种植密度对夏玉米碳氮代谢和氮利用率的影响

研究了低、中、高3个种植密度对夏播玉米CF008、郑单958和金海5号碳氮积累、运转及氮肥利用的影响, 以期通过密度调控碳氮代谢, 实现产量与氮肥效率协同提高。结果表明, 吐丝期茎叶总糖和全氮积累量和茎叶总糖和全氮的运转率均以中或高密度下较高, 而籽粒产量、氮素吸收效率、氮素利用效率和氮肥利用率均以中或低密度显著高于高密度。吐丝前地上部氮素积累量以中高密度下较高, 但成熟期地上部总氮量及籽粒氮量均以中低密度较高, 表明吐丝期后植株氮素积累量对玉米籽粒氮贡献较大。在中低密度下, 3个品种夏玉米产量达10 262~11 461 kg hm^-2, 氮肥利用率达23.00%~34.11%。     

施氮量对高粱产量、品质及氮利用效率的影响

为了更好地对高粱进行氮素管理,采用盆栽试验研究了施氮量对高粱生长、籽粒产量及品质、氮素累积及转运利用的影响。选取肥力较低的土壤,设6个氮水平：0（N0）、0.05（N1）、0.1（N2）、0.2（N3）、0.4（N4）和0.6g/kg（N5）（风干土）。结果表明,N3处理干物质累积量、叶片SPAD值、籽粒产量、穗粒数及收获指数均显著高于N0和N5处理;N3处理籽粒淀粉含量低于N1处理,但淀粉产量最高;随施氮量的增加籽粒单宁含量降低,蛋白质含量增加,蛋白质总产量以N3和N4最高。随施氮量的增加叶鞘中NO₃^--N含量增加,N3处理挑旗期和穗花期叶鞘中NO₃^--N含量明显高于N0、N1和N2,但在灌浆期N0~N3处理间硝态氮含量没有显著差异;N3处理从茎叶向籽粒的转运率最高,达到76.76%。综上,适宜的施氮量有利于高粱生长及产量的提高,且在生长前期提高了叶鞘中硝态氮累积,能协调籽粒产量和功能成分的关系,获得较高的淀粉和蛋白总产量。     

水氮耦合对春小麦干物质累积与植株氮素转运的影响

为明确甘肃中部地区春小麦合理的施氮水平和灌水量,以陇春27为研究对象,以灌水量[1000（W1）、2000（W2）和3000m³/hm²（W3）]为主区,施氮量[0（N0）、80（N1）、160（N2）和240kg/hm²（N3）]为副区,研究水氮对小麦干物质累积、氮含量、氮素累积及产量的影响。结果表明,不同施氮量和灌水量对小麦干物质累积量、氮累积量、籽粒产量及氮转运均有显著影响,且存在互作效应;各生育期小麦干物质累积量随灌水量与施氮量的增大呈增大趋势,灌水量对干物质累积量影响大于施氮量;茎和叶氮含量随施氮量增大而增大,氮含量为籽粒>叶>颖壳>根>茎,灌水处理对小麦营养器官氮含量影响小于施氮处理;随灌水量与施氮量增大,小麦各器官氮累积量呈先增大后减小趋势;籽粒氮累积量与产量以W2N2处理最大,适宜的水氮供给有利于干物质从营养器官向生殖器官转移,从而提高籽粒产量和氮素生产效率。综上,灌水量与施肥量分别在2000m³/hm²和160kg/hm²时有利于小麦生产。     

