不同施肥措施对冬小麦灌浆期氮素吸收分配的影响

以黄淮海平原国家潮土土壤肥力与肥料效益长期监测站为平台,研究了长期不施肥(CK)、氮钾配施(NK)、氮磷钾配施(NPK)、氮磷钾配施有机肥(MNPK)或秸秆(SNPK)5种施肥措施对灌浆期冬小麦吸收利用氮素的影响.研究结果表明,在等氮量条件下,施氮量为N 165 kg/hm2时,NPK、MNPK、SNPK处理有利于小麦在灌浆阶段维持田间较高的群体数和干物质的积累量;其中MNPK、SNPK处理较NPK处理有利于小麦灌浆阶段在茎、鞘器官的生长和干物质积累.在氮素吸收方面,NPK、MNPK、SNPK处理有利小麦灌浆期茎、叶、鞘、穗等器官对氮素的吸收、分配和累积.与CK处理相比,施无机氮、有机氮分别为N 49.5、115.5 kg/hm2时,MNPK、SNPK处理可以延长灌浆高峰期7天左右;而施无机氮为165 kg/hm2时,与CK处理相比,NPK、NK处理可以延长14天左右.在花后1 ～ 14天,MNPK、SNPK处理在茎、穗部位氮素吸收累积量要高于NPK处理,其中穗部差异分别达到P≤0.05显著水平、P≤0.01极显著水平;在花后21 ～ 35天,NPK处理在叶、籽粒部位氮素吸收累积量要高于MNPK、SNPK处理,其中叶部差异均达到P≤0.05显著水平或P≤0.01极显著水平.此外,在灌浆期MNPK处理在穗部氮素累积量要高于SNPK处理.总之,在本试验条件下,无机有机肥配施应适当加大无机氮肥的供应量以弥补小麦灌浆中后期起氮肥供应不足的现象.     

氮肥水平对玉米灌浆期穗位叶光合功能的影响

本文在棕壤长期定位实验的基础上,测定了不同水平氮肥处理下灌浆期玉米（郑单958）穗位叶气体交换和叶绿素荧光等光合参数以及SPAD值。结果表明, 施用氮肥可以引起荧光诱导曲线（OJIP曲线）显著变化,其中K、 J 和 I 点的荧光强度值明显降低;施用氮肥显著提高捕获的激子将电子传递到电子传递链中QA下游的其他电子受体的概率（o）和以吸收光能为基础的性能指数（PIABS）,显著降低K点的可变荧光Fk占振幅Fo-Fj 的比例（Wk）和J点的可变荧光Fj占振幅Fo-Fp 的比例（Vj）,说明PSⅡ反应中心电子传递链综合性能以及供体侧和受体侧的电子传递能力均明显提高,并且可以看出受体侧性能的改善大于供体侧;随着施氮量的增加,PSⅠ的最大氧化还原活性I/Io呈先升后降的趋势变化,说明适量施氮可以增强P700的最大氧化还原能力,并可以显著提高叶片PSⅠ与PSⅡ两个光系统之间的协调性Ф（PSⅠ/PSⅡ）。     

不同氮素形态对茅苍术光合特性和光合氮素利用效率的影响

研究不同氮素形态对茅苍术光合特性和氮素吸收的影响,为其栽培氮肥高效利用提供理论依据。以一年生茅苍术为材料,研究不施氮肥、施用硝态氮、铵态氮和酰胺态氮对茅苍术叶片光响应曲线和光合氮素利用效率的影响。结果表明,施用氮肥可不同程度改善叶片光合特性,其中硝态氮处理的叶绿素含量、表观光量子效率、最大净光合速率,光饱和点、净光合速率、气孔导度、蒸腾速率均最高,但其光补偿点和胞间二氧化碳浓度显著低于铵态氮和酰胺态氮处理。同时,硝态氮处理能显著增大叶面积、降低比叶重,促进植株生长,使得其整株生物量比铵态氮和酰胺态氮处理提高6.89%和17.05%。此外,硝态氮处理还增加叶片氮素含量,提高光合氮素利用效率,分别比铵态氮和酰胺态氮处理提高2.43%和6.76%。可见,茅苍术光合特性对硝态氮更敏感,施用硝态氮肥能改善光能特性,促进氮素高效利用。     

