滴灌水肥一体化条件下施氮量对夏玉米氮素吸收利用及土壤硝态氮含量的影响

河北山前平原夏玉米高产区施肥不合理现象普遍存在,农业面源污染严重。研究华北山前平原水肥一体化条件下夏玉米适宜的氮肥运筹,可为该区氮素优化施用技术及提高氮肥利用效率提供依据。本研究以‘郑单958’玉米品种为材料,于2014—2015年2个玉米生长季,在滴灌条件下设置4个施氮水平(N0:不施氮;N1:120 kg·hm~(-2);N2:240 kg·hm~(-2);N3:360 kg·hm~(-2)),研究滴灌水肥一体化下施氮量对玉米氮素吸收利用和土壤硝态氮含量的影响。结果表明:N0处理的玉米干物质重及产量较其他处理显著降低,N1、N2和N3处理间无显著差异;N1处理的玉米氮含量和氮累积量较N0处理显著增加,施氮量在N1~N3范围内,不同年份间玉米植株氮含量和氮累积量存在一定差异,总体表现为随施氮量的增加而上升的趋势,但随施氮量的增加,植株氮含量和氮累积量上升幅度逐渐降低。N2处理的氮肥收获指数最高。随施氮量增加,氮肥当季回收利用率、氮肥农学效率、氮肥生产效率和氮肥利用效率显著降低;2014年,在0~100 cm土层范围内,4种施氮处理的土壤硝态氮含量均表现为随土层加深逐渐降低;2015年N2和N3处理的土壤硝态氮在80~100 cm土层达到累积峰,经过2年种植后,年施氮量超过240 kg·hm~(-2)的处理,土壤硝态氮淋洗加剧。利用一元二次方程拟合产量与施氮量之间的关系,明确了玉米最高产量的施氮量为199~209 kg·hm~(-2),经济施氮量为174~187 kg·hm~(-2)。综合考虑经济效益和生态效益,该条件下夏玉米滴灌水肥一体化的适宜施氮量为174~187 kg·hm~(-2)。     

滴灌施氮对春玉米氮素吸收、土壤无机氮含量及氮素平衡的影响

为解决吉林省半干旱区滴灌施肥条件下氮肥合理施用问题,通过2年(2015—2016年)田间试验,研究了覆膜滴灌条件下施氮量(0,70,140,210,280,350kg/hm~2)对春玉米产量、氮素吸收利用、土壤剖面无机氮含量变化及氮素平衡的影响。结果表明:施氮量在70~210kg/hm~2范围内玉米产量随施氮量的增加显著增加,当施氮量超过210kg/hm~2后,处理间产量无显著差异;将玉米产量(y)与施氮量(x)拟合,得出最佳施氮量分别为195.1,201.0kg/hm~2。施氮显著提高了玉米各生育时期氮积累量,其中灌浆期和成熟期氮积累量以施氮量210kg/hm~2处理最高。氮素当季回收率、农学利用率和偏生产力均随施氮量的增加而下降。玉米成熟期0-200cm剖面土壤硝态氮和铵态氮含量随土层深度增加呈逐渐下降的趋势;施氮提高了0-200cm土壤硝态氮和铵态氮含量,其中施氮量280,350kg/hm~2处理40-200cm土层硝态氮含量显著高于其他施氮处理。玉米吸氮量、土壤无机氮残留量和氮表观损失量与施氮量呈极显著的正相关;玉米吸氮量、土壤无机氮残留量和氮表观损失量分别占增加纯氮的21.6%~23.3%,33.0%~37.4%,41.0%~43.7%。综上所述,在本试验条件下,综合产量、氮素吸收利用、土壤剖面无机氮含量变化及氮素平衡等因素,在吉林省半干旱区滴灌施肥适宜施氮量应控制在195~210kg/hm~2。     

