施氮量对不同氮效率玉米品种根系时空分布及氮素吸收的调控

【目的】研究不同氮效率夏玉米根系的时空分布、 植株氮素吸收利用特性及其对氮素用量的响应,探讨玉米氮素高效利用的生理基础,以期探明通过采用氮高效品种、 促进根土互作、 提高根系与水肥时空耦合、 提高玉米氮素利用效率,强化环境友好型生产的有效途径。【方法】试验于2011-2012年在山东农业大学黄淮海玉米技术创新中心（N3618,E11712）和作物生物学国家重点实验室进行,以氮高效玉米品种郑单958（ZD958）和氮低效品种玉米秀青73-1（XQ73-1）为试验材料,在大田条件下设置两个氮素水平（0和315 kg/hm2）,采用土壤剖面取样法和系统取样法分别进行根系相关指标、 干物质及氮素积累与分配的测定。【结果】ZD958整个生育期根系相关指标（根系干重、 根长密度、 根系TTC还原量、 根系吸收面积及活跃吸收面积）及其在深层土壤（60-100 cm）中所占的比例、 单株生物量、 单株绿叶面积、 植株氮素积累量、 单株籽粒产量均显著高于XQ73-1（P0.05）,抽雄期和完熟期根系干重、 根长密度、 根系TTC还原量、 根系吸收面积、 根系活跃吸收面积、 单株绿叶面积分别比XQ73-1高12.02%、 8.39%、 25.34%、 34.48%、 29.22%、 7.76%和36.74%、 24.21%、 36.29%、 29.94%、 32.83%、 13.73%,完熟期单株生物量、 植株氮素积累量、 籽粒产量分别比XQ73-1高11.65%、 11.78%、 15.16%。施氮后两品种各指标均显著提高,ZD958和XQ73-1根系干重、 根长密度、 根系TTC还原量、 根系吸收面积、 根系活跃吸收面积、 单株绿叶面积抽雄期分别提高8.13%、 6.12%、 18.08%、 15.10%、 24.71%、 12.06%和7.19%、 4.59%、 10.47%、 10.82%、 13.02%、 7.15%,而完熟期分别提高16.48%、 22.43%、 19.26%、 15.03%、 27.45%、 14.97%和15.02%、 14.59%、 13.01%、 12.81%、 21.95%、 11.06%; 单株生物量、 植株氮素积累量、 单株籽粒产量完熟期分别提高9.40%、 10.08%、 13.43%和5.20%、 8.56%、 9.69%。相关分析表明,植株吸氮量与根长密度、 根系干重、 根系活跃吸收面积呈显著线性正相关（相关系数均在0.8以上）。 ZD958花前根系对氮素的响应度高于XQ73-1,花后则低于XQ73-1。【结论】氮高效玉米品种ZD958根系总量大、 深层土壤根系多、 根系活力高、 氮素吸收能力强; 施氮条件下优势更加明显,对ZD958作用大于XQ73-1,说明氮高效玉米品种发达且分布合理的根系保证了植株对氮素的吸收,有利于进行光合生产、 获得较高籽粒产量。两品种对氮素的响应不同,氮高效品种花前对氮素的响应度高于氮低效品种,花后则相反。因此,可过适度减少氮高效品种花前施氮量、 增加花后施氮量,而适度增加氮低效品种花前施氮量、 降低花后施氮量来促进根系发育,提高氮素利用效率。     

施用氮肥对玉米产量构成因素及其根系生长的影响

通过不同施氮水平对玉米产量构成因素及其根系生长影响的研究,结果表明,氮肥用量在90~270 kg/hm2,玉米产量构成因素随氮肥用量增加而提高,当氮肥用量达360 kg/hm2时玉米产量则下降。在试验土壤肥力条件下,施氮270 kg/hm2玉米产量最高,玉米根长、棒三叶叶面积、百苗干重和粗蛋白质、粗淀粉、粗脂肪含量均明显好于其它处理。     

