春大豆生长中对不同氮源的吸收利用

利用15N示踪技术和框栽方法,对大豆不同生育期(苗期V4,初花期R1,盛花期R2,结荚初期R4,鼓粒期R5,成熟期R6,收获期R8)各部位及全株氮素来源进行系统的研究。结果表明,在大豆生育前期土壤氮和肥料氮是根、茎、叶片氮素的主要来源,在生育后期根瘤固氮开始增加;随生长大豆荚果氮素中土壤氮所占比例逐渐减小,根瘤固氮所占比例逐渐增加,并在收获期(R8)达到总量的70.6%,肥料氮所占比例一直很低。苗期至初花期(V4~R1)是无机氮营养期,大豆主要依靠土壤氮和肥料氮;初花期至鼓粒期(R1~R5)是无机氮营养与根瘤固氮并行期,既依靠土壤氮和肥料氮,又有根瘤固氮的供应;鼓粒期至收获期(R5~R8)是根瘤固氮营养期,主要依靠根瘤固氮。     

不同来源氮素配合施用提高东北春玉米氮素利用与改善土壤肥力的可持续性研究

【目的】研究不同氮素形态对东北春玉米氮素利用和土壤肥效的影响,为氮素养分持续高效利用和培肥土壤提供理论依据。 【方法】2013～2015 年连续三年在东北典型春玉米种植区开展田间定位试验,在相同磷钾肥施用前提下,试验设 4 个处理:1) 50% 玉米秸秆氮 (N0);2) 100% 速效氮 165 kg/hm2 (N1);3) 60% 速效氮 + 20% 有机肥氮 + 20% 缓释氮,施氮量 165 kg/hm2 (N2);4) N2 + 生物炭,生物炭量相当于 50% 玉米秸秆 (N3)。收获期测定耕层土壤基本理化指标、作物产量及氮素利用率、基肥和追肥后土壤 N₂O 排放量。 【结果】1) 三年玉米平均产量 N1、N2 和 N3 处理分别比 N0 处理显著增加了 62.7%、67.7% 和 80.1% (P < 0.05);N2 和 N3 处理分别比 N1 处理增产 3.0% 和 10.7%;N3 处理玉米产量可持续性指数 (SYI) 最高,产量可持续性最好。2) 与 N1 处理相比,2013 年和 2014 年累计化肥氮利用率 N2 和 N3 处理分别增加了 8.4% 和 12.7%、10.2% 和 15.5%,2015 年分别显著增加了 8.4% 和 12.7% (P < 0.05)。N2 和 N3 处理累计化肥氮利用率呈现逐年增加的趋势,且 N3 处理增加幅度大于 N2 处理,说明 N3 处理氮肥的后效更加明显。3) 施氮处理显著提高了土壤 N₂O 累积排放量 (P < 0.05),N3 处理较 N1 处理显著降低了 53.2%;4) N3 处理的综合土壤肥力指数 (IFI) 最高,N3 处理在农学、土壤肥力和环境效应评价中最优。 【结论】在总氮施用量不变的前提下,以添加适宜比例生物炭、有机肥和缓释氮肥替代部分速效化肥氮,可协同实现东北春玉米持续稳产、氮素养分持续高效利用和土壤肥力的可持续改善。     

甘薯对不同形态氮素的吸收与利用

为探讨氮素形态对甘薯氮素吸收、利用及其氮素生产效率的影响。在大田生产条件下,分别施用酰胺态氮、铵态氮和硝态氮肥料,研究了甘薯生长发育过程中吸收根活力变化和氮素吸收动态、收获期氮素积累量和分配以及块根产量。结果表明,与酰胺态氮处理相比,铵态氮和硝态氮处理的吸收根活力和氮素积累起始势较高,氮素积累量、肥料氮素利用率及其生产效率也较高,块根产量提高了16.37%和10.52%。与硝态氮处理相比,铵态氮处理的氮素积累量较低,肥料氮素在块根中的分配比例较高,块根产量、氮素生产效率和肥料氮素生产效率分别提高了5.30%、13.28%和5.29%。甘薯施用铵态氮肥有利于高产和高效。     

