不同装土量对玉米植株·根系·籽粒养分浓度及化学计量比的影响

[目的]研究不同装土量对苗期、抽雄期和成熟期玉米植株、根系和籽粒中氮、磷含量以及氮磷比的影响。[方法]采用室外盆栽模拟试验。[结果]玉米植株:从苗期到成熟期,氮、磷浓度呈下降趋势;苗期磷浓度有随装土量增加而增加的趋势;无论施肥与否,同一时期基本呈现随装土量增加,氮∶磷比值呈下降的趋势,氮供应相对不足。玉米根系:从苗期到成熟期,氮浓度呈下降趋势,而且随着装土量的增加氮浓度呈下降趋势;苗期磷浓度较高,装土量不同磷浓度相差不大,抽雄期和成熟期磷浓度均为轻度或重度缺磷;苗期氮∶磷比值皆下降,而抽雄期有上升的趋势。玉米籽粒:施肥玉米随装土量增加氮浓度呈下降趋势;磷浓度差别不大,基本呈现随装土量增加,籽粒磷浓度呈下降的趋势;装土量不同,玉米籽粒中氮∶磷比值也有差异。[结论]松辽平原玉米带黑土区现行耕作制度下产生的2种不同的剖面构型"波浪型"和"平面型"导致有效土量差异,是导致黑土肥力退化的主要原因之一。     

施氮量对玉米产量、养分吸收量及土壤无机态氮的影响

采用田间小区试验方法,研究了不同施氮量对玉米产量、养分吸收量及土壤无机氮的影响.结果表明,施氮量对玉米籽粒产量有显著影响,在施纯氮0～600 kg/hm2范围内,产量随氮肥施用量的增加而逐渐增加;增施氮肥能显著增加玉米植株和籽粒的全氮含量,而对玉米籽粒的全钾、全磷含量影响不大,但降低了植株全磷的含量;氮肥施用量对各处理0～100 cm土壤层的硝态氮含量影响较大,表现为随氮肥施用量的增加,各土壤层硝态氮含量逐渐增加,硝态氮含量基本上随土壤深度而减少;施氮量对0～100 cm土壤层铵态氮含量影响也较大,但各处理间、不同土壤层间的铵态氮含量变化不明显.     

玉米生长量、养分吸收量和及氮肥利用率的动态变化

在不同水、氮供应条件下，研究了玉米干物质累积、养分吸收及氮肥利用率的变化动态。结果表明，植株干物质和养分吸收量，随生育期延长而持续增加，变化动态可用S曲线方程拟合。对干物质和养分累积方程求导，得到了干物质累积和养分吸收速率。玉米生长期间干物质累积速率前期上升快，至高峰后缓慢下降。在氮、磷、钾三要素中，氮、钾吸收速率高，上升快，下降也快；磷吸收速率低，上升慢，下降亦慢。养分最大吸收速率出现的时间，钾最早，氮次之，磷最晚，但均早于干物质最大累积速率出现时间。氮肥利用率与干物质累积、养分吸收速率有类似变化趋势；氮肥最高瞬时利用率与氮素最大吸收速率出现的时间基本一致。灌水明显提高了氮肥累积利用率和瞬时利用率；水分和氮素供应虽然增加了养分吸收速率和干物质累积速率，但未改变其变化趋势。     

淹水胁迫对玉米苗期根系形态与养分吸收累积的影响

采用盆栽试验的方法,研究了不同淹水时间对玉米苗期(四叶期)根系长度、根表面积、根体积、分枝数、交叉数等根系形态,根系生物量,氮磷钾含量和累积量的影响,对比分析正常生长和淹水条件下玉米根系形态与养分吸收的耦合关系。结果表明,正常生长的玉米,其根系的主根长、总根长、根表面积、根体积以及分枝数、交叉数等形态指标均随培养时间延长而逐渐增加;而淹水胁迫使这些根系形态指标均呈先增加后减少的变化规律,并于淹水处理72 h后分别低于正常生长53.8%、51.0%、34.2%、13.3%、49.5%和37.5%。玉米幼苗正常生长时,根系中氮含量、磷含量、钾含量随培养时间增加均呈递增趋势;而淹水处理使根系中氮含量先增加后减少并高于正常生长;磷含量先增加,处理48 h后趋于稳定;钾含量先增加后减少,并于淹水48 h后低于正常生长。正常生长和淹水处理根系中氮素、磷素、钾素累积量均持续增加,而淹水处理72 h后三者累积量分别显著低于正常生长7.0%、20.2%和39.1%(P0.05)。正常生长的玉米,根体积对氮、磷含量影响最大、主根长对钾含量影响最大,总根表面积对氮、磷、钾素累积量影响最大;淹水胁迫后,以总根表面积对氮、磷含量影响最大,交叉数对根系钾含量以及氮累积量影响最大,以总根体积对氮素、磷素累积量影响最大。综上,淹水胁迫抑制了玉米幼苗根系的生长发育,降低了根系对氮、磷和钾的吸收与累积,导致玉米生长受阻。     