燕山丘陵区锌肥不同施用方式对春玉米穗部性状及产量的影响

通过两年田间试验,以京单128玉米品种为材料,通过3种锌肥施用方式[底施锌肥(DS)、冲施锌肥(CS)、喷施锌肥(PS)]研究了不同锌肥施用方式对燕山丘陵区春玉米穗部性状、产量及籽粒含锌量的影响。试验结果表明,增施锌肥能够显著提高春玉米产量,不同锌肥施用方式增产效果表现为PSCSDSCK,平均增产率分别为15.2%、12.0%和5.4%。增施锌肥后穗长、穗粗、行粒数、百粒重呈增加趋势,禿尖长呈明显降低趋势,其中禿尖长和行粒数变异明显,变异系数分别为55.2%和6.8%,说明增施锌肥主要是通过降低果穗禿尖、增加行粒数来增加穗粒数,从而增加产量。同时增施锌肥能够显著增加玉米籽粒锌含量,施用效果也表现为PSCSDSCK,平均增幅分别为50.4%、36.9%和30.8%。由此认为,在典型缺锌地区的燕山丘陵区种植玉米时增施锌肥是增加玉米产量,改善产品品质的重要途径,在施用方式上以喷施最佳,冲施次之。     

氮肥不同施用时期对春玉米早衰的影响

采用盆栽试验研究氮肥不同施用时期下春玉米早衰特性。结果表明,合理的增加追肥次数能提高穗粒数和千粒重,进而提高玉米的籽粒产量。当氮肥分别在基施、拔节期与大喇叭口期1∶3∶1施用时,春玉米生育后期的穗叶叶绿素含量和SOD活性较一次性基施有不同程度的提高,而叶片形态指标和丙二醛(MDA)含量却降低,有效地延缓了玉米的衰老。对照(无氮肥)处理的穗叶叶绿体破裂解体,基粒和基质片层结构膨胀,导致叶片的叶绿素含量下降、光合能力降低而出现早衰。     

不同氮效率玉米根系时空分布与氮素吸收对氮肥的响应

【目的】 研究玉米根系时空分布对不同供氮水平的响应及其与植株氮素吸收的关系,对于充分挖掘氮高效基因型,探讨氮高效栽培途径具有重要意义。 【方法】 以氮高效玉米品种 (郑单 958、金山 27) 和氮低效玉米品种 (蒙农 2133 、内单 314) 为材料,以不施氮为对照 (N0),施氮 300 kg/hm2 为适量处理 (N300)、450 kg/hm2 为过量处理 (N450),进行了两年田间试验,调查了玉米根重、根长的时空分布及其与植株氮素吸收量的关系。 【结果】 对照 (N0) 和适量施氮 (N300) 条件下,氮高效品种的根系生物量显著高于氮低效品种,过量施氮 (N450) 条件下二者在吐丝前无显著差异,吐丝后氮高效品种根重降低缓慢,根系生物量高于氮低效品种。N0 和 N300 条件下,氮高效品种 0—100 cm 土层根长均显著高于氮低效品种,吐丝期到乳熟期,N0 处理 0—20 cm 耕层和 40 cm 以下土层内,氮高效品种的根系降低比率显著低于氮低效品种;施氮条件下,两类型品种 0—40 cm 土层内根系降低比率无显著差异,但 40 cm 以下土层氮高效品种根系降低比率显著低于氮低效品种。吐丝前氮素吸收量在 N0 和 N300 条件下,单位根长氮吸收速率对氮素吸收的直接作用较大,直接通径系数是 0.590 和 0.649,在 N450 条件下,根长对于氮素吸收的直接作用较大,直接通径系数是 0.536;吐丝后氮素吸收量在 N0 和 N300 条件下,根长对氮素的吸收直接作用较大,直接通径系数是 1.148 和 0.623,在 N450 条件下,单位根长氮吸收速率对氮素吸收的直接作用较大,直接通径系数是 0.858。 【结论】 不同氮效率玉米品种根系分布和氮素吸收对氮肥的响应存在明显差异。在低氮和适量施氮条件下,氮高效品种较氮低效品种表现出较高的根系生物量、根长和较低的根系衰老速率,其吐丝前氮素吸收主要与单位根长氮吸收速率有关,吐丝后则主要与根长有关;过量施氮条件下,其吐丝前氮素吸收主要受根长影响,吐丝后则主要与单位根长氮吸收速率有关。      