氯化胆碱对玉米光合性能的促进效应

研究了喷施不同浓度(0,200,300,500和1000ppm)氯化胆碱(CC)对玉米(Zeamays L.cv.Yu Dan 358)光合性能之影响。经200,300或500ppmCC 处理的玉米叶内叶绿素含量增加,光合速率明显高于对照.作为 C_4植物光合作用的关键酶即 PEP 羧化酶、苹果酸酶等活性明显提高,离体叶绿体的人工电子传递链活性亦被促进,离体条件下的乙醇酸氧化酶活性显著降低,叶绿体基粒片层的发育被明显促进。百粒重和小区产量极显著地高于对照,籽粒总糖量有所提高,以可溶性糖含量提高尤为显著。     

氮素水平对甜菜功能叶片光合特性的影响越

采用甜研七号(偏高糖型)和甜研八号(偏丰产型)甜菜作为试材,在5个氮素水平(0、60、120、180和240kg/hm2)下,研究了甜菜功能叶片(第15片真叶)在生育进程中和不同叶龄下的叶绿素含量、光合特性的变化动态及其对块根产量、含糖率及产糖量的影响。结果表明：随着生育进程,叶绿素含量、光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)等光合特性指标均为单峰曲线变化,在叶片完全展开后第21天达到最大值,而后逐渐降低,2个品种均表现为这一趋势。单一叶龄(以21d叶龄为例)在0~120kg/hm2施氮水平下,叶绿素含量、光合速率(Pn)随施氮量增加而增加,过量施氮则增长不显著。在生育进程中,叶绿素含量、光合速率(Pn)同块根产量均表现为极显著正相关。以甜研七号为例,相关系数分别为R=083**和R=093**;同产糖量呈显著正相关,相关系数分别为R=085*、R=086*;蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)同产质量的相关性基本与光合速率(Pn)相同,胞间CO2浓度(Ci)则与其他光合特性指标均呈极显著负相关;21d叶龄下,两品种的叶绿素含量、光合速率(Pn)同块根产量均表现为显著正相关或极显著正相关。     

灌浆期涝害对小麦旗叶光合特性影响及降渍恢复效应

2015-2016年以小麦品种烟农19为材料,采用盆栽实验研究灌浆期持续6d和9d涝害处理对旗叶光合特性的影响及水分胁迫解除后旗叶光合特性的变化。结果表明：灌浆期涝害会显著降低小麦旗叶的净光合速率（P＜0.05）,但不同处理下降的幅度存在差异;涝害6d处理（WL6）和涝害9d处理（WL9）净光合速率分别降至正常水分处理（对照,CK）的82.0%和71.5%;水分胁迫解除后3d,WL6处理的净光合速率得到恢复,与CK表现一致,而WL9处理的旗叶净光合速率与CK差异显著,仅恢复至CK的86.3%。涝害阶段及水分胁迫解除后3d,小麦旗叶SPAD值的变化趋势与净光合速率基本保持一致。与涝害9d处理相比,涝害6d处理进行降渍以后,小麦叶片的光合特性能得到较好恢复。涝害期间,WL6处理的旗叶胞间CO₂浓度较对照显著升高,表明涝害6d后旗叶净光合速率下降的主要原因是由于非气孔因素所致;WL9处理气孔导度显著下降的同时,胞间CO₂浓度却无显著变化,说明涝害9d后小麦叶片的低光合作用主要也是受到了非气孔因素的影响,与叶片气孔的张开程度无关。     

