甘蓝型油菜不同氮素子粒生产效率品种的氮素分配特性研究

以甘蓝型常规油菜品种（2006～2007年度73个、2007～2008年度98个）为材料,通过测定成熟期不同器官干重、氮素含量,采用组内最小平方和动态聚类方法对供试品种的氮素子粒生产效率（NUEg） 进行聚类并研究了不同NUEg 类型的氮素积累与分配特性。结果表明,不同类型间NUEg达显著差异。随着NUEg增加,子粒产量、子粒氮素积累量以及子粒中的氮素占全株氮素比例都逐渐增加;而茎枝和果壳中的氮素积累量以及占全株氮素的比例都逐渐减小。生产上提高油菜NUEg,可以通过高NUEg品种的选择以及合理栽培措施调节使营养器官氮素更多向子粒中输送。     

甜玉米氮素积累和分配的基因型差异

为了解甜玉米高产品种氮素积累和分配的规律,阐明不同生育阶段氮素积累和分配的基因型差异,及其对产量形成及氮素利用效率的作用,分析了22个甜玉米品种在同一施氮水平下拔节期、开花期和鲜食期的植株氮素积累量和分配量。结果表明,甜玉米品种不同阶段的氮素积累和分配存在着显著的基因型差异。随着生育进程的推进,植株氮素含量逐渐下降,氮素积累量逐渐上升,不同生育阶段的氮素积累量以拔节到开花期最高;氮素在开花前主要分布在叶片中,在开花后开始由叶片逐渐向果穗转移。到鲜食期,甜玉米不同品种果穗中氮素分配量最高,占全株氮素总积累量的41.32%,其次为子粒,氮素分配量占全株氮素积累量的28.53%。高产品种拔节—鲜食期氮素积累量高,鲜果穗高产品种在鲜食期叶片和子粒中的氮素分配较高,鲜子粒高产品种在鲜食期叶片和雄穗中氮素分配量较高且轴中氮素分配量较低。鲜果穗氮素利用效率高的品种主要是由于其减少了开花—鲜食期的氮素积累量,其次是减少了拔节—开花期的氮素积累量,且其在鲜食期叶片、轴和叶鞘中的氮素分配量较少。鲜子粒氮素利用效率和各阶段的氮素积累量及鲜食期各器官的氮素分配量无显著相关关系。     

应用~(15)N示踪探究楸树无性系对氮素的吸收和分配

为探讨楸树无性系对氮素的吸收、分配及利用特性,以2年生楸树无性系015-1、1-3、7080、1-4和004-1组培苗为试验材料,应用15N示踪技术对楸树无性系进行施肥试验。结果表明,5个楸树无性系氮肥的吸收率、利用率及分配率具有较强的一致性,氮肥利用率介于27.14%~31.24%之间。楸树无性系根和叶的肥料氮比例(Ndff)明显大于茎,楸树无性系根和叶对氮肥的竞争力较强,茎对氮肥的竞争力最弱。015-1茎部氮素分配率及无性系7080根部氮素分配率明显高于其他4个无性系;氮素分配率在各个器官中差异显著,叶片氮素的分配率最高,总体趋势为叶根茎。本研究结果为楸树氮肥的合理施用提供了理论依据。     

甜椒对不同形态氮素的吸收和分配

甜椒对不同形态氮素的吸收利用有显著差异。幼苗期及发棵期ＮＨ ＋４ Ｎ 对生长有利,而盛果期则以ＮＯ－３ Ｎ 有利。同种形态氮素因施用时期不同而氮素利用率差异很大,以盛果期追肥利用率最高,为４１８ ％ ～４５８ ％ ; 基肥利用率为３３６ ％ ～３６７ ％ 。不同时期施肥的肥料氮在各器官的分配不同,基肥及初花期施肥氮素主要流向茎叶,占总吸收量的７５ ％ 左右;盛果期追肥以果实分配较多,占总吸收量的６０ ％以上。对植株氮素来源的分析表明,仅４００ ％ ～４１５ ％ 的氮素来自于肥料,而近６０ ％ 的氮素来自于土壤。     