滴灌氮肥用量对设施菜地硝态氮含量及环境质量的影响

【目的】滴灌施肥较传统施肥更为精准的将肥水输送至作物的根区,减少肥料的用量,降低土壤水分和养分深层渗漏带来的环境风险。本试验研究滴灌管理下不同氮肥(N)用量对设施菜地供氮能力及环境质量的影响,以期获得滴灌水肥一体化管理条件下最佳施氮用量。【方法】采用日光温室冬春茬黄瓜-秋冬茬番茄轮作,共设计4个化肥氮用量梯度(N_0、N_1、N_2、N_3,对应冬春茬黄瓜季施氮0、300、600、900 kg/hm~2;秋冬茬番茄季施氮0、225、450、675 kg/hm2)3年定位研究比较不同氮用量下0-100 cm土体硝态氮、电导率(EC_(5:1))、pH动态变化计算了各施氮水平下设施蔬菜生产的氮素表观平衡、氮肥利用率和经济效益。【结果】随着种植年限的延长,N_2和N_3处理0-100 cm土体硝态氮和盐分积累显著土壤硝态氮含量分别由2008年黄瓜季季平均14.4~31.1和14.9~41.0 mg/kg增至2010年番茄季季均76.4~119.8和129.0~184.5 mg/kg,分别增加了1.9~5.1和3.5~7.7倍;两处理EC。分别由2008年黄瓜季季平均379.6~514.3和407.0~476.7S/cm增至2010年番茄季季平均663.0~1212.4和710.0~1359.6μS/cm分别增加了0.3~1.8和0.5~2.0倍。与N_2和N_3处理相比,N_1处理节氮50%~66.7%,经过三年的种植0-100cm土层季均硝态氮含量和EC_(5:1)分别下降了35.5%~67.4%和6.0%~25.2%,pH增加0.06~0.18,氮肥利用率显著增加9.0~13.8个百分点而种植蔬菜的经济效益未有显著下降。【结论】温室滴灌冬春茬黄瓜一秋冬茬番茄经济施氮量分别为N 300和225kg/hm~2,既能保证3年5季蔬菜根层(0-60 cm)土层硝态氮处于相对适宜水平,具有较好的经济和环境效益。     

缓 /控释肥条施对春玉米产量、吸氮量与氮平衡的影响

为实现宁夏引黄灌区春玉米一次性施肥目的,同时提高作物产量和氮肥利用率,降低环境污染风险。以晋单73春玉米为供试作物,在宁夏引黄灌区通过田间试验研究了不施肥(CK)、农民习惯施肥(CON,N 360kg/hm~2,基肥N∶追肥N=60%∶40%)、普通复合肥(CF,15-15-15,N 240 kg/hm~2,一次性条施)、缓释肥(SRF,22-8-6,N 240 kg/hm~2,一次性条施)、控释掺混肥(BB,17-20-8,N 240 kg/hm~2,一次性条施)5个施肥处理对春玉米产量、氮素吸收利用、土壤无机氮残留和氮素表观平衡的影响。结果表明,与CON处理相比,SRF和BB处理下子粒产量分别显著提高了19.2%和20.0%,收获指数显著增加了0.04和0.07。相对于CON和CF处理,SRF和BB处理能显著促进春玉米子粒和地上部对氮素吸收累积。缓/控释肥条施明显降低0～100 cm土壤剖面硝态氮残留,而CON处理下硝态氮可淋洗到60～100 cm深层土壤。氮肥为主要氮素输入来源(N 240～360kg/hm~2),其次为试验前0～100 cm土体N_(min)残留(N 200.0 kg/hm~2);玉米地上部吸氮量为氮素主要输出项(N 172.4～292.7 kg/hm~2)。相对于CON处理,SRF、BB处理土壤N_(min)残留量、氮素表观损失分别显著降低了62.8%和56.2%、23.9%和42.0%。与SRF、BB处理相比,同等施氮量下,CF处理造成氮素表观损失高达150.0kg/hm~2,氮素表观盈余率为70.8%。不同施肥处理下春玉米当季氮肥表观利用率为16.6%～50.1%,SRF、BB较CON处理提高了2.7～3.0倍,且其氮素表观盈余率分别降低到54.5%和49.8%。因此,与农民习惯施肥相比,缓/控释肥均可实现一次性条施,同时显著提高春玉米子粒产量,促进作物氮素吸收利用,降低土壤无机氮残留和氮素表观损失,节约氮肥30%以上。     

