高产氮高效春玉米品种筛选及节氮潜力与氮素利用特征分析

以辽宁地区适栽的17个玉米品种为试材,通过不施氮(N₀)和正常施氮(N₂₂₅,225 kg/hm²)处理筛选高产氮高效品种,分析其节氮和增产潜力、干物质积累及氮素利用特征。结果表明,DK301、XY335、ZD958、DD1331、LD585、LD706、DY485、LD1281、LD575、LD1205、TY58、DD1775共12个品种为高产氮高效型(双高效和高氮高效)品种,节氮潜力为15.4%～29.7%。高产氮高效型品种节氮潜力与产量极显著正相关,产量在N₀下与百粒重、行粒数、开花和成熟期生物重显著正相关,N₂₂₅下仅与行粒数显著正相关。施氮提高各类型品种花后氮转移对子粒的贡献率(前),同时相较于花后氮吸收对子粒氮贡献率(后),双高效品种均表现为“前后相当”,高氮高效型品种均为“前低后高”。因此,在穗行数相近下,行粒数可作为筛选高产氮高效品种的一个参考指标,通过适当减氮,加强高氮高效型品种的花前氮素供应,可促进玉米节氮增效生产。     

黄淮海地区夏玉米氮高效品种筛选及增产潜力分析

以 51个玉米品种为研究对象,在河南浚县、河北赵县和山西定襄同时开展大田试验,设置低氮和高氮两个氮素水平,研究各品种在不同供氮条件下的产量差异。聚类分析结果表明,锦华228、 C3288、潞玉1611、汉单169、迪卡 653、 C1210和汉单 777为高产品种,潞玉 1611、新单 58和锦华 228在 3个试验点均为双高效型品种,金海 2010、郑单 958和 C2235在河南和山西点为低氮高效型, ND1602、龙单 81和敦玉 323在河北和山西点为低氮高效型,浚单 3136和农华 5号在河北和山西点为高氮高效型。双高效品种的增产潜力为 8.00%～13.58%。因此,在黄淮海地区,选择种植潞玉 1611和锦华 228等高产氮高效型品种,进行合理田间管理,可实现黄淮海地区夏玉米高产稳产和节本增效。     

供氮水平对不同氮效率玉米品种氮素吸收、干物质形成及产量的影响

以低氮高效型玉米品种郑单958、高氮高效型玉米品种先玉335、双低效型玉米品种豫单606、双高效型玉米品种秋乐368为材料,研究不同氮效率玉米品种在不施氮肥和纯氮90、180、270、360 kg/hm2处理下产量、干物质积累与转运及氮素吸收利用的差异。结果表明,与双低效型品种相比,低氮高效型品种在低氮条件下可以正常维持物质合成,具有较高的氮素积累量和干物质积累量,粒重增加,进而具有较高产量优势;高氮高效型品种在高氮条件下具有较高的花后干物质积累量、氮素积累量,能维持较长时间的光合作用,子粒库容量较高,库调节能力较强,子粒产量存在优势;双高效型品种同时具有以上特性。     

施氮对稻麦轮作区小麦地上器官干物质及氮素累积运转的影响

为给长江中下游稻麦轮作区小麦的高产栽培提供理论依据,以扬麦10号为材料,设置0、93.75、168.75和243.75 kg/ha四个氮肥处理水平(分别用N0、N1、N2和N3表示),研究了施氮对小麦地上器官干物质及氮素累积运转的影响.结果表明,增施氮肥提高了小麦群体叶面积指数,N3处理与N2处理差别不大,增施氮肥不影响叶面积指数的动态变化规律.干物质量随着施氮量的增加而增大,营养器官转运率以不施氮(N0)处理最大,对籽粒的贡献率以N2处理最大.增加施氮量提高了小麦各个生长时期氮素累积量,N3处理在收获时茎秆中有较高的氮素残留,降低了氮肥利用效率.增施氮肥提高了小麦产量,N2处理与N3处理之间差异不显著.氮肥生理效率以N1最高,氮肥利用效率和农学效率均以N2最高.     

