氮肥底追比例及施硫对小麦氮素吸收利用的调控

为明确氮肥底追比例与施硫间的互作效应,采用盆栽方式,以京冬8号和济麦20为供试材料,设置氮肥底追比例为3∶7(N_1)、5∶5(N_2)和7∶3(N_3)3个处理水平,每个底追比例下设置2个硫肥施用量:0kg·hm~(-2)(S0)和45kg·hm~(-2)(S_1),运用15N示踪技术研究开花期、成熟期营养器官及籽粒中氮素积累、分配以及对不同来源氮素利用的情况,同时对花后营养器官贮藏氮素的转运、对籽粒的贡献率及氮素利用效率进行分析比较。结果表明,2个小麦品种植株中积累氮素主要来自肥料氮,京冬8号成熟期来自肥料氮的积累量达60%~70%,而济麦20则达70%~80%。氮肥底追比例及硫肥互作对2个品种氮素吸收、转运和分配的影响存在差异,其中京冬8号成熟期籽粒氮素积累量、营养器官贮藏氮素花后的转运量、转运率、对籽粒的贡献率、籽粒产量以及氮肥的利用效率均在N_1S_0时较高;济麦20营养器官贮藏氮素花后的转运量、转运率、对籽粒的贡献率在N1S0时较高,而在N3S1时,成熟期籽粒氮素积累量、籽粒产量、氮肥的利用效率均较高。综上所述,本试验栽培环境下,氮肥底追比例为N1时能够提高花前贮藏氮素的转运量、转运率、对籽粒的贡献率、籽粒蛋白质含量及氮素收获指数;氮肥底追比例为N3时有利于提高籽粒产量、氮肥生产效率。综合考虑籽粒产量、氮肥生产效率、氮肥利用效率和氮素收获指数,京冬8号最优肥料组合为N_1S_0,济麦20最优肥料组合为N_3S_1。本研究结果为冬小麦大田生产中合理的肥料运筹提供了理论参考。     

施氮量对冬小麦氮素吸收、转运及产量的影响

2004至2005年在田间条件下,研究了施氮量0、105、2103、15.kg/hm2对冬小麦氮素吸收、累积、转运、产量及氮肥利用率的影响。结果表明,施用氮肥可显著提高冬小麦的子粒、秸秆产量及成熟期地上部总吸氮量,但过量施用氮肥对子粒和秸秆增产不显著;各施氮处理的氮肥利用率在34.2%～38.3%之间,随施氮量增加而略有降低。植株中氮素含量随生育期的延长而降低,氮素累积量总体呈增加趋势。施氮量对冬小麦氮素吸收有显著影响,同一生育时期,氮素含量和累积量都随着施氮量增加而提高。施氮可显著地促进氮素在子粒中累积,其中69%～87%的氮素是靠营养体的转运而来的。施氮量影响氮素的转运效率,随施氮量增加,转运效率降低。本试验条件下,冬小麦的合理施氮量应控制在105～210.kg/hm2之间。     

拔节至开花期控水对冬小麦氮素吸收运转的影响

以中麦8号为试验材料,采用盆栽的试验方法,应用15N同位素示踪技术,研究拔节至开花期不同土壤水分含量对小麦氮素吸收运转特性和氮肥回收利用的影响,以期为合理控水,提高氮肥利用率和降低氮肥损失提供理论依据。结果表明:在该试验条件下,小麦吸收的氮素中,肥料氮占34.69%~39.74%,土壤氮占60.26%~65.31%;中度水分处理(土壤相对含水量70%)籽粒氮素积累量最高,干旱处理(土壤相对含水量55%)开花期植株营养器官氮素积累量、籽粒氮素积累量最低,湿润处理(土壤相对含水量85%)开花期植株氮素积累量最高;与干旱和湿润处理相比,中度水分处理显著提高花后籽粒氮素同化量,减少了当季施入氮肥的土壤残留量;与干旱处理相比,中度水分处理和湿润处理均提高了氮肥利用率,降低了氮肥损失。综上所述,拔节至开花期中度水分处理为籽粒氮肥利用率最高的最佳处理。     