不同轮作和氮肥分配季节下土壤氮素供应和油菜氮素吸收差异

【目的】土壤氮素供应受到土地利用方式影响,明确土壤氮素供应特性是合理施肥的基础。研究不同轮作方式下油菜季土壤氮素供应特征和油菜氮素吸收规律,可以为油菜氮肥施用提供科学依据。【方法】本试验为同田对比田间试验,采用裂区试验设计,主处理为两种轮作方式,即水旱轮作 (水稻?油菜轮作) 和旱地轮作 (棉花稻?油菜轮作);副处理为氮肥 (N 150 kg/hm2) 施用季节。每种轮作方式下设3个氮肥施用季节处理,分别为:1) 两季均不施氮肥(N_0-0);2) 水稻/棉花季施氮,油菜当季不施氮(N_150-0);3) 水稻/棉花季不施氮,油菜当季施氮(N_0-150)。通过原位矿化培养方法测定油菜不同生育期土壤氮素净矿化量,同时测定油菜在不同生育期内氮素吸收量。【结果】与两季均不施氮相比,油菜季施氮,稻油轮作下土壤氮净矿化累积量显著增加101.2 kg/hm2,油菜氮素吸收增加76.8 kg/hm2;棉油轮作条件下,土壤氮净矿化累积量显著增加了110.0 kg/hm2,油菜氮素吸收增加96.2 kg/hm2。从分配比例上分析,在油菜苗期—薹期,稻油轮作土壤氮素净矿化量占累计矿化量的52.3%,棉油轮作为64.5%,棉油轮作高于稻油轮作;然而在油菜花期—成熟期,稻油轮作土壤氮素净矿化量高于棉油轮作。与土壤氮素净矿化相一致,在油菜苗期—薹期,棉油轮作油菜氮素吸收量比稻油轮作高37.1 kg/hm2,棉油轮作有利于油菜前期氮素吸收;而油菜生长后期稻油轮作比棉油轮作多吸收氮素18.2 kg/hm2。稻油轮作有利于油菜后期氮素吸收。【结论】棉油轮作条件下,残留棉花叶片养分释放快,有利于油菜生长前期 (苗期—薹期) 土壤氮素供应;而稻油轮作条件下,残留水稻根茬养分释放慢则有利于油菜生长后期 (花期—成熟期) 土壤氮素供应。因此棉油轮作有利于油菜前期生长,稻油轮作有利于油菜后期生长。稻油轮作条件下在油菜生长前期可适量增加氮肥供应,后期降低氮肥供应;棉油轮作下在油菜生长前期适量降低氮肥供应,后期增加氮肥供应。     

不同品种油菜生长后期体内氮素转运及再分配差异研究

为探明影响油菜生长后期氮素再分配的生理因素及其与氮素利用效率的关系,本文在严格控制氮素供应水平的砂培条件下,采用15N示踪技术研究了不同氮素水平下2个油菜品种吸收氮素后在体内的分配、转运及损失情况。结果表明,供试2个油菜品种的生物产量、籽粒产量、籽粒含氮量、植株全氮、籽粒全氮、收获指数和氮收获指数均存在较大差异,且以上差异因氮素水平不同而有所不同。常氮处理下,品种"742"的生物产量、籽粒产量、籽粒全氮、收获指数和氮素收获指数均高于品种"814";低氮处理下,品种"742"的植株含氮量、籽粒含氮量、收获指数和氮素收获指数高于品种"814",而生物产量、籽粒产量、植株全氮和籽粒全氮低于品种"814"。采用15N示踪方法测定油菜生长后期氮素再分配的结果表明,供试油菜品种生长后期营养器官氮素减少量及其比例、转向生殖器官的氮素再分配量存在明显差异。不同氮素水平下,品种"742"大多数营养器官的氮素减少量均高于品种"814",而且茎的减少量差异最为明显。常氮水平下,品种"742"根、叶中氮素减少比例均少于品种"814",而茎中氮素减少量远远大于品种"814";低氮水平下,品种"742"根、茎、叶中氮素减少比例均大于品种"814"。在常氮和低氮处理下转向生殖器官的氮素再分配量均表现为,品种"742"向角果皮再分配的氮素低于品种"814",向籽粒再分配的氮素则高于"814"。T检验结果表明,2个品种除常氮条件下向角果皮再分配的氮素之外,其他再分配氮素的差异都达到显著水平,说明油菜生长后期由营养器官向生殖器官的氮素再分配有助于提高氮素利用效率。油菜生长后期氮素损失量表现为,品种"742"在常氮处理下的氮素损失量及其比例小于品种"814",低氮处理时反之。     

