渭北旱塬不同水肥优化模式对冬小麦产量及水氮利用效率的影响

水分不足和养分亏缺是限制渭北旱塬冬小麦生产的主要因素。采用大田试验方法,研究有限灌溉条件下不同施肥灌溉处理对渭北旱塬冬小麦产量及水氮利用效率的影响,旨在为渭北旱塬冬小麦高产及资源高效利用提供理论依据。结果表明,秸秆覆盖、增施有机肥与拔节期追氮补灌相结合的优化模式3与传统施氮灌溉及其他优化处理相比,小麦产量最高,达4 500kg/hm~2,水分利用效率和氮素利用效率较传统施氮处理分别提高21.9%和13.7%。优化水氮管理中,增加秸秆覆盖,冬小麦产量无显著增加,但水氮利用效率有所提高;而配施有机肥能显著提高小麦产量和水氮利用效率。总体看,优化水氮处理与传统施氮灌溉管理相比,在高产稳产前提下,能大幅降低灌水量并提高水氮利用效率。因此,在渭北旱塬水资源紧缺的背景下,优化施氮补灌、秸秆覆盖及配施有机肥相结合的优化水氮栽培管理模式可以大幅提高小麦产量及水氮利用效率,值得大力推广。     

营养型酸性土壤改良剂对氮素吸收利用的影响

营养型酸性土壤改良剂(以下简称NSM)施入氮、磷、钾养分水平差异较大的3种土壤,分别进行了土壤恒温培养试验和玉米盆栽试验。土壤恒温培养试验结果表明:酸性土壤施用NSM后,土壤碱解氮含量下降,提高了土壤对氮的保蓄能力,可以减少氮的淋失和挥发损失;玉米盆栽试验结果显示:酸性土壤施用NSM后,促进了玉米的生长和玉米对氮的吸收,提高氮的吸收利用效率。施用NSM后,养分水平较高的土壤1,氮吸收利用效率提高5.43%-12.31%;养分水平较低的土壤3,氮吸收利用效率提高5.14%-36.34%。     

不同栽培密度对博优225产量与氮利用效率的影响

以博优225为材料,研究了不同栽培密度对晚稻产量与氮利用效率的影响。结果表明,不同栽培密度显著影响晚稻的产量,其主要原因是提高有效穗数、每穗粒数、结实率;叶面积指数、单茎叶面积、冠层间的光照强度及干物质积累量和协调库源关系。在栽培密度0.2 m×0.3 m条件下,施氮180 kg/hm2的增产效果最好,达到8.682 t/hm2;不同栽培密度显著影响晚稻氮利用效率,其中在栽培密度0.2 m×0.3 m下施氮180 kg/hm2,氮肥效率、氮素利用效率最高,分别为48.23、53.85 kg/kg。因此,适宜的栽培密度有利于改善晚稻库源关系,提高产量、氮肥利用率与氮利用效率。     

水氮耦合对冬小麦不同生育期干物质积累量及水分利用效率的影响

采用完全随机区组设计,利用当地主栽品种潍麦8号通过大田小区试验,研究水氮耦合对冬小麦不同生育期干物质积累量及水分利用效率的影响。结果表明,在返青-拔节期,灌水、施肥可提高冬小麦的干物质量及水分利用效率;拔节-扬花期,灌水对干物质积累影响不大,在高水处理下反而降低,从而水分利用效率降低;扬花-灌浆期,高水高氮(W2N2)处理的干物质量最大,而作物水分利利用效率(WUE)在低水水平下较高。综合来看,本试验条件下,中水高氮处理(W1N2)是提高冬小麦生育期干物质量和水分利用效率的最佳方案。     

江阴市小麦精确施氮效果研究

为完善江阴市小麦精确施氮技术指标体系,提高氮肥利用效率,于2010-2011年在江阴市黄白土上开展了小麦精确施氮效果试验。结果表明,精确施氮对提高小麦产量和氮肥利用效率有非常明显的作用,与常规施氮相比,精确施氮可增收小麦98.5kg/667m2,增产率达到32.3%,提高氮肥利用率12.6个百分点,生产100kg小麦籽粒需氮量为2.67kg。     

