氮素营养对水稻干物质和氮分配的影响及氮肥需求量

研究了氮素营养对杂交水稻 51 8的干物质和氮素分配的影响,结果表明:在营养生长期高氮肥用量显著增加了叶片干物质重。叶片干物质的分配量随着叶片氮含量的减少而减少。与干物质相比,在营养生长早期叶片氮素的分配量高,并且变化很小。但从幼穗分化开始叶片氮素的分配量可能因叶片、茎和颖穗发育的竞争而显著减少。采用Stanford模型估计和预测了水稻氮肥的需要量,发现Stanford模型可作为我国南方水稻生产施用氮肥的一个实用工具。     

氮磷养分供应及调控对夏玉米干物质及养分累积分配的影响

采用田间小区试验方法,研究了不同氮磷养分供应及养分增效剂(机械活化磷MRP、长效复合肥增效剂NAM、聚合氨基酸肥料增效剂PAA)调控对夏玉米干物质及养分累积分配的影响。结果表明:缺施氮素(-N)或磷素(-P)显著影响干物质和氮磷钾养分在地上部各器官中的累积量,但在一定程度上刺激了氮磷在各生育时期向生长发育中心器官的分配。与不施增效剂的对照相比,MRP处理使收获时叶片中磷累积量增加34.8%~47.8%,分配比例增加22.1%~29.4%。NAM处理能改善拔节期玉米植株的氮素营养,促进灌浆后氮素向穗中的转移分配,使籽粒中氮素和干物质累积量分别增加9.4%和7.9%,分配比例分别增加6.5%和2.7%。PAA对玉米灌浆后营养器官中干物质及氮磷钾累积分配均有促进作用,但对籽粒影响不显著。综上说明,氮磷养分胁迫主要通过影响氮磷钾养分在玉米各器官中的累积量,影响其干物质的累积和产量形成,因此平衡施肥是保证高产的前提;施用MRP通过促进生育后期叶片中磷素累积分配提高磷肥利用率;施用NAM通过改善玉米生育前期氮素营养,最终提高籽粒中氮素及干物质累积量,获得较高产量和氮肥利用率;施用PAA能提高玉米灌浆后营养器官干物质和氮磷钾养分的累积分配,进而获得较高的干物质和养分累积总量。     

氮肥对不同耐低氮性玉米品种干物质及氮素积累与分配的影响

选用前期筛选出的玉米耐低氮品种正红311和低氮敏感品种先玉508为试验材料,采用裂区试验在6个氮水平下研究不同耐低氮性玉米品种的生长发育、干物质及氮素积累与分配差异。结果表明:正红311各阶段干物质及氮素积累量和积累速率、各时期茎鞘和叶片干物质及氮素分配比例均高于先玉508,而先玉508雌穗干物质及氮素分配比例更高。与先玉508相比,正红311提高了各主要生育时期叶片干物质及氮素积累量与分配比例,降低了雌穗干物质及氮素积累量与分配比例。正红311营养器官较高的干物质及氮素积累与分配比例有利于其保持较高的养分吸收和干物质生产能力,延缓叶片的衰老和延长高光合速率使其产量显著高于先玉508。施氮可显著提高玉米株高、茎粗、叶面积、干物质积累、氮素吸收、产量及产量构成,而对干物质和氮素在各器官的分配比例影响较小。过量施氮不仅不利于玉米生长发育,还会使玉米收获指数显著降低,从而不利于产量的提高。正红311施氮量在180kg/hm2时产量最佳,而先玉508需要氮肥360kg/hm2才能充分发挥其产量潜力。因此对于耐低氮品种正红311可适当降低施氮量或在土壤贫瘠的丘陵山区种植以充分发挥其低氮条件下的产量优势,而低氮敏感品种先玉508则应适当增加施氮量或种植在肥沃土壤的地区以保证其高产稳产。     

温度和氮素处理对黄瓜幼苗干物质积累和分配的影响

试验研究了不同温度和氮素组合处理对黄瓜幼苗干物质积累和各器官中干物质分配的影响。结果表明,较高的夜温有利于黄瓜幼苗干物质的积累,在温度和氮素二因素中温度的作用更明显,而氮素浓度升高,可促进黄瓜幼苗干物质积累。低夜温促进干物质向根系积累,氮素影响较小;而高夜温条件下,高氮肥促进干物质向茎部积累,而低氮素浓度促进干物质向叶片运输。     

