施氮量对小麦氮代谢相关酶活性和子粒蛋白质品质的影响

在2003～2004年和2004～2005年小麦生长季,以强筋小麦济麦20为材料,分别设置N 0、96、168、240、276 kg/hm2 5个施氮量处理和0、96、168、240 kg/hm2 4个施氮量处理,研究不同施氮量对小麦氮代谢相关酶活性和子粒蛋白质品质的影响。两年度的试验结果均表明,在一定施氮量范围内,随施氮量增加,公顷穗数、穗粒数、蛋白质含量、子粒产量和蛋白质产量均显著升高;继续增加施氮量子粒产量显著降低,公顷穗数、穗粒数、蛋白质产量降低或无显著差异。其中2004～2005年生长季,在0～168 kg/hm2施氮量范围内,随施氮量增加,旗叶谷氨酰胺合成酶（GS）活性、开花21d后的旗叶內肽酶（EP）活性、旗叶游离氨基酸含量、子粒醇溶蛋白含量、高分子量谷蛋白亚基（HMW-GS）和低分子量谷蛋白亚基（LMW-GS）含量、HMW-GS / LMW-GS比值、子粒蛋白质含量、公顷穗数和穗粒数、子粒产量均显著升高,面团形成时间和稳定时间延长;继续增加施氮量至240 kg/hm2,GS活性无显著变化,但开花21 d后的EP活性、-醇溶蛋白、-醇溶蛋白、HMW-GS、LMW-GS和子粒蛋白质含量仍显著提高,面团稳定时间继续延长,子粒产量显著降低。说明施氮过多对小麦氮素同化和产量无益;提高开花后旗叶GS活性和灌浆后期旗叶EP活性,有利于HMW-GS和LMW-GS的积累及HMW-GS/ LMW-GS比值的提高。适量施氮不仅提高了子粒灌浆所需氮源的供给能力,而且显著增加公顷穗数和穗粒数,扩大了单位面积库容,增加了单位面积上的氮素和光合产物在子粒中的贮存,这是适量施氮实现子粒品质和产量同步提高的生理原因。本试验条件下高产优质高效的施氮量为168～240 kg/hm2。     

太湖地区稻麦轮作系统下施氮量对作物产量及氮肥利用率影响的研究

太湖地区过量施肥现象相当普遍, 导致 N 肥利用率低和 N 肥损失严重.为此,2004-2006年在中国科学院常熟农业生态实验站进行了连续稻麦轮作试验,研究不同施 N 量对该地区水稻和小麦产量及 N肥利用率的影响,以寻找较为适当的 N 肥施用量,该施 N 量即能使作物不减产,又要保持较高的 N 肥利用率.试验结果表明施 N 量超过150 kg/hm2 后,作物产量增加较少.当施N量从100 kg/hm2 增加到350 kg/hm2,连续3 年的水稻平均N肥吸收利用率(REN)为46.1% ～ 32.4%,两年小麦试验结果显示小麦的平均REN为 36.0% ～ 27.8%.相应的水稻和小麦的农学利用率(AEN)是15.0 ～ 5.56 kg/kg 和 17.1 ～ 6.91 kg/kg.研究还表明太湖地区水稻经济适宜施N量为209 kg/hm2,小麦是219 kg/hm2,在当地作物品种、气候条件和管理方式下,作物产量可分别达到8.2 t/hm2和4.7 t/hm2的高产,水稻的REN、N肥生理利用率(PEN)、AEN、N肥偏生产力(PFPN) 可保持为37.6%、29.5 kg/kg、11.0 kg/kg 和44.5 kg/kg;小麦则是31.4%、38.4 kg/kg、12.0 kg/kg和23.7 kg/kg.显然,适宜的施N量不仅没使作物减产,而且保证了作物最大的经济效益,并保持了较高的N肥利用率.     

施氮量对间作玉米土壤硝态氮累积量及氮肥利用率的影响

通过田间定位试验,监测了不施氮和不同施氮水平(分别为210、420和630kg.hm-2)下间作玉米各关键生育时期0～200cm土层硝态氮累积量的动态变化、玉米产量及其构成,计算分析了间作玉米的氮肥利用率。研究结果表明,间作玉米0～200cm土层土壤硝态氮累积量总体表现为0～60cm土层>60～200cm土层。0～60cm土层土壤硝态氮累积量呈"M"形变化,即玉米播种前和玉米大喇叭口期出现高峰,小麦播种前、玉米拔节期和玉米收获后出现低谷。60～120cm和120～200cm土层土壤硝态氮累积量呈倒"V"形变化,总体在玉米大喇叭口期前后出现高峰值,210～630kg.hm-2施氮处理下120～200cm土层的硝态氮累积量较不施氮处理分别高出149.1%、115.6%和126.3%。随着施氮量的增加,间作玉米穗长、穗粒数、穗重呈增大趋势,秃顶呈降低趋势,增产幅度依次减小,氮肥利用率依次降低。     