东北地区玉米氮高效品种筛选及产量组成因素分析

为了筛选适宜农民种植的高产、养分高效玉米品种,提高东北地区的氮肥利用率,在吉林梨树、辽宁铁岭和黑龙江哈尔滨设置高氮与低氮两个氮水平,各选择20个玉米品种,通过两年定位的田间试验,对其产量及其组成因素进行分析。结果表明,在吉林梨树县地区,良玉918和德美1号两年均表现为双高效品种,先玉335和迪锋128均表现为高氮高效型品种。在辽宁铁岭地区双高效品种有宏硕899、锦华299、沈玉21和迪卡159,先玉335表现为高氮高效品种。在黑龙江哈尔滨,京科728、天农9、誉成1、先玉335为双高效品种,高氮高效品种是德育919和益农玉10。与所有供试品种的平均值相比,两年3个地点平均,双高效品种在正常施氮、低氮条件下分别增产12.8%和16.2%。高氮高效型品种在正常施氮条件下的增产率为6.4%。两个氮水平下,双高效品种具有较多的穗数和穗粒数,高氮高效品种仅在高氮水平下具有较多的穗粒数,低氮高效品种仅在低氮水平下具有较高的穗粒数。     

嫁接和施氮量对冬瓜干物质、氮素积累及其氮代谢酶的影响

本研究通过开展嫁接栽培与施氮量对冬瓜干物质、氮素累积及其氮代谢酶的影响,明确冬瓜干物质、氮素积累动态规律和氮素吸收利用规律,旨在为冬瓜科学施肥提供理论依据.试验以'铁柱2号'冬瓜和'海砧1号'砧木为材料,试验为裂区设计,主区为栽培方式,分别为嫁接栽培和自根栽培2种栽培方式;副区为氮肥施用量,分别设置N0(0 kg/hm...     

施氮对砂姜黑土区不同玉米品种产量构成、氮素利用及节氮潜力的影响

通过田间试验研究不同施氮水平对6个主推品种在砂姜黑土区的产量、产量构成因素、氮素利用及节氮增产潜力的影响。结果表明,施氮显著提高各玉米品种的子粒产量,对收获指数的影响相对较小;施氮显著增加行粒数、穗长和穗粗,增幅分别为22.5%~66.9%、16.8%~50.5%和9.4%~29.7%,N120与N240水平间无明显差异;各玉米品种的氮肥农学利用率和氮肥偏生产力均表现为N120显著高于N240水平,平均值分别是N240的1.89倍和1.96倍;蠡玉13和郑单958的节氮增产潜力明显高于其他品种。综合分析认为,适宜在胶东砂姜黑土区推广的玉米品种排序为蠡玉13、郑单958、浚单20、先玉335、莱农14、先锋32D22。     

氮素调控对吉林省东部高产玉米氮素积累分配规律及产量的影响

采用田间小区试验,研究吉林省东部地区不同施氮量对高产春玉米氮素积累分配规律及产量的影响。结果表明,施氮量影响春玉米不同生育时期各生育器官氮素的阶段累积量,对累积趋势与分配规律无明显影响,不同处理对春玉米各器官氮积累量影响均表现为N300>N450>N150>N0,表明适宜的氮肥用量不仅能有效促进春玉米对氮素的吸收、累积,而且能显著提高生育后期子粒氮素的积累量,从而促进高产的形成。春玉米花前是大量累积氮素的时段,其积累量占吸收总量的67%~88%。各处理间子粒产量均达显著水平,随着施氮量增加,子粒产量呈先升高再降低的趋势。综合考虑产量、养分积累分配等因素,该地区高产田块春玉米的推荐施氮量为300~330 kg/hm2。     

