农作物对氮肥吸收速率的研究现状

农作物对氮素吸收量的确定是衡量农田氮肥利用率，拟定最优施肥措施的重要依据，也是农田氮素转化运移模拟模型中的重要参数，就国内外有关农作物对氮素量的几种主要计算方法，即根据根系吸水率和土壤溶液含Ｎ浓度估算根系吸氮量的方法，根据作物根系的吸氮能力而估算根系吸氮速率法和根据作物潜在氮素需求函数确定根系吸氮量的方法进行了总结评述。     

不同水分、氮素条件下夏玉米生长的动态模拟

作物干物质生长过程取决于光合作用所产生干物质的过程和呼吸作用消耗干物质的过程。建立了夏玉米生长和吸氮的耦合作用模型 ,根据气象条件和土壤水分、氮素状况 ,逐日计算夏玉米干物质形成过程和根系吸氮过程。模拟结果表明 ,模型较好地模拟了夏玉米光合作用 ,干物质生长和根系吸氮过程     

旱田表层上边界土壤氮素浓度变化规律的研究

以我国南方湿润地区有渍害威胁的排水农田为主要研究对象，根据实测数据，分析了上边界土壤氮素浓度的变化规律和作物吸氮规律，并用于土壤中水氮迁移转化数学模型中的上边界条件和氮平衡问题。     

旱田表层上边界土壤氮素浓度变化规律的研究

以我国南方湿润地区有渍害威胁的排水农田为主要研究对象 ,根据实测数据 ,分析了上边界土壤氮素浓度的变化规律和作物吸氮规律 ,并用于土壤中水氮迁移转化数学模型中的上边界条件和氮平衡问题     

冬小麦生长及根系吸氮的动态模拟研究

建立了冬小麦生长、根系吸氮耦合模拟模型。冬小麦生长动态受到气象、土壤水分、氮肥等外界因素和作物吸氮能力等内在因素的影响，而作物吸氮量与干物质增长量和土壤水分、氮肥条件也有着密切的关系。模拟结果表明：该模型能够较好的反映冬小麦生长动态、叶面积指数变化及作物吸氮过程。     

冬小麦生长及根系吸氮的动态模拟研究

建立了冬小麦生长、根系吸氮耦合模拟模型。冬小麦生长动态受到气象、土壤水分、氮肥等外界因素和作物吸氮能力等内在因素的影响 ,而作物吸氮量与干物质增长量和土壤水分、氮肥条件也有着密切的关系。模拟结果表明 :该模型能够较好的反映冬小麦生长动态、叶面积指数变化及作物吸氮过程     

优化行管配置和施氮量提高机采棉养分吸收及产量

【目的】通过田间试验研究滴灌机采棉不同行距、滴灌毛管铺设位置及施氮量对棉花生长、养分吸收和产量的影响。【方法】试验设置4种管配置模式:行距(66+10)cm滴灌毛管在作物窄行中间(B66)、行距(66+10)cm滴灌毛管在作物宽行间靠近作物位置(S66)、行距(72+4)cm滴灌毛管在作物宽行间靠近作物位置(S72)、76 cm等行距(S76);同时,设置3个施氮(N)水平0、240、300 kg/hm~2(分别以N0、N240、N300表示)。【结果】S66和B66处理土壤水分与硝态氮在0～40 cm土层分布较均匀,其中,S66处理土壤硝态氮主要分布在作物根系区域。与S66-N300相比,S66-N240和B66-N240处理棉花干物质量和氮素吸收量无显著差异,S72-N240和S76-N240处理棉花干物质量和氮素吸收量显著降低。B66-N240处理棉花磷素和钾素吸收量显著高于其他处理。S66-N240和B66-N240处理棉花产量和氮肥表观利用率均显著高于S66-N300处理,尤其S66-N240处理氮肥表观利用率最高,较S66-N300处理增加28.7%。S72-N240与S76-N240处理棉花产量和氮肥表观利用率均显著低于S66-N300处理。【结论】机采棉行距(66+10)cm模式下,施氮量为240 kg/hm~2时可显著提高棉花产量,滴灌毛管铺设在作物行宽行靠近作物位置利于氮素吸收,提高氮肥利用率;滴灌毛管在作物窄行中间的则增加棉花对磷和钾的吸收。     