不同施氮水平下青贮玉米农田土壤酶活性时空分布特征

【目的】研究氮肥施用下青贮玉米田土壤酶活性时空变化特征,为内蒙古中部青贮玉米高产高效栽培提供理论依据。【方法】以“种星青饲1号”为供试材料,设置0(N0)、120 (N8)、180(N12)、240(N16)、300(N20)和360(N24) kg hm^-26个氮肥梯度,系统分析2018～2019年不同处理青贮玉米田土壤酶活性在5个生育期和0～40 cm土体的时空变化特征,并探究了青贮玉米产量对施氮水平的响应。【结果】青贮玉米田土壤酶活性在不同施氮处理、生育期于0～40 cm土体中存在显著差异(P <0.05),随着玉米生育期的延长,青贮玉米田土壤酶活性呈“抛物线”型变化,大喇叭口期-抽雄期最高。相比0～20 cm土层,较深的土层增加了过氧化氢酶(CAT)活性的同时降低了脲酶(UA)活性。增施氮肥有效促进蔗糖酶(IA)、碱性磷酸酶(APA)、脲酶活性及玉米产量的增加,且施氮量为240 kg hm^-2(N16)时集中呈现出酶活性及产量峰值。2018年与2019年N16处理玉米生物鲜重分别较其他处理高出了8.07%～65.88%和7.11...     

土壤水分与氮肥对玉米根系生长的影响

利用田间小区试验研究了不同土壤水分条件下N肥对根系生长（根长、根重和根冠比）的影响。结果表明,玉米拔节期和开花期无论水分条件如何。施N肥可增加其总根长、麦层根长和根重并使根冠比下降;灌浆期施N肥可增加总根长和表层根长,但正常水分条件下N肥使根重和根冠比下降,而干旱条件下N肥对根重和根冠比则无影响,不同处理根冠比大小与N吸收和分配有很大关系。     

施钾方式对高产春玉米根系分布及其活力的影响

[目的]探讨施钾方式(一次性施入和钾肥后移)对高产春玉米根系特性的影响,为高产春玉米钾素养分调控提供理论依据。[方法]以金山27玉米为供试品种,2个施钾水平(K2O 150和300kg/hm2)及施钾后移处理下,测定不同生育时期各土层根系干物质重、根系活力及其酶活性,成熟期测定根条数、根幅。[结果]300kg/hm2施钾水平与150kg/hm2施钾水平相比,各土层根系干重增加,尤以吐丝前0—20cm土层为根干重增加幅度最大,20—60cm土层根干重占总干重比例减小,尤以乳熟期为甚;各土层根条数、最大根幅增加,最大根幅下移;各生育时期各土层根系活力、超氧化物歧化酶(SOD)活性和过氧化物酶(POD)活性随施钾量增加而增加,丙二醛(MDA)含量下降。相同施钾水平下,施钾后移各生育时期0—60cm各土层根系干重减小;0—20cm土层根干重占总干重比例增加;最大根幅、根条数及最大根幅深度均减少,且随土层深度增加差异增大;各土层根系活力、SOD酶活性和POD酶活性降低,MAD含量增加。[结论]300kg/hm2施钾量较150kg/hm2施钾量促进玉米根系生长,且延缓根系衰老,尤其可促进深层根系的生长;同一施钾水平下,施钾后移则促进作用不明显,甚至降低了根系的干重。     

不同氮肥管理对吉林春玉米生长发育和养分吸收的影响

针对吉林春玉米氮肥施用中存在氮肥用量偏大,且具盲目性的现状,采用田间试验研究农民习惯施氮量和推荐施氮量下氮肥不同施用方式对春玉米干物质积累、子粒产量、氮素吸收和利用效率的影响。结果表明,推荐施氮量下,苗期和灌浆期春玉米干物质积累量显著高于习惯施肥,有机无机配合提高了春玉米干物质积累速率。施氮处理与不施氮相比均显著增加玉米子粒产量,增产11.2%～16.8%; 推荐施氮量下玉米子粒产量与习惯施氮量相当,但显著提高氮素的偏因子生产力和农学效率。在氮磷钾用量一致的基础上,用30%有机肥氮替代化肥氮与100%化肥氮处理的产量相当,对氮素利用效率也没有影响,并降低收获期土壤无机氮含量。说明合理施用氮肥不但能够维持玉米产量,还可减少氮肥投入,提高氮肥利用效率;有机肥部分替代化肥氮是吉林春玉米氮素管理的有效途径之一。     