施氮与灌水对河西制种玉米产量及水氮利用效率的影响

为探究施氮和灌水对河西灌区制种玉米种子产量以及生产过程中水氮利用的影响,以郑单958(ZD958),先玉335(XY335)为研究对象,设置充分灌水(6 000 m~3·hm~(-2),W_(6000))、中度胁迫(4 500m~3·hm~(-2),W_(4500))、重度胁迫(3 000 m~3·hm~(-2),W_(3000))3个灌水梯度,不施氮(0 kg·hm~(-2),N_0)、中量施氮(225 kg·hm~(-2),N_(225))、过量施氮(450 kg·hm~(-2),N_(450))3个施氮水平,测定收获期种子产量及产量构成,以及播前收后1m深土壤含水量及土壤硝态氮含量。结果表明,灌溉量对种子产量无显著影响,同一灌水条件下施氮处理产量显著高于不施氮,先玉335组合产量较郑单958组合高,最高产量出现在中度胁迫灌水条件下的过量施氮处理(W_(4500)N_(450)),达11 147 kg·hm~(-2);先玉335组合的种子百粒重显著高于郑单958组合,郑单958组合种子各产量构成均表现为施氮处理高于不施氮。在中度胁迫灌水条件下,0~100cm土壤硝态氮的累积量显著高于重度胁迫和充分灌水;水分利用效率、氮肥偏生产力、氮肥农学效率均以中度胁迫灌水条件下中量施氮处理占优。综合考虑产量及水氮利用效率,在本试验条件下,适合河西灌区郑单958制种组合和先玉335制种组合的水氮最佳组合为灌水量4 500 m~3·hm~(-2),施氮量225 kg·hm~(-2)。本研究为河西制种玉米种植中水氮合理利用提供了理论借鉴。     

减量施氮及秸秆深埋对春玉米地土壤电导率和硝态氮淋溶的影响

通过在中国科学院长武黄土高原农业生态试验站半覆膜种植春玉米大田试验,研究了减氮及秸秆深埋对土壤电导率、土壤硝态氮淋溶和玉米产量的影响,旨在为提高氮肥利用效率和保护环境提供理论依据。试验设5个处理3个重复,处理包括不施氮(CK)、常规施氮(CON1,N 250kg/hm2)、常规施氮加秸秆(CON2,N 250kg/hm2+秸秆)、减量施氮(CR1,N 200kg/hm2)和减量施氮加秸秆(CR2,N 200kg/hm2+秸秆)。测量了春玉米各生育期土层剖面土壤电导率、收获期土壤硝态氮含量和春玉米产量。结果表明:土壤电导率在分蘖期、拔节期40—150cm土层出现峰值,在抽穗期、成熟期40—200cm土层出现峰值,峰值范围下移。在0—150cm土层范围内,土壤电导率整体呈现CON2CON1,CR2CR1。在0—150cm土层范围内,常规施氮土壤电导率高于减量施氮。与常规施氮相比,减量施氮减少了土壤剖面硝态氮含量,同时,采取秸秆深埋措施也能减少土壤剖面硝态氮含量,并延缓硝态氮的淋溶下移。与常规施氮相比,减量20%施氮增产9.59%。施氮条件下,秸秆深埋时,有利于提高作物产量,提高氮肥增产潜力。秸秆深埋有利于提高土壤电导率,减少土壤硝态氮含量,阻控土壤硝态氮向下淋溶,提高玉米产量。     

不同施氮水平对库尔勒香梨园土壤氨挥发损失的影响

为探究不同施肥处理对库尔勒香梨园土壤氨挥发的影响,选取6年生库尔勒香梨树为研究对象,在香梨年生育期内,设置了不施肥(N_0P_0K_0)、不施氮肥(N_0PK)、低氮量(N_1PK)、中氮量(N_2PK)、高氮量(N_3PK)5个处理,采用密闭式集气法对不同施肥处理的氨挥发进行田间定位测定。结果表明,不同施肥处理氨挥发速率在一天内的表现为:晚上(20:00～08:00)上午(08:00～12:00)中午(12:00～16:00)下午(16:00～20:00)。日积量夜间白天。不同施肥处理氨挥发年生育期累积量表现为:N_0P_0K_0N_0PKN_1PKN_2PKN_3PK。温度、灌水、施氮对库尔勒香梨园土壤氨挥发均有显著影响,施氮对库尔勒香梨园土壤的氨挥发影响最大。施氮处理N_1PK、N_2PK、N_3PK的氨挥发年生育期累积量分别为34.94、36.38、44.42 kg·hm~(-2)·年~(-1),氨挥发净损失率分别为4.48%、2.72%、3.60%。N_2PK处理的库尔勒香梨产量最高,达到6 213.50 kg·hm~(-2),且氨挥发净损失率最小,为2.72%。综合生产及环境效益,推荐本区域库尔勒香梨园的最佳施氮量为300 kg·hm~(-2)。     

