应用 15N分析施氮量对弱筋小麦氮素吸收利用与产量的影响

为分析氮素水平对弱筋小麦植株氮素吸收利用的影响,以弱筋小麦品种宁麦13和扬麦13为材料,设置不同施氮水平(N 105、210和315 kg·hm-2),应用~(15)N示踪分析技术研究弱筋小麦植株氮素积累、转运与利用的变化。结果表明,弱筋小麦开花期、成熟期植株及成熟期籽粒氮素积累量均随施氮量增加而显著增加;来源于肥料氮和土壤氮均随施氮量增加而增加,且来源于土壤氮比例显著高于肥料氮。籽粒蛋白质含量随施氮量的增加而增高。弱筋小麦花后营养器官氮素向籽粒的转运率为29.44%～41.25%,对籽粒氮素积累的贡献率为36.51%～60.89%,均随施氮量的增加而降低。2个小麦品种的氮肥生产效率、氮肥利用效率均表现为N105N210N315,且N315处理的氮素收获指数低于N105、N210处理,即弱筋小麦籽粒氮肥生产效率、氮肥利用效率随施氮量的增加而降低。本试验条件下,保证弱筋小麦籽粒品质的同时,又有相对较高的籽粒产量、氮肥生产效率和氮素利用效率,适宜的施氮量应在105～210 kg·hm-2之间。     

不同施氮量及种植密度对小麦开花期氮素积累转运的影响

本文以小麦品种‘周麦22’为材料,研究了不同施氮量[0 kg(N)?hm~(-2)、120 kg(N)?hm~(-2)、240 kg(N)?hm~(-2)和360 kg(N)·hm~(-2),以N0、N1、N2和N3表示]和种植密度(225×104基本苗?hm~(-2)、375×10~4基本苗?hm~(-2)和525×104基本苗?hm~(-2),以M_1、M_2和M_3表示)处理下小麦植株地上部不同空间分布各器官的氮素含量及其转运特性。结果表明:施氮量、种植密度及二者互作对开花期、成熟期植株地上部各器官氮素含量的影响均达显著水平。不同施氮量及种植密度处理小麦开花期至成熟期各营养器官氮含量和积累量下降。开花期和成熟期,植株单茎氮积累量为7.27~59.65 mg?茎-1和8.48~60.83 mg?茎-1,以N_0M_3处理最低,以N_3M_2最高。从空间位置看,植株地上部各营养器官开花期氮含量、氮积累量及花后氮转运量和对籽粒氮的贡献率均随空间位置下移而降低。营养器官氮含量、积累量及转运量随施氮量增加而呈递增趋势,上部和中部营养器官氮转运率高于50%。营养器官对籽粒氮的总贡献率高于67%。增施氮肥配套合理的种植密度,可以促进植株地上各营养器官氮的积累和转运,对植株下部器官氮积累转运的作用尤为明显,高肥及中密度处理(N3M2)下倒四叶、倒四节及余叶和余节氮含量和积累量增加,缩小了与上部各器官的差异。植株地上部群体氮素转运量为28.56~549.49 kg·hm~(-2),亦随施氮量增加而增加,以穗部和茎节氮转运量较高。施氮量对籽粒产量、蛋白质含量及蛋白质产量影响显著。施氮量与种植密度互作对籽粒蛋白质含量及产量影响显著,种植密度对籽粒蛋白质产量的影响亦达显著水平。从氮素转运和产量性状来看,施用氮肥240 kg·hm~(-2)配套225×10~4基本苗?hm-2的种植密度是黄淮小麦玉米两熟区小麦生产较为适宜的栽培模式。     

氮肥底追比例及施硫对小麦氮素吸收利用的调控

为明确氮肥底追比例与施硫间的互作效应,采用盆栽方式,以京冬8号和济麦20为供试材料,设置氮肥底追比例为3∶7(N_1)、5∶5(N_2)和7∶3(N_3)3个处理水平,每个底追比例下设置2个硫肥施用量:0kg·hm~(-2)(S0)和45kg·hm~(-2)(S_1),运用15N示踪技术研究开花期、成熟期营养器官及籽粒中氮素积累、分配以及对不同来源氮素利用的情况,同时对花后营养器官贮藏氮素的转运、对籽粒的贡献率及氮素利用效率进行分析比较。结果表明,2个小麦品种植株中积累氮素主要来自肥料氮,京冬8号成熟期来自肥料氮的积累量达60%~70%,而济麦20则达70%~80%。氮肥底追比例及硫肥互作对2个品种氮素吸收、转运和分配的影响存在差异,其中京冬8号成熟期籽粒氮素积累量、营养器官贮藏氮素花后的转运量、转运率、对籽粒的贡献率、籽粒产量以及氮肥的利用效率均在N_1S_0时较高;济麦20营养器官贮藏氮素花后的转运量、转运率、对籽粒的贡献率在N1S0时较高,而在N3S1时,成熟期籽粒氮素积累量、籽粒产量、氮肥的利用效率均较高。综上所述,本试验栽培环境下,氮肥底追比例为N1时能够提高花前贮藏氮素的转运量、转运率、对籽粒的贡献率、籽粒蛋白质含量及氮素收获指数;氮肥底追比例为N3时有利于提高籽粒产量、氮肥生产效率。综合考虑籽粒产量、氮肥生产效率、氮肥利用效率和氮素收获指数,京冬8号最优肥料组合为N_1S_0,济麦20最优肥料组合为N_3S_1。本研究结果为冬小麦大田生产中合理的肥料运筹提供了理论参考。     