氮素水平对早籼15物质积累和分配的影响

以早籼15为材料,研究氮素水平对早稻干物质积累和分配的影响。结果表明:不同氮肥处理水稻植株干物质量随生育进程皆呈现增加的趋势,且水稻植株各期干物质积累量随氮用量的增加而增加。施氮水平对水稻影响最大的是在拔节期至抽穗期,其干物质积累量越多,产量也就越高。适宜氮素,干物质积累强度随氮用量的增加而加强,增加到一定量后干物质积累强度趋于缓慢。不同生育阶段干物质生产量对产量的贡献,以拔节—抽穗阶段的影响最大,有效分蘖期与无效分蘖临界期影响最小。抽穗期水稻的干物质积累主要在叶片;成熟期的干物质积累主要在穗部。最高产量施氮量为241.3 kg/hm2,产量达8 550.8 kg/hm2。最佳经济施氮量为211.7 kg/hm2,净效益最高,为4 835.5元/hm2。     

Effects of nitrogen nutrition on the spectral reflectance characteristics of rice leaf and canopy

遥感技术使大面积监测植物长势及估测化学组成有了可能,高分辩力地物光谱仪应用于简单、快速、非破坏性地估测植物冠层化学组成的前景正引起越来越多的关注．本文通过田间试验及室内分析研究了氮肥水平对水稻叶片及冠层反射光谱特性的影响,氮素营养对从可见光至近红外较大范围水稻反射光谱特性有较大影响,随着氮素营养水平的提高,叶片及冠层可见光波段的光谱反射率下降,而近红外波段则增加,经两样本ｔ检验统计分析,在５４０,６８０ｎｍ和７４０～１０７０ｎｍ波段处对氮素营养水平最为敏感,而且各氮营养水平之间的反射率呈显著或极显著的差异．水稻叶片氮含量与冠层和叶片光谱变量呈极显著或显著的相关性,这表明利用光谱测试简单、快速、非破坏性地估测水稻氮素营养水平是可行的．     

基于自适应特征融合的水稻氮素营养诊断

为了快速准确地对水稻进行氮素营养诊断,提出一种基于自适应特征融合的水稻氮素营养诊断方法。该方法通过对杂交稻两优培九进行田间试验,设置4组不同的氮肥梯度(施氮量分别为0、210、300、390 kg/hm²),扫描获取水稻叶片图像并进行数据预处理,构建基于自适应特征融合的水稻氮素营养诊断模型ResNet34-AFF-SE。使用构建的ResNet34-AFF-SE模型对水稻叶片进行氮素营养诊断,结果表明,在水稻生长的幼穗分化期、齐穗期,ResNet34-AFF-SE的识别准确率为97.5%、97.2%,模型大小为87.9 MB。ResNet34-AFF-SE模型在准确率和训练时间上优于AlexNet、VGG16、MobilNet v3-small等网络模型。基于自适应特征融合的水稻氮素营养诊断方法所建立的ResNet34-AFF-SE模型具有较高的识别准确率,可以精准地识别水稻叶片的氮素营养状况,为水稻作物的氮素营养诊断提供了新的思路。     

基于冠层反射光谱的水稻追氮调控效应研究

【目的】利用实时冠层反射光谱监测水稻(Oryza sativa)植株氮素营养状况并推荐氮肥追用量,以实现高产、优质、高效水稻生产。【方法】基于不同基施氮量处理,利用水稻拔节期的差值植被指数(differential vegetation index,DVI)实时估测植株氮积累量,进而根据构建的追氮调控模型精确估算穗肥用量,最后研究基于反射光谱的水稻追氮调控效应。【结果】不同基施氮量处理下的水稻植株在穗肥施用期的氮素积累状况差异较大,基于追肥调控模型,高施基氮量处理的追氮量较对照调低(高氮低调),中施基氮量处理的追氮量较对照微高(中氮微调),而低施基氮量处理的追氮量较对照显著调高(低氮高调)。追施氮肥后,各调控处理间的植株氮含量(PNC)和差值植被指数(DVI)逐渐趋于一致。而调控处理的叶片净光合速率(Pn)和氮肥农学利用率较各自对照明显提高,并获得了更高的经济效益。与常规高产施氮处理相比,低氮高调、高氮低调处理Pn、干物质积累量、氮积累量、产量以及氮肥农学利用率等均有所提高。【结论】与传统非定量经验施肥相比,基于反射光谱的水稻追氮调控技术根据植株氮积累量和土壤供氮量而精确量化氮肥追用量,是一种较好的追肥精确管理技术。     