控释尿素对土壤硝态氮含量、氮素利用和小麦产量的影响

通过田间试验研究了全量施氮(240 kg/hm~2)和减氮20%(192 kg/hm~2)条件下,控释尿素对冬小麦生长发育及土壤硝态氮含量的影响。结果表明,小麦不同生长时期土层硝态氮均存在不同程度的淋失现象,尤以拔节期土层氮素淋失最为严重,拔节期普通尿素处理60～80和80～100 cm土层硝态氮含量达到了28.21和26.74 mg/kg,而控释尿素处理40～100 cm土层硝态氮含量仅为3.51～5.87 mg/kg,变化幅度小,且控释尿素处理耕层硝态氮含量显著高于普通尿素处理,尤以80%控释尿素处理的0～20 cm的硝态氮含量最高,达到了15.40 mg/kg。与普通尿素处理相比,控释尿素处理均对小麦产量有一定提升趋势,且显著提高了氮肥吸收利用率、氮肥农学利用率、氮肥偏生产力,其中以80%控释尿素处理提升幅度最大,分别提升了86.7%、90.8%和30.9%。     

休闲与施肥对夏玉米生长季节土壤矿质氮的影响

采用田间试验方法研究了休闲、施肥与夏玉米生长季土壤矿质氮动态的关系.结果表明:种植玉米可明显降低0～200cm土层硝态氮残留量,且主要减少100cm土层以下的硝态氮残留量,但对铵态氮残留量及其剖面分布无明显影响.夏玉米吐丝期,种植玉米0～200cm土层的硝态氮残留量是198.1kg·hm-2,休闲小区的残留量是562.2kg·hm2,前者比后者降低364.1kg·hm-2.施肥可明显增加土壤中硝态氮残留,并影响其剖面分布,但对铵态氮的影响较小.夏玉米出苗期施用氮肥处理的0～200cm土层的硝态氮残留量是857.3kg·hm-2,而不施氮肥处理仅为165.7kg·hm-2,前者比后者增加4.2倍;与不施肥相比,出苗期施肥不仅增加表层土壤硝态氮含量,且表层硝态氮随降水和灌水淋失到200cm土层;施肥处理收获期60cm以下土层硝态氮含量明显增加,特别是在180～200cm存在硝态氮的累积峰.     

施氮和豌豆/玉米间作对土壤无机氮时空分布的影响

为探明甘肃河西走廊绿洲灌区豌豆/玉米间作体系土壤无机氮时空分布现状和过量施用氮肥对环境的影响,2011年在田间试验条件下,采用土钻法采集土壤剖面样品,采用Ca Cl2溶液浸提、流动分析仪测定土壤无机氮含量的方法,研究了不同氮水平[0 kg(N)·hm?2、75 kg(N)·hm?2、150 kg(N)·hm?2、300 kg(N)·hm?2、450 kg(N)·hm?2]下豌豆/玉米间作体系土壤无机氮时空分布规律。结果表明:作物整个生育期内,灌漠土无机氮以硝态氮为主,其含量是铵态氮的7.55倍。在玉米整个生育期内,与不施氮相比,75 kg(N)·hm?2、150 kg(N)·hm?2、300 kg(N)·hm?2和450 kg(N)·hm?2处理的土壤硝态氮含量分别增加29.7%、67.5%、88.2%和134.3%。与豌豆收获期相比,在玉米收获时土壤硝态氮含量平均降低44.2%。间作豌豆和间作玉米分别比对应的单作在0~120 cm土层硝态氮含量降低6.1%和5.1%。豌豆/玉米间作体系土壤无机氮累积量在不同施氮量和不同生育时期都是表层(0~20 cm)最高。豌豆收获后,0~60 cm土层土壤无机氮累积量间作豌豆和间作玉米分别比相应单作降低4.9%和1.9%,60~120 cm土层降低10.8%和9.2%;玉米收获后0~60 cm土层平均降低28.2%和9.4%,60~120 cm土层平均降低23.5%和12.5%。土壤无机氮残留量间作豌豆比单作豌豆在0~60 cm土层降低4.9%,60~120 cm降低10.9%。因此,施用氮肥显著增加了土壤无机氮含量和累积量,且主要影响土壤硝态氮。过量的氮肥投入会因作物不能及时全部吸收而被大水漫灌和降雨等途径淋洗到土壤深层,造成氮肥损失和农田环境污染。间作能显著降低土壤无机氮浓度和累积量,特别在作物生长后期对土壤无机氮累积的降低作用更加明显。     

