低氮胁迫下玉米幼苗氮素和蔗糖分配特性

  【目的】  明确玉米自交系幼苗氮素吸收、转运与利用特性,探究低氮胁迫下其不同表型和生理性状的变化规律。  【方法】  以玉米自交系XY4和PH4CV为供试材料,进行了水培试验。设置正常氮 (N 2 mmol/L,NN) 和低氮 (N 0.04 mmol/L,LN) 两个氮水平,从培养3 h起,每3天测定一次幼苗生物量、光合特性、根系性状及氮素和蔗糖含量,直至第12天。  【结果】  玉米幼苗根系对低氮胁迫的反应早于地上部,与NN处理相比,LN处理PH4CV和XY4的根干重分别在培养第3和第6天时增加了65.15%和84.63%,而从培养第9天开始,LN处理下两自交系幼苗地上部干重显著低于NN处理,由此导致根冠比增加;与NN处理相比,LN处理下除了胞间CO₂浓度 (Ci) 和水分利用效率 (WUE) 外,两自交系幼苗叶片的SPAD值、净光合速率 (Pn)、蒸腾速率 (Tr) 和气孔导度 (Gs) 等光合特性均显著降低,且XY4下降幅度均大于PH4CV;LN处理下两自交系幼苗根干重的变异来源并不一致,XY4根干重的增加与总根长、根表面积、根体积、侧根数和初生根长增加有关,而PH4CV主要与侧根数目增加有关;与NN处理相比,LN处理两自交系幼苗地上部的氮素积累量和蔗糖含量显著降低,且XY4老叶的氮素含量下降速率明显快于PH4CV,而根系的氮素积累量、单株氮素生理利用效率和根中蔗糖含量均显著增加,且XY4增加的幅度均大于PH4CV。  【结论】  低氮胁迫促使玉米幼苗分配给地上部的氮素和蔗糖相对较少,因此限制地上部生物量积累及叶片光合能力的发挥,而分配给根系的氮素和蔗糖相对较多,从而促进根系形态建成,以利于吸收更多的氮素。     

不同养分配比对高粱根系生长及养分吸收的影响

为探明高粱养分吸收和根系生长对氮、磷、钾胁迫的响应,通过长期定位试验,在高粱/玉米轮作条件下研究了不同养分配比NPK、PK、NK、NP、CK对高粱根系生长及养分吸收的影响。结果表明:与NPK相比,长期不施氮肥(PK)条件下高粱总根长增加18.29%,总根体积降低26.52%,且根系主要分布在0~10 cm土层,直径小于0.5 mm细根所占比例显著增加。不施磷肥(NK)显著抑制了高粱根系生长,总根长、总根表面积和总根体积分别降低24.03%、27.48%和41.29%。不施钾肥(NP)对细根生长有明显抑制作用。不施氮、磷、钾均降低高粱对相应养分的吸收和累积,不施氮促进了营养器官中氮和钾素向籽粒转运,不施磷或钾肥抑制了氮、磷及钾的转运。高粱对养分的吸收、积累和转运与根系形态有关,不同养分积累与运转与根系形态关系表现不尽相同:氮素、钾素积累和转运与根系形态具有较好的相关性,氮素的积累和转运与植株生物量和产量的相关性大于磷素和钾素。综上,高粱根系形态及养分吸收对氮、磷及钾胁迫响应不同,该研究可为不同养分瘠薄地高粱高效栽培提供理论依据。     

地膜覆盖栽培玉米根系形态对施氮量的响应

为研究覆膜条件下氮肥用量对根系生长的影响,于2017年和2018年分别设置包括不施氮(N_0)、适量施氮(N_(250))和过量施氮(N_(380))3个处理的田间试验,以先玉335为供试玉米品种,分别在拔节期和开花期采用3D Monolith(三维空间立体分析)取样法获得根系后,用WinRHIZO Pro软件分析根系的各项指标数据,评价不同氮肥用量根系生长情况。结果表明:覆膜条件下氮肥用量对根系的影响主要在上层土壤,适量施氮上层土壤中有更加发达的根系,表现为拥有更多的细根,适量施氮会显著增加玉米总根干重、根长、根表面积和根体积,增加幅度达86.1%,35.22%,62.2%,113.1%,而过量氮肥投入虽然在开花期对深层土壤中根系略有促进,但总量上仍然表现出抑制作用,过量施氮对玉米总根干重、根长、根表面积和根体积的降低幅度分别达18.4%,20.6%,18.6%和19.6%,均达显著水平。综合各指标表明,250 kg/hm~2是覆膜条件下适宜根系生长的氮肥施用量,过高氮肥投入在造成资源浪费的同时会显著抑制根系生长。     