配方施肥及氮肥后移对单季稻氮素累积和利用率的影响

为研究配方施肥及氮肥后移对水稻产量和氮肥利用率的影响,采用田间试验的方法,对比分析了常规施肥与配方施肥及氮肥后移条件下水稻产量、氮素累积量和氮肥利用率的差异。结果表明:1)与常规施肥相比,配方施肥使水稻成熟期叶片氮素总累积量和净累积量分别提高了9.43%~29.25%和8.45%~35.21%;水稻产量增加了1.16%~2.86%、氮肥利用率提高了10.12%~18.61%、产出与投入比增加了0.09%~3.8%。2)在相同施氮水平下,与PF1(基∶蘖∶穗=60%∶30%∶10%)处理相比,氮肥后移的PF2(基∶蘖∶穗=40%∶30%∶30%)处理使水稻成熟期叶片氮素总累积量和净累积量提高了17.24%和23.38%;水稻产量、氮肥利用率和产出与投入比分别提高了0.38%、7.06%和0.64%。3)水稻产量和氮肥利用率分别与成熟期叶片全氮含量及氮素总累积量存在显著或极显著正相关,相关系数(R)在0.85*~0.99**之间。这表明,配方施肥和氮肥后移可通过增加水稻生育期叶片氮素含量和累积量,提高水稻产量和氮肥利用率,增加经济效益。     

减氮增密提高寒地水稻产量与氮素吸收利用

针对水稻氮肥过量施用和移栽密度过低的问题，研究减氮增密对水稻产量与氮素利用效率的影响，以期为东北寒区水稻生产提供科学依据。于2019—2020年在吉林省前郭县红光农场进行田间试验，共设4个处理，分别为不施氮肥+移栽密度1.80×10⁵穴·hm^-2(N0）、传统施氮（氮肥用量235 kg·hm^-2）+移栽密度1.80×10⁵穴·hm^-2(FP）、较传统施氮减量20%（氮肥用量188 kg·hm^-2）+移栽密度2.40×10⁵穴·hm^-2（SNHD1）、较传统施氮减量20%（氮肥用量188 kg·hm^-2）+移栽密度3.00×10⁵穴·hm^-2(SNHD2）。对水稻产量、地上部干物质积累与分配、氮素积累与分配以及氮素利用效率进行测定分析。结果表明：SNHD1和SNHD2处理相较于FP处理显著增加了水稻有效穗数，提高了水稻产量，其中SNHD1处理水稻产量增幅达显著水平，两年平均增幅为7.8%。减氮增密提高了水稻各生育时期干物质积累量和氮素积累量，以及水稻齐穗后干物质积累量与氮素积累量占总生育期积累量的比例，且均为SNHD1处理最高。SNHD1和SNHD2处理较FP处理显著提高了氮素吸收率、氮肥农学利用率、氮肥偏生产力和氮肥吸收利用率，且均为SNHD1处理最高，较FP处理两年平均分别提高0.3、6.2、14.4 kg·kg^-1和16.4个百分点。氮素表观平衡结果显示，FP、SNHD1和SNHD2处理两年平均表现为盈余，其中SNHD1处理氮盈余量最低。水稻齐穗前、后的干物质积累量和氮素积累量与水稻产量均呈显著正相关，其中水稻齐穗后干物质积累量和氮积累量的相关性高于齐穗前。综上所述，合理的氮肥用量与移栽密度提高了水稻整个生育期干物质积累量和氮素积累量，并提高齐穗后积累比例，进而提高水稻产量和氮素利用效率，综合水稻产量、氮素吸收利用等因素，东北寒地稻区适宜的水稻栽培模式为氮肥用量188 kg·hm^-2、移栽密度2.40×10⁵穴·hm^-2。     

施氮量和机插密度对钵苗机插杂交籼稻C两优华占产量和氮素利用效率的影响

[目的]探明施氮量和机插密度对钵苗机插水稻氮素利用率及产量的影响,为在钵苗机插水稻生产中选择适宜的施氮量和机插密度提供理论依据.[方法]在大田试验条件下,采用裂区设计,设3种机插密度水平(21.65万、16.84万和12.63万穴/ha)和4种施氮量水平(0、75、150和225 kg/ha),测定不同机插密度和施氮量下钵苗机插水稻的产量及其构成、干物质积累量、主要生育时期各器官氮积累量,并计算氮素利用率.[结果]随施氮量的增加,百千克籽粒需氮量呈逐渐上升趋势,而氮肥吸收利用率、氮肥生理利用率、氮肥偏生产力、氮素籽粒生产效率及氮素干物质生产效率均呈下降趋势,产量呈先升高后降低的变化趋势.随机插密度的降低,氮肥农学利用率、氮肥生理利用率、氮肥偏生产力、氮素籽粒生产效率及氮素干物质生产效率均呈降低趋势,产量也呈先升高后降低的变化趋势.施氮量和机插密度互作对成穗率、有效穗数、每穗总粒数、氮肥吸收利用率、氮肥农学利用率、氮肥生理利用率、氮肥偏生产力、氮素籽粒生产效率和氮素干物质生产效率的影响达极显著水平(P<0.01),但对产量无显著影响(P>0.05).[结论]在贵州喀斯特地貌地区实施钵苗机插水稻的适宜机插密度和氮肥施用量分别为16.84万穴/ha和150 kg/ha,水稻产量为9208.83 kg/ha.回归分析结果表明,获得最高产量的施氮量和机插密度分别为145.63 kg/ha和18.18万穴/ha,水稻产量为9024.771 kg/ha.     