氮肥调控对夏玉米根区土壤氮素吸收及其生产效率影响

为研究不同氮肥调控模式对于夏玉米生产效率的差异性影响,以松嫩平原黑土耕作区为研究对象,设置3种施肥水平(N1:280 kg/hm²,N2:320 kg/hm²,N3:360 kg/hm²),3种施肥比例(F1:20%-30%-50%,F2:33%-33%-33%,F3:50%-30%-20%),组合成9种处理.比较分析了不同处理下植株根系特征、植株氮素累积、作物产量及植株生产效率的差异,采用相关分析揭示植株根表面积对氮素累积量贡献效果,构建植株吸氮量与作物收获指数间的关联函数及其互作效应关系,最终筛选最优的氮素调控模式.结果表明,植株根系受氮素调控驱动影响较为显著,其中N1F2,N1F3处理条件下的植株根系总长较N1F1分别增加了306.4 cm和436.1 cm,且其根表面积和根质量也呈现不同程度的增加;在N2,N3施肥水平下,3种施肥比例分别呈现出相同的规律;植株根表面积与氮素累积量间关系密切,随着氮素的补给量增加,在N2施肥水平下,根表面积的增加对于氮素累积的促进最明显;N2F3处理条件下氮肥偏生产力达33.89 kg/kg,氮肥利用效率达到最优.另外,植株吸氮量与作物产量及收获指数具有显著的二次函数关系,表明在氮素供给与植株生产力之间存在最佳阈值.综合植株根系长势、氮素累积及生产效率状况等因素,最终决策N2F3的调控模式最适宜该区域.     

不同水氮管理模式对玉米地土壤氮素和肥料氮素的影响

为了解决东北地区灌溉条件下水氮合理施用问题,以大田试验为基础,采用15N同位素示踪技术,设置3个灌水定额水平(W1:40 mm,W2:60 mm,W3:80 mm)和3个施氮量水平(N1:180 kg/hm~2,N2:240 kg/hm~2,N3:300 kg/hm~2),分析比较了不同水氮管理模式对玉米地土壤氮素的吸收、土壤无机氮残留、土壤-作物氮平衡以及肥料氮去向的影响。结果表明:随着施氮量的增加,0～100 cm土层铵态氮、硝态氮的含量和累积量均呈现增加的趋势;提高灌水量可以提高60～100 cm土层铵态氮累积量、80～100 cm土层硝态氮累积量。对土壤-作物氮平衡的研究表明,增加施氮量可以提高土壤无机氮残留量和氮素盈余,而作物氮素吸收量随着施氮量的增加呈先增后减的趋势,氮素盈余量和表观损失量随灌水量的增加表现为先降低后增加。肥料氮累积量随着施氮量的增加呈先增后减的趋势,施氮量300 kg/hm~2时肥料氮累积量占比21. 27%～31. 23%,肥料氮残留量和损失量所占比例均有所提高。玉米植株氮素中有66. 70%～75. 05%来自于对土壤氮的累积,随着施氮量的增加,玉米植株土壤氮素累积量呈先增后减的趋势。综合不同水氮管理模式对玉米地土壤无机氮残留、土壤-作物氮平衡以及肥料氮去向的影响得出,灌水60 mm、施氮240 kg/hm~2的水氮组合可保证肥料氮的充分利用,减少无机氮的残留和损失。     

氮量与株间竞争对番茄幼苗根系形态、生物量积累及氮素利用的影响

【目的】阐明不同氮素供应和株间竞争对番茄幼苗根系形态、叶片光合特性、地上部生物量积累及氮素吸收利用的影响。【方法】在步入式人工气候室内,以盆栽番茄幼苗为研究对象,营养液的氮质量浓度设置为高氮(15 mmol/L,N15)和低氮(1 mmol/L,N1)2个水平,株间竞争设置为每桶种植4株(P4)和单株种植(P1)2个水平,所有处理均充分供水。【结果】随幼苗生长,N15P1处理的幼苗根系形态、Pn和Gs显著优于其他处理,且相同氮质量浓度下4株种植幼苗的Pn小于单株种植。番茄幼苗的单株叶面积随施氮量的增加而增加,在相同氮素供应条件下,株间竞争的存在显著降低幼苗个体的光合面积,进而影响干物质积累。土壤硝态氮量和叶片全氮量均随施氮量的增加而增加,竞争群体叶片氮吸收量呈增加趋势。【结论】营养液中氮质量浓度为15 mmol/L,单株种植的幼苗个体长势最佳;营养液中氮质量浓度为15.0 mmol/L,竞争群体番茄幼苗的氮吸收量最高。     