新型氮肥及施氮量对玉米产量和氮素吸收利用的影响

以玉米品种先玉335为供试材料,采用田间小区试验研究新型氮肥(控失尿素和腐植酸尿素)及不同施氮量对玉米产量和氮素吸收利用的影响。结果表明,3种氮肥均显著提高玉米产量且玉米产量随着施氮量的增加而增加。其中以控失尿素增产效果最好,并在施氮量为250 kg/hm~2时获得最高产量,与不施氮相比增产达93.7%(P0.05),较普通尿素和腐植酸尿素分别高了33.5%(P0.05)和7.4%;地上部吸氮量较普通尿素高了41.5 kg/hm~2,氮肥利用率较普通尿素高出21.3%。其次是腐植酸尿素,施氮量为250 kg/hm~2时获得最高产量,较普通尿素高了26.1%(P0.05);地上部吸氮量比普通尿素提高31.9 kg/hm~2,氮肥利用率提高15.3%。控失尿素和腐植酸尿素较普通尿素,在提高玉米产量及秸秆产量、玉米氮素吸收和氮肥利用率等方面有较为显著的效果。在施氮量为250和300 kg/hm~2时,控失尿素处理的玉米产量要高于腐植酸尿素处理,控失尿素的增产效果要略优于腐植酸尿素。供试的3种氮肥中,以控失尿素的增产效果最好,在施肥量为250 kg/hm~2时获得最高产量。3种氮肥对土壤全氮含量影响较小,随着施氮量的增加土壤全氮含量无显著差异;不同氮肥种类间土壤全氮含量均值表现为控失尿素最高,其次是腐植酸尿素,普通尿素最低。综上,新型氮肥与普通尿素相比不仅可以显著提高玉米产量,还能够降低氮肥损失、减少污染、提高氮肥利用率,实现农业可持续发展。     

不同土壤肥力水平下施氮对甘薯产量与氮肥利用率的影响

为探明不同土壤肥力条件下施用氮肥对甘薯产量和氮肥利用率的影响,选取鲜食型甘薯品种烟薯25号为试验材料,采用大田试验,研究了施氮对不同土壤肥力下甘薯产量及产量构成因素、干物质积累规律和氮肥利用率的影响。结果表明:不施氮条件下,甘薯蔓数、最大蔓长度、叶面积指数和产量均表现为高肥力中肥力低肥力(P0.05)。3种土壤肥力条件下,增施氮肥均能显著增加甘薯蔓数、最大蔓长度和叶面积指数(P0.05),但对最大蔓节间数影响不显著。高肥力、中肥力和低肥力地块分别在施氮量为50,100,150kg/hm~2时获得最高产量,分别较不施氮处理(N0)增产16.06%,29.63%和33.33%。与地力条件无关,增施氮肥均能提高甘薯地上部干物质累积量。中、低土壤肥力条件下,甘薯氮累积量随施氮量增加逐渐增加,而高土壤肥力条件下呈先增加后降低的趋势;高肥力地块氮肥利用率随施氮量增加而逐渐降低,中肥力地块先增加后逐渐降低,在100kg/hm~2时氮肥利用率最高,低肥力地块逐渐增加。综合产量和氮肥利用率,可知高肥力、中肥力和低肥力地块甘薯适宜施氮量分别为50,100,150kg/hm~2。     

兼顾产量和氮肥利用效率的间作体系小麦最适施氮量分析

探究小麦蚕豆间作体系下的小麦最适氮肥施用量,建立作物产量和氮肥利用效率协同提高的间作体系氮肥管理策略。通过2年的田间定位试验,在N 0、90、180、270 kg/hm² 4个小麦施氮水平下,研究了小麦蚕豆间作体系的产量效应、氮肥利用效率、兼顾产量与氮肥利用效率的小麦最适施氮量和推荐阈值,探讨了间作提高小麦产量和氮肥利用效率的关键土壤因子效应。结果表明,在4个施氮水平下,与单作小麦相比,间作小麦产量平均增加22.12%,产量可持续性指数平均增加3.68%,土地当量比平均为1.13,氮肥表观利用率平均增加18.44%,氮肥农学利用率平均增加9.64%,氮肥偏生产力平均增加21.14%。回归分析结果表明,小麦间作最高产量施氮量较单作平均减少3.28%,增产18.76%。以小麦相对产量的85%～90%作为氮肥施用量的推荐范围,小麦单作氮肥推荐阈值为101～128 kg/hm²,间作小麦氮肥推荐阈值为90～117 kg/hm²,小麦间作较单作施氮量减少9.40%～12.22%,小麦产量增加18.20%。综合小麦产量和氮肥利用效率...     