施氮对不同小麦品种干物质分配、氮素吸收和产量的影响

为了解不同小麦品种对氮肥的敏感性,以西农979和小偃22为参试品种,对其分别进行了五个水平的施氮处理,并分析了不同施氮量处理对两个品种营养器官干物质对籽粒的贡献率、各器官含氮量、分蘖成穗和产量的影响。结果表明,随着施氮量的增加,两个品种茎鞘、穗轴+颖壳、叶中干物质转运量及干物质对籽粒贡献率均呈减少的趋势,施氮后西农979干物质对籽粒贡献率平均减少14.23%,小偃22平均减少18.50%;两品种器官含氮量均以籽粒最高,茎鞘最低,且随施氮量的增加呈增加趋势;随着施氮量增加,两品种千粒重降低,穗数、穗粒数以及产量均呈先增加后减少的趋势。与小偃22相比,西农979花前各器官干物质转移量及其对籽粒的贡献率均较低,但其具有更强的花后同化能力;施氮后,西农979在冬春分蘖与穗数增加方面均优于小偃22,产量提高幅度也相对较大,在施氮180 kg·hm-2时产量最高,说明西农979对氮肥反应较小偃22敏感。     

不同品种氮素累积量及转移的基因型差异

以4个不同氮效率玉米品种为试验材料,对其吐丝前后氮累积量和氮转移的基因型差异进行分析。结果表明,吉单209耐低氮能力较强;四密25对增施氮肥反应敏感,增施氮肥后增产幅度较大,表现出明显的喜氮特性。吐丝之后氮累积量较少的基因型,其相应的产量也较低。高产品种的选育应侧重花后氮素吸收,同时对于现有高产品种也应侧重花期氮肥的追施。     

不同施氮时期对夏玉米干物质积累及氮肥利用的影响

以提高夏玉米氮肥利用率、减少氮肥污染为目标,研究了不同施氮时期对夏玉米生长发育及氮肥利用率的影响。结果表明：施氮显著增加子粒产量和穗粒数,以3叶期施氮结合12展叶追氮处理的子粒产量最高,但对千粒重和单位面积穗数影响差异不显著。施氮使各处理植株的叶面积指数(LAI)均在生育后期保持较高值,延缓了叶片衰老,促进了干物质的积累。3叶期施氮结合12展叶追氮处理的夏玉米氮肥利用率最高,较3叶期施氮和12展叶施氮分别提高了21.8个百分点和22.8个百分点,较好地提高了夏玉米当季氮肥利用率,能够有效降低因氮素损失而造成的农田污染。     

控释氮肥对春玉米干物质积累、氮素吸收及产量的影响

通过田间试验,研究控释氮肥和普通氮肥对春玉米干物质积累与分配和氮素吸收与分配及玉米产量的影响.结果表明,施氮增加了玉米的干物质积累速率、氮素吸收速率及玉米产量.施用控释氮肥较普通氮肥提高玉米的干物质积累量及玉米植株的氮素吸收量,促进氮素向子粒的转移,子粒氮素所占比重达68.63%;控释氮肥较普通氮肥提高氮肥表观利用率5.21个百分点.     

施用缓释肥对甘蔗干物质积累及氮素利用率的影响

针对我国甘蔗生产上化肥施用量大、肥料利用率低等突出问题,通过田间试验研究2种缓释肥组合施用对甘蔗干物质积累和氮素利用率的影响。以新台糖22号为供试材料,设置4个处理：CK0（不施肥）、CK1（常规施肥,每公顷施N 300 kg、P2O5 225 kg、K2O 225 kg）;T1（等养分缓释肥,每公顷施N 300 kg、P2O5 225 kg、K2O 225 kg）;T2（减20％养分缓释肥,每公顷施N 240 kg、P2O5 180 kg、K2O 180 kg）。结果表明,常规施肥和缓释肥处理在萌芽率、分蘖率、茎径和有效茎数上没有显著差异;而T1株高显著高于CK1;伸长期CK1的干物质净积累比例高于T1及T2;成熟期则相反,T1及T2高于CK1;成熟期T1叶的干物质积累所占比例显著高于CK1;T1处理的蔗茎产量和糖产量最高,分别比CK1高11.0％和10.8％;T1和T2处理的两年氮素利用率均显著高于CK1,其中T2两年平均比CK1提高9％。在减少1次施肥的基础上,施用与常规化肥等养分的缓释肥能显著增加株高、甘蔗产量及糖产量,并提高氮素利用率;施用减20％养分的缓释肥能提高氮素利用率,甘蔗产量和糖产量不低于常规施肥。     