水、氮供应对玉米冠层营养器官干物质和氮素累积、分配的影响

【目的】阐明水、氮供应对玉米冠层营养器官干物质和氮素累积、分配及随生育时期变化的影响,对关键生育时期采取有效水肥措施以提高产量。【方法】以土垫旱耕人为土为供试土壤,玉米为研究材料,采用盆栽试验研究不同氮素和水分供应对玉米冠层营养器官干物质及氮素累积、分配及随生育时期变化的影响。【结果】除11叶期外,施氮可显著提高叶片和茎鞘单位干重氮素含量;施氮条件下,充分供水有利于叶片和茎鞘单位干重氮素累积;而氮素胁迫时,充分供水反而不利于单位干重氮素累积。无论施氮与否,充分供水处理叶片+茎鞘干物质累积随生育时期呈单峰曲线变化,而干旱胁迫处理呈线性增长趋势;除水、氮皆胁迫处理叶片+茎鞘氮素累积从11叶期到灌浆期变化不明显外,其余处理均呈单峰曲线变化。无论水、氮供应情况如何,各生育时期氮素累积主要部位均为叶片;不施氮时,生育前期干物质累积主要部位是叶片,生育后期为茎鞘;施氮后,各生育时期干物质累积主要部位均为茎鞘,施氮对茎鞘干物质累积的影响比对叶片更为显著。【结论】叶片和茎鞘干物质与氮素累积具有不同步性,且随生育时期累积趋势因水、氮供应不同而异。各处理氮素累积主要部位均为叶片,而干物质在叶片和茎鞘中的分配因氮素供应不同存在显著差异。施氮和充分供水均可显著提高冠层营养器官干物质及氮素累积,二者存在显著正交互效应,本试验条件下氮肥比水分效应更为突出。     

施氮量对不同基因型水稻品种氮素吸收利用的影响

以10份干物质生产效率不同的水稻品种为材料,用土培盆栽试验研究4种不同施氮水平对水稻植株干物质积累量、氮素积累量和干物质生产效率的影响。结果表明:施氮提高了水稻干物质和氮素的积累,但不同基因型水稻品种对施氮的响应程度不同。随施氮水平的提高,不同基因型水稻植株氮含量、氮素积累量以及干物质积累量显著上升,但氮素干物质生产效率明显下降。植株氮素积累量与植株氮含量、干物质积累量呈极显著正相关,植株氮素干物质生产效率与植株氮含量、氮素积累量呈极显著负相关。种植不同基因型水稻品种的土壤氮素表观平衡间存在显著差异,此差异随施氮水平提高而更加明显。     

水稻生产的氮肥优化模拟研究

本文阐述了水稻氮肥优化管理模型,模型由水稻干物质积累,植株中氮素运转和分配,植株对氮素的吸收,氮肥吸收,氮肥施用曲线和分次施氮等6个模块组成,其中氮肥施用躯线是在描述氮在作物－土壤系统的复杂行为基础上,结合Price(1979)规则系统数学优化,制定出给定氮素水平下的模拟产量或纯收入所必需的氮肥优化管理曲线,并根据生产实际把氮肥管理曲线转化为实际的分次间歇施氮方案,实践验证结果表明,本模型推荐的氮肥管理方案既可节省氮肥又可提高水稻产量。     