不同施肥对春玉米产量、效益及氮素吸收和利用的影响

通过田间试验研究了农民习惯施肥、氮肥减量及减量后移、氮肥一次性深施对春玉米产量、效益、花后干物质和氮素积累与转移情况及氮的吸收和利用的影响。结果表明,与习惯施肥处理（N用量 280 kg/hm2,口肥和拔节期追肥比例为1:4,N280/2,）相比,氮肥减量后移处理（N 用量240 kg/hm2,口肥、拔节期和大喇叭口期追肥比例为1:2:2,N240/3）增产3.91%,增收592 元/hm2;氮肥一次性深施处理（N 用量240 kg/hm2,播种时一次深施在15cm处,N240/1）增产11.48%,增收2032元/hm2;氮肥减量后移处理（N240/3）和氮肥一次性深施处理（N240/1）的经济系数、后期干物质和氮的转移量、转移效率及对子粒的贡献率显著提高,氮肥利用率（NUE）、氮肥农学利用率（ANUE）、氮素吸收效率（NUPE）和氮肥偏生产力（PFP）、氮收获指数（NHI）也显著提高。氮肥减量后移处理（N240/3）花后干物质和氮的积累量及占总量的比例最高;氮肥一次性深施处理（N240/1）花后干物质和氮积累量较高,但所占比例较低;习惯施肥处理（N 280/2）干物质和氮积累量较低,但所占比例较高。由于关于一次性施肥存在较多争议,因此尚不能认为氮肥一次性深施方式可以替代农民习惯施肥;而氮肥减量后移处理既获得了较高的产量,也提高了氮效率,是一种科学的施肥方式。     

不同基因型糯玉米氮素吸收利用效率的研究Ⅰ.氮素吸收利用的基因型差异

为明确糯玉米的氮素吸收利用特性及为因种施肥和氮素高效利用提供依据,开展了同一氮素供应水平下31个糯玉米品种氮素吸收利用的基因型差异研究。结果表明,生产鲜穗、鲜子粒和成熟子粒糯玉米的氮素利用效率品种间变异范围分别为57.829~8.65、39.436~1.31和31.705~3.70 kg/kg。聚类分析指出,无论其收获产品是鲜穗、鲜子粒还是成熟子粒,均属于高产、氮素高效吸收利用的品种有6个,其百公斤鲜穗、鲜子粒及成熟子粒需氮量平均值分别为1.244、1.884和2.091 kg。通径分析表明,提高品种鲜穗和鲜子粒产量,改良吸氮总量起主导作用;提高成熟期子粒产量,改良吸氮总量和氮素利用效率并重。     

叶面氮素施量对大豆氮素吸收与分配的影响

【目的】叶面喷施氮肥在大豆生产中已普遍应用,大量研究报道表明叶面喷施氮肥能够使大豆获得不同程度的增产。本研究在前人研究的基础上,采用15N示踪技术,探索不同施氮量下氮素经大豆叶面吸收后在大豆植株各组织器官的积累与分配情况,为大豆叶面氮肥的高效利用提供理论依据。【方法】在黑龙江省大豆优势产区三江平原,以该地区5年内推广种植面积最大的大豆主栽品种合丰55为试验材料,采用15N示踪技术,以上海化工研究院生产的丰度为20.17%的15N标记尿素水溶液为叶面肥料,设置不同叶面氮素喷施量处理N 0、3.5、4.0、4.5、5.0 kg/hm2(N0、N1、N2、N3、N4),在大豆重要的需氮时期鼓粒期(R5)进行叶面施氮处理。分析不同叶面氮素喷施量对大豆标记氮吸收、分配利用规律以及对产量的影响。【结果】叶面喷施N 4.5 kg/hm2(N3)大豆各器官干物质积累量、氮素含量及氮素积累量均显著高于其他处理(P0.05)。与不施氮处理(N0)相比,籽粒干重(21.7 g/plant)和总干物重(70.1g/plant)分别增加6.37%和8.51%,籽粒氮素含量(6.15 g/kg)增加10.81%,籽粒氮素积累量(133.3 mg/plant)增加18.07%。在同一施氮水平下,大豆不同器官标记N积累量为籽粒茎叶荚皮叶柄根,差异达到显著水平(P0.05)。在施氮量为4.5 kg/hm2处理条件下,籽粒标记氮积累量(9.76 mg/plant)分别较茎(2.46 mg/plant)、叶(1.28 mg/plant)、荚皮(1.26 mg/plant)、叶柄(0.9 mg/plant)及根(0.41 mg/plant)高2.96、6.63、6.75、9.84和22.8倍。不同施氮处理下,各器官标记氮积累量随着施氮量的增加呈先增加后降低的趋势,在施氮量为4.5 kg/hm2处理条件下达到最高值,其中籽粒中标记氮达到9.76 mg/plant。标记氮在各器官的分配比例与积累量无明显相关性,可能是不同施氮量下各器官干物质积累量不同所致,总体表现为籽粒茎叶荚皮叶柄根,在施氮量为5.0kg/hm2条件下籽粒标记氮分配率最高,为63.81%。【结论】在叶面喷施氮4.5 kg/hm2条件下,籽粒标记氮积累量和干物重最高,分别为每株9.76 mg和21.7 g。就合丰55品种而言,叶面施氮量为4.5 kg/hm2最有利于籽粒氮素及干物质积累。大豆鼓粒期(R5)进行叶面施氮时,氮素主要积累于籽粒中,有利于籽粒干物质积累,最终获得增产。     