有机氮部分替代化学氮肥对土壤有机氮组分的影响

为综合评价有机肥替代化肥应用效果,指导南方稻田科学施肥,研究了不同比例有机氮部分替代化学氮肥对土壤有机氮组分的影响。试验地位于湖南省长沙县高桥镇湖南省农业科学院科研试验基地,共设置5个处理：单施化肥（NPK）;15%有机肥替代（15M）;30%有机肥替代（30M）;45%有机肥替代（45M）;60%有机肥替代（60M）。2021年晚稻收获后,测定0～20 cm土层土壤全氮、可溶性有机氮、微生物生物量氮、有机氮组分含量。结果表明：相比单施化肥,有机氮部分替代化学氮肥显著提高了稻田耕层土壤的全氮含量,在等量氮磷养分投入条件下,15M、30M、45M和60M处理相比单施化肥处理土壤全氮分别提高了2.73%、10.93%、11.47%和20.77%;有机氮部分替代化学氮肥提高了土壤可溶性有机氮和微生物生物量氮含量,其中可溶性有机氮提高了24.53%～72.89%,微生物生物量氮提高了0.92%～44.42%;有机氮部分替代化学氮肥增加了土壤酸解氨基酸氮、酸解铵态氮和酸解氨基糖氮含量,降低了土壤非酸解氮含量;土壤全氮与可溶性有机氮、微生物生物量氮呈极显著正相关,可溶性有机氮、微生物生物量氮均与土...     

Late nitrogen fertilization affects nitrogen remobilization in wheat

A pot experiment with wheat plants was carried out to study how late application of nitrogen (N) fertilizer affects the use of pre‐anthesis N reserves during the grain‐filling period. Increasing doses of N fertilizer were applied (0, 40, and 52 mg N plant^–1), either in two amendments (growth stages GS20 and GS30, according to Zadoks scale) or in three amendments (GS20, GS30, and GS37). The experiment was arranged in a complete randomized three‐block design with 129 plants per treatment. The plants were watered daily, harvested every 2 d between anthesis and maturity, and were separated into roots, leaf sheaths, leaf blades, and ears for further N determination. Grain N concentration improved due to a late N application in GS37 by 14% (higher N dose) and by 7% (further splitting the same N‐fertilizer dose, respectively). The higher the N‐fertilizer dose applied, the greater was the amount of pre‐anthesis reserves in vegetative organs, these reserves became later available for remobilization. Although splitting the same N dose in three amendments did not increase the N reserves, these reserves were more efficiently remobilized allowing an improvement in grain N concentration. The fertilizer management did not change the temporary pattern of N accumulation in the ear, but did induce a change in the amount of N remobilized and in the contribution of each organ (root, leaf sheath, leaf blade) to this remobilization. Late N amendment allowed a greater N availability of leaf blades and ear N reserves (from 20% up to 26% and from 19% up to 22%, respectively) for remobilization towards the grain, decreasing the root contribution from 28% down to 15%, while the contribution of leaf sheaths was maintained around 35% irrespective of the N applied.     

等氮条件下长期施用有机物料氮替代部分无机氮对黑垆土氮素及相关酶活性的影响

为研究长期施用不同有机物料氮替代部分无机氮对黑垆土氮素转化及酶活性的影响,在陇东旱塬上进行了连续12年的大田定位试验,研究了用生物有机肥、农家肥、小麦秸秆替代部分无机氮肥后0~10和10~20 cm土壤不同形态氮素和相关酶活性的变化特征。结果表明:与长期单施化肥相比,长期用3种有机物料氮替代部分无机氮均可提高土壤不同形态氮素含量和相关酶活性,其中施用生物有机肥的处理不同形态氮素含量和酶活性均最高;除硝酸还原酶外,铵态氮、硝态氮和微生物生物量氮含量以及脲酶、荧光素二乙酸酯水解酶活性均为上层土壤高于下层土壤。因此,生物有机肥是陇东旱塬黑垆土农业区替代部分无机氮的首选有机物料。     