氮肥基追比例对测墒补灌小麦植株氮素利用及土壤氮素表观盈亏的影响

以中筋小麦济麦22为试材,在小麦拔节期和开花期0—40cm土层土壤相对含水量均补灌至70%和总施氮量为240kg/hm~2条件下,设置5个氮肥基追比例处理:0∶10(N1)、3∶7(N2)、5∶5(N3)、7∶3(N4)、10∶0(N5),研究测墒补灌节水栽培条件下氮肥基追比例对小麦植株氮素利用和土壤氮素表观盈亏的影响。结果表明:N3处理的植株氮素积累量、籽粒氮素积累量显著高于其他基追比例处理;营养器官氮素积累量、土壤矿质氮损失量、氮肥表观残留率和氮肥表观损失率显著低于其他处理。与N1、N2、N4、N5处理相比,N3处理的氮素生理利用率分别高33.22%,12.60%,11.54%,98.14%,籽粒氮素利用率高148.65%,56.48%,59.63%,229.29%,氮肥农学效率高96.52%,34.86%,37.64%,204.98%,氮素表观盈亏量分别低35.04%,13.82%,30.36%,29.30%。根据不同氮肥基追比例下各指标的相关系数分析表明,植株氮素积累量、籽粒氮素积累量、氮素生理利用率、籽粒氮肥利用率、氮肥农学效率与土壤硝态氮积累量、成熟期0—200cm土层土壤矿质氮残留总量均呈显著负相关。综上,氮肥基追比例为5∶5的N3处理为试验条件下的最优处理。     

花后干旱与渍水下氮素供应对小麦碳氮运转的影响

防雨池栽条件下，设置渍水、干旱和对照3个土壤水分处理，每个水分处理下再设置两个施氮水平，研究了花后渍水和干旱逆境下氮素水平对两个蛋白质含量不同的小麦品种碳氮运转的影响。结果表明，与对照相比，花后渍水和干旱处理均降低小麦叶、茎鞘、颖壳等各营养器官花前贮藏物质再运转量和再运转率以及营养器官花前贮藏物质总运转量，降低了籽粒重。水分逆境下增施氮肥可以提高小麦叶和颖壳花前贮藏物质再运转量和运转率，茎鞘花前贮藏物质再运转量和运转率。在对照和干旱下增施氮肥提高了营养器官花前贮藏物质总运转量和运转率以及籽粒重和花后同化物输入籽粒量，而渍水下增施氮肥趋势相反。水分逆境降低了小麦叶、茎鞘、颖壳等各营养器官花前贮藏氮素再运转量和再运转率以及花前贮藏氮素总运转量和总运转率，降低了小麦籽粒氮积累量。在对照和干旱下增施氮肥提高了小麦叶片的花前贮藏氮素运转量和运转率，茎鞘的贮藏氮素运转量，营养器官花前贮藏氮素总运转量和运转率，籽粒氮积累量以及花前氮素对籽粒总氮贡献率，而渍水下增施氮肥趋势相反。水分逆境明显降低小麦产量、淀粉和蛋白质产量，且干旱处理下增施氮肥有利于籽粒产量、淀粉产量和蛋白质含量的提高，而渍水下增施氮肥使产量进一步降低。试验结果表明，花后渍水和干旱逆境下施用氮肥可明显调节小麦碳、氮物质运转以及最终的籽粒淀粉与蛋白质积累。     

施硫对不同筋力型品种小麦碳氮运转和产量的影响

在大田条件下,研究了不同施硫水平对不同筋力类型品种植株C-N积累与转运规律和籽粒产量及蛋白质、淀粉含量的影响.结果表明,施硫处理提高了两品种成熟期单茎籽粒重和籽粒氮素的积累量和开花前营养器官贮存干物质和氮素的转运量以及转运干物质和氮素对籽粒重和籽粒氮素积累的贡献率,与不施硫对照(S0)相比,每1 hm2施20 kg纯S(S1)处理能明显提高两品种的产量构成因素,显著提高籽粒产量,两品种分别增产10.69%和9.78%,同时极显著地提高了籽粒蛋白质和淀粉含量.大量施用硫肥(100 kg/hm2)处理的效果小于适量施用(20 kg/hm2)处理.试验结果表明,施用适量硫肥可以明显调节小麦植株C-N积累与运转,进而促进较高的籽粒产量和蛋白质、淀粉的积累.     