不同土壤肥力水平下玉米氮素吸收和利用的研究

盆栽试验条件下利用15N同位素示踪技术研究了不同土壤肥力水平下夏玉米氮肥吸收利用的差异。结果表明:中(M)、低(L)肥力土壤的施肥比对应不施肥空白对照的增产效果要好于高肥力土壤(H)。等NPK用量情况下,高肥力土壤(H-NPK)玉米籽粒产量分别比低肥力(L-NPK)和中肥力(M-NPK)土壤高出23.07%和12.40%。M-NPK处理的玉米籽粒吸收的氮素占总吸氮量的比例最高,达到82.3%。在本试验条件下,玉米吸收的肥料氮与土壤氮比例接近1∶1;L-NPK和M-NPK处理的肥料氮贡献率显著高于H-NPK处理。L-NPK处理玉米的氮肥表观利用率较M-NPK和H-NPK处理分别高出约2个百分点,而同位素15N研究表明,高(H-NPK)、低(L-NPK)肥力土壤之间的氮肥利用率差异不显著,但均较中(M-NPK)肥力土壤高出6.78%和7.65%。L-NPK处理的氮素激发率最高,其次为M-NPK处理,但二者间无显著性差异,且均较H-NPK处理显著高出37.30%和26.98%。     

叶面不同施氮量对大豆氮素吸收与分配的影响

为研究大豆叶面氮素吸收与分配规律,以黑龙江省三江平原大豆主栽品种合丰50为试验材料,采用15N示踪法在大豆R5期进行叶面施氮处理,研究大豆不同器官对氮素同化吸收及积累分配情况。结果表明:当施氮量超过4.5kg·hm-2(N3)条件下,大豆植株各器官干物质量、氮素含量、氮素积累量均不再显著增加。子粒干物重在4个施氮量(N1、N2、N3、N4)条件下分别比无氮处理增加2.51%,5.01%,9.55%和0.51%,在4.5kg·hm-2(N3)条件下最高,为21.8g/株。同一施氮量条件下,大豆不同器官15N积累量为子粒茎叶荚皮叶柄根;在不同施氮量条件下,15N在各器官积累量随施氮量增加而增加,在4.5kg·hm-2(N3)条件下达到最高值,子粒15N积累量为8.17mg/株。从N1到N3处理增加施氮量降低了15N在子粒中的分配比例,但提高了15N在叶片中的分配比例,同时提高了15N在子粒中的积累量。本研究从理论上证明了在大豆R5期进行叶面施氮时,氮素主要积累于子粒中,从而有利于子粒干物质积累,最终获得增产。     