施氮水平对水稻氮肥利用率和径流负荷的影响

氮肥的过量施用导致显著的氮素损失,降低了环境质量。减少氮肥投入使其与作物需求相匹配对于保持农业生产的可持续发展具有至关重要的作用。为了评估不同施氮水平对水稻生产过程中的氮肥利用率和径流负荷的影响,利用长期实验基地开展了相关研究,实验共设置了4个施氮水平,即0、100、200和300 kg/hm~2。结果显示,随着施氮量的增加,粮食产量显著提高,而农学效率和偏肥生产力却呈相反趋势。作物地上部氮肥回收率则呈先增加后减少的趋势,并在200 kg/hm~2时达到峰值;氮素径流损失随施氮量的增加而增加。     

持续减量施氮对冬小麦土壤硝态氮含量和氮肥利用效率的影响

连续两个生长季（2008/2009和2009/2010）对小麦（济麦22）进行不施氮T1、减量施氮T2（180kg·hm-2纯氮）和按农民习惯施氮T3（315kg·hm-2纯氮）3种施肥处理,2008/2009年度各处理分别为T11、T21、T31,2009/2010年度为T12、T22、T32。观测小麦旗叶光合速率、产量、土壤硝态氮含量,分析连续处理两个生长季后各处理氮肥利用率RE N、氮肥农学效率AE N、氮肥生理效率PE N和氮肥偏生产力PFP N的差异。结果表明,（1）第一生长季T21与T31处理相比,第二生长季T22与T32处理相比,小麦旗叶光合能力和产量均未显著下降,但均显著高于不施氮处理（P〈0.05）。（2）持续2a减量施氮处理（T22）后,小麦成熟期0-200cm土层硝态氮含量分别比T32和T21显著下降32.2%和26.7%（P〈0.05）。（3）持续2a减量施氮处理T22的RE N、AE N、PE N和PFP N均显著高于T32,与第1年减量施氮处理T21相比,T22的RE N、AE N和PE N显著升高（P〈0.05）,但PFP N变化不显著。研究表明连续减氮处理未显著降低小麦开花后旗叶的光合能力和产量,但降低了地下水污染的风险,同时提高了各项氮肥利用效率指标,因而180kg·hm-2纯氮的施氮量可作为小麦持续高产条件下的推荐施肥量。研究结果可为氮肥高效利用和冬小麦栽培的可持续发展提供理论基础。     

施氮量对冀西北春玉米氮肥利用率和土壤硝态氮时空分布的影响

在田间条件下研究了施氮量对春玉米产量、氮肥利用率和土壤硝态氮时空分布的影响,旨在为冀西北春玉米氮肥优化管理提供理论依据。研究结果表明,春玉米产量随施氮量的增加而提高,当施氮量高于225 kg/hm2时,春玉米产量和氮肥利用率显著降低。从春玉米播种前到收获后,不施氮处理0-90 cm各土层硝态氮含量不断降低,施氮处理0-30 cm和30-60 cm土层硝态氮含量呈先上升后迅速下降并保持稳定的趋势,而60-90 cm土层硝态氮在春玉米生长后期有增加的趋势;春玉米收获后随着土层深度的增加,硝态氮呈波浪式下降,施氮量300,375 kg/hm2处理60-90,120-150,150-180 cm土层硝态氮含量显著高于其它处理。随着施氮量的增加,春玉米0-90,90-180,0-180 cm土层硝态氮累积量均呈增加趋势,高施氮量土层累积的硝态氮存在着更大的淋溶风险。因此,综合分析氮肥用量对春玉米产量、氮肥利用率的影响,并考虑土壤硝态氮时空分布下的环境风险,合理的施氮量应控制在195~225 kg/hm2之间。     