氮肥运筹对黄壤坡耕地作物产量和土壤无机氮累积量的影响

通过3年田间试验,探索贵州黄壤坡耕地玉米-小麦间套作体系作物增产、环境友好的适宜氮肥施用量。本研究设置6个小麦氮肥用量(N 0、90、120、150、180和240 kg/hm~2)和6个玉米氮肥用量(N 0、146、195、244、293和390 kg/hm~2),分别用N0、N1、N2、N3、N4、N5表示。结果表明:玉米在0～146.25 kg/hm~2的施氮量下,籽粒产量随着施氮量提高而增加,超过146.25 kg/hm~2施氮量,籽粒产量呈下降的趋势;玉米在0～243.25kg/hm~2的施氮量下,植株氮素累积量随着施氮量提高而增加,超过243.25 kg/hm~2的施氮量,植株氮素累积量呈下降的趋势。小麦在0～150 kg/hm~2的施氮量下,籽粒产量和植株氮素累积量随着施氮量提高而增加,超过150kg/hm~2施氮量,籽粒产量和植株氮素累积量呈下降的趋势。玉米-小麦间套作在0～236.25 kg/hm~2的施氮量下,籽粒产量随着施氮量提高而增加,超过236.25 kg/hm~2施氮量,籽粒产量呈下降的趋势;玉米-小麦间套作在0～315 kg/hm~2的施氮量下,植株氮素累积量随着施氮量提高而增加,超过315 kg/hm~2施氮量,植株氮素累积量呈下降的趋势。3年试验周期内氮素利用率较低,不超过25%;土壤中残留无机氮随着施肥量的增加而增加,并以NO3--N为主,100 cm土体累积的NO3--N与周年施氮量呈正相关(R2=0.746 3)。N0、N1、N2、N3、N4、N5处理的0～100 cm土体累积无机氮分别为275.5、301.5、292.1、366.5、431.2、616.9 kg/hm~2,N0、N1、N2、N3、N4、N5处理的耕层土壤无机氮占100 cm土体内土壤无机氮的比例分别为18.1%、19.0%、27.3%、26.2%、33.9%、22.1%。耕层无机氮表聚效应较弱,而土体累积无机氮含量较高。当每年施氮量为225.6～264.6 kg/hm~2时,籽粒产量为3 784.8～3 888.2 kg/hm~2,NO3--N积累量在217.5～228.9 kg/hm~2,增施氮肥,有利于籽粒增产,土壤NO3--N积累量平均增速为0.29 kg/kg,是贵州黄壤坡耕地麦-玉间套作体系氮肥适宜施用量,更有利于黄壤区农业的可持续发展。     

水氮互作对冬小麦耗水特性和氮素利用的影响

为了探讨河南省豫北地区水氮互作下冬小麦耗水特性、植株氮素积累和氮素利用率等指标的变化特征,结合当地冬小麦灌溉施肥制度设置水氮两因素裂区试验,水分为主区,氮素为副区,设置3个灌溉水平:W0(返青后不灌水)、W1(返青后灌拔节水)和W2(返青后灌拔节水和灌浆水);在每个灌溉水平下设置3个施氮水平:N0(不施氮)、N1(150kg/hm~2)和N2(225kg/hm~2),每次灌水量75mm。结果表明:随着施氮量的增加,冬小麦生育前期的阶段耗水量、日耗水强度和生育后期的耗水模系数增加。随着灌溉的增加,N0的氮收获指数高于施氮处理,施氮提高了植株氮素积累量和籽粒含氮量,且N1的氮吸收率高于N2。在相同施氮量下,灌水有利于提高氮肥生产率和小麦的籽粒产量。水分对籽粒产量和氮素利用率的贡献率高于氮素,氮素对水分利用效率贡献率较高。在干旱胁迫初期可通过施氮来提高土壤贮水的利用率。灌水可以补偿因施氮量不足导致的籽粒产量降低,而施氮过多对灌水的补偿效应较小。本地区冬小麦灌溉施肥制度为冬灌返青后灌拔节水和灌浆水,施氮为150kg/hm~2时,籽粒产量最高,水分利用效率较高,植株氮素积累量、氮吸收效率和氮肥生产率相对较优,可供实际生产中参考。     