施氮对大豆根系形态和氮素吸收积累的影响

采用框栽试验方法研究了不同施氮水平对大豆根系形态和氮素吸收积累的影响,结果表明:不同施氮水平对大豆植株生物量、氮素吸收积累量及根系形态有显著影响,随施氮量增加,植株干重、氮素积累量、单株产量等均呈先增加后降低趋势,其中以N100[100 kg(N)·hm-2]处理效果最佳,总体表现为N100>N200>N50>N25>N0.无N(NO)和适量偏低的氮(N25、N50)增加了大豆的根冠比,但过多的氮(N200)反而降低了大豆的根冠比,说明低氮胁迫促进了大豆根系的生长.大豆根长、根表面积和根体积随施氮量的增加表现为先降后增而后又降低的规律,不施氮(N0)情况下,根长、根表面积和根体积均高于低氮处理(N25、N50),之后随施氮量增加而增加,当超过一定施氮量(N200)时又呈降低趋势.不同生育时期植株生物量、氮素积累、根长、根表面积和根体积等表现为花期>苗期>鼓粒期.因此施用一定量氮肥对大豆植株生物量、氮素积累以及根系形态等产生显著影响,进而影响大豆氮素转运量和转运效率,最终影响大豆籽粒产量和品质.     

氮肥后移促进受渍夏玉米根系形态恢复和提高花后光合性能

江淮地区受梅雨影响,玉米苗期易发生渍害,如何通过合理运筹氮肥达到减灾效果值得研究。以夏玉米品种‘隆平206’为试验材料,研究不同氮肥运筹方式[氮肥全部基施(N1)、基肥70%+拔节肥30%(N2)、基肥50%+拔节肥50%(N3)和基肥30%+拔节肥50%+大喇叭口肥20%(N4)]对苗期受渍夏玉米根系形态和花后光合性能恢复的影响,以期为苗期受渍夏玉米合理施肥提供理论依据。结果表明,苗期渍水7 d抑制根系生长,根重、根长度、根表面积和根直径均显著降低,渍水对根系形态指标抑制效应表现为:根长度根表面积根直径。氮肥后移对渍水后根系生长有显著的补偿效应,氮肥后移量增加,根重、根长度和根表面积显著增加。渍水胁迫解除后18 d,N1-N4处理根长度较渍水前提高1.9~5.1倍,根表面积提高6.3~10.3倍,根直径提高0.7~1.0倍,氮肥后移对根系形态指标补偿生长效应强弱表现为:根表面积根长度根直径。渍水使群体叶面积系数降低9.3%~22.5%,氮肥后移可提高群体叶面积系数,较全部基施处理提高3.2%~20.7%。苗期渍水7 d显著降低灌浆期间穗位叶片的光合能力,净光合速率下降,灌浆中期和末期净光合速率分别下降16.1%和28.9%,灌浆后期光合能力下降幅度高于对照,非气孔限制是导致渍水胁迫下净光合速率下降的主要原因。渍水胁迫下,氮肥后移处理改善了穗位叶光合性能,光合能力优于氮肥前移处理。在苗期易导致渍害的地区适当减少基肥比例,后移氮素至拔节期和大喇叭口期,能够对受渍夏玉米起到较好的补偿生长效应。     