广西主要玉米自交系氮利用效率评价

[目的]对低氮胁迫和正常施氮条件下玉米植株的生理指标、产量性状与耐低氮的关系进行研究,为玉米自交系氮利用效率进行有效评价提供参考.[方法]以96份广西主要玉米自交系为材料,通过两年一点两个水平的田间试验,鉴定玉米自交系在低氮和正常氮水平下的产量、吐丝期穗位叶SPAD值、低氮农学利用效率(LNAE)、株高、穗粒数、百粒重和ASI值等性状指标,分析它们之间的相关关系,计算遗传力等,对玉米自交系氮利用效率进行有效评价.[结果]在低氮和正常施氮条件下,各性状遗传变异较大;铁7922、9046、金黄55、P1201-1-1-6、89-1、D黄212、Su137-3P798-1-3-1-3、M017和越F1-1等玉米自交系氮利用效率较高,应充分利用.低氮条件下,各遗传力较高,正常氮下则较低;穗粒数与产量相关性最高,达0.76.[结论]低氮条件下选育自交系的效率更高;低氮农学效率(LNAE)可作为玉米自交系氮利用效率评价指标;选择与产量相关性较高的性状,能提高选择材料效率.     

不同基因型亚麻氮利用效率差异分析

为了评价不同亚麻品种(系)在氮利用效率方面的差异,筛选出氮高效利用的亚麻种质资源,在大田试验条件下,以25份亚麻品种(系)作为试验材料,设置2个处理,分别为不施氮肥(N0)和施氮肥(N18),分析亚麻工艺长度、株高、全麻率、原茎产量、纤维产量及其与氮利用效率相关性。结果表明:施用氮肥有利于提高亚麻工艺长度、株高、全麻率、原茎产量和纤维产量;经过聚类分析,N0条件下,筛选出氮高效利用的种质资源1份,黑亚16;N18条件下,筛选出氮高效利用的种质资源5份,分别是原2012-297-1、双亚12、双亚10号、New和原2012-283;N0条件下,氮利用效率与工艺长度、株高、全麻率、原茎产量和纤维产量正相关,但未达到显著差异水平,N18条件下,氮利用效率与株高、全麻率和纤维产量显著正相关(P0.05),与工艺长度呈极显著正相关(P0.01)。     

沼液不同氮素水平对狼尾草产量、质量氮素利用率和土壤剖面硝态氮分布的影响

采用田间试验,研究了不同氮素水平的沼液(设N0~N6共7个氮素水平,即每次浇灌折纯氮0、5、10、20、40、80、160kg·hm-2,每45d刈割周期浇灌3次)对"闽牧6号"狼尾草产量、质量、氮素利用效率和土壤剖面全氮及硝态氮含量的影响。结果表明,"闽牧6号"狼尾草3个刈割期和全年干草产量均随着沼液氮素浓度的增加而增加,其中N6处理全年干草总产量达27.51 t·hm-2,显著高于N0~N5处理(P0.05)。植株硝酸盐含量、全氮含量和牧草粗蛋白产量也随着沼液氮素水平的提高呈上升的趋势,牧草刈割期的硝酸盐含量为355.1~572.5 mg·kg-1,均低于牧草畜牧利用的有毒限量指标0.25%,牧草粗蛋白产量最高达2459 kg·hm-2(N6处理)。对全年牧草生产的氮素利用率、氮素生理利用率、粗蛋白生产效率、氮素农学生产效率、氮素偏生产力等5个氮素利用效率指标分析可知,随着沼液中氮素水平的提高,氮素利用效率逐渐降低。牧草地全氮含量和硝态氮含量随着沼液氮素水平的增加而增加,不同土层间(0~60cm)随着土层深度的增加而降低。土壤硝态氮含量的增加,表明高氮量的沼液可能增加土壤硝态氮淋失的风险。     