Increased plant nitrogen loss with increasing nitrogen applied in winter wheat observed with 15nitrogen

Nitrogen (N) fertilizer is generally the most costly input for winter wheat (Triticum aestivum L.) production. Therefore, it was important to maximize fertilizer use efficiency and minimize N losses to the environment. One of the mechanisms responsible for decreased N use efficiency (NUE) was plant N loss. The objectives of this experiment were to determine fertilizer N recovery in winter wheat when produced for forage and grain, and to quantify potential plant N losses from flowering to maturity in winter wheat. Two long‐term (>25 years) winter wheat (Triticum aestivum L.) N rate fertility experiments (Experiment 222 and Experiment 502) were selected to evaluate ¹⁵N fertilizer recovery. Percent ¹⁵N recovery was determined from all microplots in plant tissue at flowering, in the grain, and straw at harvest and in the soil. Fertilizer N(¹⁵NH₄ ¹⁵NO₃) was applied atratesof 0, 45, 90, and 135kg N ha^‐1 in Experiment 222, and 0, 22, 45, 67, 90, and 112 kg N ha^‐1 in Experiment 502. The ratio ofNO₃ ^‐to NH₄ ⁺ in wheat forage at flowering was positively correlated with estimated plant N loss. Estimated plant N loss (total N uptake in wheat at flowering minus N uptake in the grain and straw at maturity) ranged from a net gain of 12 kg N ha^‐1 to a loss of 42 kg N ha^‐1, and losses increased with increasing N applied.     

腐植酸氮肥对玉米产量、氮肥利用及氮肥损失的影响

【目的】 通过研究新型腐植酸氮肥对玉米产量、氮肥吸收利用和分配及氮肥在土壤中分布以及损失的影响,为促进新型肥料的应用,减少环境污染,提高作物产量提供理论依据。 【方法】 采用固定装置,应用同位素示踪技术进行田间试验。试验共设 4 个处理:CK1 (不施氮肥)、CK2 (普通尿素 N 225 kg/hm2)、HA1 (脲基活化腐植酸氮肥 N 225 kg/hm2)、HA2 (常规掺混腐植酸氮肥 N 225 kg/hm2)。采集玉米播种前、施肥前和收获后 0—20 cm、20—40 cm、40—60 cm 土壤样品,采用静态箱体内置硼酸吸收池法测定氨挥发,氧化亚氮通过静态箱体收集、真空瓶贮存后气相色谱仪测定。玉米成熟后采集地上部植株样品,将营养器官与籽粒分离,计产并测定产量构成指标。 【结果】 籽粒中氮素 34.6%～36.2% 来自肥料,营养器官中氮素 14.6%～17.4% 来自肥料。CK2、HA1 和 HA2 处理的氮肥利用率分别为 25.1%、30.9%、28.5%,氮肥损失率分别为 38.1%、19.8%、27.2%。与 CK2 相比:1) 施用 HA1 能提高玉米产量;2) HA1 和 HA2 处理的氮素吸收总量分别增加 25.8 和 16.3 kg/hm2,氮肥利用率分别提高 5.8 个百分点和 3.4 个百分点,氮肥损失率分别减少 18.3 个百分点和 10.9 个百分点;3) HA1 和 HA2 处理 0—60 cm 土壤氮素残留率分别增加 12.5 个百分点和 7.5 个百分点;4) 施用腐植酸氮肥明显提高 0—20、20—40 cm 土壤铵态氮和硝态氮含量。 【结论】 腐植酸氮肥能显著提高玉米产量和氮肥利用率,促进玉米对土壤氮素的吸收利用,显著增加 0—20 cm 土壤氮素残留量和 0—40 cm 土壤无机态氮含量,减缓氮素向深层土壤迁移,从而减少淋溶损失。腐植酸氮肥能改善氮素在土壤中的分布,满足作物根系需肥特性;腐植酸氮肥能显著降低氧化亚氮产生量和其它途径的氮素损失,从而减少氮素损失量。其中,脲基活化腐植酸氮肥作用效果更加明显。      