限水条件下氮肥用量及施氮时期对冬小麦产量、土壤硝态氮含量的影响

在节水栽培条件下,研究了不同施氮量及氮肥施用时期对冬小麦产量、生育期间土壤硝态氮含量的影响。结果表明,冬小麦施氮处理产量均高于N0,N88.5 69处理产量最高,氮肥生理效率则随施氮量增加而显著降低。开花期以及成熟期各施氮处理0~100 cm土体硝态氮含量均明显高于N0,各生育期0~60 cm土层硝态氮含量均随施氮量增加而增加,开花期各处理2 m土体硝态氮含量达到最高值,成熟期20~60 cm土层相同施氮量(157.5,226.5kg/hm2)均表现为氮肥分次施用处理硝态氮含量高于一次性底施处理(N88.5 69>N157.5,N123 103.5>N226.5)。成熟期土壤硝态氮2 m土体累积量随施氮量增加显著增加,且等量氮肥分次施用显著高于一次性底施。     

不同氮收获指数水稻基因型的氮代谢特征

采用土培盆栽试验,以3个氮收获指数(NHI)有显著差异的水稻基因型4434(低NHI)、滇瑞302(中NHI)和余赤23(高NHI)为材料,研究了灌浆期叶片、穗颈和籽粒的氮代谢特点及与NHI的关系。结果表明,各基因型的籽粒产量、收获指数和籽粒氮积累量与NHI的变化一致,均以余赤231最大。花后植株氮素转运量表现为4434<滇瑞302<余赤231,基因型间差异极显著,而氮素转运率和转运氮的贡献率差异较小。成熟期水稻茎叶和籽粒的全氮含量、蛋白氮和非蛋白氮含量均表现为4434<滇瑞302<余赤231,全氮含量和蛋白氮含量存在显著差异,而非蛋白氮无显著差异;余赤231茎叶蛋白氮积累量显著低于4434和滇瑞302,而籽粒蛋白氮积累量显著升高,是高NHI水稻氮积累的主要特征。余赤231灌浆期叶片和籽粒谷氨酰胺合成酶(GS)和谷氨酸合成酶(GOGAT)活性显著高于4434和滇瑞302,有利于叶片游离氨基酸合成及外运,使得穗颈节伤流强度和游离氨基酸含量升高,为籽粒氮素积累提供了物质基础;同时,较高的籽粒GS和GOGAT活性促进了籽粒蛋白质合成,提高了NHI。逐步回归表明,灌浆期较高的穗颈伤流游离氨基酸含量是高NHI水稻氮代谢的主要生理特征,与较高的花后氮转运量和籽粒蛋白氮积累量可共同作为水稻氮素高效管理和遗传改良的可靠指标。     

施氮对不同基因型玉米籽粒发育和氮效率的影响

为解决生产中氮肥过度施用造成的资源浪费和环境污染问题,选择适宜的玉米氮高效品种至关重要。在不同施氮水平下,对不同基因型玉米籽粒发育及氮效率的差异进行了比较,采用田间试验,对屯玉99(TY)、潞玉19(LY)、先玉335(XY)3个玉米品种在4个施氮水平N0、N1、N2、N3(0,80,160,240 kg/hm2)条件下的籽粒发育和氮效率进行对比分析。结果表明,各品种玉米的籽粒干质量与氮含量差异在N3水平下最大,依次表现为N3N2N0N1;随着施氮量的增加,双高效型先玉335和高氮高效型屯玉99籽粒发育速率加快,籽粒干质量和籽粒氮含量在各生长时期都有明显增加,增施氮肥可以有效提高其氮肥利用率,促进氮在玉米植物体内的转移;低氮高效型潞玉19在低氮(N0、N1)水平下保持较高的产量,但随施氮量的增加,其籽粒干质量和氮含量无明显变化,产量甚至有所降低,导致氮利用效率降低。双高效型先玉335在低氮和高氮条件下都有较好的产量,是适合广泛种植的玉米品种;低氮高效型潞玉19适合在贫瘠土壤和施氮条件不良的条件下种植。     