氮素水平对不同氮效率基因型水稻的物质生产与分配的影响

研究了在群体水培条件下,3种氮素水平(5、15和25mg.kg-1)对6种不同氮效率利用基因型迟熟中粳水稻物质生产与分配的影响。结果表明:氮素水平、基因型对水稻氮素干物质生产效率(NUEdm)、氮素籽粒生产效率(NUEg)均有极显著的影响。6种不同氮效率基因型可分成氮高效和氮低效利用型2类。NUEdm在2类基因型水稻中总体上均随着氮素水平升高呈现上升趋势;而NUEg在氮低效基因型中表现为随氮素浓度升高而先升后降。在水稻的4个关键生育期,不同氮素水平、2类基因型之间水稻干物质积累量差异显著。成熟期,氮素水平对水稻茎鞘、根、穗的干物质分配比例影响显著,对叶片干物质分配比例影响不显著。相同氮素水平下,就平均值而言,水稻茎鞘、叶片、根系干物质比例均表现为氮低效基因型>氮高效基因型,而穗的干物质比例均表现为氮高效基因型>氮低效基因型。氮素水平对不同基因型水稻产量影响显著,同一氮素水平下均表现为氮高效型基因型水稻产量显著高于氮低效型基因型,且施氮量越大差异越大。相关分析表明,水稻各关键生育期的干物质生产量、产量、每穗粒数均与氮素水平、基因型的NUEg、NUEdm显著或极显著相关,与成熟期水稻各器官干物质分配比例相关性则相对较弱。     

不同灌水处理条件下不同小麦品种氮素积累、分配与转移的差异

利用15N同位素示踪技术,研究了不同灌水处理条件下2个高产小麦品种吸收利用不同来源氮素的差异。结果表明:1)同一灌水条件下,泰山23(T23)植株氮素总积累量、来自肥料氮的量、来自土壤氮的量、肥料氮和土壤氮开花期在营养器官中的总积累量及成熟期在子粒中的积累量均显著高于山农664(S664)。2)泰山23底墒水+拔节水处理(W1)营养器官中积累的肥料氮向子粒的转移量显著高于底墒水+拔节水+开花水处理(W2),土壤氮的转移量W1与W2处理无显著差异;山农664营养器官中积累的肥料氮和土壤氮的转移量均为W2显著高于W1处理。3)泰山23的子粒蛋白质含量、灌溉效益和水分利用效率为W1显著高于W2处理,子粒产量、蛋白质产量和氮素利用效率在W1与W2处理间无显著差异;山农664的子粒产量和蛋白质产量为W2显著高于W1处理,子粒蛋白质含量、氮素利用效率、灌溉效益和水分利用效率在W1与W2处理间无显著差异。从子粒产量、蛋白质含量和氮素与水分利用效率等方面综合分析,W1和W2处理分别是泰山23和山农664高产高效的灌水方式。     