小麦氮素营养与籽粒灌浆期氮素转移的研究进展

对小麦氮素营养与籽粒灌浆期氮素转移研究进展进行了综述。过去进行的大量研究结果表明,小麦籽粒最终累积的氮素有相当一部分来自于灌浆期间营养器官中氮素的再转移,来自营养器官氮(内源氮)与土壤中新吸收氮(外源氮)的比例基本上是1:2。因此,花后营养器官氮素营养水平是决定小麦籽粒产量、籽粒中氮素累积量和蛋白质含量的一个重要因素。灌浆期间营养器官氮素向籽粒发生转移的同时,常常伴随着叶片光合性能的下降和叶片的衰老。不同基因型品种在灌浆期的氮素转移程度不同,表现为随品种演替,旗叶、茎秆和叶鞘中氮素的输出率增加,而转移氮对籽粒氮的贡献率却下降。氮收获指数(NHI)可以描述植物向籽粒分配氮的能力,是衡量作物对氮利用效率的指标。氮收获指数存在显著的基因型差异,虽然现代小麦品种吸氮量高于古老品种,但氮收获指数在现代和古老小麦品种间的差异因不同研究者而异,有的认为现代品种高于古老品种,但也有人认为与年代无关;小麦氮收获指数一般在0.55～0.80之间,很少超过0.8。过去对小麦籽粒灌浆期间的氮素转移虽然进行了大量研究工作,取得了许多重要进展,但仍有许多问题需要进一步深入研究,如根冠关系和灌浆过程中氮素转移的相互关系,田间个体和群体调控及不同高产栽培模式下灌浆过程中氮素转移的     

氮素调控对寒地玉米氮素吸收与叶片SPAD值影响的初探

由于氮肥分配比例和施用时期不当,以及没有确定氮肥追肥时期的量化指标等原因,造成了氮肥利用率较低。试验通过对玉米进行氮素(追肥时期、追肥量)的优化,研究不同叶龄期玉米叶片叶绿素(SPAD值)及氮素积累动态的变化规律,确定玉米追肥时期的叶绿素阈值,对玉米进行调控和优化定量施肥。结果表明,玉米最佳追氮时期为十叶期,在此时期,玉米穗位叶SPAD值虽然逐渐降低,但上位叶在抽雄期达到最大,然后下降。玉米全株氮素积累逐渐增加。在十叶期追氮,高氮处理(150 kg/hm2)玉米的产量最高。     

钾肥对不同抗虫棉品种叶片光系统Ⅱ性能的影响

【目的】通过对不同抗虫棉品种功能叶叶片PSⅡ性能和有关参数的研究,探讨钾影响棉花叶片光合系统的机理,以期为棉花的钾肥施用提供科学依据。【方法】选用三种抗虫棉岱字棉99B (DP99B)、鲁棉研21(L21)、冀棉169 (J169)为供试材料。设2个施钾水平:施硫酸钾240 kg/hm^2 (K)和不施钾(CK)。于棉花见蕾期,利用便携式LI-6400XT光合仪测定了净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、胞间CO_2浓度(C_i)。利用M-PEA型植物效率仪快速测定了叶绿素荧光动力学曲线(OJIP曲线)相关参数, PSⅡ反应中心单位活化截面积还原QA的激发能(TR_o/CS_m)、活性反应中心数目(RC/CS_m)、反应中心捕获的激子将电子传递到电子传递链中QA下游的其他电子受体的比例(Ψ_o)以及PSⅡ性能指数(PI_abs),PSⅡ单位反应中心热耗散掉的能量(DI_o/RC)、K点的可变荧光F_k占振幅F_j-F_o的比例(W_k)以及J点的相对可变荧光(V_j)。利用JIP-test进行了叶绿素荧光动力学曲线(OJIP曲线)的参数分析。【结果】施钾对三个棉花品种叶片的P_n、G_s、叶绿素含量、PSⅡ反应中心单位TRo/CS_m、RC/CS_m、Ψ_o以及PI_abs均有显著的提高作用,同时显著降低了PSⅡ的DI_o/RC、K点的W_k以及J点的V_j。施钾后,岱字棉99B (DP99B)、鲁棉研21 (L21)、冀棉169 (J169)的Pn在2016年分别提高了9.60%、19.84%、11.85%,2017年分别提高了9.14%、18.48%、9.60%;PSⅡ的整体性能(PI_abs)分别增加了10.79%、17.93%、14.04%。【结论】施用钾肥有利于提高不同棉花品种叶片PSⅡ反应中心电子供体侧和受体侧以及PSⅡ反应中心电子受体侧之后的电子传递链性能,从而有效提高PSⅡ的整体性能,最终增强了叶片的光合能力。三个品种相比,施钾对L21光合系统的整体改善效果优于DP99B和J169。由此可见,在实际生产中,可以根据不同棉花品种对钾的敏感性合理施钾。但由于我国棉区较多,生产条件差异大,这一结论需在不同的种植区进行进一步验证。     