Response of nitrogen use efficient sorghums to nitrogen fertilizer

Little information is available on the response of grain sorghum [Sorghum bicolor (L.) Moench] genotypes differing in nitrogen (N) use efficiency (NUE) (g DM g N^‐1) to added N fertilizer. Such knowledge is important for reducing the reliance upon fertilizer N. A dryland field experiment was conducted in 1993 and 1994 at Mead, NE evaluating the agronomic responsiveness of 13 sorghum genotypes differing in NUE to three N rates (0, 50 and 100 kg N ha^‐1) and also to determine physiological factors that contribute to improved NUE. The experiment was conducted on a fine montmorillonitic, mesic, Typic Argiudoll soil. Total N at maturity, dry matter, and grain yield were used to calculate NUE terms. Genotype differences were found for all measured variables both years, but no N rate by genotype effects were significant. Nitrogen fertilizer enhanced plant N contents and grain yield, but decreased NUE for total biomass and grain production. An early freeze in 1993 markedly reduced the later maturing genotype grain yields which, in turn, influenced NUE group comparisons. All genotypes in the study attained their full yield potential in 1994. The linear response to N rate of the N non‐responsive group was significantly less than the moderately responsive or N responsive group. High NUE sorghums had greater yields than low NUE types averaged over N levels only in 1994 since Naga White, a high NUE type, did not reach maturity in 1993. There was no difference in the linear response to N between these two groups. A linear increase in grain yield with increasing N rate was significantly greater for hybrids than lines. The results suggest that specific selection for high NUE sorghums will not diminish responsiveness to applied N.     

生物炭对植烟土壤氮素形态迁移及微生物量氮的影响

为了在植烟土壤中施加生物炭,以及在不同氮素水平下验证生物炭对土壤氮素的淋洗及迁移的影响.采用大田试验,设计5个处理,在磷肥和钾肥施用量相同的基础上,除对照(CK)处理不施生物炭与氮肥外,其余4个处理都添加1 600 kg/hm2的生物炭,施氮量分别为(N0)0、(N1)37.5、(N2)52.5和(N3) 67.5 kg/hm2,对植烟土壤氮素在0～20、20 ～ 40和40 ～ 60 cm土层施加生物炭,研究全氮、碱解氮、硝态氮和铵态氮质量分数的影响及其迁移规律,以及0～20cm土层微生物量氮的变化特征.结果表明:植烟土壤施用生物炭降低了0～ 20 cm以下土壤氮素质量分数,提高了植烟土壤对氮素的固定能力.与CK相比,增施生物炭的N0在0～20 cm以下土层,土壤全氮、碱解氮、硝态氮和铵态氮质量分数降低率最高达到11.21％、49.07％、42.29％和31.35％.而施氮量对植烟土壤全氮、碱解氮和铵态氮的影响,主要集中在0 ～ 20 em土层,且土壤氮素质量分数随施氮量的增加而增加,以N3处理各氮素指标质量分数相对最高,其全氮、碱解氮和铵态氮质量分数最高分别为2.10 g/kg、261.86 mg/kg和49.80 mg/kg.土壤硝态氮质量分数随土层加深而下降,在0 ～ 20 cm土层,以N3处理最高,达264.90 mg/kg;但不同氮水平下,硝态氮质量分数在20 ～ 40 cm土层差异较其他土层更显著.施用氮肥对植烟土壤氮素的影响主要表现在烟草移栽后前30 d.增施生物炭可以提高烟草移栽后60 d时土壤微生物量氮;而施氮量对微生物量氮熵的影响主要表现在烟草移栽30 d之后.施氮量对植烟土壤氮素的影响主要表现在0～20 cm土层,且在烟草生育前期效果显著.生物炭可以明显抑制植烟土壤本身及低量氮肥施用下氮素淋失迁移,但在高量氮肥施用下的抑制作用不明显.在豫中烟区,以生物炭配施氮肥67.5 kg/hm2施肥措施,最利于植烟土壤氮素提高.     