优质小麦子粒淀粉组成与糊化特性对氮素水平的响应

在大田条件下,选用3个不同类型优质小麦品种: 豫麦47（强筋品种）、山农8355（中筋品种）和豫麦50（弱筋品种）,设置3个氮肥水平: 施N 0、15和30 g/m2,研究了小麦子粒淀粉的粒度分布、直支链淀粉组成、糊化特性及其对氮素水平的响应。结果表明,优质小麦子粒中淀粉粒的粒径分布范围为1～45 μm,其数目分布呈单峰或双峰曲线变化,体积和表面积分布均呈双峰曲线变化,峰谷位于10 μm处; 据此可将淀粉粒分为两种类型: A型大淀粉粒（10～45 μm）和B型小淀粉粒（1～10 μm）。优质小麦子粒淀粉粒组成存在显著的基因型差异。强筋品种豫麦47子粒中B型淀粉粒的比例较高,弱筋品种豫麦50子粒中A型淀粉粒的比例较高,中筋品种山农8355居中。施氮水平对优质小麦子粒中淀粉的粒度分布存在显著影响。在本试验条件下,随氮素水平的提高,强筋品种豫麦47子粒中A型淀粉粒的比例提高,而B型淀粉粒的比例下降; 增施氮肥后弱筋品种豫麦50和中筋品种山农8355子粒中B型淀粉粒的比例增大,而A型淀粉粒的比例降低,且前者变化的幅度较大。适量增施氮肥提高优质小麦子粒中的淀粉含量,氮肥用量进一步增大后,淀粉含量降低; 增施氮肥后优质小麦子粒中直链淀粉含量降低。增施氮肥对优质小麦子粒淀粉的糊化特性存在较大影响,且此影响的趋势因基因型和施氮量而异。其中强筋品种豫麦47表现为低谷粘度、最终粘度、反弹值、糊化温度和峰值时间提高,而高峰粘度和稀懈值降低; 当氮肥用量增大至30 g/m2时,糊化温度和峰值时间降低,而以粘度为单位的参数均提高。弱筋品种豫麦50表现为增施氮肥后,RVA参数呈下降趋势,与之相对应中筋品种山农8355的呈上升趋势。相关性分析表明,B型淀粉粒的数目、体积和表面积比例与高峰粘度和稀懈值存在显著正相关; 与低谷粘度、最终粘度和反弹值存在显著负相关。子粒中直链淀粉含量、支链淀粉含量和总淀粉含量与高峰粘度和稀懈值呈显著负相关,与低谷粘度、最终粘度、反弹值和峰值时间呈一定程度正相关; 直链淀粉相对含量与RVA特征参数之间的相关趋势与子粒中直链淀粉含量的趋势一致,但均未达显著水平。由此可以认为,氮肥通过调控小麦子粒中淀粉的直、支链组成和粒度分布而影响其糊化特性。     

红芸豆对氮素的需求规律及适宜施氮量研究

为探明山西省红芸豆的氮素需求规律与分配特征,并明确其适宜施氮量,以‘英国红’为试验材料,通过田间试验,系统监测了不同生育时期红芸豆干物质和养分的累积与分配特征,并研究了氮肥施用水平对红芸豆产量、氮素利用效率的影响。分别在山西省中部农业科学院东阳试验基地和西部地区岢岚县曹家沟村进行试验。东阳试验基地设置了4个氮水平(kg·hm~(-2))处理,分别为0(N1)、60(N2)、120(N3)和180 (N4);岢岚县曹家沟村设置5个氮水平(kg·hm~(-2))处理,分别为0 (N1)、60 (N2)、120 (N3)、180 (N4)和240 (N5)。结果表明,红芸豆在不同氮肥处理间籽粒产量、生物量和氮素累积量均表现出显著差异:籽粒产量随氮肥施用量的增加呈单峰曲线变化,两个试验点均表现为N3处理产量最高,分别为2 359.89 kg·hm~(-2)和2 452.26 kg·hm~(-2),产量差异主要来自百粒重;干物质累积随生育进程呈现"慢—快—慢"的增长趋势,两个试验点均表现出N3处理单株籽粒所占总干物质比重最高,分别为49.97%与47.65%;植株氮素累积与分配与干物质累积的变化趋势大致相同,两个试验点单株籽粒最高含氮量分别在N4(东阳)和N3(岢岚)处理,分别为每株0.72 g和0.99 g。说明合理的氮肥施用可以提高籽粒的干物质累积量和氮素的转运效率,显著提高了红芸豆植株干物质向籽粒中的转移率,增加了植株对氮素的吸收和转运能力。山西省中部地区红芸豆推荐氮肥施用量为110.36kg·hm~(-2),西部地区为126.31 kg·hm~(-2)。     