基于RGB颜色空间的早稻氮素营养监测研究

针对双季稻区水稻过量施肥带来环境污染和成本提高问题,设计不同品种氮肥梯度大田试验,应用数码相机获取早稻冠层数字图像,研究不同色彩参数及早稻氮素营养指标的时空变化特征,以期确立双季早稻氮素营养预测模型。结果表明:不同品种同一氮肥处理下图像色彩参数差异不大;拔节期数字图像参数对氮素营养指标敏感;模型构建结果显示,图像参数INT与水稻氮素营养指标构建的模型决定系数(R2)最大,模型预测效果最佳,R2分别为0.895 7和0.924 7;进一步采用多元回归分析和BP神经网络分析法进行预测,预测效果均较好。对预测结果进行检验,发现品种对于模型的构建影响不大,以BP神经网络分析法构建的叶片氮浓度(LNC)模型和以INT为敏感色彩参数构建的叶片氮积累量(LNA)回归模型效果最优,而多元回归分析方法则效果不佳。早稻冠层RGB颜色空间敏感参数与氮素营养指标间相关性较好,可以实现氮素营养的无损监测诊断。     

不同基因型水稻氮效率与生育后期根系性状关系研究

以两优培九、扬稻6号、珍汕97B、香晚、猫牙、丝苗、Ceys和IR4共8个水稻品种为供试材料,在盆栽条件下,采用4个氮肥水平,研究了抽穗期与成熟期主要根系性状品种间的差异及其与产量、氮效率的关系。结果表明,品种间水稻氮素吸收总量、干物质积累量差异显著;不同品种间根系性状差异显著,抽穗期氮吸收效率高的品种其不定根干重及吸收面积较大;根系性状与干物质重、吸氮量和稻谷产量成正相关。氮素吸收效率高的品种在生育前期有较大的根干重与根表面积;而氮素利用效率高的品种表现为在生育中期与后期均有较高的根系活性,增加了生育后期的干物质及氮素的积累量与转运量,氮素籽粒生产效率较高。     

Effect of nitrogen application on nitrogen uptaking and utilization in ten different rice varieties

以10份干物质生产效率不同的水稻品种为材料,用土培盆栽试验研究4种不同施氮水平对水稻植株干物质积累量、氮素积累量和干物质生产效率的影响.结果表明:施氮提高了水稻干物质和氮素的积累,但不同基因型水稻品种对施氮的响应程度不同.随施氮水平的提高,不同基因型水稻植株氮含量、氮素积累量以及干物质积累量显著上升,但氮素干物质生产效率明显下降.植株氮素积累量与植株氮含量、干物质积累量呈极显著正相关,植株氮素干物质生产效率与植株氮含量、氮素积累量呈极显著负相关.种植不同基因型水稻品种的土壤氮素表观平衡间存在显著差异,此差异随施氮水平提高而更加明显.     

施氮量对甘蔗氮素吸收与利用的影响

在土壤低氮(碱解氮68.85 mg/kg)条件下,以新台糖22号(ROC22)为试材,分别施用15N标记的尿素2.5、5.0、7.5 g/盆,研究了氮肥施用量对甘蔗氮素吸收与利用的影响。结果表明,随着氮肥施用量的增加,甘蔗干物质积累、氮素积累、来源于肥料氮素的比率及土壤有效氮含量不同程度增加,但甘蔗氮肥利用率显著下降;施氮量明显影响甘蔗各器官的干物质分配、氮素分配、氮肥利用率及氮素在不同土层的分布;甘蔗主要吸收20~40 cm土层的氮素。甘蔗施用氮肥应考虑适宜的量和土层深度。     

不同基因型玉米品种氮素营养效率差异的研究

在不同氮肥水平下对6个基因型不同的玉米杂交种的子粒产量、生物产量、吸氮量、叶片硝酸还原酶活力(Nitrate reductive activity缩写NRA)等测定结果进行了分析。试验结果表明：4个中晚熟品种DK743、DK656、中单2号和户单1号的氮素营养效率较高，产量高；而2个早熟品种酒单2号和石玉905的氮素营养效率较低，产量也低。适当供氮能提高叶片NRA、干物质积累量、子粒产量等。提高幅度因品种特性而异。     

氮肥不同用量对南四湖区水稻产量及氮素利用率的影响

针对山东南四湖稻区氮肥施用量过大,导致生产成本增加、农田氮素失衡、氮素流失严重的现象,研究了不同施氮量对氮素积累与转移、稻谷产量及其构成、氮素利用率等的影响。结果表明,不施氮肥处理,抑制了水稻营养生长,显著降低了水稻分蘖和成熟期有效穗、干物质积累量、植株氮吸收量及稻谷产量;氮肥施用量过大,造成营养生长过旺,形成大量无效分蘖,降低了氮肥利用率,对提高水稻产量无显著效果。在当前氮肥施用水平上减施30%,可有效抑制无效分蘖,使营养生长和生殖生长更加协调,提高氮肥利用率,且对水稻产量无不利影响。