不同沟灌方式对棉花氮素吸收和氮肥利用的影响

本文通过交替隔沟灌溉（AFI）、固定隔沟灌溉（FFI）、常规沟灌（CFI）的大田小区棉花实验,研究不同沟灌方式对棉花各器官氮素吸收和氮肥利用的影响。结果表明: AFI与CFI相比,棉花生物量、全氮含量、氮素吸收率（NAR）、氮肥吸收比例（Ndff）、氮肥利用率（NUE）随生育期变化,各器官全氮含量,NAR、Ndff 差异均不显著; 棉花各器官的NUE,苗期差异均不明显,蕾期以后茎的NUE平均降低 9.6%,叶平均降低18.1%,根和蕾铃差异不显著; FFI与CFI相比,苗期棉花生物量、全氮含量、NAR和Ndff各器官差异均不显著,蕾期以后生物量平均降低 22.5%～35.5%,全氮含量下降 23.9%～43.8%,NAR下降 35.0%～63.5%,Ndff下降 15.0%～39.7%,NUE下降 34.4%～46.7%。可见FFI方式显著降低棉花氮素吸收和利用效率,AFI 则变化不明显,因此沟灌棉花宜采用AFI方式,有利于大田棉花的水氮管理。     

不同作物管理技术对水稻氮素吸收和利用的影响

通过2年田间试验,以杂交粳稻甬优1号为材料,研究不同作物管理技术对稻株氮素吸收利用和产量形成的影响。结果表明,水稻超高产集成技术产量提高21.2%,在分蘖期和抽穗期总氮量低于高产管理,但在成熟期总氮量与高产管理相近;在成熟期叶片、茎鞘中氮滞留量及其占总吸氮量的比例减少;穗部吸氮量提高,其占总吸氮量的比例增加。因此,水稻超高产集成技术能促进水稻叶片和茎鞘中的贮藏性氮向穗部转运,在总氮吸收量变化不大情况下,氮素的吸收利用率、氮素的农学利用率、氮素的生理利用率和氮肥偏生产力等均显著提高。     

不同施氮水平对南方甜玉米氮素吸收利用的影响

【目的】探明南方鲜食玉米区高产条件下施氮量对甜玉米产量、氮素利用及其转运规律的影响。【方法】于2015年和2016年,选用国审甜玉米品种粤甜16为供试材料,设置N (0、100、150、200、250、300、450 kg/hm2) 7个施氮量处理进行连续2年的大田试验。在拔节期 (8片展开叶)、大喇叭口期 (12片展开叶)、雄穗开花期和乳熟收获期测定甜玉米植株及各器官干重、氮养分含量,研究分次施肥条件下,不同施氮量对甜玉米乳熟收获期植株体内的氮养分吸收积累与分配比例、氮收获指数和效率,以及对不同生育时期植株、叶片、茎鞘氮素积累的影响。【结果】在2个生长季,施氮量均显著影响甜玉米鲜穗产量、植株总氮素积累量、氮素收获指数、氮肥农学效率、氮肥利用率和氮肥偏生产力。随着施氮量 (0～450 kg/hm2) 的增加,鲜穗产量、植株氮素总积累量呈现先增加后保持上下小幅波动的趋势;氮肥农学效率先增加后下降;氮肥利用率、氮肥偏生产力持续下降。在施氮量为N 250 kg/hm2时,粤甜16的鲜穗产量、植株氮素总积累量达到或接近最高,两年平均值分别为17544 kg/hm2和145.6 kg/hm2;而氮肥农学效率达到最高值,两年平均值为48.4 kg/kg;氮素利用率和偏生产力两年平均值分别为28.5%、70.2 kg/kg,处于中间水平;鲜穗产量、植株氮素总积累量和氮肥农学效率均达到最大。施N 250 kg/hm2提高了茎鞘、叶片的氮素转运量和花后氮素同化量,氮素茎鞘转运、叶片转运和氮素花后同化对鲜穗的贡献率两年平均值分别为48.8%、10.2%、41.0%。甜玉米整株氮素积累随生育进程持续增加,乳熟期最高,日均最高积累速率在8展叶至12展叶期;叶片和茎鞘的氮素积累进程呈单峰曲线,在雄穗开花期达到峰值,日均最快积累速率分别在8展叶至12展叶、12展叶至雄穗开花期。施氮能提高各器官在各生育时期的氮素积累量和积累速率,但不改变氮素积累变化趋势。【结论】在本试验条件下,采用多次施肥,施N 250 kg/hm2可提高氮肥农学效率,有效调控开花前氮素转运及花后吸收同化,促进鲜穗氮素积累,实现甜玉米高产高效。     