不同施氮方式对玉米各器官养分含量的影响

为明确不同施氮方式对玉米各器官养分含量的影响规律,试验设计3个处理,即无氮肥,基肥,基肥+追肥处理,3个处理的P2O5用量为65 kg·hm-2,K2O用量为45 kg·hm-2。试验结果表明:基肥+追肥处理的玉米根系、茎、叶、玉米芯、玉米粒氮含量显著高于对照,玉米粒含氮量与对照相比提高了22.73%;磷含量在喇叭口期和快速生长期所有处理根茎叶内含量相同,收获期不同处理间无显著差异;在收获期基肥+追肥处理的茎、玉米芯、玉米粒中的钾含量显著高于对照,其他部位与对照之间无显著差异。综合分析认为,玉米氮肥施用中采取基肥+追肥的施肥方式对提高玉米各器官养分含量效果优于单纯采用基肥的施用方式。     

土壤质量密度对玉米根系N、P、K含量及土壤磷酸酶的影响

采用回填土法控制土壤质量密度,测定不同质量密度、不同土层玉米根系所含氮、磷、钾养分及土壤酸性和中性磷酸酶.结果表明:在0～20 cm土层,随着土壤质量密度的增加,玉米根系中氮和钾的含量呈增加趋势,而磷含量却呈降低趋势;在20～60 cm土层,根系中氮磷钾含量均随土壤质量密度的增加而降低;在0～60 cm土层,随着土壤质...     

培土厚度对玉米根系特性的影响

为探明培土厚度对玉米根系特性的影响,在田间试验条件下,设不培土、培土5 cm、培土10 cm、培土15 cm和培土20 cm 5个处理,测定了各处理气生根数、气生根干重、气生根层数以及地下根干重4个指标。试验结果表明,培土10 cm单株气生根数最多、气生根干重最重。培土厚度与气生根数和气生根干重呈负相关,与气生根层数达到极显著负相关,与地下根干重呈极显著正相关,气生根层数与地下根干重呈极显著负相关。     

养分水平对烤烟根系性状及养分吸收的影响

【目的】探明养分水平对烤烟根系性状及其对养分吸收的影响,为烤烟高产栽培与合理施肥提供依据。【方法】以云烟87为材料,研究NPK Hogland全营养液、1/2NPK Hogland全营养液和1/4NPK全营养液处理烟株的根系形态、农艺性状、生理指标及养分吸收的变化。【结果】各处理株高、茎围、叶片数、最大叶面积和叶片干重分别为40.5～48.0m、7.1～7.6mm、13.3～13.7片、450.7～576.4cm~2和21.5～32.4g,均以NPK Hogland全营养液处理效果最佳;侧根和不定根一二级分枝根密度分别为1.4～1.7条/cm、2.2～3.0条/cm和1.8～2.7条/cm、3.0～4.1条/cm,均为1/4NPK Hogland全营养液1/2NPK Hogland全营养液NPK Hogland全营养液;地上部和根系NPK浓度与积累量均为NPK Hogland全营养液1/2NPK Hogland全营养液1/4NPK Hogland全营养液;净光合速率及相关酶的活性均为NPK Hogland全营养液1/2NPK Hogland全营养液1/4NPK Hogland全营养液。【结论】NPK Hogland全营养液处理烟株的农艺性状、地上部和根系NPK浓度与积累量、净光合速率和相关酶活性均优于1/2NPK Hogland全营养液和1/4NPK Hogland全营养液,1/4NPK Hogland全营养液处理烟株的一二级分枝根密度与根毛密度最大。     

不同施肥量对甘蓝吸收水分与养分的影响

研究了甘蓝耗水量、干物质累积量、每升水干物质产出率在不同土壤水势与不同施肥量双重因素作用下的变化规律。在同一步水范围势内，甘蓝叶、根机体养分中的N含量随施N量的加大有增高的趋势，而P2O5、K2O含量则有减少的趋势；甘蓝N、P、K的吸收量，以适量施肥（300kgN/hm^2）的最高、不施肥的较少、过量施肥（1200kgN/hm^2）的最少；养分含量中的N／P、N／K值都随施N量的增加而提高，致使养分吸收失衡、抑制了正常生长。     