不同氮效率玉米干物质形成及氮素营养特性差异研究

通过田间小区试验,开展了两个氮素供应水平（N0和N180）下,两个不同氮效率玉米品种［氮高效品种先玉335（V1）低效品种吉单535（V2）］干物质形成与氮素营养特性差异研究。结果表明,在氮素胁迫条件下,氮高效品种先玉335具有较高的耐低氮能力,表现为N0处理其干物质量及吸氮量均显著高于氮低效品种吉单535的N180处理。成熟期,先玉335的子粒干物质量和吸氮量均显著高于吉单535,且N180处理显著高于N0处理; 品种和氮素处理间的交互作用达极显著水平,表现为N180处理先玉335子粒干物质量和吸氮素最高。另外,两品种子粒中85.6%～97.6%的碳来源于粒重形成阶段叶片的光合作用,仅2.4%～14.1%源于抽雄前营养体的碳素转移。先玉335子粒氮素来源更多依赖于生育后期根系对氮素的吸收和转移,N0和N180处理中,根系氮素吸收转移量对子粒的贡献分别为45.4%和59.3%; 而吉单535子粒的氮素来源则以生育前期地上部营养体的氮素转移为主,N0和N180处理中,转移量对子粒贡献分别为65.5%和67.9%。先玉335的氮肥回收利用率、氮肥农学效率及氮肥偏生产力均高于吉单535。     

不同玉米品种氮素营养效率差异的生态生理机制

采用大田与盆栽试验相结合的方法 ,对 7个氮素营养效率不同的玉米杂交种在不同氮肥水平下的子粒日产量、吸氮效率、根系形态、叶片硝酸还原酶活力 (NRA)及冠层光合生理生态特性等进行了研究。结果表明 ,DK743、DK656、豫玉 2 2、中单 2号、户单 1号等 5个品种N素营养效率较高 ;酒单 2号和石玉 90 5是低N素营养效率的品种。N素营养效率的高低与品种根重、根长、根表面积、叶片NRA、净光合速率、气孔导度等都有一定的相关性。适当供氮能提高净光合速率、气孔导度、叶片NRA含量、干物质积累量和子粒产量 ,提高幅度因品种而异。     

不同质地土壤上烤烟氮素积累、分配及利用率的研究

【目的】土壤质地能概括反映土壤内在的肥力特征,对土壤养分供应具有调控作用,是影响农田中土壤氮素供应和氮肥利用的重要因素。本试验通过在皖南烟区3种质地(壤土、黏壤、砂壤)土壤上施用等量氮肥来研究其对烤烟不同生育期的氮素吸收、积累及利用特征的影响,旨在为烟田土壤改良及烤烟合理施肥提供理论依据。【方法】在皖南烟区现代农业科技园的典型壤土、黏壤和砂壤土上分别建立田间试验,采用15N田间微区试验和室内分析相结合的研究方法,在烤烟的团棵期(移栽后38 d)、现蕾期(移栽后53 d)、平顶期(移栽后64d)和成熟期(移栽后103 d),采集长势一致的烟株样品,测定烟株各部位的生物量,并采用凯氏定氮法检测其全氮含量,采用ZHTO2型同位素质谱仪测定其15N丰度。【结果】皖南烟区壤土和黏壤土上烤烟总氮和肥料氮积累均随生育期呈单峰变化,在烤烟平顶期达最大,总氮积累量分别为4.25 g/plant和3.96 g/plant,肥料氮积累量分别为2.34 g/plant和2.54 g/plant,而砂壤土上烤烟到成熟期其总氮和肥料氮的积累量达到最大,分别是5.64 g/plant和2.73 g/plant,均显著高于同时期的壤土和黏壤;壤土、黏壤和砂壤土上烤烟均以叶部肥料氮占总氮比例及氮素分配率较高,茎部次之,根部最低;不同质地土壤上烤烟氮肥利用率与肥料氮的积累动态具有一致的变化趋势,其中壤土和黏壤在平顶期最大,分别为34.5%和40.7%,之后壤土利用率缓慢下降,黏壤下降幅度较大,而砂壤土上烤烟氮肥利用率在生育期内呈上升趋势,至成熟期最大,为43.7%。【结论】不同质地土壤上烟株对氮素的吸收利用顺序为砂壤壤土黏壤,黏壤土在烤烟生育期内供氮能力较弱,应合理调控土壤氮的矿化及增加肥料氮的供应;砂壤土氮肥利用率较高,应严格控制氮肥的施用量。     