氮肥运筹对农大108产量、氮肥利用率及土壤氮素平衡的影响

以农大108为试材,通过田间试验研究不同氮肥运筹方式对春玉米干物质积累、子粒产量、氮肥利用率及土壤氮素平衡的影响。结果表明,氮肥不同运筹方式增产效果差异显著,其中,1/3氮肥底施、2/3氮肥两次追肥(N3)处理增产效果最好,其次是1/4氮肥底施、3/4氮肥3次追肥(N4)处理,氮肥全部作底肥(N1)处理增产效果最小。分次施肥有利于子粒粗蛋白含量、子粒蛋白质产量以及氮肥利用率的提高;随着施肥次数的增加,子粒粗蛋白含量、子粒蛋白质产量以及氮肥利用率均呈上升趋势,以N4处理最佳,其次是N3处理。氮肥不同运筹方式氮素表观损失量差异显著,N1处理其表观损失量最高,N3处理最低。因此,N3处理有效促进了植株对氮素的吸收利用,显著增加了产量和子粒蛋白质产量,降低了氮素表观损失量,是最佳氮肥运筹方式。     

不同氮利用率粳稻品种的碳氮积累与转运特征及其生理机制

【目的】探明不同氮利用率水稻品种的氮素积累与转运特征及其机制。【方法】2个氮高效品种(武运粳30号和连粳7号)和2个氮低效品种(扬粳4038和宁粳1号)种植于大田,设置2个施氮量：全生育期不施氮(0N)和全生育期施氮180kg/hm²(180N),比较分析了不同氮利用率粳稻品种干物质生产、氮素积累与转运差异及其机制。【结果】与氮低效品种相比,氮高效品种具有较高的产量、氮肥利用率、总颖花量和结实率,较高的花前干物质转运量和花后干物质积累量,分蘖至穗分化始期和抽穗至成熟期较高的净同化率和作物生长率,抽穗期较高的糖花比,灌浆期较高的籽粒库活性、籽粒中脱落酸与1-氨基环丙烷-1-羧酸含量的比值和茎鞘中较高的非结构性碳水化合物的转运和蔗糖合成相关酶活性以及蔗糖转运蛋白基因的表达量,抽穗后较高的氮转运、氮素吸收量,灌浆期较高的比叶氮含量、叶片中细胞分裂素含量、氮代谢酶活性以及氮素转运相关基因的表达量。【结论】氮高效品种穗分化前和抽穗后较高的物质生产效率以及灌浆期较高的碳氮转运与积累是产量和氮肥利用率协同提高的重要机制。     

Genotypic Differences in Dry Matter Accumulation,Nitrogen Use Efficiency and Harvest Index in Recombinant Inbred Lines of Rice under Hydroponic Culture

Abstract

To examine the possibility of breeding high-yielding cultivars with high nitrogen use efficiency for dry matter accumulation (NUEd) and to provide simple criteria for the selecting and breeding high-yielding cultivars with high NUEd as well as useful information for the mapping of quantitative trait loci (QTL) controlling NUEd, we cultured recombinant inbred lines (RILs) of rice hydroponically in 2000 and 2001. RILs with a higher grain yield tended to show greater total dry matter accumulation (TDMA) and higher harvest index (HI), while increasing TDMA resulted in a decrease in HI. The contribution ratio of the TDMA to grain yield (2000 : 67.3%, 2001 : 68.2%) was higher than that of HI in both 2000 and 2001. Even at the same high-yielding level, there was a significant difference in the TDMA and HI values. In both years, the contribution ratios of NUEd and total nitrogen absorption (NTA) to TDMA were about 62.0 and 38.0%, respectively. The contribution ratio of the NUEd to grain yield was higher than those of the NTA and HI in both 2000 (41.6%) and 2001 (42.9%). These results suggested that the high-yielding rice plants generally displayed high TDMA and HI values. Further increase in rice grain yield should be based on the further increase in TDMA than in HI, and to increase TDMA leading to a high grain yield, the emphasis also should be put on improving NUEd in RILs.     