玉米生长量、养分吸收量及氮肥利用率的动态变化

 在不同水、氮供应条件下 ,研究了玉米干物质累积、养分吸收及氮肥利用率的变化动态。结果表明 ,植株干物质和养分吸收量 ,随生育期延长而持续增加 ,变化动态可用S曲线方程拟合。对干物质和养分累积方程求导 ,得到了干物质累积和养分吸收速率。玉米生长期间干物质累积速率前期上升快 ,至高峰后缓慢下降。在氮、磷、钾三要素中 ,氮、钾吸收速率高 ,上升快 ,下降也快 ;磷吸收速率低 ,上升慢 ,下降亦慢。养分最大吸收速率出现的时间 ,钾最早 ,氮次之 ,磷最晚 ,但均早于干物质最大累积速率出现时间。氮肥利用率与干物质累积、养分吸收速率有类似变化趋势 ;氮肥最高瞬时利用率与氮素最大吸收速率出现的时间基本一致。灌水明显提高了氮肥累积利用率和瞬时利用率 ;水分和氮素供应虽然增加了养分吸收速率和干物质累积速率 ,但未改变其变化趋势     

改性生物炭对玉米生长发育、养分吸收和土壤理化性状的影响

为明确生物炭和改性生物炭在碱性低肥力土壤上的改良培肥效果,采用温室盆栽试验的方法研究了不同施用水平[0(CK)、0.5%、1%、2%]生物炭和酸洗处理改性生物炭对玉米生长发育、养分吸收和土壤理化性状的影响。结果表明:相较于CK,改性生物炭促进了玉米的地上部和根系干物质积累,同时显著增加了植株株高和叶面积,其中以2%施用水平表现最佳,其地上部干质量、根系干质量、株高、叶面积较CK分别提高了31.0%、61.7%、35.1%、48.2%;生物炭各施用水平处理玉米的地上部干质量和株高均显著下降,其中,1%和2%施用水平地上部干质量仅为CK的26.9%和29.2%。改性生物炭2%施用水平显著增加了玉米地上部氮、磷、钾养分吸收量,而生物炭处理地上部和根系的氮、磷、钾养分吸收量均出现不同程度地下降。2种生物炭类型均显著增加了土壤有机质含量;1%、2%生物炭处理土壤p H值分别显著增加了0.25、0.28个单位,改性生物炭2%施用水平增幅最高也仅0.10个单位。在低肥力碱性土壤中施用生物炭建议采用酸洗改性处理,以避免生物炭对作物生长发育可能存在的负面影响,且改性后的生物炭施用量以2%为宜。     

添加玉米秸秆和根茬对不同肥力黑土微生物残体碳氮的影响

【目的】作物秸秆和根茬是农田土壤有机质的重要来源之一,经微生物作用以微生物残体形式累积在土壤中,是稳定土壤有机质的重要组成部分。明确不同肥力土壤作物秸秆和根茬还田后微生物残体在土壤中的累积及其对土壤有机碳（SOC）和全氮（TN）的贡献,以期为增加土壤碳氮的库容和稳定性提供依据。【方法】基于黑土长期定位试验站不同肥力水平土壤,利用¹³C¹⁵N双标记方法和氨基糖生物标识物技术,土壤中分别添加玉米秸秆和根茬后进行室内培养,在培养第30天和第180天采样,分析土壤中外源碳（秸秆碳和根茬碳）的残留率、外源氮（秸秆氮和根茬氮）的残留率、微生物残体碳氮的含量及其对土壤有机碳（SOC）和土壤全氮（TN）的贡献率。【结果】培养第180天,秸秆碳和根茬碳在土壤中的平均残留率分别为36.3%和31.7%,秸秆氮和根茬氮的残留率平均分别为95.8%和79.3%。添加秸秆和根茬处理SOC中外源碳含量与TN中外源氮含量的比值（¹³C-SOC/¹⁵N-TN）在培养第180天平均分别为17.6和28.5,与培养第30天相比平均分别下降了47.9%和28.2%。培养期间,高肥土壤真菌残体碳氮含量是低肥土壤的1.17倍左右,细菌残体碳氮含量是低肥土壤的1.31倍。第180天,添加秸秆处理土壤微生物残体（真菌和细菌）碳和氮含量平均比添加根茬处理增加了8.5%左右。培养结束后（第180天）,真菌残体碳对高肥和低肥土壤SOC的贡献率平均分别为37.0%和33.8%,细菌残体碳的贡献率平均分别为11.2%和9.2%;添加秸秆和根茬的处理真菌残体碳对SOC的贡献率平均分别为36.0%和34.7%,细菌残体碳的贡献率平均分别为10.8%和9.6%。第30天,真菌残体氮和细菌残体氮对TN的贡献率平均分别为55.2%和16.3%;培养第180天,真菌残体氮对低肥和高肥土壤TN的贡献率平均分别为63.5%和60.5%,细菌残体氮的贡献率平均分别为16.4%和17.5%。培养180天与初始土壤相比,细菌残体碳和氮对高肥土壤SOC和TN的贡献率平均分别增加了4.8%和7.4%,对低肥土壤平均分别增加了20.3%和32.5%。【结论】真菌残体对土壤有机碳库的稳定和氮库的扩容起着重要的作用。添加玉米秸秆较根茬更有利于微生物残体碳氮在土壤中的累积。低肥土壤添加秸秆和根茬有利于细菌残体碳和氮向土壤有机碳库和氮库的转化。     