水氮耦合条件下番茄临界氮浓度模型的建立及氮素营养诊断

【目的】临界氮浓度是指在一定的生长时期内获得最大生物量时的最小氮浓度值,具有明确的生物学意义。探究不同水氮供应对番茄地上部生物量、氮素累积的影响,构建临界氮浓度稀释曲线模型,并基于氮素吸收和氮营养指数模型进行番茄氮素营养诊断,可为番茄水肥一体化提供一定的理论依据。【方法】于2013年在日光温室内进行了盆栽试验,供试番茄品种为金鹏M6088。设置3个灌水量为低水W1(60%70%θf)、中水W2(70%80%θf)和高水W3(80%90%θf),θf为田间持水率;施氮量设置3个水平为低氮N1(N 0.24 g/kg土)、中氮N2(N 0.36 g/kg土)和高氮N3(N 0.48 g/kg土),试验采用完全随机区组设计,共9个处理,每个处理重复15次,研究了不同水氮条件下番茄的地上部生物量、氮素累积及氮浓度的动态变化,构建了番茄不同水分条件下的临界氮浓度稀释曲线模型。【结果】番茄地上部生物量、氮累积量随移栽时间的动态变化符合Logistic模型,不同水氮供应对番茄地上部生物量理论最大值的影响不同,中水和高水条件下,番茄地上部生物量理论最大值随着施氮量的增加呈先增加后减小的趋势;而在低水条件下呈递增趋势,说明适量增施氮肥可以减轻干旱对干物质量累积的抑制;番茄地上部生物量快速累积起始日较氮快速累积起始日晚8 17 d,且不同水氮处理番茄地上部生物量最大生长速率、氮累积量最大累积速率均出现在中水中氮(W2N2)处理;在相同的水分条件下,番茄地上部生物量氮浓度随施氮量的增加而提高,随生育进程的推移呈下降趋势;氮浓度与地上部生物量之间符合幂指数关系,适当增大灌水量可以提高植株对氮的容纳能力,并且可以缓解氮浓度随植株生物增长量下降,使植株稳步有序地生长;不同的水氮供应对番茄产量影响显著,随着灌水量和施氮量的增加,产量显著提高,但当灌水量和施氮量达到一定数量时产量不仅没有提高反而随其增加而降低。【结论】基于临界氮浓度构建的氮营养指数、氮吸收模型对番茄的适宜施氮量诊断结果一致,均以中水中氮(W2N2)为最佳条件,即当灌水量和施肥量分别为62.1 L/plant、15.1 g/plant时,番茄单株产量达到最大(1602 g),构建的模型合理可行。     

腐植酸氮肥对玉米产量、氮肥利用及氮肥损失的影响

【目的】 通过研究新型腐植酸氮肥对玉米产量、氮肥吸收利用和分配及氮肥在土壤中分布以及损失的影响,为促进新型肥料的应用,减少环境污染,提高作物产量提供理论依据。 【方法】 采用固定装置,应用同位素示踪技术进行田间试验。试验共设 4 个处理:CK1 (不施氮肥)、CK2 (普通尿素 N 225 kg/hm2)、HA1 (脲基活化腐植酸氮肥 N 225 kg/hm2)、HA2 (常规掺混腐植酸氮肥 N 225 kg/hm2)。采集玉米播种前、施肥前和收获后 0—20 cm、20—40 cm、40—60 cm 土壤样品,采用静态箱体内置硼酸吸收池法测定氨挥发,氧化亚氮通过静态箱体收集、真空瓶贮存后气相色谱仪测定。玉米成熟后采集地上部植株样品,将营养器官与籽粒分离,计产并测定产量构成指标。 【结果】 籽粒中氮素 34.6%～36.2% 来自肥料,营养器官中氮素 14.6%～17.4% 来自肥料。CK2、HA1 和 HA2 处理的氮肥利用率分别为 25.1%、30.9%、28.5%,氮肥损失率分别为 38.1%、19.8%、27.2%。与 CK2 相比:1) 施用 HA1 能提高玉米产量;2) HA1 和 HA2 处理的氮素吸收总量分别增加 25.8 和 16.3 kg/hm2,氮肥利用率分别提高 5.8 个百分点和 3.4 个百分点,氮肥损失率分别减少 18.3 个百分点和 10.9 个百分点;3) HA1 和 HA2 处理 0—60 cm 土壤氮素残留率分别增加 12.5 个百分点和 7.5 个百分点;4) 施用腐植酸氮肥明显提高 0—20、20—40 cm 土壤铵态氮和硝态氮含量。 【结论】 腐植酸氮肥能显著提高玉米产量和氮肥利用率,促进玉米对土壤氮素的吸收利用,显著增加 0—20 cm 土壤氮素残留量和 0—40 cm 土壤无机态氮含量,减缓氮素向深层土壤迁移,从而减少淋溶损失。腐植酸氮肥能改善氮素在土壤中的分布,满足作物根系需肥特性;腐植酸氮肥能显著降低氧化亚氮产生量和其它途径的氮素损失,从而减少氮素损失量。其中,脲基活化腐植酸氮肥作用效果更加明显。      