施氮对不同种植密度下夏玉米产量及子粒灌浆的影响

以夏玉米杂交种郑单958为材料,在不同种植密度(52500、67500、82500株/hm2)及不同供氮水平(0、120、240、360kg/hm2)下对玉米子粒产量、产量构成、植株地上部干物质积累、子粒灌浆动态及灌浆过程中的物质代谢状况进行了研究。结果表明,不同施氮水平及种植密度下子粒产量的差异主要是由穗粒数所决定。产量及穗粒数的形成与植株地上部干物质积累密切相关,施氮可明显促进植株地上部干物质积累量的增加。穗顶部与中下部子粒的灌浆动态及物质代谢具有明显的不同,授粉后5～20d,顶部子粒灌浆体积、干重、灌浆速率、总可溶性糖、蔗糖、淀粉含量均明显低于中下部子粒;同化物供应的差异是导致顶部与中下部子粒发育差异的一个重要原因。顶部子粒灌浆体积、干重、总糖、淀粉含量施氮处理高于不施氮处理;施氮可明显促进同化物的积累及向顶部子粒的供应,促进顶部子粒灌浆,减少败育,增加有效粒数,提高产量。     

长期定位施肥对夏玉米籽粒灌浆影响的模拟研究

在25年肥料定位试验的基础上,2006年对夏玉米籽粒灌浆过程进行了研究,旨在探讨玉米高产栽培措施。结果表明:在冬小麦夏玉米轮作条件下,随着肥料用量的增加穗粒数明显增加,其中化肥增加幅度为103.6～161.6%,秸秆的增加幅度较小为11.9～58.9%,化肥和秸秆配合施用穗粒数增加的幅度为105.7～159.6%。子粒干物质积累过程呈“S”型曲线,可用Logistic模型进行模拟,相关系数均达0.99以上。随着施肥量的增加,达到最大灌浆速率的时间延长,整个灌浆进程延长,但最大灌浆速率差异不显著。     

玉米灌浆期渍水对产量及氮磷淋失量的影响

为了阐明渍害对土壤养分淋失及产量的影响,采用测坑控制排水试验,研究了玉米灌浆期渍水对土壤溶液中全氮、全磷及玉米产量的影响。研究表明,玉米灌浆期渍水土壤溶液全氮质量浓度最大值出现在渍水后的第5天,渍水30cm和渍水50cm全氮质量浓度最大值分别达到2.037和1.833mg/L,全磷质量浓度在渍水后的3d达到最大值分别为0.163和0.148mg/L。渍水深度30cm超过3d和渍水深度50cm超过5d均会造成玉米产量显著减少。因此,在雨季适当控制地下水位和渍水天数对玉米灌浆期的籽粒形成非常重要。该研究可以为农田控制排水设计和管理提供依据。     

不同施氮量对冬小麦籽粒灌浆特性的影响

为了解氮素对冬小麦籽粒灌浆过程的影响,2010~2011年在河南温县试验基地进行田间试验,供试品种为平安8号和豫麦49-198(分别用PA-8和YM49-198表示),在120、180、240、360 kg·hm-24个施氮水平(分别用N120、N180、N240、N360表示)下,研究不同施氮量对冬小麦籽粒灌浆特征参数的影响。结果表明:施氮显著增加粒重并具有增产效应,施氮增加粒重的原因主要是延长活跃灌浆期和增加灌浆速率。适宜施氮量对增加快增期的灌浆天数效果显著,两个品种N240处理快增期对最终粒重的贡献率达到了58%,而且提高了灌浆后期的灌浆速率,N180和N240处理表现为明显高于其他处理。说明氮素具有调节灌浆速率、灌浆活跃生长期及灌浆3期划分的作用,提高粒重效果明显。     