不同氮效率夏玉米临界氮浓度稀释模型与氮营养诊断

【目的】建立豫中地区玉米临界氮稀释曲线,比较不同氮素利用率玉米品种模型差异,探讨基于此的氮营养指数用于诊断、评价玉米氮素营养的可靠性,为实现玉米合理施用氮肥提供理论依据。【方法】以伟科702和中单909两个不同氮利用效率的品种为试验材料进行连续三年的田间定位试验,共设5个氮肥水平(0、120、180、240和360 kg/hm^2),分析不同施氮量对两个玉米品种拔节期、大喇叭口期、吐丝期、收获期干物质的影响,基于不同时期干物质和植株氮浓度建立两个品种临界氮稀释曲线,分析不同氮利用率品种玉米临界氮稀释曲线模型的差异和氮营养指数及其与相对地上部生物量和相对产量的关系。【结果】中单909的氮利用率显著高于伟科702。在各生育时期,两个玉米品种地上部生物量随施氮量变化表现为N0 –0.341,中单909 Nc=30.801DM^–0.370)具有很好的稳定性。相比中单909的模型参数,伟科702的参数a提高了15.70%,参数b降低了7.84%,且参数a变化值大于参数b。同一时期两个品种基于此模型的氮营养指数均随施氮量的增加而上升;施氮量低于180 kg/hm^2时,随着玉米生育时期的推进,氮营养指数随施氮量的增加呈先升高再降低的趋势,当施氮量超过240 kg/hm^2时,氮营养指数一直升高。氮营养指数与相对地上部生物量、相对产量相关性均达到显著水平。【结论】本文建立的豫中地区的两个品种玉米临界氮稀释曲线模型及氮营养指数,可以很好地诊断和评价玉米植株氮素营养状况。不同氮利用率品种间临界氮浓度稀释曲线模型参数存在差异,氮高效的品种具有较低的单位生物量氮浓度和较高的曲线斜率,其各时期临界氮浓度低于氮利用率低的品种。     

Response of potatoes to nitrogen concentrations differ with nitrogen forms

Two separate experiments were conducted to investigate plant growth and mineral composition of potatoes (Solanum tuberosum L.) at varied solution concentrations of nitrate (NO3-) and ammonium (NH4+). Each experiment evaluated five nitrogen (N) concentrations of 0.5, 2, 4, 8, and 12 mM, which were maintained with a non-recirculating nutrient film system in controlled environment. Plants were harvested on day 42 with NO3-; and day 35 with NH4+ after transplanting of tissue culture plantlets, and growth measurements were taken as leaf area, tuber number, and dry weights of different parts. With NO3-, plant growth was greatest and similar at 2, 4, and 8 mM of N whereas with NH4+, plant growth was best only at 2 and 4 mM of N. At 12 mM of N, plants exhibited interveinal ammonium toxicity with NH4+ nutrition, but healthy growth appearance with NO3- nutrition. With either N form, total N concentrations in tissues tended to increase with increased N concentrations, and tissue phosphorus (P) concentrations were reduced at 0.5 and 2 mM of N. Tissue concentrations of calcium (Ca), magnesium (Mg), and sulfur (S) changed only slightly at particular N concentrations, yet changed substantially with different N forms. The data indicate that the optimal ranges of N concentrations in both solution and tissues are wider and higher with NO3- than with NH4+ nutrition, and thus a careful control of NH4+ concentrations is necessary to minimize possible ammonium toxicity to potato plants.     

氮素营养水平对水稻幼苗氮代谢的影响

以超级稻“两优培九”为试验材料,研究了不同氮素营养水平对其氮代谢关键酶活性的影响。结果表明,叶片硝酸还原酶（NR）活性和氮素水平具有较复杂的相关关系。叶片谷氨酰胺合成酶（GS）活性随氮素营养的增加而提高,根系GS活性在氮素水平过高时反而下降。氮素营养在2N以下时,叶片谷-丙转氨酶（GPT）和谷-草转氨酶（GOT）活性随氮素营养的增加而提高,当氮素水平继续升高时活性则下降;当氮素水平在N处理以下时,根系GPT和GOT活性随氮素营养的增加而提高;当氮素水平高于N处理时,则随氮素营养的增加下降。叶片和根系中上述酶的活性不同,而且活性高峰值出现时期不同,反映了叶片和根系氮代谢的差异。叶片和根系的蛋白质和游离氨基酸含量及叶片叶绿素含量随氮素营养水平的提高而增加,各处理叶片和根系蛋白质含量呈显著正相关,叶片蛋白质和游离氨基酸含量高于根系。