不同季秸秆还田对冬小麦干物质积累分配及氮素利用率的影响

为了解不同季秸秆还田对小麦产量形成和氮素利用的效果,以安徽淮北平原砂姜黑土麦区主栽小麦品种烟农19为供试材料,设置W0M0(小麦、玉米双季秸秆均不还田)、W0M1(小麦秸秆不还田,玉米秸秆还田)、W1M1(小麦、玉米双季秸秆还田)和W1M0(小麦秸秆还田,玉米秸秆不还田)4个处理,比较分析了不同季秸秆还田对冬小麦干物质积累分配及氮素利用率的影响。结果表明：(1)与W0M0处理相比,秸秆还田处理(W0M1、W1M1和W1M0)的冬小麦开花期和成熟期干物质积累量分别增加了7.9%～25.4%和17.0%～33.3%,花前干物质转运效率提高了4.5～9.7个百分点,花前干物质对籽粒产量贡献率增加了10.8～18.5个百分点;(2)秸秆还田处理可增加冬小麦产量4.3%～12.7%,且W1M0处理增产效果最显著;(3)W0M1和W1M0处理均能提高冬小麦氮素利用效率和氮肥生产效率。总体而言,单季小麦秸秆还田有利于实现淮北平原砂姜黑土区冬小麦高产与氮高效。     

玉米产量与干物质积累过程模型中品种参数的建立方法与分析

对吉林省3个不同玉米生态产区(乾安县、公主岭市和桦甸市)开展田间试验,将2005~2014年6个玉米品种、3个种植密度所产生的试验数据和Logistic模型相结合,同时加入品种参数以构建产量模型。试验结果表明,所建立的综合多品种的产量模型决定系数达0.8以上,独立样本的模型模拟值和实测值差异不显著(P0.05)。玉米收获指数(HI)与干物质积累内禀生长率(特征参数c)存在线性关系,品种参数v_1~v_2为无单位无量纲线性参数,且v_1介于0.209~0.780,v_2介于-0.036~0.028,v_1~v_2存在较大差异。引入的品种参数是基于多年多点多因素的田间资料,能较好反映不同品种间对干物质积累过程变化的产量响应机制,v_1~v_2可作为品种产量性状的遗传参数。     

覆膜滴灌对玉米光合特性、物质积累及水分利用效率的影响

采用田间试验方法,以雨养条件为对照,研究3种灌溉处理(滴灌、覆膜滴灌、覆膜限量补灌)对玉米相对叶绿素质量浓度(SPAD值)、光合特性及产量和水分利用效率的影响,探讨不同膜下滴灌节水增产的效果及内在机制。结果表明,覆膜增加玉米苗期叶绿素质量浓度,在拔节期覆膜的作用减弱,抽雄期SPAD值依次为覆膜限量补灌覆膜滴灌滴灌雨养。与对照相比,覆膜滴灌、覆膜限量补灌玉米地上部干物质重分别增加22.8%~52.8%和20.3%~48.0%;玉米产量增加1 261 kg/hm2和1 300 kg/hm2,增产12.7%和13.1%;提高水分利用效率0.83 kg/m3和1.23 kg/m3,提高水分生产效率0.30 kg/m3和0.36 kg/m3。覆膜限量补灌在不影响光合产物积累的基础上,比覆膜滴灌节水60%。     

氮肥后移对玉米冠层内物质分配及氮素利用的影响

研究不同施氮量、不同施肥时期对玉米产量与氮素利用的影响,对玉米干物质生产、氮素积累与分配进行分析。结果表明,施氮量为180 kg/hm2时,产量表现为基施处理最高,较拔节期、大喇叭口期施肥处理分别提高1.17%、7.69%;施氮量为75 kg/hm2时,拔节期施肥处理产量最高,较基施、大喇叭口期施肥处理分别提高10.31%、4.61%。大喇叭口期施肥处理的干物质积累与氮素积累量少,氮肥利用效率低,说明氮肥后移需考虑植株前期对氮素的需要。拔节期施肥处理产量与基施处理产量和氮素积累量相当或提高,植株干物质积累增加,冠层内茎叶干物质比例协调,生育后期穗下层茎叶干物重下降缓慢,氮素利用效率高。施氮量为75 kg/hm2,氮肥适当后移可提高氮肥利用率。