基于近红外光谱的灌浆期玉米籽粒水分小样本定量分析

玉米灌浆期含水率测定是考种育种的重要指标。为了节约样本且快速准确测定灌浆期玉米水分,该文应用近红外光谱技术,提出了基于小样本条件下的自举算法(Bootstrap)与基于x-y距离结合的样本划分方法(SPXY,sample set partitioning based on joint x-y distances)相结合的样本优化方法的偏最小二乘(PLS,partial least square)水分定量分析模型Bootstrap-SPXY-PLS模型。试验结果表明,当Bootstrap重抽样本次数等于500,样本数量大于等于10时,模型的性能稳定,并且随着样本数量增加,重抽样本次数相对减少;样本数量为10和50时,全谱Bootstrap-SPXY-PLS模型的预测均方根误差(RMSEP,root-mean-square error of prediction)均值分别为0.38%和0.40%,预测相关系数(correlation coefficients of prediction)分别为0.975 1和0.968 5,决定系数R~2分别为0.999 9和0.993 6;基于竞争性自适应重加权采样算法(CARS,competitive adaptive reweighed sampling)波长变量筛选后的CARS-Bootstrap-SPXY-PLS模型的预测均方根误差RMSEP均值分别为0.36%和0.35%,预测相关系数分别为0.973 6和0.975 0,模型决定系数R~2分别为0.924 5和0.918 0。因此,全谱Bootstrap-SPXY-PLS模型和CARS-Bootstrap-SPXY-PLS模型均具有稳定的预测能力,为玉米育种时灌浆期种子水分测定提供了一种稳定、高效的方法。     

蘖穗氮肥追施比例对水稻灌浆成熟期 Rubisco 和 GS 同工型基因表达量的影响

【目的】 氮素营养影响着水稻灌浆过程中核酮糖-1, 5-二磷酸羧化酶/加氧酶 (Rubisco) 和谷氨酰胺合成酶 (GS) 基因转录表达量,研究其变化动态及其与不同形态氮含量的关系,旨在为阐明氮素营养对光合效率和籽粒蛋白质积累的影响分子调控机理提供理论依据。 【方法】 选用寒地粳稻穗数型高产品种和穗重型超级稻品种进行盆栽试验。施肥比例为 N∶P₂O₅∶K₂O = 1∶0.5∶1,氮肥 50% 作为基肥,其余作分蘖肥和穗肥追施,分蘖肥和穗肥比例为 10%∶40%、20%∶30%、30%∶20%、40%∶10%。分析了水稻灌浆过程中 Rubisco 和 GS 基因转录表达量及不同形态氮的积累动态。 【结果】 增加穗肥氮素施用量可显著提高水稻灌浆过程中叶片和籽粒的全氮、铵态氮、硝态氮含量;增加穗肥比例不同程度的上调了 Rubisco 大亚基和小亚基基因的 mRNA 表达量,其中OsRBCSL、OsRBCS2 和OsRBCS4 表达上调显著,OsRBCS3 和OsRBCS5 表达上调较小;穗肥比例增加延长了 Rubisco 各亚基基因高表达持续时间,增加了水稻灌浆中期和后期叶片中OsGS1;1 和OsGS2 基因的转录表达量以及籽粒OsGS1;1 基因的转录表达量和整个灌浆过程中OsGS1;3 基因的转录表达量。Rubisco 五个亚基基因的转录表达量与叶片 NO₃–-N 和全氮含量间以及叶片和籽粒中 GS 基因的转录表达量与 NH₄+-N 和全氮含量间均呈显著或极显著的正相关。 【结论】 在灌浆过程中OsRBCL 基因和 GS 基因的转录表达量变化动态不因品种或氮素营养不同而发生质的变化,不同基因对氮素营养的响应程度并不相同,增加叶片 NO₃–-N 和全氮含量,可以显著提高 Rubisco 基因的转录表达量,增加灌浆成熟期叶片和籽粒的 NH₄+-N 和全氮含量,可以显著提高叶片和籽粒的 GS 基因转录表达量。      