不同缓控释氮肥对连作春玉米产量及氮肥去向的影响

在山西省连作春玉米区连续4年设置大田定位试验,设置不施氮肥(CK)、一次性基施尿素(CU1)、追施尿素(CU2)、树脂包膜尿素(PCU)、硫包衣尿素(SCU)、多酶金缓释尿素(MEU)6个施肥处理,研究施用缓控释氮肥对春玉米产量、氮肥去向及氮素平衡的影响,为春玉米氮素养分的科学管理技术提供参考。结果表明:(1)缓控释氮肥处理能够明显提高春玉米产量,促进氮素吸收。与CU1处理相比,SCU、MEU、PCU和CU2处理可分别提高春玉米产量17.51%,9.88%,9.62%,9.48%,同时氮肥农学利用效率分别提高7.5,4.2,4.1,4.1 kg/kg。(2)不同缓控释氮肥处理的作物吸收肥料氮以及肥料氮在0-100 cm土层残留量之间存在显著差异。SCU、MEU、PCU、CU2和CU1的氮肥表观利用率分别为36.1%,32.5%,26.5%,26.7%,19.5%,肥料氮在0-100 cm土层残留量分别占施氮量的28.5%,31.6%,35.7%,35.5%,39.1%。此外,与一次性基施尿素相比,缓控释氮肥能够显著降低肥料氮的损失,SCU、MEU、PCU和CU2分别降低了22.65%,18.81%,8.99%,8.47%。(3)综合分析不同氮肥处理的农田氮素平衡,SCU处理的春玉米吸氮量最高,为261.5 kg/hm^2,其次是MEU,为253.5 kg/hm^2。SCU的0-100 cm土层残留量在缓控释氮肥中最低,为124.1 kg/hm^2,MEU和PCU分别为131.04,140.09 kg/hm^2。SCU处理的氮表观损失量最低,为106.3 kg/hm^2,MEU和PCU分别为111.6,125.1 kg/hm^2。在山西省春玉米主产区土壤上,缓控释氮肥能够显著促进春玉米对氮素的吸收,减少氮素损失。硫包衣尿素和多酶金缓释尿素的效果相对较好。     

不同氮水平下玉米苗期根系形态和氮吸收量的 QTL 定位

【目的】玉米的根系形态与氮素吸收能力关系密切,利用单片段代换群体对玉米苗期根系形态相关性状和植株氮吸收量进行 QTL 定位,可为进一步精细定位并克隆控制玉米低氮下优异根系形态和氮吸收的主效 QTL 奠定基础。【方法】以氮效率差异显著的两亲本许 178 和综 3 构建的 150 个玉米单片段代换系 (SSSL) 群体作为研究材料,进行水培试验。以 Ca (NO₃)₂ 作为氮源,设置高氮 (4 mmol/L NO₃– )和低氮 (0.05 mmol/L NO₃– ) 两个处理,培养 20 d 后分根、冠收获植株,测定生物量和氮含量。通过 WinRHIZO 根系分析系统获得根系的总根长、根表面积、根体积、根直径和根尖数等指标。根据代换系与亲本许 178 表型值的 T-test 结果,利用该群体 SSR 遗传连锁图谱,在 P ≤ 0.001 条件下定位所调查性状的 QTL。【结果】高氮条件下 SSSL 群体除了根直径与总根长和根尖数没有显著相关性以外,其它各性状之间均显著或极显著正相关,并且植株氮吸收量也与根系各性状呈显著或极显著正相关;低氮条件下,除了根直径以外,植株氮吸收量与其他根系性状均呈极显著正相关,并且地上部和根部氮累积量均与根表面积的相关性最大。在高氮条件下共检测到 102 个 QTL 位点,包括 40 个根形态相关 QTL、34 个植株生物量 QTL 和 28 个氮吸收量 QTL;在低氮条件下共检测到 85 个 QTL 位点,包括 47 个根形态 QTL、22 个植株生物量 QTL 和 16 个氮吸收量 QTL。所检测到的根形态相关 QTL 与生物量和氮积累量 QTL 成簇存在,同一 QTL 区间多同时检测到根形态 QTL 和氮吸收量 QTL。高氮条件下,在代换系 1428、1376、1282、1266 和 1473 的代换区间上检测到高氮特异的 QTL 簇,同时包括多个根形态和氮吸收量 QTL,贡献率从–43% 到 84%。低氮下,在代换系 1419 和 1314 的代换区间上同时检测到低氮特异的多个根形态和氮吸收量 QTL,贡献率从–32% 到 55%。【结论】单片段代换系 1419 和 1314 所包含的代换片段 bnlg182—bnlg2295 和 umc1013—umc2047 检测到多个低氮特异的 QTL,并且这两个区间在前人的研究中均有玉米氮效率相关 QTL 检测到,说明该区间包含有玉米根系形态和氮吸收量的主效 QTL,在玉米氮高效吸收中可能起重要作用。     