高产麦田氮素利用、氮平衡及适宜施氮量

选用大穗型小麦品种兰考矮早八, 研究了施氮水平对小麦籽粒产量、蛋白质含量、氮素利用及氮平衡的影响。结果表明, 适量增施氮肥有利于提高籽粒产量, 且以180 kg hm^-2 (N3)、360 kg hm^-2 (N4)处理的产量最高, 且在N4条件下, 继续增施氮肥仍能显著提高籽粒蛋白质含量。随施氮量的增加, 植株地上部氮积累量提高。氮平衡分析结果表明, 未被当季作物利用的氮主要以氮表观损失和残留无机氮的形式损失, 且随施氮水平的增加, 氮表观损失量和土壤残留量均随之增多。通过环境经济学的Coase原理和边际收益分析, 综合考虑蛋白质含量、籽粒产量、经济和生态效益, 确定202~239 kg hm^-2为兰考矮早八兼顾多目标适宜的氮肥用量, 其相应的产量水平为8 628~8 680 kg hm^-2, 蛋白质含量为14.6%~14.8%。     

水氮管理模式对不同氮效率水稻氮素利用特性及产量的影响

以高产氮高效品种(德香4103)和中产氮低效品种(宜香3724)为材料,通过“淹水灌溉+氮肥优化运筹(W1N1)”、“控制性交替灌溉+氮肥优化运筹(W2N1)”、“旱种+氮肥优化运筹(W3N2)” 3种水氮管理模式处理,研究其对氮素利用及产量的影响及其生理特性,并探讨氮素利用及产量与生理响应间的关系。结果表明,氮效率品种间的差异与水氮管理模式对水稻氮素利用特征、灌溉水生产效率、生理特性及产量均存在显著影响;不同氮效率品种间在氮肥利用效率方面的差异明显高于水氮管理模式的调控效应;而水氮管理模式对灌溉水生产效率、总吸氮量、氮素干物质生产效率及稻谷生产效率的调控作用显著。W2N1相对于W1N1及W3N2水氮管理模式能促进不同氮效率水稻拔节至抽穗期、抽穗至成熟期氮素的累积,提高功能叶谷氨酰胺合成酶(GS)活性、光合速率(P_n)及根系活力,进而提高稻谷产量及氮肥利用率,且对中产氮低效品种的调控效应显著高于对高产氮高效品种,为本试验最佳的水氮管理模式。高产氮高效品种的平均总颖花数、拔节至抽穗期稻株氮累积量、功能叶GS活性、P_n及根系活力均显著高于氮低效品种,尤其结实期高产氮高效品种更有利于维持叶片及根系的代谢同化能力,利于氮素转运、再分配到籽粒中提高稻谷生产效率及氮肥利用效率,是氮高效品种相对于氮低效品种高产、氮高效利用的重要原因。相关分析表明,水氮管理模式下不同氮效率水稻主要生育时期功能叶GS活性、P_n及根系活力与氮素利用及稻谷产量均存在显著或极显著的正相关;尤其以水稻抽穗期剑叶GS活性及根系活力与氮素利用及稻谷产量的正相关性最高。     

不同水氮配比对黑河中游玉米叶片荧光参数及水氮利用的影响

为探求覆膜滴灌种植下黑河中游玉米最适宜水氮用量,分别设置3个灌水量与3个施氮量水平,研究不同水氮配比对玉米不同生育阶段叶片叶绿素荧光参数及穗行数、行粒数、百粒重与经济产量等的影响。结果表明,采用W2N2(灌水量2400m3/hm2、施氮量180kg/hm2)的水氮配比处理,玉米在苗期、抽丝期、灌浆期的PSⅡ原初光能转换效率(Fv/Fm)和叶片PSⅡ潜在活性(Fv/Fo)最高;玉米在穗行数、行粒数、百粒重与经济产量等农艺性状上表现最优,分别为17.32行、36.54粒、34.62g与12.53t/hm2;水氮的交互作用对玉米百粒重与经济产量的影响极显著。     