小麦蚕豆间作施氮对小麦氮素吸收、累积的影响

田间试验研究了小麦蚕豆间作及4种施氮水平(0、90 kg·hm^-2、180 kg·hm^-2和270 kg·hm^-2)对小麦植株体内氮含量、小麦地上部氮素累积及氮素养分吸收速率的影响。结果表明: 间作显著增加了小麦地上部植株的氮含量, 与单作相比, 分蘖期、拔节期、抽穗期和成熟期不同施氮处理间作小麦植株的氮含量平均比单作提高20.0%、21.9%、21.4%和17.1%; 抽穗期和成熟期间作小麦叶、茎和穗中的氮含量均高于单作; 间作显著提高了小麦植株的氮素累积量和氮素吸收速率, 与单作相比整个生育期间作小麦氮素累积量增幅为15.5%~30.4%。无论单作还是间作, 小麦植株氮含量和氮素累积量随氮肥用量的增加而增加, 施氮对单作小麦植株氮含量、氮素累积量和氮素吸收速率的影响大于间作, 随着氮肥用量的增加, 间作优势逐渐减弱; 单作小麦植株的氮素吸收速率随氮肥用量的增加而增加, 间作小麦植株的氮素吸收速率随氮肥用量的增加呈先增后降的趋势。本研究表明, 间作和施氮促进了小麦对氮素的吸收利用, 间作优势与施氮水平密切相关, 间作体系中氮素养分的合理投入是发挥间作优势的关键。     

不同冬小麦品种氮素吸收运转特性及其与子粒蛋白质含量的关系

选用济南17、鲁麦22、泰山021三个产量水平相近,品质不同的冬小麦品种,利用15N同位素示踪技术研究氮素吸收运转特性及其与子粒蛋白质含量的关系。结果表明,小麦植株一生所吸收的氮素,72.51%～73.57%来自土壤氮,26.43%～27.49%来自肥料氮;其中11.43%来自底施氮,15.60%来自追施氮。开花期肥料氮和土壤氮在济南17中的积累量最高,泰山021最低,鲁麦22介于其间。开花后营养器官中积累的氮素向子粒转移,对子粒氮素积累的贡献为叶片>茎+叶鞘>颖壳+穗轴,品种间比较,鲁麦22转移率最高,泰山021最低,济南17介于其间。基于以上生理原因,鲁麦22最终获得最高子粒蛋白质含量。     

施氮量和底追比例对小麦氮素吸收利用及子粒产量和蛋白质含量的影响

在大田栽培条件下,运用15N示踪技术研究了不同施氮量和底追肥比例对小麦氮素利用和子粒产量及蛋白质含量的影响。结果表明,施用氮肥提高了小麦植株的氮素积累量、子粒产量、蛋白质含量和蛋白质产量。相同施氮量条件下增加追肥氮的比例,提高了氮肥农学利用率和吸收利用率,增加了植株地上部器官(子粒+营养器官)中追肥氮、土壤氮的积累量,提高了营养器官中氮素的转运量和开花后氮素的同化量,增加了子粒蛋白质含量。相同的氮素底追肥比例条件下,将240.kg/hm2施氮量降至168.kg/hm2的处理,氮肥农学利用率、氮肥吸收利用率、氮肥偏生产力提高,子粒中土壤氮的积累量增加,植株地上部器官中土壤氮的积累量亦增加,开花后氮素同化量提高,子粒蛋白质含量增加。各施氮处理间子粒产量无显著差异。在本试验条件下,施氮量为168.kg/hm2且全部于拔节期追施是兼顾产量、品质和效益的优化处理。     