施氮与灌水对夏玉米产量和水氮利用的影响

通过田间裂区试验,研究了不同灌水量（900、 1200和1500 m3/hm2）和施氮量（0、 150、 210和270 kg/hm2）对夏玉米生长状况、 产量构成及水、 氮利用效率等的影响。结果表明: 当灌水量超过最低量 900 m3/hm2、 施氮量超过150 kg/hm2时,二者对玉米产量、 产量构成因素（穗粒数、 百粒重及穗粒重）和收获指数（HI）以及各生育期干物质积累量等均没有明显影响; 氮肥农学效率和氮肥偏生产力随氮肥用量的增加呈明显降低趋势; 灌水生产效率和水分利用效率随灌水量的增加也显著降低,二者均表现为900 m3/hm21200 m3/hm21500 m3/hm2。因此,在本试验条件下,以W900N150处理的水、 氮利用效率、 产量及其构成因素等较高,并且对环境造成潜在危害最小,为当地地域气候条件下夏玉米生产中节水减氮的较为适宜的水氮配比。     

施氮量和种植密度对高产夏玉米产量和氮素利用效率的影响

选用DH661和ZD958为试验材料,设置0、120、240、360 kg/hm2 4个施氮水平和60000、75000、90000株/hm2 3个种植密度,研究了施氮量和种植密度对高产夏玉米产量和氮素利用效率的影响。结果表明,与低密度60000 株/hm2相比,增施氮肥可显著增加90000株/hm2高密度下玉米的单株干物质积累量、群体干物质积累量、籽粒产量、总氮素积累量、氮素转运量。90000万株/hm2种植密度条件下,随施氮量增加,氮素转运效率及贡献率呈上升趋势,而氮肥偏生产力、氮肥农学效率、氮肥利用率呈下降趋势。本试验条件下,适量增施氮肥可以显著提高高种植密度下玉米的籽粒产量和氮素利用效率。综合考虑产量和氮素利用效率两因素,ZD958和DH661两品种获得高产适宜的种植密度为90000株/hm2,施氮量为240360 kg/hm2。     

Effects of different water regimes and nitrogen application strategies on grain filling characteristics and grain yield in hybrid rice

In order to optimize N application and understand how the different combinations of water and N management affect grain filling characteristics and yield, we designed three irrigation regimes (W₁ submerged irrigation, W₂ alternate irrigation, W₃ dry cultivation), and different N application strategies at 180 kg ha^?1 in 2010 and 2011. The relationship between grain filling characteristics and grain yield formation were respectively investigated. The results revealed that there were obvious interacting effects of irrigation regime and N application strategies on grain yield and grain-filling characteristics as well. Compared with W₁ and W₃ treatments, under W₂, the N-fertilizer should account for 30% base, 30% tillering, and 40% panicle fertilizer with the last being applied equally at 4th and 2nd leaves emerged from the top. Correlation analysis revealed that grain filling rate during middle grain-filling stage was the largest and contribute more than 50% to grain-filling. Grain yield was significantly related to grain filling rate (G_max or G_mean), final weight of a kernel (A), and mean grain filling rate (MGR) of the early, mid and late stages during grain filling in inferior spikelets, which is the important reason for water and N coupling effect further to increase yield and fertilizer use efficiency.     

春季施氮方式对小麦子粒灌浆的调控及其生理机制

以河北平原区主栽品种石新733和石麦12为材料,研究了春季节水灌溉条件下,等氮量下春季不同追施方式对小麦子粒灌浆特性的影响及其生理机制。结果表明,在适宜追氮量条件下,与拔节初期一次施氮处理（SF）相比,拔节初期和挑旗期两次施氮（DF）使灌浆期间强、弱势子粒的玉米素（Z）+玉米素核苷（ZR）含量、体积、鲜重和干重增加,但以弱势花子粒的增加幅度较大。DF提高了灌浆期间植株上位叶的可溶蛋白含量、可溶性糖含量和叶绿素含量,增加了灌浆期间的单茎绿叶面积和叶／粒比值;使成熟期供试品种的千粒重、单株穗粒重和抗旱性强的品种石麦12 产量均显著增加,表明春季分次施氮具有改善小麦子粒灌浆和增产的作用。研究还表明,分次施氮增大子粒库容和改善子粒灌浆特性与氮素后移增加子粒的Z+ZR含量有关。植株光合和群体质量的改善是分次施氮下供试品种强弱势子粒,尤其是弱势子粒粒重增加的重要生理基础;施氮方式对不同抗旱性小麦品种光合特性和子粒灌浆的调控效应有所不同。