施氮量对超高产夏玉米产量及氮素吸收利用的影响

选用登海661（DH661）和郑单958（ZD958）为试验材料,研究了超高产条件下施氮量对夏玉米产量、氮素利用及其转运规律的影响。结果表明,随着施氮量的增加,子粒产量、植株氮素总积累量和氮肥利用率呈先增加后降低。施氮量为N 240～360 kg/hm2,DH661和ZD958产量分别达12172～15080 和12011～15360 kg/hm2;而氮素利用率和氮肥农学利用率,DH661分别为10.6～23.1%和11.5～13.6%,ZD958分别为24.1～28.6%和9.5～11.4%;植株氮素总积累量和氮肥利用率均达到最大。施N 240～360 kg/hm2,提高了营养器官中氮素转运量和花后氮素同化量,可以有效调控开花前氮素转运及花后直接同化,促进子粒氮素积累,提高产量。在本试验条件下,施 N 240～360 kg/hm2可提高氮肥利用率,实现玉米高产。     

局部供应水氮条件下玉米不同根区的耗水特点

利用分根装置,采用传统均匀灌水、根系分区交替灌水2种方式和作物根区均匀施氮、固定部分根区施氮和根系分区交替施氮3种方式,对零、低、中、高4个施氮水平下玉米根系不同区域的耗水特点进行了研究。结果表明：交替灌水与均匀灌水均表现为,在均匀施氮时玉米两个根区的耗水量随施氮水平的增大一致减小;固定施氮时,随施氮水平的增大,施氮区的耗水量呈明显的减小趋势,从而使两个根区耗水量间的差距增大;交替施氮时的耗水量变化与之相同。而且,两种局部施氮方式下,低氮水平时,玉米两根区间耗水量无显著差异;高氮水平时,未(后)施氮区的耗水量较之先施氮区显著增大,其中尤以固定施氮的增幅更大。与均匀灌水所不同的是,交替灌水缩小了局部施氮条件下不同根区耗水量间的差距。     

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。     

不同施肥方式下氮肥用量对直播稻根系形态及氮素吸收的影响

采用盆栽试验,研究施肥方式(点施于距土表1、5 cm土柱中心位置,分别记为M1、M2;距土表0~5、0~10 cm土壤与氮肥混匀施用,分别记为M3、M4)和氮肥用量(N 0、0.3、0.6、0.9、1.2 g/盆)对直播稻苗期生物量、根系形态及氮素吸收的影响,以期为直播稻科学施用氮肥提供理论依据。结果表明,M1、M2施肥方式下N0.6处理地上部和根系生物量都显著高于其他处理,增幅分别为17.8%~84.8%和13.9%~46.9%,根系形态指标表现为N0.3和N0.6高于N1.2处理;M3、M4施肥方式下N1.2处理地上部和根系生物量都显著高于其他处理,增幅分别为32.6%~36.3%和14.9%~16.2%,根系形态指标有随着施氮量增加而增加的趋势。施肥方式和氮肥用量对氮素吸收量的影响趋势与生物量表现一致,氮素吸收利用率表现为点施条件下M1M2,混施条件下M3M4。相关分析结果表明,水稻地上部生物量及其氮素吸收与根系形态参数及氮素吸收量存在显著正相关关系。综上所述,低氮条件下浅层点施、高氮条件下浅层混施有利于促进水稻苗期的生长发育,稳固良好的根系形态特性,增强其对养分的吸收利用。     

适宜灌水施氮方式利于玉米根系生长提高产量

为研究不同灌水方式和施氮方式对玉米根系生长分布的影响,2011年在大田条件下采用垄植沟灌技术,设交替灌水、固定灌水、均匀灌水和交替施氮、固定施氮、均匀施氮2因素3水平的随机完全组合试验方案。分抽雄期、灌浆期和成熟期对0~100 cm土层监测植株正下方、植株正南侧和植株正北侧的根系生长状况。结果表明,灌水方式对各位置根长及根系总量影响均达显著水平,施氮方式只对植株南侧根长和根系总干质量影响显著,二者的交互作用只对植株北侧根长和总根长影响显著。交替灌水均匀施氮在监测时期内维持了较大总根长,并使得灌浆期植株不同位置根长、总根量(总根干质量除外)均较大,并最终获得较大的产量(11 524 kg/hm2)。而固定灌水固定施氮总根长最小,产量最低。各处理下0~40 cm土层根长所占整个土层根长比例均较高,该比值以交替灌水均匀施氮最大。对比发现,根系生长分布对灌水方式更加敏感,通过不同灌水与施氮调控玉米根系生长分布应集中在0~40 cm土层,交替灌水均匀施氮最有利于根系的生长和产量的提高,为垄植沟灌下较好的灌水施氮方式。该研究为通过不同灌水施氮方式调控作物根系生长并获得高产提供了一定理论依据。     