施氮量、土壤和植株氮浓度与小麦赤霉病的关系

【目的】赤霉病已成为影响小麦产量和品质的重要病害之一,为了解施用氮肥对小麦赤霉病的影响,本文通过研究不同施氮水平下小麦赤霉病的发病情况,探索施氮、土壤供氮、植株氮浓度与小麦赤霉病的关系。【方法】采用田间小区试验,以多穗型豫麦49-198(YM49-198)和大穗型周麦16(ZM16)为供试品种,设N 0、120、180、240、360 kg/hm25个施氮水平(N0、N120、N180、N240、N360),根据"小麦赤霉病测报技术规范"调查小麦赤霉病的发病情况。【结果】土壤硝态氮含量及0—90 cm土层土壤硝态氮累积量均随施氮量的增加而增加,小麦收获期N0、N120、N180处理0—30 cm土层硝态氮含量及0—90 cm累积量差异不显著,但显著低于N240和N360处理。两个品种小麦赤霉病病穗率和病情指数(DI)随施氮量的增加而增加,各处理间差异显著;豫麦49-198施氮处理的病穗率和DI比不施氮处理分别增加29.5%~132.0%和35.9%~225.2%,周麦16施氮处理的病穗率和DI比不施氮处理分别增加42.4%~161.8%和41.7%~206.9%;两个品种小麦N180处理赤霉病的病穗率和病情指数与N0、N120差异较小,显著低于N240和N360;周麦16较豫麦49-198发病严重,各处理的病穗率和病情指数比豫麦49-198分别高出7%~25%和28.0%~63.6%。小麦赤霉病病穗率和DI与硝态氮含量显著正相关,与0—90 cm硝态氮累积量呈线性正相关。孕穗期、开花期和灌浆期茎基部硝酸盐含量和拔节期~开花期植株的全氮含量各处理间差异较大,且与小麦赤霉病病穗率和DI显著线性正相关。【结论】土壤硝态氮含量及累积量随施氮量增加而增加,小麦收获后施氮量低于N 180 kg/hm2时土壤中硝态氮残留较低,赤霉病发病较轻。小麦赤霉病病穗率和病情指数随施氮量的增加而增加,说明施氮量过高会加重小麦赤霉病病害;小麦拔节期~开花期的氮浓度过高会加重赤霉病病害,因此在这一时期,适宜的施氮量、土壤硝态氮和植株氮浓度在赤霉病发生年份可以减轻病害,综合考虑土壤硝态氮残留、产量和赤霉病害等因素的适宜施氮量为N 180 kg/hm2。     

春玉米产量、氮肥效率及土壤矿质氮对施氮的响应

为了提高氮肥增产效益,减少对环境的污染,通过田间试验研究了施氮量对春玉米产量、氮肥效率及土壤矿质氮的影响。结果表明,施氮量较低时,春玉米籽粒产量随施氮量增加显著增加,当施氮量高于180 kg·hm-2时,产量保持不变或有减少趋势。氮肥农学利用率、氮素吸收效率、氮素偏生产力和氮收获指数均随着施氮量增加显著降低,氮肥表观利用率和氮肥生理利用率均先增加后降低。从苗期到收获期,施氮处理0~60 cm土层硝态氮含量呈现"上升—下降—上升—下降—稳定"的变化趋势,而60~120 cm土层硝态氮在春玉米生长后期有增加的趋势。随着土层加深,土壤硝态氮含量呈波浪式下降,施氮量240 kg·hm-2和300 kg·hm-2处理在60~100 cm土层硝态氮含量均显著高于其他处理。随着施氮量增加,0~120 cm土层硝态氮累积量显著增加,当施氮量超过240kg·hm-2时,土层中累积的硝态氮存在着较大的淋溶风险。综合考虑产量、氮肥效率和环境效应,179~209 kg N·hm-2是本试验条件下春玉米的合理施氮量。     

Relationship between Nitrogen Use Efficiency and Response Index in Winter Wheat

Although nitrogen use efficiency (NUE) of small grains is well documented at 33% worldwide, there has been little research relating NUE to yield factors. This study examined the relationship between NUE and the response index at harvest (RI_HARVEST) of winter wheat (Triticum aestivum L.). Yield data from a long-term fertility study established at Lahoma, Oklahoma in 1971 was used to explore the relationship. In this report, six nitrogen (N) rates at non-limiting levels of P and K were evaluated. Regression analysis showed a positive relationship between NUE and RI_HARVEST for all years across all N rates (r² = 0.37). But this relationship was improved (r² = 0.45) when both RI_NDVI and RI_HARVEST were included in the model. The linear relationship between NUE and RI_HARVEST was significantly improved, when yield data and corresponding NUE were separated according to the annually applied fixed N rate. As the N rate increased the resulting slope of the relationship between NUE and RI was reduced. These analyses also demonstrate that temporal variability in NUE exists and that NUE can be predicted.     