供氮形态和水分胁迫对苗期—分蘖期水稻光合与水分利用效率的影响

采用室内营养液培养及聚乙二醇(PEG6000)模拟水分胁迫处理的方法,在3种供氮形态(NH4+/NO3-比为100/0,50/50和0/100)和2种水分条件(非水分胁迫及水分胁迫)下,研究了水稻苗期—分蘖期的生长及其水分利用效率。结果表明,苗期—分蘖期水稻在非水分胁迫条件下,NH4+/NO3-比为50/50处理(NH4+、NO3-混合处理)的生物量最大,比单一供NH4+-N和单一供NO3--N的处理分别高49.63%和63.25%。而在水分胁迫条件下,单一供NH4+-N的处理生物量最大,比NH4+、NO3-混合处理和单一供NO3--N的处理分别高5.76%和484.0%;单一供NH4+-N其水分利用效率也最高,比NH4+、NO3-混合处理和单一供NO3--N的处理分别高11.36%和81.63%,而比非水分胁迫条件下的相应处理高12.39%。此外,单一供NH4+-N较单一供NO3--N的处理水稻有较强的抗旱性,主要与其能保持相对较高的叶绿素含量、叶面积、分蘖数和净光合速率有关。     

稻茬小麦公顷产量9000 kg群体氮素积累、分配与利用特性

在稻-麦两熟制条件下,以扬麦20为材料,通过基本苗和氮素运筹（氮肥施用量、 施用时期和比例）调控建立不同产量水平群体,研究稻茬小麦籽粒产量高于9000 kg/hm2群体的氮素积累、 分配与利用特性。结果表明,稻茬小麦籽粒产量 9000 kg/hm2以上群体拔节期至开花期、 开花期及成熟期氮素积累量分别在N 104~117 kg/hm2、 197~205 kg/hm2、 234~251 kg/hm2,极显著高于籽粒产量 9000 kg/hm2 以下群体。稻茬小麦不同群体开花期叶片、 茎鞘、 穗及成熟期籽粒氮素积累量与籽粒产量均呈极显著线性正相关,氮素积累量分别为N 89~91 kg/hm2、 74~83 kg/hm2、 32~33 kg/hm2、 177~188 kg/hm2, 有利于实现籽粒产量9000 kg/hm2。花后群体营养器官氮素转运量与籽粒产量均呈极显著线性正相关,叶片、 茎鞘及穗轴+颖壳的氮素转运量分别为N 65~73 kg/hm2、 53~54 kg/hm2、 16~20 kg/hm2, 有利于实现籽粒产量9000 kg/hm2。稻茬小麦籽粒产量9000 kg/hm2以上群体100 kg籽粒吸氮量为N 2.9~3.0 kg, 氮素利用效率32.9~34.5 kg/kg, 氮收获指数0.73~0.77。     

Characteristics of P accumulation and distribution at the maturity stage of Brassica Napus varieties with different phosphorus use efficiency for grain production

Phosphorus (P) is one of nutrients essential for plant growth. The differences in P content, accumulation, and distribution among 98 rapeseed (Brassica napus) varieties with different P use efficiency for grain production (PUEg) were studied. The results showed that there were highly significant differences in P contents of the whole plant and various organs among different rapeseed varieties. Furthermore, PUEg had significantly negative correlations with P accumulations in whole plant, stems, shells, and seeds. The correlation analysis showed that the correlation coefficient of PUEg and P distribution ratio in stems was smaller, and it was significantly negatively correlated in shells, while it showed highly positive correlations in seeds. It indicated that P content in rapeseed plant stems and shells appeared to be transported into seeds to increase P distribution in seedpods at the late maturity stage, which could help improve PUEg.     