典型黑土春玉米化学肥料养分利用效率变化研究

【目的】减少化学肥料投入和提高肥料养分利用效率是我国当前重要的农业举措。鉴于化学肥料不合理施用引起的黑土肥力下降和酸化,开展黑土化学肥料减少投入和肥料养分利用效率变化研究,有利于实现黑土化学肥料的科学施用。【方法】于2013—2016年在典型黑土区开展连续4年肥料投入试验,设置了不施肥（CK）、缺氮（PK）、缺磷（NK）、缺钾（NP）、氮磷钾配施处理（NPK）。测定了作物产量、养分吸收、土壤无机氮、速效磷、速效钾。【结果】黑龙江春玉米年产量10 t·hm ^-2左右,除2013年外,2014—2016年各年份NPK处理春玉米产量、地上部氮磷钾养分吸收显著（P<0.05）高于CK或PK处理产量。除2016年磷素农学效率外,NPK处理肥料氮磷钾养分回收率、农学效率和偏生产力逐年升高。2013—2016年期间,肥料平均氮磷钾回收率分别为45.8%、6.1%和3.5%,农学效率分别为23.2、7.2和5.0 kg·kg ^-1,偏生产力分别为58.3、133.2和97.7 kg·kg ^-1。土壤矿质氮测试显示春玉米收获后到次年播种前冻融交替促进土壤有机氮素矿化。4年养分平衡计算的平均值显示NPK处理氮磷施用量基本与春玉米养分吸收量一致,土壤氮磷总体处于平衡状态,作物地上部钾素奢侈吸收导致土壤钾素处于亏缺状态。 【结论】典型黑土区连续4年试验显示,在产量保持稳定的条件下,磷、钾肥能大幅减少,提高磷钾肥利用效率,而不施化学氮肥仅能维持第一年产量,随后的年份里氮肥利用效率提高和产量降低同时发生。     

品种和氮素供应对玉米根系特征及氮素吸收利用的影响

【目的】研究玉米根系特性与氮素吸收利用及其与地上部生物量和产量形成的关系,探明根系形态特征与氮素吸收能力对玉米高产性能的影响,为玉米高产高效生产提供理论依据。【方法】试验于2014—2015年在山东农业大学黄淮海区域玉米技术创新中心(36°18′N,117°12′E)和作物生物学国家重点实验室进行,以京科968(JK968)、郑单958(ZD958)和先玉335(XY335)为试验材料,采用土柱栽培,设置两个氮素水平,施氮量分别为1.5 g/plant(LN)和4.5 g/plant(HN),在抽雄期(VT)和完熟期(R6)进行根系及植株取样,测定根系相关指标(根系干重、根系长度、根系表面积、根系体积),干物质及氮素积累与分配规律,探究品种和氮素供应对玉米根系特征及氮素吸收利用的影响。【结果】两个氮素水平下JK968单株籽粒产量、生物量、根系各指标和植株氮素积累量、氮转运率、氮素收获指数、氮素利用效率均显著高于XY335和ZD958(P0.05)。JK968单株生物量、籽粒产量、植株氮素积累量较XY335和ZD958在低氮水平下分别增加15.2%、17.7%、9.0%和31.6%、44.1%、31.4%,在高氮水平下分别增加5.4%、12.9%、8.9%和13.5%、26.8%、23.5%;高氮水平下JK968、XY335、ZD958的单株生物量、单株籽粒产量和植株氮素积累量较低氮水平下分别增加15.7%、10.2%、33.9%,26.5%、14.8%、34.0%和34.3%、25.1%、42.5%。抽雄期JK968根系干重、根系长度、根系表面积、根系体积较XY335和ZD958在低氮水平下分别增加41.8%、9.0%、47.1%、24.0%和63.2%、41.6%、60.4%、105.1%,在高氮水平下分别增加24.3%、6.0%、35.2%、19.7%和40.3%、30.0%、49.3%、78.7%;高氮水平下JK968、XY335、ZD958的根系干重、根系长度、根系表面积、根系体积较低氮水平下分别增加48.3%、37.3%、36.4%、12.7%,69.1%、41.3%、48.4%、16.7%和72.5%、49.7%、46.5%、29.3%。相关分析表明,吸氮量与根系干重、根系长度、根系表面积、根系体积呈显著线性正相关,但品种的响应程度不同。在抽雄前,JK968植株吸氮量对根系干重、根系长度、根系表面积、根系体积增长的响应度要高于XY335和ZD958;而抽雄后的响应度则低于XY335和ZD958。【结论】JK968整个生育期的根系各项指标均显著高于XY335和ZD958,且氮素吸收能力强,生物量大,低氮条件下优势更加明显。JK968较发达的根系,保证了植株对氮素的吸收,具有较高的氮素转运效率、贡献率和氮素利用效率,有利于进行物质生产,因而获得更高的籽粒产量。     