滴灌施肥对设施番茄水氮利用效率及土壤硝态氮残留的影响

为了解滴灌施肥是否能够提高水氮利用效率、降低环境污染风险,总结山东寿光设施番茄长期定位试验9季的试验结果,系统分析传统漫灌施肥和滴灌施肥对番茄产量、水氮利用效率、土壤硝态氮残留和经济效益的影响。与传统漫灌施肥相比,滴灌施肥每季氮肥和水分投入量分别降低78%和46%,氮肥偏生产力和灌溉水利用效率则分别提高5和2倍,番茄产量和经济效益分别提高6%和22%,且产量年际变异显著降低。传统漫灌施肥0~90cm土层硝态氮残留量平均高达819kg/hm2,滴灌施肥降低50%的土壤硝态氮残留。与传统漫灌施肥相比,滴灌施肥栽培体系是一个低投入、低环境代价和高效稳定的生产体系。     

氮高效利用基因型水稻根系形态和活力特征

【目的】研究水稻（Oryza sativa）氮高效利用基因型根系形态和活力变化,为根系的栽培调控和育种改良提供理论依据和技术参考。【方法】选择前期筛选出的水稻氮利用效率高低不一的基因型为试验材料,在比较氮利用效率基因型差异的基础上,采用水培试验,利用根系分析系统提取苗期至抽穗期不定根、粗分枝根和细分枝根的长度、表面积和体积等形态指标数据,探讨各类根形态与氮吸收的关系,同时分析氮高效利用基因型中典型材料不同供氮水平下根系活力变化。【结果】（1）水稻产量和氮利用效率呈现极显著的基因型差异,氮高效利用基因型籽粒产量、籽粒氮积累量、氮素干物质生产效率、氮素籽粒生产效率和氮素收获指数比低效基因型高50.20%、34.20%、11.48%、26.01%和12.50%。拔节期和抽穗期水稻干物质量、氮积累量与籽粒产量、氮素籽粒生产效率、氮素收获指数均呈现显著或极显著正相关,抽穗前（特别是拔节期和抽穗期）的物质积累和氮的吸收显著影响水稻产量和氮利用效率的提高。（2）低氮水平下,氮高、低利用效率基因型间的根系形态指标差异显著。细分枝根根长占水稻总根长的比重最大,为73.40%,且高效基因型在苗期、分蘖期、拔节期和抽穗期比低效基因型分别高32.09%、14.66%、14.40%和12.69%;粗分枝根表面积和体积分别占水稻总表面积和总体积29.81%和43.50%,其中高效基因型粗分枝根表面积在拔节期和抽穗期比低效基因型分别高94.70%和64.38%,体积分别高90.24%和58.18%;不定根根长、表面积和体积分别占水稻总根长、总表面积和总体积19.68%、36.66%和41.19%,且高效基因型不定根根长、表面积和体积在拔节期比低效基因型高40.84%、44.90%和51.02%,差异最大。（3）氮高效利用基因型根系吸收面积和还原力随着氮水平的提高显著降低,而氧化力变化不大。相同氮水平下,氮高效利用基因型拔节后总吸收面积、活跃吸收面积、氧化力、还原力分别为低效基因型的1.3-2.1倍、1.1-3.2倍、1.0-3.0倍、1.4-2.2倍。（4）低氮水平下,粗分枝根的根长、表面积和体积对氮积累量影响程度最大,为47.1%-78.4%。粗分枝根的发育情况直接影响氮的吸收,从而影响水稻产量和氮利用效率。【结论】低氮条件下良好的根系形态和生理活性是水稻氮高效利用的重要特征。培育氮高效利用基因型,可对水稻营养生长期根系形态和活性加以遗传改良,尤其是提高粗分枝根的比例,以期塑造良好的根系构型。     

不同水氮处理对冬小麦根区土壤硝态氮和含水量分布的影响

通过制定不同的水氮配比处理,在大田跟踪观测冬小麦不同生育阶段地上植株和地下土壤以及小麦根系的变化情况,研究不同灌水量和施氮量对植株各个生育阶段生长、水分利用效率、氮素利用效率的影响,探究出适合冬小麦生长的最佳水氮配比模式,从而为提高冬小麦的产量、品质等提供参考资料,为日后探索节水节肥生产提供依据。     

