~14.92%。(4)控释尿素与普通尿素的掺混比例为50%时, 增产效果最好。     

控释肥对夏玉米产量和氮素积累与分配的影响

在大田条件下研究树脂包膜控释肥(CRF)和硫包膜控释肥(SCF)对夏玉米花后光合产物和氮素积累与分配及产量的影响。结果表明,花后控释肥处理的光合速率始终较高,在相同施肥量(N、P、K量相同)情况下,控释肥CRF(1428kghm-2)和SCF(1668kghm-2)及其减量25%处理的单株干物质和氮素积累量都显著高于等量普通复合肥(CCF,1260kghm-2)处理;控释肥减量25%时,干物质向籽粒中的分配比例显著高于CCF处理;成熟期籽粒的氮素积累,控释肥处理都显著高于CCF处理,并随着控释肥比例的增加而增加,全量与减量25%的处理无显著差异。控释肥能显著提高玉米产量,等量控释肥增产13.15%和14.15%;控释肥减量25%时,分别比CCF增产9.69%和10.04%;其氮肥利用率和农学效率也均显著高于普通肥处理。     

硫包衣尿素在夏玉米上的应用效果研究

为了了解硫包衣尿素在夏玉米上的应用效果,充分的发挥肥料作用,通过田间试验,研究了硫包衣尿素和普通尿素不同用量、不同施肥方法（普通尿素为基肥＋1次追肥;硫包衣尿素为一次性基施）对夏玉米出生长、产量、氮肥表观利用效率等的影响。结果表明：硫包衣尿素以等氮量或减量30%采取一次性施肥的方式,夏玉米的生长和产量与普通尿素当地习惯施肥无显著差异,其产量分别达到了10789.17 kg/hm2、10595.11 kg/hm2;在夏玉米上应用硫包衣尿素可显著提高肥料的利用效率和农学效率,其中硫包衣尿素减量30%处理氮肥表观利用率和生产率分别达到了42.59%和20.74kg/kg。硫包衣尿素以一次性基施的施肥方式替代普通尿素基肥加追肥是可行的,能达到省工、节肥、增效的目的。