普通和控释尿素配合深施提高冬小麦花期旗叶光合性能与氮素利用效率

【目的】探究在不同尿素类型与施用深度下,冬小麦开花后旗叶光合性能和光系统Ⅱ(PSⅡ)性能及氮素利用的差异,以期为协同提高氮素利用效率与籽粒产量,简化小麦生产过程提供理论依据。【方法】于2015—2016年与2016—2017年冬小麦生长季进行试验,以‘济麦22’为供试材料,采用二因素裂区试验设计,尿素类型处理(T)为主区,施用深度处理(D)为裂区。尿素类型包括普通尿素处理(T1,基追比为4∶6)与普通和控释尿素配施处理(T2,普通尿素、硫包膜尿素、树脂包膜尿素以4∶3∶3混合一次性基施),施用深度为地下5 cm (D1)与10 cm (D2)。测定了开花后旗叶气体交换参数和叶绿素荧光诱导动力学曲线(OJIP),及不同生育时期地上植株氮素积累量。【结果】2年试验结果表明,相较于普通尿素处理,普通和控释尿素配施处理可显著提高冬小麦有效穗数和千粒重,对穗粒数影响不显著;施用深度对2016—2017年千粒重影响显著,对2年单位面积有效穗数和穗粒数影响不显著;普通和控释尿素配合深施处理(T2D2)产量显著高于其它处理。尿素类型和施用深度对气体交换参数影响显著,普通和控释尿素配合深施处理可显著提高花后旗叶净光合速率(Pn)和气孔导度(Gs),显著降低胞间CO2浓度(Ci),相对延长了高光合持续期。普通和控释尿素配合处理较普通尿素处理显著提高了旗叶光系统Ⅱ(PSⅡ)反应中心对光能的吸收(φPo)、转化(φEo)以及电子在电子传递链中转移的效率(ψo);显著改善了电子传递链供体侧(Wk)和受体侧(Vj)性能,有效提高了产量形成期光合性能的稳定性。同一尿素类型下,深施处理对光系统Ⅱ(PSⅡ)性能的改善大于浅施处理。相较于普通尿素处理,普通和控释尿素配施处理可显著提高冬小麦生育中后期植株氮素积累量;相较于浅施处理,深施处理对冬小麦不同生育期氮素积累均有不同程度的提高。除对2016—2017年氮素生理利用率(NPE)影响不显著外,普通和控释尿素配合深施处理显著提高了2年冬小麦氮肥农学利用效率(NAE)、氮肥偏肥生产力(PEPN)、成熟期氮肥表观回收率(NRE)和2015—2016年氮素利用效率。【结论】普通尿素与控释尿素配合深施可显著提高冬小麦花期旗叶光合性能,促进氮素利用,增加产量,有利于冬小麦产量与氮肥利用之间的协同提高,省时增效效果明显,是本试验中最佳组合模式。     

不同C/N比对双孢蘑菇培养料发酵过程温室气体排放的影响

针对双孢蘑菇培养料发酵过程中物质能量转化效率低、CO_2和CH_4等温室气体排放量大等问题,采用自制强制通风发酵箱装置研究了不同碳氮比对培养料发酵过程中温室气体排放和碳氮物质转化的影响。结果表明:发酵过程中温室气体的排放主要以CO_2为主,CH_4、N_2O和NH_3的排放量较少,并且CO_2、N_2O和NH_3的累积排放量均随C/N比的增加而降低。C/N分别为28,33,38,43处理以温室气体形式损失的碳分别为46.16,37.44,33.04,31.76 g/kg,损失的氮分别为4.72,3.49,1.76,1.65 mg/kg。C/N为33的处理更适合微生物活性,有机物降解率高于其它处理。到发酵结束时,C/N分别为28,33,38,43处理的碳物质损失分别为36.55%,45.5%,37.22%,32.71%,氮物质损失分别为5.41%,13.84%,7.59%,16.33%;但随发酵的进行,全氮相对含量因有机物降解而浓缩,呈现增加趋势。综合考虑温室气体排放和培养料发酵质量两个方面的因素,在实际生产过程中可适当提高C/N比,采用C/N为33:1~38:1的培养料配方,在不影响发酵质量的同时可减少温室气体排放量。另外,由于温室气体的排放主要集中在高温期,高温期越长,排放的温室气体越多,因此在发酵过程中应加强管理,及时翻堆,以控制发酵温度和温室气体排放。