不同基因型糯玉米氮素吸收利用效率的研究 工．氮素吸收利用的基因型差异

为明确糯玉米的氮素吸收利用特性及为因种施肥和氮素高效利用提供依据，开展了同一氮素供应水平下31个糯玉米品种氮素吸收利用的基因型差异研究。结果表明，生产鲜穗、鲜子粒和成熟子粒糯玉米的氮素利用效率品种间变异范围分别为57．82～ 98．65、39．43～ 61．31和31．70～ 53．70 kg／kg。聚类分析指出，无论其收获产品是鲜穗、鲜子粒还是成熟子粒，均属于高产、氮素高效吸收利用的品种有6个，其百公斤鲜穗、鲜子粒及成熟子粒需氮 量平均值分别为1．244、1．884和2．091 kg。通径分析表明，提高品种鲜穗和鲜子粒产量，改良吸氮总量起主导作用；提高成熟期子粒产量，改良吸氮总量和氮素利用效率并重。     

小黑麦氮素吸收利用的基因型差异研究

以69个小黑麦品种为材料,研究了同一供N水平下,不同小黑麦品种在分蘖、抽穗和成熟期对N素吸收利用的基因型差异,考查了单株籽粒产量、地上部N积累量、地上部N收获指数、N运转率和N利用效率等指标。结果表明：①在3个时期,不同品种小黑麦对N素的吸收利用均存在着显著的基因型差异,其中地上部N积累量和N利用效率与单株籽粒产量呈极显著正相关（r = 0.84,r = 0.63）,是决定小黑麦经济产量的重要因子。②通过聚类分析,在供试的69个小黑麦品种中,具有较高籽粒产量、N素吸收总量和N素利用效率的共4个品种,分别为Clxt75、P1428736、P1429227和P1466703。     

小麦氮素吸收利用的基因型差异研究

采用裂区试验设计，施氮和不施氮（对照）处理下，对16个不同基因型小麦拔节期和收获期氮素吸收利用差异进行研究。结果表明，不同基因型小麦的氮素吸收、利用特性存在很大差异，相关分析表明，氮素胁迫条件下，氮素吸收过程是全生育期的限制因素。依据收获期小麦相对吸氮总量和相对利用效率（对照处理与施氮处理的比值），将16个基因型分为5种类型：双高型、氮吸收高效型、氮利用高效型、双低型和中间型，为小麦氮高效育种提供理论依据。     

施氮对不同土壤肥力下玉米氮素吸收和利用的影响

采用田间试验,研究了吉林省高、低肥力条件下不同氮肥用量对春玉米产量及氮素吸收和利用的影响。结果表明,范家屯和榆树试验点的最高产量施氮量分别为N 251和206 kg/hm2,最佳经济施氮量分别为N 227和134 kg/hm2。两试验点的最高产量和最佳经济产量均表现为范家屯试验点高于榆树试验点。适宜增加施氮量可显著提高范家屯低肥力试验点玉米氮素最大吸收速率和吸收总量,提前最大吸收速率出现的天数。玉米收获后030 cm土层残留的硝态氮呈现出随着施肥量的增加而增加的趋势,其中榆树高肥力试验点土壤硝态氮积累明显高于范家屯低肥力土壤。范家屯低肥力试验点氮素的农学利用率、表观回收率和偏因子生产力高于榆树高肥力试验点。范家屯低肥力条件下可通过增施氮肥提高产量; 而榆树高肥力条件下则可通过控制氮肥用量达到提高产量和氮肥利用率的双重目标。     