典型玉米自交系氮素吸收利用特点的研究

在大田条件下,对8个代表性的玉米自交系在不同施氮水平下的氮素吸收与利用特点及与氮效率相关的一些性状进行了研究。结果表明:玉米自交系在产量、生物量和氮累积量上存在显著的差异。通过玉米自交系各性状与氮效率的关系的分析表明,低氮胁迫下,应选择抽丝期穗位叶叶绿素含量高、穗位叶叶面积大、籽粒含氮量高和氮收获指数大的自交系,高氮处理条件下,应选择抽丝期生物量大和成熟期生物量大的自交系。通径分析表明,氮吸收和氮利用效率对氮效率的作用均是直接作用大于间接作用。3个施氮水平条件下,对氮效率的直接作用是氮吸收效率大于氮利用效率。在低氮条件下,氮吸收效率的直接作用更强,而氮利用效率对氮效率的直接作用是随着施氮量的增加逐渐增强。在氮2、氮3处理中,吸收效率和利用效率的共同影响导致了产量差异,并且是吸收效率的影响较大;高氮处理则主要是吸收效率的影响。     

水分胁迫下不同春小麦品种氮效率的差异

以8个西北地区(甘肃、青海)水、旱地种植的地方品种和现代品种为材料,以田间持水量的70%和40%2个土壤含水量为处理,进行盆栽试验,研究不同春小麦品种在不同水分条件下氮效率的差异。结果表明,不同品种籽粒产量、收获指数、抗旱指数、地上干物质氮利用效率、籽粒氮运转效率以及籽粒氮利用效率在不同水分条件下表现出明显的不一致性。其中,旱地地方品种和尚头和旱地现代品种定西24在水分胁迫下具有较高的籽粒产量、抗旱指数和地上干物质氮利用效率,而且其收获指数相对于对照增幅较大;水旱两用现代品种高原602在正常水分条件下具有籽粒氮高效利用特性;无论在70%还是40%水分处理下,旱地地方品种大麦子都表现出较高的地上干物质氮利用效率,现代品种青春533都保持较高的籽粒氮运转效率。与70%水分处理相比,在40%水分处理下,大部分品种籽粒氮利用效率呈下降趋势,品种间差异性小,且籽粒氮利用效率与抗旱指数呈正相关。水分胁迫极显著地限制小麦籽粒氮利用效率,并且在水分胁迫下各品种间氮利用特性的差异性显著降低。     

不同氮源对土壤无机氮、玉米产量和氮利用效率的影响

为了提高氮肥利用率,选择合适的包膜尿素(一次性基施)代替尿素(基肥+追肥),以玉米品种巴玉11为试验材料,研究不同氮源(氮肥品种)、不同施氮时期对土壤无机氮含量、玉米产量和氮利用效率的影响。田间试验设置空白(CK)、尿素基施(CU1)、尿素基施+追肥(CU2)、硫包膜尿素基施(SCU)、树脂包膜尿素基施(PCU)、50%树脂包膜尿素+50%普通尿素基施(HPC)共6个处理,测定不同生育时期1 m土体内铵态氮含量、硝态氮含量、玉米产量及氮利用效率。结果表明,与传统施氮方式相比(CU2),尿素一次性基施(CU1)处理前期氮素释放快,后期脱肥;两种包膜尿素均可延缓氮素释放,硫包膜尿素表现为前期氮素释放快的典型特征,树脂包膜尿素在整个生育时期表现较平稳氮释放。各处理产量表现为PCUHPCCU2CU1SCUCK,相对于不施氮依次增产46.3%、38.8%、29.5%、25.8%、16.9%;氮肥利用率表现为PCUHPCSCUCU2CU1,利用效率依次为49%、43%、39%、36%、25%。树脂包膜尿素基施处理和50%树脂包膜尿素+50%尿素基施处理,可显著提高玉米产量和氮利用效率,可代替传统施氮方式应用于生产。研究结果为黑土区一次性施氮提供理论依据和应用参考。     