不同基因型水稻钾素吸收利用对施钾量的生理响应

以常规粳稻武运梗7号、武香粳14号和杂交粳稻86优8号、泗优422为材料,研究了施钾量对不同基因型水稻钾素累积、分配和利用的影响.结果表明,施钾提高了水稻产量和经济系数,以12 kg/667 m2K2O处理最高;施钾提高了水稻群体吸钾量及拔节期到成熟期吸钾比例;施钾使植株钾素快速累积的平均速率和最大速率增大.但起止时间和持续时间缩短;施钾提高了水稻抽穗期和成熟期叶片、茎鞘和穗的钾素分配量及茎鞘分配比例,但降低了叶片分配比例,并以茎鞘分配量差异最大;随施钾量增加,水稻钾素回收效率、利用指数和植株钾生产效率降低.钾素农学效率、生理效率和生理指数则先升后降,以钾素生理指数、生理效率与产量的相关性较高.常规粳稻的产量、拔节期到成熟期吸钾比例、钾素快速累积的起止时间和持续时间及钾素生理效率、生理指数、植株钾生产效率高于杂交粳稻,但群体吸钾量、移栽到拔节期吸钾比例、钾素快速累积的最大速率和平均速率、茎鞘钾素分配量及比例、钾素回收效率低于杂交粳稻.     

施氮量和底追比例对小麦氮素利用和土壤硝态氮含量的影响

利用^15N同位素示踪技术研究了不同的施氮量和底追比例对小麦氮素利用和土壤硝态氮的影响。结果表明：底追比例均为5：5，处理2（纯氮施用量为168kg／hm^2）与处理1（纯氮施用量为240kg／hm^2）比较，处理2成熟期植株中土壤氮素的积累量，肥料氮的利用率均高于处理1的，但处理2的土壤硝态氮含量低；籽粒产量、蛋白质含量、湿面筋含量和面团稳定时间处理间无显著差异。纯氮施用量均为168kg／hm^2，氮肥全部用于拔节期追施的处理3与处理2比较，处理3成熟期植株中土壤氮素的积累量，籽粒蛋白质含量、面团稳定时间和0～40cm土层土壤硝态氮的含量均高于处理2的；肥料氮的利用率和籽粒产量处理间无显著差异。成熟期不同处理0～60cm土层土壤硝态氮含量均低于播种前，在60～80cm土层形成累积峰并高于播种前，但80cm以下层次与播前相比无明显差异。     

施氮量对氮高效水稻种质4007的氮素吸收、转运和利用的影响

田间条件下,以当地水稻品种武运粳15(WJ15)为对照,对氮高效水稻种质4007在不同施氮水平(0、100、150、200和250 kg hm-2)下的氮素吸收、累积、转运、产量及氮肥利用率进行了研究。结果表明施氮量显著促进水稻各生育期地上部氮素的累积,水稻从分蘖盛期到拔节期植株氮素累积量最大,占总生育期的32.7%～41.6%。当施氮量从0增加至250 kg hm-2,水稻种质4007的氮素转运量的从72.0上升至104kg hm-2,氮素转运率从66.2%下降至51.3%;而WJ15的氮素转运量从57.0上升至96.5 kg hm-2,氮素转运率也从57.1%下降至46.8%。籽粒中的氮素65.3%～87.6%来自营养器官的转运,仅12.4%～34.7%是后期从土壤吸收所得。由于较高的收获指数(HI)和氮收获指数(NHI),水稻种质4007的平均氮肥表观回收率(REN)和氮肥农学利用率(AEN)分别较品种WJ15高出24.5%和95.6%。本试验结果还显示4007和WJ15的适宜施氮量分别是150 kg hm-2和200 kg hm-2,此时,水稻可维持较高的产量和保持较高的氮肥利用率。     

不同施氮量对旱地不同品种冬小麦氮素累积、运输和分配的影响

通过田间试验研究了西北旱地4个主要冬小麦品种在不同供氮水平下对氮素的吸收、累积和转移特性。结果表明,增施氮肥显著地促进了小麦地上部分氮素累积总量,子粒氮素累积量在施氮量180.kg/hm2时最高,再增加氮肥用量子粒氮素累积量降低;施氮明显增加了收获时茎秆氮素的残留量。不同品种间氮素累积量差异显著,其中小偃22最高,其后依次为陕253、小偃503和陕229;小偃22的氮肥利用率、氮肥农学效率和氮肥生理效率均高于其它几个小麦品种。不同器官相比,开花前氮素主要累积在叶片中,茎秆的累积量在开花期达到最大。不同部位氮素转移效率为叶片穗茎秆;叶、茎、穗氮素转移效率存在基因型差异。     

Effect of nitrogen fertilizers on zinc absorption and translocation in winter wheat