施氮量对土壤–棉花系统中氮素吸收利用和氮素去向的影响

  【目的】  明确棉田施氮效应,为科学施氮提供理论依据。  【方法】  采用15N示踪法进行盆栽试验,以聊棉6号为材料,设N 0、2、4、6、8 g/pot (分别记作N0、N2、N4、N6、N8) 5个施氮量,研究施氮量对土壤–棉花系统中氮素吸收利用及氮素去向的影响。  【结果】  在收获期,随着施氮量的增加,籽棉产量先升高后降低,N2、N4处理籽棉产量和收获指数明显高于其他处理;干物质积累量和氮素吸收量增加,均以N8处理最大;氮肥农学利用率显著降低,而氮肥回收率则先升高后降低,以N4处理最大,其与N2处理差异不显著;棉株肥料15N吸收量显著升高,而15N回收率呈下降趋势;肥料15N残留量、15N损失量显著升高,15N残留率为21.87%～29.76%,15N损失率为17.68%～33.61%,与初花期相比,收获期15N残留量、15N损失量增加而15N残留率、15N损失率降低,花后对肥料15N吸收利用增强,15N回收率升高,15N残留率和15N损失率降低。棉株氮素来源于土壤氮的比例 (Ndfs) 为66.35%～81.87%,土壤氮素激发率为114.44%～125.86%,各施氮量间土壤氮素均产生正激发效应,且差异不显著。  【结论】  N2处理肥料15N回收率为58.65%、15N残留率为23.67%、15N损失率为17.68%,可在保证棉花高产基础上,减少氮肥投入,充分发挥土壤氮库的作用,提高氮肥吸收利用,降低损失,满足高产和环境友好的需求。     

施氮量对夏玉米碳氮代谢和氮利用效率的影响

本试验研究了施氮量（0、90、180、270 kg/hm2）对夏播玉米CF008、金海5号和郑单958碳氮积累、运转及氮肥利用的影响。结果表明,3个品种的茎叶碳氮积累量、成熟期地上部总氮量均为在施氮量180 kg/hm2或270 kg/hm2下较高,但是最终碳氮运转率、氮素吸收效率、氮素利用效率和氮肥利用率均在施氮量90 kg/hm2下较高。本试验中,碳运转率与产量呈正相关,氮运转率与氮肥利用率呈正相关,表明较高的碳氮运转率可以促进产量和氮肥利用率的提高。本研究在施氮量90 kg/hm2下,CF008和金海5号茎鞘的C/N值在吐丝期和成熟期分别为22.11～22.91、35.66～54.23,叶片的C/N值分别为4.32～5.11、9.06～10.57;在施氮量90～180 kg/hm2下,3个品种夏玉米产量达到了10688～11461 kg/hm2;CF008和金海5号的氮肥利用率达到了31.55%～49.33%,而郑单958的氮肥利用率仅为15.11%～19.20%。     

等氮条件下长期施用有机物料氮替代部分无机氮对黑垆土氮素及相关酶活性的影响

为研究长期施用不同有机物料氮替代部分无机氮对黑垆土氮素转化及酶活性的影响,在陇东旱塬上进行了连续12年的大田定位试验,研究了用生物有机肥、农家肥、小麦秸秆替代部分无机氮肥后0~10和10~20 cm土壤不同形态氮素和相关酶活性的变化特征。结果表明:与长期单施化肥相比,长期用3种有机物料氮替代部分无机氮均可提高土壤不同形态氮素含量和相关酶活性,其中施用生物有机肥的处理不同形态氮素含量和酶活性均最高;除硝酸还原酶外,铵态氮、硝态氮和微生物生物量氮含量以及脲酶、荧光素二乙酸酯水解酶活性均为上层土壤高于下层土壤。因此,生物有机肥是陇东旱塬黑垆土农业区替代部分无机氮的首选有机物料。     