基于土壤硝态氮时空分布的玉米氮肥施用分析

研究了不同施氮水平对玉米产量、氮肥效应、氮素平衡以及对环境的影响。结果表明,施氮量为225kg／hm^2（处理N3）时,产量最高达8378．02kg／hm^2,比对照（处理N00）增产29．78％,达极显著水平;土壤剖面硝态氮浓度曲线呈波浪状变化趋势,40em土层附近出现一个累积峰;适量施氮有利于土壤无机氮平衡,过量减产施氮（N;）使氮素损失高达230．53kg／hm^2,氮素利用率降至10．47％;兼顾玉米产量、经济效益和生态效益的最高施氮量为249．06kg／hm^2。     

施氮量对小麦花后氮素分配及氮素利用的影响

为研究黄淮海麦区化肥投入不断增加,而产量却徘徊不前的问题,以当地主栽品种矮抗58和周麦22为材料,采用4个施氮水平（0、120、240、360kg/hm ²）和品种的二因素分析方法研究了施氮量对小麦植株地上部各器官氮素分配及氮素利用的影响。结果表明：开花期至成熟期小麦植株地上部各营养器官氮含量和氮素积累量均下降。施氮量对开花期和成熟期小麦植株地上部各器官氮含量的影响均达显著水平,增加氮肥能显著促进小麦营养器官氮素向子粒转运和花后氮同化。开花期周麦22叶片氮素转运量优于矮抗58。矮抗58和周麦22花后氮同化量均以施氮量360kg/hm ²最高,花前氮素积累转运量对子粒贡献率达60.25%~97.55%,子粒氮收获指数为59.82%~79.48%,随施氮量的增加而呈下降趋势。施氮量120kg/hm ²处理的氮素养分利用效率、农学利用效率及生产效率均最高。增施氮肥对小麦子粒产量有显著促进影响,矮抗58在施氮量为360kg/hm ²时有最大子粒产量,周麦22在施氮量为240kg/hm ²时有最大子粒产量。推荐矮抗58和周麦22在黄淮海麦区的施氮量为240~360kg/hm ²。     

不同施肥深度对直播水稻氮素积累与转移的影响

为了研究不同施肥深度对直播水稻氮素积累与转移及其产量的影响,以天优998和玉香油占为试材,通过设计4个不同的施肥深度,分别为4,8,12,16 cm,依次记为T1、T2、T3、T4,以不施肥为对照(T0),试验采用木箱种植法。结果表明,T2处理水稻拔节期、抽穗期和成熟期叶片及茎鞘氮素积累量、植株氮素积累总量均为最高且显著高于T0和T4处理,氮素积累总量随生育期的推进在成熟期达到最高;T2处理在水稻拔节期、抽穗期和成熟期氮素阶段性积累量最高,且显著高于其他处理,分蘖期至拔节期氮素阶段性积累量在4个生育阶段中最高,2个品种表现一致;T2处理与T0和T1比较还显著增加了水稻灌浆期茎叶氮素表观转移量和氮素表观转移率,T2处理水稻的氮素吸收效率与T1、T3、T4比较,差异达到显著水平;而且,T2和T3处理水稻有效穗数显著高于其他处理,T2处理还提高了水稻结实率以及产量。因此,施肥深度8 cm的处理,不仅能显著提高直播水稻氮素吸收效率,而且还能够增加水稻每穴的有效穗数、结实率以及收获产量,这也说明了T2处理是直播水稻较适宜的施肥深度。     

播期和施氮量对冬小麦氮代谢及子粒蛋白质含量的影响

为了阐明播期变化与施氮量对冬小麦氮代谢及蛋白质的影响,采用裂区设计,研究播期和施氮量对冬小麦花后茎叶氮含量、积累量和子粒蛋白质含量的影响。结果表明,适度晚播可以提高冬小麦茎、叶的氮含量、氮素积累量和子粒蛋白质含量。与不施氮肥相比,施用氮肥可以显著增加冬小麦不同生育时期地上部氮素累积量,且随着施氮量的提高,茎、叶的氮积累量也表现为先升高后降低的趋势。在同一播期条件下,子粒蛋白质含量以施氮150和225kg/hm ²的处理最高,说明适宜的施氮量能改善子粒品质。分析播期与施氮量对子粒蛋白质含量的作用程度可知,施氮量是引起冬小麦子粒蛋白质含量变化的主要因素,作用程度占66.85%。在本试验条件下,兼顾冬小麦花后茎叶氮素代谢及产量,实现高子粒蛋白质含量的推荐播期是10月11日,施氮量为150kg/hm ²。研究结果可为山西省冬小麦调优栽培提供理论和技术支持。     