稻作水炭运筹下氮肥吸收转运与分配的15N示踪分析

为揭示水炭运筹管理模式下水稻对不同阶段施用氮肥的吸收利用情况,采用田间小区试验与微区结合的方法,应用15N示踪技术分别标记施用的基肥、蘖肥和穗肥,以常规淹灌作为对比,研究两种灌溉模式不同水炭运筹下水稻对基肥、蘖肥、穗肥的吸收利用、积累和转运,以及水稻成熟期不同阶段施用的氮肥在植株各器官的分配情况。试验结果表明：合理的水炭运筹能够显著提高水稻成熟期地上部的氮素总积累量、氮肥吸收利用率和产量;不同水炭运筹下肥料对氮素总积累量的贡献率为17.81%~20.60%,两种灌溉模式之间的差异不显著(P＞0.05);水稻对基肥、蘖肥和穗肥的吸收利用率分别为15.55%~23.31%、31.68%~44.91%、48.82%~71.18%,施加适量的生物炭能够显著提高基肥、蘖肥和穗肥的吸收利用率,浅湿干灌溉模式下水稻植株除对基肥的吸收利用率较低外,对蘖肥和穗肥的吸收利用率均优于常规淹灌;水稻蘖肥和穗肥吸收利用率与肥料总氮素吸收利用率呈极显著正相关(P＜0.01),基肥、蘖肥和穗肥氮素转运对籽粒的贡献率与相应的吸收利用率呈极显著正相关(P＜0.01)。合理的水炭运筹能够提高肥料氮素转运对籽粒的贡献率和氮肥吸收利用率,降低氮肥在土壤中的残留。     

拔节期淹水条件下施氮量对玉米干物质积累和氮素吸收利用的影响

[目的]揭示拔节期淹水胁迫下施氮量对玉米干物质积累分配及氮素吸收利用的影响.[方法]以春玉米"宜单629"为供试作物,采用2因素裂区田间试验,主处理为土壤水分状况,包括全生育期适宜水分(CS处理)和拔节期淹水6d(YS处理);副处理为施氮量,包括0、90、180、270 kg/hm2和360 kg/hm2,分别记为N0...     

A universal agro-hydrological model for water and nitrogen cycles in the soil-crop system SMCR_N: Critical update and further validation

Agro-hydrological models have widely been used for optimizing resources use and minimizing environmental consequences in agriculture. SMCR_N is a recently developed sophisticated model which simulates crop response to nitrogen fertilizer for a wide range of crops, and the associated leaching of nitrate from arable soils. In this paper, we describe the improvements of this model by replacing the existing approximate hydrological cascade algorithm with a new simple and explicit algorithm for the basic soil water flow equation, which not only enhanced the model performance in hydrological simulation, but also was essential to extend the model application to the situations where the capillary flow is important. As a result, the updated SMCR_N model could be used for more accurate study of water dynamics in the soil-crop system. The success of the model update was demonstrated by the simulated results that the updated model consistently out-performed the original model in drainage simulations and in predicting time course soil water content in different layers in the soil-wheat system. Tests of the updated SMCR_N model against data from 4 field crop experiments showed that crop nitrogen offtakes and soil mineral nitrogen in the top 90 cm were in a good agreement with the measured values, indicating that the model could make more reliable predictions of nitrogen fate in the crop-soil system, and thus provides a useful platform to assess the impacts of nitrogen fertilizer on crop yield and nitrogen leaching from different production systems.     

水氮耦合技术在经济作物栽培中的研究进展

灌水量与施肥量是影响作物生长的两大重要因素,传统的灌溉与施肥方式下,农田水肥利用效率低,不利于农业可持续发展,而适宜的灌水与施肥能够显著优化作物生长。水氮耦合技术通过合理调控作物在不同生育期的水肥需求,达到节水优质高产的目的。本文首先介绍了水氮耦合技术发展概况,阐述了水氮耦合技术的研究意义,同时也明确了该技术在经济作物栽培中的应用效果与发展前景。最后对水氮耦合技术存在的问题进行了深入思考。     

Effect of salinity on yield and nitrogen uptake of four grain legumes and on biological nitrogen contribution from the soil

Broadbean, chickpea, lentil and soybean were grown in a tank experiment and irrigated with waters of three different levels of salinity. The nitrogen uptake of the crop was determined from the yield of aereal biomass and grain, and the corresponding nitrogen contents. The biological contribution of the soil from nitrogen fixation and transformation of organic nitrogen was calculated as difference between the plant uptake and the amount supplied by fertilizer and irrigation minus the loss by drainage.Soil salinity affected crop yield, crop total nitrogen uptake and the nitrogen contribution of the soil. The latter decreased in % of plant uptake at increasing salinity and also decreased stronger than the plant uptake, pointing to a salinity effect on the mineral nitrogen production by biological activity in the soil through nitrogen fixation and transformation of organic nitrogen. A salinity effect on nitrogen fixation could explain, at least partly, the salt sensitivity of grain legumes.     