局部根区灌溉下氮形态对番茄光合作用的动态调节

为探讨局部根区灌溉下氮形态对番茄光合作用的动态调节,设置番茄分根培养试验,研究不同灌水方式(正常灌溉、交替根区灌溉、固定根区灌溉)下不同氮形态(铵态氮、硝态氮)对苗期番茄光合指标、叶绿素含量、生物量和水分利用效率的影响。结果表明:局部根区灌溉下,相较于硝态氮,铵态氮可显著增强苗期番茄的光合速率,提高植株的水分利用效率。一个交替周期内,与正常灌溉相比,交替灌溉仍可维持较高的光合速率和生物量,而蒸腾速率显著降低,从而提高了水分利用效率;番茄的净光合速率和叶绿素含量不断降低。因此,综合考虑生物量、光合速率、蒸腾速率和水分利用效率,则灌溉方式为交替灌溉,供应铵态氮处理更有益于番茄的苗期生长,提高苗期番茄的水分利用效率。     

Dof转录因子在植物碳氮代谢中的调控作用综述

碳、氮代谢是植物体内最重要的两大代谢,对作物生物量积累与品质形成具有重要作用。在生产中,多依赖增加施肥量来提高作物产量,导致环境污染与不可持续发展,因此迫切需要选育高氮素利用效率的作物品种。植物氮素利用效率的提高,不仅依靠提高植物对氮肥的吸收能力,还需要考虑协调碳、氮代谢之间的关系。作为协调靶基因整个应答网络表达的主要调节因子,转录因子能影响整个应答网络中所涉及的代谢物变化。DNA结合单锌指蛋白(DNA binding with one finger, Dof)转录因子是植物中特有的转录因子,参与调控植物组织分化、种子萌发、物质代谢等生理生化过程。重点综述Dof转录因子在植物碳、氮代谢中的调控作用,在植物碳代谢中,Dof转录因子主要参与光合作用途径中关键基因和光合代谢产物的调控;在氮代谢中,Dof转录因子主要通过调控氮的吸收、转运和同化途径的关键基因促进氮同化,并通过协调碳氮代谢的平衡提高植物对氮素的利用效率,改善植物的品质和产量,这给利用Dof转录因子协调植物碳氮代谢关系、提高氮素利用效率和农艺性状的深入研究奠定了基础。     

水培条件下供氮水平对不同棉花品种氮吸收分配与氮效率的影响

【目的】 分析棉花生育前期氮素吸收分配与氮效率将有助于棉花生产中氮肥基施和追施的分配以及氮肥利用率的提高。【方法】 以新陆早45号和新陆早48号为材料,采用营养液培养的方法,设置6个供氮水平(0、7.5、10、15、17.5、30 mmol/L,分别以N₀、N_7.5、N₁₀、N₁₅、N_17.5、N₃₀表示),培育43 d后将其收获。测定棉花各器官干物质量、氮素积累量、氮吸收效率、氮利用效率以及磷素和钾素积累量等指标。【结果】 棉花幼苗各干物质量、单株氮含量、地上部分氮含量、氮积累量、氮吸收效率以及磷素和钾素积累量均随氮浓度的增加呈先升高后降低的趋势;根冠比和氮利用效率均随氮浓度的增加而降低。氮水平在17.5 mmol/L时显著增加了根和地上部干物质量,但降低了棉花根冠比。17.5 mmol/L的氮水平显著提高了棉花地上部分氮含量、单株氮含量、积累量和吸收效率以及磷和钾积累量,但降低了氮的利用效率。新陆早48号各测定指标显著高于新陆早45号。【结论】 营养液中有助于棉苗各生长指标增长的氮素浓度为17.5 mmol/L。适合机采的Ⅰ式果枝新陆早48号较不适合机采的Ⅱ式果枝新陆早45号长势更强。     