施氮时期对超高产夏玉米产量及氮素吸收利用的影响

选用登海661（DH661）和郑单958（ZD958）为试材,研究了超高产条件下施氮时期对夏玉米子粒产量、氮素利用率以及转运特性的影响。结果表明,拔节期一次性施氮较不施氮增产不显著;随着施氮次数的增加产量显著提高,灌浆期施氮可以显著提高粒重,从而提高产量。拔节期、大口期、花后10d按2:4:4施氮,DH661产量可达14188.9 kg/hm2;基肥、拔节期、大口期、花后10d按1:2:5:2施氮,ZD958产量可达14529.6 kg/hm2。生长期内分次施氮及灌浆期施氮可显著提高植株和子粒中氮素积累,延长氮素积累活跃期;同时可以显著提高氮素收获指数、氮肥农学利用率、氮素表观回收率和氮肥偏生产力。DH661和ZD958在2:4:4和3:5:2施肥方式下开花前和开花后氮素吸收比例分别为51:49和60:40。开花前分次施氮可显著提高氮素转运量和转运效率,灌浆期施氮可显著提高花后子粒氮素同化。DH661和ZD958在2:4:4和3:5:2施肥方式下花后氮素同化量分别占子粒吸氮量63.0%和50.5%。本试验条件下,DH661采用拔节期、大口期、花后10d按2:4:4施入,ZD958基肥、拔节期、大口期、花后10d按1:2:5:2施入或拔节期、大口期、花后10d按3:5:2施入可提高氮素利用率,实现高产高效。     

密度、 氮肥对玉米杂交种节根数量的影响

【目的】玉米地上和地下茎节生长的节根分别被定义为地上节根(气生根)和地下节根; 地上和地下节根在玉米生长全生育期的水分、 养分吸收以及抗倒伏方面起重要作用。密度和氮肥施用是作物生长和高产最为关键的两个农学影响因子,研究高产密植栽培中氮素如何影响玉米地上及地下节根数的变化,可为选择适宜的品种提供依据。【方法】以玉米自交系GEMS30、 Zheng653、 Mo17、 B73、 CIMBL153为母本,以武312(Wu312)及其近等基因系为父本组配的10对测交组合为试验材料,在2个密度水平(60000和80040 plant/hm2)和3个氮水平(0、 120和240 kg/hm2)下,通过田间挖根,然后按照玉米生长的轮次逐一割下节根并记录数量,同时利用NK-100型数显式弹簧拉力计测定地上第3节位的抗倒拉力。研究总节根数、 地上节根数(气生根)、 地下节根数、 茎秆抗倒拉力和产量的变化规律及其相互关系。【结果】本研究条件下,高密度显著降低产量; 供氮水平也显著影响产量,N 120 kg/hm2时产量高于N 0和240 kg/hm2。地上节根和地下节根数均受氮肥、 密度及氮肥密度互作的显著影响。高密种植平均使地上节根数减少3~6条,而地下节根数量不受影响; 抗倒拉力降低14%~29%,但是在N 240 kg/hm2条件下,高密度对地上和地下节根数的影响不显著。在N 120 kg/hm2供应条件下的地上和地下节根数、 抗倒拉力均高于不施氮,低密度下玉米地上节根数也高于N 240 kg/hm2。不同杂交种的地上节根对氮和密度的响应存在显著差异,其中以B73为母本的2个基因型最为敏感。相关分析表明,在N 0和N 120 kg/hm2条件下,无论密度高低,地下节根数与产量都呈显著正相关; 在低密度下N 0和N 120 kg /hm2条件下, 地下节根数与抗倒拉力呈显著正相关。但高密度在N0下,地上节根数与产量呈显著负相关。【结论】在适宜栽培条件下,地下和地上节根数量多,抗倒能力强,产量高,地下节根数对产量和抗倒伏的贡献相对更为重要。在胁迫条件下,过多的地上节根数可能对产量形成起负作用。因此,根据目标产量,在适宜栽培条件下,选择地下节根数多的品种可以提高产量和抗倒伏率。