过量施氮对旱地土壤碳、氮及供氮能力的影响

【目的】过量施氮会影响土壤有机碳、氮的组成与数量,进而改变土壤供氮能力,但关于西北旱地长期过量施用氮肥后土壤有机碳、氮及土壤供氮能力变化的研究尚缺乏。本文在长期定位试验的基础上,通过分析不同氮肥水平特别是过量施氮条件下土壤硝态氮,有机碳、氮和微生物量碳、氮的变化,探讨长期过量施氮对土壤有机碳、氮及供氮能力的影响。【方法】长期定位试验位于陕西杨凌西北农林科技大学农作一站。在施磷(P2O5)100kg/hm2的基础上,设5个氮水平,施氮量分别为N 0、80、160、240、320 kg/hm2。重复4次,小区面积40 m2,完全随机区组排列。种植冬小麦品种为小堰22。本文选取其中3处理,以不施氮为对照(N0)、施氮量N 160 kg/hm2为正常施氮(N160),施氮量N 320 kg/hm2为过量施氮(N320),分别于2012年6月小麦收获后和10月下季小麦播前采集土壤样品,进行测定分析。【结果】过量施氮导致下季小麦播前0—300 cm各土层硝态氮含量显著增加,平均由对照的2.8 mg/kg增加到15.5 mg/kg;同时,0—60 cm和0—300 cm土层的硝态氮累积量分别由对照的47.2和108.9 kg/hm2增加到76.5和727.7 kg/hm2。过量施氮也增加了夏闲期间0—300 cm土层土壤有机氮矿化量,由对照的72.4 kg/hm2增加到130.7 kg/hm2。但过量施氮未显著增加土壤的有机碳含量,却显著增加了土壤有机氮含量,过量施氮0—20、20—40 cm土层土壤有机碳分别为9.24和5.39 g/kg,有机氮分别为1.05和0.71 g/kg,较对照增加52.2%和54.3%。同样,过量施氮未显著影响0—20、20—40 cm土层土壤微生物量碳含量,其平均含量分别为253和205 mg/kg,却显著提高了0—20、20—40 cm土层土壤微生物量氮含量,由对照的24.1和7.5 mg/kg提高到43.6和16.1 mg/kg。【结论】过量施氮可以显著增加旱地土壤剖面中的硝态氮累积量、夏闲期氮素矿化量、小麦播前土壤氮素供应量和土壤微生物量氮含量,但对土壤有机碳和微生物量碳没有显著性影响,同时过量施氮增加了土壤硝态氮淋溶风险,故在有机质含量低的黄土高原南部旱地冬小麦种植中不宜施用高量氮肥,以减少土壤氮素残留和农业投入,达到保护环境和培肥土壤的目的。     

水分及铵、硝营养对水稻幼苗氮素吸收的影响

采用5% PEG模拟水分胁迫,研究武育粳3号水稻幼苗生长状况以及在水分胁迫下对不同NH4+-N / NO3--N质量比例（100/0、75/25、50/50、25/75、0/100）处理的响应。结果表明,模拟水分胁迫后水稻幼苗生长对不同的NH4+-N/NO3--N处理反应不同,水稻对NH4+-N和NO3--N的吸收发生显著改变,水稻幼苗更偏向于吸收NO3--N营养,与正常水分处理相比其对总氮和NO3--N的吸收量显著增加。     

氮肥用量及其分施比例对棉花氮利用和土壤氮平衡的影响

The Yellow River valley is one of the three largest cotton production areas in China.An experiment was performed in cotton fields of Anyang,China from 2013 to 2014 to investigate the effects of nitrogen(N) application rate and the ratio between basal and topdressing N fertilizer on N balance in a soil-plant system,N use efficiency,and cotton yield.Five N application rates as treatments were applied with the same split application ratio.Half of the N(50% basal fertilizer) was applied at pre-planting and the other half(50% topdressing fertilizer) at the initial flowering stage.These treatments were:zero N(N0,control),90 kg N ha~(-1)(N90(5/5)),180 kg N ha~(-1)(N180(5/5)),270 kg N ha~(-1)(N270(5/5),a reduced N rate),and 360 kg N ha~(-1)(N360(5/5),a conventional N rate).Additional 2 split application ratios as treatments were applied with the same N rate of 270 kg N ha~(-1).The split application ratios between basal N and topdressing N were 30%:70%(N270(3/7)) and 70%:30%(N270(7/3)).Results demonstrated that soil NH_4-N content in the 0–60 cm layer and NO3-N content in the 0–20 cm layer increased with increased N rate at the squaring and boll-opening stages and then decreased to lower levels at the initial flowering and harvest stages.Soil NO_3-N content in the 20–60 cm layer after the initial flowering stage increased with the increase of topdressing N rate.Soil apparent N surplus varied at different growth stages,while the soil apparent N surplus over the entire growth period exhibited a positive relationship at N rates over 180 kg ha~(-1).Seed cotton yield of N270(3/7) was the highest of all treatments.Plant N uptake,N agronomic efficiency,and apparent N recovery efficiency of N270(3/7) were significantly higher than those of N270(5/5) and N270(7/3) in both growing seasons.These suggest both economic and ecological benefits in cotton production in the Yellow River valley could be created,by appropriately reducing total N application rate and increasing the ratio of topdressing to basal N fertilizer at the initial flowering stage.     