Zinc (Zn) deficiency caused by inadequate dietary intake is a global nutritional problem, so increasing Zn concentrations in crops is a challenging and high-priority research task. A field experiment was conducted to explore the effects of nitrogen (N) fertilizers on Zn absorption and translocation in winter wheat during the 2010–2011 and 2011–2012 crop seasons, in Xinzheng City, Henan Province, China. N was applied at four levels (0, 90, 180, and 270 kg N ha^?1) and Zn was applied at two levels (15 and 30 kg zinc sulfate heptahydrate (ZnSO_4·7H₂O) ha^?1]. The results indicated that reasonable N application increased grain yield, total Zn accumulations, and Zn concentrations of each plant part of winter wheat. Furthermore, appropriate N application increased Zn distribution proportions in grains and decreased Zn distribution proportions in roots, stems, leaves, and spikes, and enhanced Zn removal from roots, stems, leaves, and spikes to grains. Meanwhile, reasonable N combined with higher Zn application had a better effect on Zn absorption and Zn translocation to grain of winter wheat. The results suggested that suitable quantity of N fertilizer combined with higher Zn application is an important measure to obtain both higher grain yield and grain Zn concentration in winter wheat production.     

不同栽培模式和施肥方法对旱地冬小麦氮素吸收运转的影响

通过田间试验研究了旱地不同栽培模式和施肥方法下冬小麦氮素吸收运转的特点。结果表明,与平作相比,垄沟栽培明显降低了开花期地上部分的氮素累积量,但显著增加了成熟期地上部分和子粒的氮素累积量;垄上覆膜有增加开花和成熟期地上部及子粒氮素累积的作用。从花后氮素转运与吸收情况看,垄沟栽培花后累积氮量及其对子粒的贡献率显著高于平作,但其转运氮贡献率显著低于平作;垄上覆膜有较高的氮素转运量和花后累积量。垄下施肥地上部和子粒的氮素累积量比常规施肥分别高1.47和1.75.mg/stem,差异达显著水平。     

不同施氮量下子粒灌浆不同阶段遮光对小麦氮素积累和转移的影响

在田间高产条件下,设置每公顷施氮（N）0（N0）、168（N1）和276（N2）kg 3个氮素水平,每个氮素水平下设置不遮光和灌浆前期（开花后1～12 d）、中期（开花后13～24 d）、后期（开花后25～36 d）遮光4个处理,研究不同施氮量下子粒灌浆不同阶段遮光对小麦氮素积累和转移的影响。结果表明,灌浆前期遮光,各施氮处理的旗叶硝酸还原酶活性和内肽酶活性显著降低;恢复照光后,N0和N1处理旗叶硝酸还原酶活性与不遮光的处理无显著差异。N2处理硝酸还原酶活性显著低于不遮光的处理,其内肽酶活性在灌浆中期显著升高,有利于旗叶蛋白质的降解,营养器官氮素转移量和转移效率提高;但花后吸氮量、子粒产量和蛋白质产量均降低,且显著低于N1处理。灌浆中期遮光,各施氮处理的旗叶硝酸还原酶活性和内肽酶活性亦显著降低;恢复照光后,各施氮处理旗叶内肽酶活性均显著高于不遮光的处理,N2处理显著高于N1处理。灌浆后期遮光,各施氮处理旗叶硝酸还原酶活性显著降低;N0和N1处理内肽酶活性降低。N2处理的内肽酶活性显著高于不遮光的处理,其营养器官氮素转移量、转移效率及转移氮素对子粒氮的贡献率显著高于N1处理;旗叶硝酸还原酶活性、花后吸氮量和子粒蛋白质产量与N1处理无显著差异。不同遮光阶段比较,各施氮处理营养器官氮素转移量、转移效率及转移氮素对子粒氮的贡献率,均以灌浆前期遮光的最高,灌浆中期遮光的次之,灌浆后期遮光的最低;花后吸氮量、子粒产量和蛋白质产量以灌浆后期遮光的最高,灌浆中期遮光的次之,灌浆前期遮光的最低。     