土壤盐分含量对落羽杉营养吸收的影响

应用温室盆栽试验方法,采用完全随机试验设计,研究了土壤盐分含量对1年生落羽杉实生苗的营养吸收的影响 试验共有4种处理(对照、NaCl含量为土壤干重的0 15%、0 3%和0 45%),处理时间为130d 研究结果表明,(1)各种盐分处理在不同程度上提高了落羽杉根系、茎和叶片中全N、全Ca、全Na、全Fe浓度,全P、全K和全Mg浓度在根系中随着土壤盐分浓度的增加而下降,但在茎和叶中则逐渐升高;(2)根系中Ca/Na随土壤盐分浓度的增大而增大,而茎和叶中Ca/Na、以及根、茎和叶中K/Na、Mg/Na、Fe/Na均随着土壤盐分浓度的增大而减少;(3)根、茎和叶中全N和全P浓度的大小均是叶>根>茎,全Ca浓度大小的顺序是叶>茎>根,全Fe浓度大小的顺序是根>叶>茎,而根、茎和叶中全K、全Na和全Mg浓度的大小因不同盐分处理水平有差异     

水稻不同层次根量与活性的关系及其对氮素吸收的影响

在大田栽培条件下,于结实期对水稻不同层次根量、根的呼吸强度及氮素吸收量等进行了研究。结果表明:(1) 水稻品种间根量差异很大,但主要由上层根量不同所造成。(2) 根量与根的平均呼吸强度、上层根量与下层根呼吸强度均呈线性负相关,相关系数分别为-0.8687、-0.9171。(3) 上层根呼吸强度与下层根呼吸强度呈极显著线性正相关,品种间表现一致。(4) 结实期氮素吸收量与上层根量、下层根呼吸强度关系密切(R_(y.12)=+0.9899)。前者的影响力比后者大。由此认为,增加上层根量是提高水稻结实期氮素吸收量的重要途径之一。     

不同土壤水分对玉米光合特性和产量的影响

利用大型活动式防雨旱棚,人工控制土壤含水量,研究全生育期不同土壤水分对夏玉米光舍特性和产量的影响。结果表明：水分胁迫下,夏玉米叶片叶绿素含量、光舍面积、光合速率、蒸腾速率减少,引起果穗性状恶化,导致经济产量大幅下降。造成减产的主要原因是每穗粒数的减少和百粒重的下降。严重水分胁迫可使收获期玉米籽粒、苞叶、穗轴、花丝含水量较充分供水约高20％～60％,从而导致玉米成熟期推迟。     

中耕深松对土壤蓄水及玉米根系生长的影响

为研究中耕深松对土壤蓄水及玉米根系生长和产量的影响,应用沈阳农业大学工程学院研制的1HS-1.2型中耕深松机,在位于阜新县他本镇马蹄营子村的国家“863”项目试验基地进行了玉米中耕深松试验,通过深松前后土壤含水量变化及玉米长势的对比,研究了中耕深松对不同时期土壤含水量以及玉米根系生长发育和玉米产量的影响程度.结果表明:中耕深松后土壤的水分含量比未深松土壤的水分含量明显增加,中耕深松后玉米根系的根长明显大于未深松根系的根长,中耕深松后玉米的产量每公顷增加幅度为21％.