生物炭对植烟土壤氮素形态迁移及微生物量氮的影响

为了在植烟土壤中施加生物炭,以及在不同氮素水平下验证生物炭对土壤氮素的淋洗及迁移的影响.采用大田试验,设计5个处理,在磷肥和钾肥施用量相同的基础上,除对照(CK)处理不施生物炭与氮肥外,其余4个处理都添加1 600 kg/hm2的生物炭,施氮量分别为(N0)0、(N1)37.5、(N2)52.5和(N3) 67.5 kg/hm2,对植烟土壤氮素在0～20、20 ～ 40和40 ～ 60 cm土层施加生物炭,研究全氮、碱解氮、硝态氮和铵态氮质量分数的影响及其迁移规律,以及0～20cm土层微生物量氮的变化特征.结果表明:植烟土壤施用生物炭降低了0～ 20 cm以下土壤氮素质量分数,提高了植烟土壤对氮素的固定能力.与CK相比,增施生物炭的N0在0～20 cm以下土层,土壤全氮、碱解氮、硝态氮和铵态氮质量分数降低率最高达到11.21％、49.07％、42.29％和31.35％.而施氮量对植烟土壤全氮、碱解氮和铵态氮的影响,主要集中在0 ～ 20 em土层,且土壤氮素质量分数随施氮量的增加而增加,以N3处理各氮素指标质量分数相对最高,其全氮、碱解氮和铵态氮质量分数最高分别为2.10 g/kg、261.86 mg/kg和49.80 mg/kg.土壤硝态氮质量分数随土层加深而下降,在0 ～ 20 cm土层,以N3处理最高,达264.90 mg/kg;但不同氮水平下,硝态氮质量分数在20 ～ 40 cm土层差异较其他土层更显著.施用氮肥对植烟土壤氮素的影响主要表现在烟草移栽后前30 d.增施生物炭可以提高烟草移栽后60 d时土壤微生物量氮;而施氮量对微生物量氮熵的影响主要表现在烟草移栽30 d之后.施氮量对植烟土壤氮素的影响主要表现在0～20 cm土层,且在烟草生育前期效果显著.生物炭可以明显抑制植烟土壤本身及低量氮肥施用下氮素淋失迁移,但在高量氮肥施用下的抑制作用不明显.在豫中烟区,以生物炭配施氮肥67.5 kg/hm2施肥措施,最利于植烟土壤氮素提高.     

不同轮作和氮肥分配季节下土壤氮素供应和油菜氮素吸收差异

【目的】土壤氮素供应受到土地利用方式影响,明确土壤氮素供应特性是合理施肥的基础。研究不同轮作方式下油菜季土壤氮素供应特征和油菜氮素吸收规律,可以为油菜氮肥施用提供科学依据。【方法】本试验为同田对比田间试验,采用裂区试验设计,主处理为两种轮作方式,即水旱轮作 (水稻?油菜轮作) 和旱地轮作 (棉花稻?油菜轮作);副处理为氮肥 (N 150 kg/hm2) 施用季节。每种轮作方式下设3个氮肥施用季节处理,分别为:1) 两季均不施氮肥(N_0-0);2) 水稻/棉花季施氮,油菜当季不施氮(N_150-0);3) 水稻/棉花季不施氮,油菜当季施氮(N_0-150)。通过原位矿化培养方法测定油菜不同生育期土壤氮素净矿化量,同时测定油菜在不同生育期内氮素吸收量。【结果】与两季均不施氮相比,油菜季施氮,稻油轮作下土壤氮净矿化累积量显著增加101.2 kg/hm2,油菜氮素吸收增加76.8 kg/hm2;棉油轮作条件下,土壤氮净矿化累积量显著增加了110.0 kg/hm2,油菜氮素吸收增加96.2 kg/hm2。从分配比例上分析,在油菜苗期—薹期,稻油轮作土壤氮素净矿化量占累计矿化量的52.3%,棉油轮作为64.5%,棉油轮作高于稻油轮作;然而在油菜花期—成熟期,稻油轮作土壤氮素净矿化量高于棉油轮作。与土壤氮素净矿化相一致,在油菜苗期—薹期,棉油轮作油菜氮素吸收量比稻油轮作高37.1 kg/hm2,棉油轮作有利于油菜前期氮素吸收;而油菜生长后期稻油轮作比棉油轮作多吸收氮素18.2 kg/hm2。稻油轮作有利于油菜后期氮素吸收。【结论】棉油轮作条件下,残留棉花叶片养分释放快,有利于油菜生长前期 (苗期—薹期) 土壤氮素供应;而稻油轮作条件下,残留水稻根茬养分释放慢则有利于油菜生长后期 (花期—成熟期) 土壤氮素供应。因此棉油轮作有利于油菜前期生长,稻油轮作有利于油菜后期生长。稻油轮作条件下在油菜生长前期可适量增加氮肥供应,后期降低氮肥供应;棉油轮作下在油菜生长前期适量降低氮肥供应,后期增加氮肥供应。