氮肥追施时期及包膜控释氮肥对冬小麦产量和氮素吸收的影响

采用盆栽试验,研究了氮肥追施时期和包膜控释尿素对冬小麦产量、产量构成、氮肥利用率和土壤氮素表观损失等方面的影响。结果显示:冬小麦氮肥最佳追肥时期为拔节期;与40%普通尿素底施+60%普通尿素拔节期追施(F2)相比,30%普通尿素+35%控释期90d包膜尿素+35%控释期120d包膜尿素配合(F4、F6)一次性底施的氮素释放与冬小麦对氮素需求吻合较好,F4小麦植株总氮吸收量增加6.11%,减氮25%条件下(F6)增加8.48%;与F2相比,F4使冬小麦增产5.02%,经济系数提高6.43%,氮肥利用率提高10.22%,同时土壤氮素表观损失降低。F4通过提高千粒重和单穗重来提高产量,而F6通过维持穗粒数保证产量。     

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。     

不同形态氮肥及其用量对强筋小麦氮素转运、产量和品质的影响

【目的】研究强筋小麦产量品质形成的适宜氮肥形态和施氮量,对增加小麦产量、提高籽粒品质及减少农田氮污染有重要意义,同时为合理精确运筹施氮提供理论依据。【方法】田间试验采用二因素裂区设计,氮肥形态为主区(硝态氮肥、铵态氮肥、酰铵态氮肥),氮肥用量为副区(低氮75kg/hm^2、中氮150kg/hm^2、高氮225kg/hm^2)。分析小麦的氮转运量和产量、品质。【结果】1)在同一形态氮肥下,小麦成熟期氮累积量、籽粒产量和收获指数均在中氮(150kg/hm^2)处理达到最大值,中氮(150kg/hm^2)处理能通过显著增加花前氮转运量和花后氮积累量进而提高籽粒含氮量。生物产量、籽粒蛋白质组分含量(除醇溶蛋白)、蛋白质含量、湿面筋含量、面筋指数、总淀粉、直链淀粉、支链淀粉、可溶性糖和蔗糖含量均随施氮量增加而提高。2)在同一施氮量下,硝态氮肥和酰胺态氮肥处理的小麦各时期植株含氮量、生物产量和籽粒产量均显著高于铵态氮肥(P<0.05),硝态氮肥和酰胺态氮肥的籽粒产量处理无显著差异(除低氮处理)。铵态氮肥处理的品质最差,酰胺态氮肥处理更有利于增加蛋白质和淀粉含量,改善籽粒品质,酰胺态氮肥处理的氮素吸收效率和氮素生产效率最高。3)不同形态氮肥显著影响穗数,施氮量显著影响千粒重。产量和品质达到最优所需的氮肥用量不同,中氮(150kg/hm^2)时产量最高,高氮(225kg/hm^2)时品质最优。4)方差分析表明,不同形态氮肥和施氮量对冬小麦各生育阶段氮素积累量及所占比例有极显著的影响(P<0.01),且二者存在极显著的互作效应。通径分析表明,叶片花前氮转运量对产量的直接影响最大,直接通径系数为0.614。【结论】酰胺态氮肥是适合该地区的氮肥种类,酰胺态氮肥在中氮(150kg/hm^2)条件下能显著提高强筋小麦产量和籽粒含氮量,在高氮(225kg/hm^2)条件下能显著改善强筋小麦品质,因此在实际小麦生产中要根据产量品质要求合理运筹氮肥。     

钾肥运筹对小麦氮素和钾素吸收利用及产量和品质的影响

采用盆栽试验研究了不同K肥运筹方式对小麦N、K吸收及产量和品质的影响。结果表明：施K促进了小麦对N、K素的转运和吸收累积,显著提高了小麦籽粒的产量、蛋白质含量、湿面筋含量和沉降值,但过量施K却降低了小麦对N、K素的转运和K的利用效率以及籽粒产量,以中量K肥全部基施处理获得最高产量和较好的品质指标。K肥分次施用比一次性基施能够显著提高成熟期小麦植株K含量,N、K累积量和K的利用效率,促进小麦籽粒品质的改善。以中量K肥3次施用处理的品质指标最高,但显著降低了籽粒产量。综合考虑产量和品质效应,以中量K肥分2次施用处理为最佳K肥运筹方式。