施钾对不同小麦品种氮素、磷素吸收利用的影响

盆栽条件下,研究了黄淮麦区当年广泛种植的28个小麦品种在2个供K水平下N、P吸收利用差异。研究结果表明,高K与低K条件下,不同小麦品种N、P吸收利用能力差异都很大,小麦品种间N、P积累量与干物质积累量呈极显著正相关;相关分析表明,无论是低K还是高K下,不同小麦品种K积累量、K利用效率与N积累量、N利用效率及P积累量、P利用效率都存在极显著的正相关,这就显示出K高效小麦品种同时也是N高效、P高效小麦品种。     

不同新型肥料对江淮地区水稻生长及氮素吸收利用的影响

传统肥料具有利用率低、易污染环境等缺点,筛选适合江淮地区水稻施用的新型肥料对于提高水稻产量及氮素利用效率,减少氮损失等具有重要意义。本试验在等氮量200 kg/hm2施用条件下,设置控失尿素、含锌尿素和腐植酸尿素等不同新型肥料处理,同时以普通尿素作为对照,研究其对水稻产量构成因素、土壤理化性质以及氮素吸收利用效率等的影响。结果表明,施用含锌尿素和腐植酸尿素有利于提高水稻有效穗、穗粒数和千粒重,水稻产量较普通尿素处理分别增产5.6%和4.3%,而控失尿素一次性施肥处理水稻反而减产6.5%。腐植酸尿素、控失尿素和含锌尿素施用能够提高土壤有机质、全氮和碱解氮含量。不同类型新型肥料均能够增加水稻地上部氮素吸收量,尤其是腐植酸尿素和含锌尿素,两处理中氮肥偏生产力、氮肥农学效率和氮素表观利用率较普通尿素处理分别提高1.7～2.1 kg/kg、1.7～2.1 kg/kg和6.2%～12.8%。总体而言,江淮地区水稻种植中适宜施用腐植酸尿素和含锌尿素两种新型肥料,有利于提高水稻产量及氮素吸收利用效率。     

不同施氮方式对春玉米产量、氮素吸收及经济效益的影响

通过田间试验,研究了不同施氮方式(习惯施氮量、推荐施氮量及等氮量下有机肥替代)对春玉米产量、氮素吸收及经济效益的影响。结果表明:施氮能显著提高春玉米产量,2008年和2009年分别提高11.2%～16.8%、10.9%～24.2%。等氮量下,30%有机肥氮替代模式能够维持或显著提高春玉米产量。除2009年推荐施氮量下有机肥氮替代处理春玉米产量低于习惯施氮量外,其它相同施氮模式间春玉米产量均无显著差异。有机肥氮替代模式氮素吸收量和肥料利用率较等氮量下100%化肥氮偏低,但施氮效益较高,因此,有机肥氮部分替代化肥氮可作为东北春玉米的有效施氮措施。     

氮肥对不同耐低氮性玉米品种氮素吸收利用及氮素平衡的影响

以前期筛选的不同耐低氮性玉米品种正红311和先玉508为试验材料,通过田间裂区试验研究氮肥(0,90,180,270,360,450kg N/hm~2)对不同耐低氮性玉米品种氮素吸收利用及氮素平衡的影响。结果表明:施氮显著提高玉米的氮素积累、氮素转运和氮素表观损失,而收获指数、氮收获指数、氮素干物质生产效率、氮素产谷效率、氮素吸收效率、氮肥利用效率、氮肥生理效率、氮肥农学效率和氮肥偏生产力等随施氮量增加显著降低。与低氮敏感品种先玉508相比,耐低氮品种正红311氮素积累量、氮素转运量和产量更高,而氮素转运率、转运贡献率、收获指数及氮收获指数更低。正红311叶片较高的物质生产能力有利于其生育后期的氮素吸收和物质生产,使其氮肥吸收效率、氮肥利用效率、氮肥农学效率和氮肥偏生产力均显著高于先玉508,而氮素表观损失显著低于先玉508。川中丘陵山区土层瘠薄,土壤保肥保水能力差,随施氮量增加玉米氮素表观损失量和损失率均显著增加,耐低氮品种正红311具有较强的氮素吸收能力,能显著提高氮素的吸收利用效率从而有效减少氮素的表观损失。因此,在川中丘陵山区中低氮水平下推广种植耐低氮品种正红311既能充分发挥其产量优势,又能有效的控制氮素的表观损失。