土壤肥力和尿素用量对黑土硝化作用的影响

通过室内培育试验,研究了黑土中铵态氮、硝态氮含量和硝化率随土壤肥力和尿素施用量的变化规律,以明确土壤肥力和尿素施用量对黑土硝化作用的影响。结果表明:黑土有机碳含量从16.0 gkg-1增加到60.9 gkg-1,铵态氮含量降低了27.7%,而硝态氮含量则升高了50.6%;尿素用量从N 120 mg kg-1提高到N 1200 mg kg-1,黑土中铵态氮和硝态氮含量分别增加了2262.7%和425.7%。施用尿素条件下黑土硝化率在30.1%~89.4%之间。黑土有机碳含量从16.0 gkg-1增加到60.9g kg-1,硝化率升高了58.1%;而尿素用量从N 120 mg kg-1提高到N 1200 mg kg-1,硝化率降低了48.0%。说明黑土硝化作用强度随土壤有机碳含量升高而增强,随尿素施用量增加而降低。     

不同类型氮肥与施氮量下夏玉米水、氮利用及土壤氮素表观盈亏

以两个夏播玉米品种为材料，研究了不同类型氮肥与不同施氮量下华北平原夏玉米的水分与氮素利用及土壤氮素表观盈亏．结果表明：（1）随施氮量增大．产量、耗水量及水分生产效率（WPE）增大，氮肥利用率（NUE）降低；（2）夏玉米WPE与NUE具有较明显的基因型差异。WPE郑单958较大。NUE农大108较大；（3）wPE与NUE均受到氮肥类型的影响．WPE郑单958复合肥〉普通尿素〉包膜尿素．农大108处理间差异较小，以复合肥略大，普通尿素和包膜尿素相当。与普通尿素相比，包膜尿素与复合肥利用率较高，郑单958施N90kg／hm^2与农大108施N180kg／hm^2时，两者对NUE的提高尤为明显；（4）本试验条件下，经过夏玉米生长季，两品种各处理均出现土壤氮素表观亏缺，亏缺量随施氮量增大而降低，各条件下郑单958亏缺量较农大108大；氮肥类型间土壤氮素表观亏缺量表现为复合肥〉包膜尿素〉普通尿素。     

不同土地利用方式对土壤养分及肥力的影响

以山东省临沂市四种典型土地利用方式为例,分析不同土地利用方式对土壤养分及肥力的影响.结果表明:不同土地利用方式对有机质(OM)含量具有显著影响,而对pH、全磷(TP)、全氮(TN)、全钾(TK)和土壤颗粒组成无显著影响.不同土地利用方式土壤OM含量由高到低顺序为:水田>未利用地>林地>旱地;TN含量由高到低顺序为:未利用地>林地>水田>旱地;TP含量由高到低顺序为:未利用地>旱地>林地>水田;TK含量由高到低顺序为:林地>水田>旱地>未利用地.相关分析表明,旱地各养分之间的相关系数要大于水田、林地和未利用地,不同土地利用方式对TP和TN之间的相关系数无影响.主成分分析表明,旱地、水田、林地和未利用地综合肥力指标F值大小顺序为:水田(0.86)>林地(0.78)>旱地(0.51)>未利用地(0.43).     

土壤供保氮能力决定稻田氮肥增产效果和利用率

黑龙江五常和江苏常熟分属我国东北和华东单季稻区优质粳米的代表性产地,但五常维持水稻高产所需氮肥投入量通常远低于常熟而其增产效果优于常熟。由于两地水热条件、作物品种、农田管理和土壤类型均不同,究竟是何原因导致这种区域差异尚不清楚。为探究土壤因素的影响,在两地稻田分别取黑土型水稻土(BS)和乌栅土(WS),设不施氮(CK)、低氮和高氮(N 150和300 kg·hm^-2标记尿素)处理,开展盆栽试验,比较水稻产量、氮肥利用及总损失的土壤差异,并结合室内淹水矿化培养试验,研究两种水稻土氮素矿化特征。结果发现：在相同气候和水稻品种及管理条件下进行的盆栽试验中,各处理水稻产量、氮肥增产效果及地上氮素吸收累积量BS均优于WS,差值法氮肥利用率BS较WS高出20.0～28.7个百分点,然而¹⁵N示踪法氮肥利用率BS却仅较WS高5.56～8.01个百分点。尽管施氮后水稻吸收土壤氮均增加,但BS土壤来源氮增量较WS高95.0%～215%。根据CK和相应施氮处理水稻地上部土壤来源氮差值可计算土壤氮素表观激发量在BS为173～354 mg·pot^-1