施氮量对超高产小麦品种济麦22号产量和氮素利用效率的影响

以济麦22为试材,在超高产栽培条件下设置4个试验处理:N0(不施氮),施氮量210 kg/hm2(N210)、270 kg/hm2(N270)、330 kg/hm2(N330),研究了不同施氮量对小麦籽粒产量、蛋白质含量和氮素利用效率的影响。结果表明,在0～270 kg/hm2内,随施氮量的增加,籽粒产量呈增加趋势,在此基础上进一步增加施氮量,籽粒产量无显著提高;蛋白质含量和产量随施氮量增加而增加;随施氮量的增加,氮肥农学利用率、氮肥生产效率和氮肥吸收效率均降低;氮肥利用效率则先升高后降低,以施氮量270 kg/hm2最高。本试验条件下,综合考虑籽粒产量、蛋白质含量和氮素利用效率,以施氮量270 kg/hm2为宜。     

不同水氮供应对小南瓜根系生长、产量和水氮利用效率的影响

【目的】针对西北半干旱区温室蔬菜灌水施氮不合理等问题,通过不同灌水施氮水平处理,探讨作物根系生长与分布、产量和水氮高效利用与水氮供应的关系,揭示根系生长分布对灌水施氮模式的响应机制,为提高蔬菜作物产量和水氮利用效率提供科学依据。【方法】采用不同施氮灌水处理的田间试验,以“金童”小南瓜为供试作物,设置3个总灌水量水平：常规灌水（高水W3、1 500 m3•hm-2）、常规灌水减27%（中水W2、1 100 m3•hm-2）、常规灌水减54%（低水W1、700 m3•hm-2）和3个施氮量水平：常规施氮（高氮N3,350 kg•hm-2）、常规施氮减28.5%（中氮N2,250 kg•hm-2）、常规施氮减57%（低氮N1,150 kg•hm-2）,试验采用完全随机区组设计,共9个处理,研究膜下滴灌不同水氮供应对温室小南瓜根系生长分布、产量和水氮利用效率的影响。【结果】小南瓜90%根系主要集中在0-40 cm土层,且随土层深度的增加,根系密度呈指数下降;当灌水量相同时,低水（W1）和中水（W2）处理根系长度、产量、水分利用效率（WUE）均随施氮量的增加先增加后减少,而高水（W3）处理根系长度随施氮量的增加而增加,不同施氮量处理小南瓜产量差异不显著;与高氮（N3）处理相比,低氮（N1）和中氮（N2）处理小南瓜根系长度、产量随灌水量增加而增加,当灌水量超过1 100 m3•hm-2时,小南瓜根系长度和产量均有所下降;随着灌水量增多,水分利用效率亦显著下降,低水中氮（W1N2）处理水分利用效率最高,为35.59 kg•m-3;灌水量较高（W2和W3）时,氮素利用率（NUE）均随施氮量增加而显著降低,灌水量较低（W1）时,低氮和中氮处理氮素利用率显著高于高氮处理;灌水和施氮对小南瓜总根长作用表现为：氮素作用＞水分作用＞水氮交互作用;细根（直径小于2 mm根系）根长随灌水量和施氮量增加呈抛物线型变化;小南瓜产量与细根根长和根表面积之间均有显著的线性关系。【结论】灌水和施氮过高或过低均可以导致小南瓜产量、水氮利用效率以及根系各项特征参数显著降低,中水中氮（W2N2）处理小南瓜产量和根系各项特征参数均达到最大值;不同水氮处理主要通过对细根根长的影响进而影响小南瓜的产量。综合考虑产量、水氮利用效率以及根系生长分布,灌水量为1 100 m3•hm-2、施氮量为250 kg•hm-2为小南瓜较优的灌水施氮组合。     

水稻氮高效品种鉴定

氮是作物必需的大量元素，氮缺乏是作物产量形成的关键限制因素。施用氮肥可以显著提高作物产量，但会对整个生态系统带来多种不利的影响。因此，阐明作物氮利用效率的遗传基础，培育在低氮条件下仍可高产的作物对未来农业的可持续发展至关重要。为了评选水稻氮高效种质，本试验采用大田试验方式，鉴定了水稻自然群体对低氮胁迫的抗性，通过综合运用隶属函数法、主成分分析法和聚类分析方法进行种质的氮高效能力综合评价，选出了氮高效优异材料。