硝铵氮源配比对谷子苗期生长及氮素利用的影响

通过营养液浇灌盆栽试验，以晋谷21号为供试材料，基于总氮水平（5mmol/L）设置5个氮素形态配比，无氮素营养液处理作为对照，分析不同形态氮素配比对谷子幼苗生长、氮代谢关键酶活性及氮效率的影响。结果表明，与对照相比，施氮能显著促进谷子幼苗地上部和根系生长、氮代谢关键酶活性及氮素利用，且在硝铵比为50%:50%时达到最大；与单施一种氮源相比，硝铵氮源混施能显著促进谷子幼苗地下部生长和谷氨酸合成酶活性；与铵态氮占比在50%以上的处理相比，硝态氮占比在50%以上的处理更有利于促进谷子幼苗地上部生长、硝酸还原酶、谷氨酰胺合成酶活性及氮效率。隶属函数综合分析得出，氮源配施较单一氮源更有利于谷子幼苗的生长，且在硝铵比为50%:50%时效果最佳。     

不同密氮模式下高产玉米品种籽粒产量与氮素利用特性研究

为给玉米高产高效栽培提供科学依据,在大田试验条件下,选用郑单958和先玉335为材料,在每个品种下设置2个种植密度(6.75,8.25万株/hm~2)和4个施氮水平(0,180,240,300 kg/hm~2),研究了种植密度和施氮水平下2个高产玉米品种籽粒产量和氮素吸收利用特性。结果表明:在相同密度水平下,2个玉米品种籽粒产量、氮素积累量和蛋白质产量均随施氮量增加总体呈现增加趋势,氮素利用效率则降低;在相同施氮水平下,2个玉米品种籽粒产量、氮素积累量和蛋白质产量均随密度的增加总体呈现增加趋势,氮素利用效率则降低。在不同密氮组合下,先玉335的籽粒产量、氮素积累量、蛋白质产量及氮素利用效率均高于郑单958。本研究条件下,2个玉米品种在密度为8.25万株/hm~2,施氮量为240 kg/hm~2组合下,均可以同步协调实现籽粒产量、蛋白质产量和氮素利用效率的协调统一。     

施氮量对酿造高粱产量和氮素利用率的影响

为了实现酿造高粱氮肥合理高效利用,以晋杂22号为试验品种,研究了6种氮肥施用量(0,75,150,225,300,450 kg/hm~2)对酿造高粱产量和氮素利用率的影响。结果表明,在施氮0~450 kg/hm~2,施用氮肥有效地增加了高粱产量和净利润,但随着施氮量的增加产量先升高后降低,其关系可表示为y=-0.037x~2+17.759x+5 874.41(R2=0.878 1)。随着施氮量的增加高粱氮肥偏生产力和氮肥利用率显著降低;氮素吸收效率逐渐降低;氮素利用效率大体呈下降趋势;当施氮量为225 kg/hm~2时,高粱产量、净利润最大,极显著高于不施氮处理,增产率达37.64%;氮肥农学利用率和氮肥偏生产力分别为9.96,36.42 kg/kg,氮肥利用率可达到38.70%,且氮平衡为3.07,大体上满足氮素平衡。综合分析各项指标,施氮量为225 kg/hm~2是酿造高粱晋杂22号实现高产、高效益、较高氮肥利用率的适宜氮量。     