保水剂与氮磷肥配施对雨养玉米生长的影响

在旱地农业中,为了能够实现增产的同时提高水肥利用效率以及缓解面源污染,以夏玉米为研究对象,采用正交试验设计,研究土壤保水剂(SAP)与氮磷肥配施下大田不同深度土壤的肥力水平及玉米生长和养分利用效率,探寻产量最优的保水剂与氮磷肥配施应用模式.结果表明:3种因素对不同深度土壤的肥力水平及玉米生长和养分利用效率的影响效应不一致,SAP主要影响土壤水氮和作物养分,氮磷肥主要影响土壤养分和作物生物量;在本试验条件下,当SAP 45 kg/hm²和氮肥120 kg/hm²配施再结合钾肥120 kg/hm²时,获得最大玉米产量1.27 kg/m²,相较于未施加SAP和氮磷钾肥的对照组,产量可以提高8 %,同时达到最大氮肥偏生产力105.83 kg/kg.     

寒地黑土区节水灌溉下水稻对基肥氮素的吸收分配

【目的】进一步揭示寒地黑土区稻作节水灌溉模式下水稻对基肥氮素的吸收分配情况,以明确不同水氮管理模式下水稻对基肥氮素的吸收利用率。【方法】在田间小区中原位设置15N示踪微区,并施用带有15N标记的基肥,对比分析了淹水灌溉模式和控制灌溉模式下水稻对基肥氮素的吸收及分配以及被水稻吸收的基肥氮素在水稻地上部各器官的累积情况。【结果】与淹水灌溉相比,虽然稻作控制灌溉模式可以有效提高水稻地上部干物质及氮素积累量,但水稻内对基肥氮素的吸收利用量较低。控制灌溉模式下,水稻分蘖期基肥回收率为0.86%～2.60%;拔节孕穗期基肥回收率为1.17%～3.27%;抽穗开花期基肥回收率为15.18%～33.50%;成熟期基肥回收率为10.91%～24.39%,除水稻抽穗开花期和成熟期施氮量为85 kg/hm~2处理外,不同施氮量下控制灌溉模式水稻生育期内地上部植株的基肥氮素积累量和回收率均低于淹水灌溉,基肥氮素的损失量较大。不同施氮量下控制灌溉水稻成熟期时地上部植株吸收的基肥氮素总量的63.99%～72.95%存在于水稻穗部,高于淹水灌溉模式。【结论】稻作控制灌溉模式可以有效提高水稻吸收的基肥氮素,向水稻穗部的运移量,保证了基肥氮素的高效利用。     

不同水氮管理对氮素利用与平衡的影响

在宁夏引黄灌区露地菜田条件下,选择有代表性的春小麦白菜、芹菜白菜2种轮作体系,通过田间试验与室内分析的方法,以空白和单施有机肥为对照,研究了2种轮作体系下,不同水氮措施对春小麦白菜、芹菜白菜轮作体系中氮素利用与平衡的影响。试验结果表明:节水灌溉的推荐施氮处理(W2N3)对春小麦、芹菜、白菜的产量、吸氮量与传统灌溉的差异不大。节水灌溉的推荐施氮处理(W2N3)处理与传统灌溉的习惯施氮处理(W1N3)的处理相比,春小麦的产量提高6.7%,芹菜的产量提高12.2%,麦后复种白菜和芹菜复种白菜产量分别高5.9%、22.4%;在氮素平衡方面,氮素输入项中,施氮量和生育期内氮素矿化量占主要比例,氮素输出项中,作物吸收和氮素表观损失占很大比例,春小麦白菜轮作中,推荐施氮处理(N3)氮素损失比传统施氮损失分别低53 kg/hm2(传统灌溉)、47 kg/hm2(节水灌溉),节水条件下的推荐施氮处理(W2N3)比传统灌水的习惯施氮处理的无机氮(Nmin)残留减少了13 kg/hm2,芹菜白菜轮作体中,推荐施氮处理氮素损失比传统施氮损失分别低77 kg/hm2(传统灌溉)、83 kg/hm2(节水灌溉),节水条件下的推荐施氮处理(W2N3)比传统灌水的习惯施氮处理的无机氮(Nmin)残留减少了3 kg/hm2。不同轮作条件下节水的推荐施氮处理和习惯施氮处理均比传统灌溉的土壤残留硝态氮高,而且主要分布在0～60 cm表层。春小麦白菜土壤残留硝态氮均比芹菜白菜低,而且分布规律不一致,尤其是在底层180 cm处土壤残留硝态氮含量芹菜明显高于春小麦。     

水、氮效应与叶绿素关系试验研究

以冬小麦和夏玉米为试验对象，研究了不同水、氮条件对作物植株含氮及叶绿素含量的影响，作物叶片含氮、作物产量与叶绿素含量之间的量化关系，并提出了利用叶绿素仪预测作物氮素胁迫的方法。研究结果表明，田间的不同水、氮制度将影响作物的含氮水平及叶绿素含量，它们之间呈正响应关系。氮素对作物叶绿素含量起着较强的影响作用。作为一种测量叶片叶绿素含量的仪器，叶绿素仪可以作为测量作物含氮的仪器使用，具有快速、准确、简便的特点。