氮肥和密度对高粱产量及氮肥利用率的影响

为了研究氮肥施用量和密度对高粱产量的影响,在大田试验条件下,采用裂区设计,以密度为主区,以氮肥施用量为副区,分别设置3个密度水平（7.5万、10.5万和13.5万株/hm ²）和5个氮肥水平（0、75、150、225和300kg/hm ²）,对不同密度和氮肥处理的产量构成因素和农艺性状进行分析,结果表明：高粱的产量先随密度的增加和氮肥施用量的增加呈增加趋势,在密度为10.5万株/hm ²,施氮量为225kg/hm ²时,高粱的产量达到最高。在不同密度和氮肥处理,高粱的单位面积穗数和穗粒数变异较大,千粒重变异较小。密度主要是通过单位面积穗数,氮肥主要是通过穗粒数来影响产量的构成。施氮量与高粱产量是非线性关系,氮肥在高密度条件下对产量的调控更加明显。氮肥的农学利用率在高密度处理比低密度处理要高,并随着氮肥施用量的增加呈先增加后减少的变化趋势,在密度为13.5万株/hm ²,施氮量为150kg/hm ²时,氮肥的农学利用率达到最大。本研究表明,增加密度、控制氮肥用量是增加高粱产量和提高氮肥利用率的有效措施,建议晋杂23号在汾阳种植时宜采用密度为10.5万株/hm ²,施氮量为225kg/hm ²的种植模式。     

施氮对杂交小麦不同器官氮素积累与转运及其杂种优势的影响

氮肥对小麦不同器官的氮素代谢及生长发育影响显著。在施氮（200 kg hm^-2）和不施氮条件下,以6个杂交小麦及其7个亲本为材料,研究了叶片、茎鞘、穗轴及颖壳和籽粒中的氮素积累量、氮素含量和转运及其杂种优势。结果表明,施氮显著提高各器官的氮素积累量和含量,但不影响其变化趋势。花期前叶片是贮存氮素的主要器官,花期后籽粒成为贮存氮素的最主要部位,其次为茎鞘。施氮对氮素积累量的杂种优势没有显著的影响,但对氮素含量的杂种优势有显著的抑制效应。施氮极显著促进叶片中的氮素转运,而对茎鞘、穗轴及颖壳无显著影响。总麦草90%以上的氮素转运自叶片。施氮与不施氮处理的氮素转运率和贡献率均以叶片最大,穗轴及颖壳次之,且同一器官中处理间并无显著差异。不施氮的各器官氮素的转运量、转运率和贡献率多表现正的杂种优势,施氮的多呈负优势,表明施氮对氮素转运的杂种优势有抑制作用。     

乙矮合剂对不同氮水平夏玉米氮代谢及产量的调控效应

应用化学调控技术改善玉米的氮素代谢过程,从而实现“减氮增效”,是保障玉米绿色可持续生产的重要途径。试验以玉米单交种豫单9953为材料,设置乙矮合剂（ECK）和不同氮肥水平处理（0、96、132、168、204和240kg/hm²）,喷施清水为对照处理（CK）,于2019和2020年分别在河北燕郊和北京顺义进行大田试验,研究ECK对不同施氮量下夏玉米氮素代谢及产量的调控效应。结果表明,ECK处理提高了不同施氮量下夏玉米开花期叶片硝酸还原酶活性和可溶性蛋白含量,提高了施氮量204和240kg/hm²处理下叶片谷丙转氨酶和谷草转氨酶的活性以及灌浆中后期的谷氨酰胺合成酶活性。ECK处理显著提高了施氮量204kg/hm²下玉米植株氮素、籽粒氮素和总氮素积累量,较CK处理分别增加8.9%、8.3%和8.6%。ECK处理下施氮量为204kg/hm²时,夏玉米产量较CK处理显著增加7.5%。ECK处理可有效改善玉米的氮素代谢,促进氮素的吸收、同化和积累,提高产量,从而实现“减氮增效”。