不同氮效率玉米根系时空分布与氮素吸收对氮肥的响应

【目的】 研究玉米根系时空分布对不同供氮水平的响应及其与植株氮素吸收的关系,对于充分挖掘氮高效基因型,探讨氮高效栽培途径具有重要意义。 【方法】 以氮高效玉米品种 (郑单 958、金山 27) 和氮低效玉米品种 (蒙农 2133 、内单 314) 为材料,以不施氮为对照 (N0),施氮 300 kg/hm2 为适量处理 (N300)、450 kg/hm2 为过量处理 (N450),进行了两年田间试验,调查了玉米根重、根长的时空分布及其与植株氮素吸收量的关系。 【结果】 对照 (N0) 和适量施氮 (N300) 条件下,氮高效品种的根系生物量显著高于氮低效品种,过量施氮 (N450) 条件下二者在吐丝前无显著差异,吐丝后氮高效品种根重降低缓慢,根系生物量高于氮低效品种。N0 和 N300 条件下,氮高效品种 0—100 cm 土层根长均显著高于氮低效品种,吐丝期到乳熟期,N0 处理 0—20 cm 耕层和 40 cm 以下土层内,氮高效品种的根系降低比率显著低于氮低效品种;施氮条件下,两类型品种 0—40 cm 土层内根系降低比率无显著差异,但 40 cm 以下土层氮高效品种根系降低比率显著低于氮低效品种。吐丝前氮素吸收量在 N0 和 N300 条件下,单位根长氮吸收速率对氮素吸收的直接作用较大,直接通径系数是 0.590 和 0.649,在 N450 条件下,根长对于氮素吸收的直接作用较大,直接通径系数是 0.536;吐丝后氮素吸收量在 N0 和 N300 条件下,根长对氮素的吸收直接作用较大,直接通径系数是 1.148 和 0.623,在 N450 条件下,单位根长氮吸收速率对氮素吸收的直接作用较大,直接通径系数是 0.858。 【结论】 不同氮效率玉米品种根系分布和氮素吸收对氮肥的响应存在明显差异。在低氮和适量施氮条件下,氮高效品种较氮低效品种表现出较高的根系生物量、根长和较低的根系衰老速率,其吐丝前氮素吸收主要与单位根长氮吸收速率有关,吐丝后则主要与根长有关;过量施氮条件下,其吐丝前氮素吸收主要受根长影响,吐丝后则主要与单位根长氮吸收速率有关。      

水氮耦合对红小豆根系生理生态及产量的影响

采用盆栽称重全生育期控水法研究了不同水分(干旱胁迫与正常灌水)和施氮(纯氮用量分别为0 g·kg?1、0.1 g·kg?1、0.3 g·kg?1)组合处理对红小豆根系生理生态指标及产量的影响,为红小豆在黄土高原高产优质栽培提供理论依据。结果表明:1)在干旱胁迫条件下,红小豆苗期株高、茎粗、地上部干重、总根长、根表面积、根系体积、根系平均直径、最大根长、根系干重、壮苗指数、根系可溶性蛋白质含量,开花结荚期净光合速率、蒸腾速率、气孔导度以及成熟期豆荚横径、单荚重、单荚粒数、百粒重均随施氮量的增加呈先升高后降低的趋势,除根表面积和荚横径外,0.1 g·kg?1施氮处理各指标均显著高于其他处理;根系SOD和POD活性随施氮量的增加而增加,0.3 g·kg?1施氮处理与其他处理间差异显著;根系可溶性糖含量随施氮量的增加呈先降低后升高的趋势,0.1 g·kg?1施氮处理显著低于其他处理;但根系MDA含量、豆荚荚长和单株荚数对氮素并不敏感。在正常灌水条件下,最大根长随施氮量的增加而降低;根系SOD、POD活性和气孔导度随施氮量的增加而增加,且0.3 g·kg?1施氮处理显著高于其他处理;根系MDA含量和可溶性糖含量随施氮量的增加呈先降低后升高的趋势,0.1 g·kg?1施氮处理显著低于其他施氮处理;单株荚数对氮素不敏感外,其余各豆荚性状和产量指标均随施氮量的增加呈先升高后降低的趋势,且除荚横径外,0.1 g·kg?1施氮处理各豆荚性状和产量指标显著高于其他处理。2)在相同施氮条件下,随着灌水量的增加,除根系SOD和POD活性、根系可溶性糖和可溶性蛋白质含量降低,根系MDA含量、荚横径和单株荚数对水分不敏感,其余各指标均呈增加趋势,且除茎粗、地上部干重、根系平均直径、根系可溶性蛋白质含量、荚长和单荚粒数外,不同水分处理间差异均达显著水平。3)无论水分条件如何,0.1 g·kg?1的施氮处理下红小豆产量最高,与其他施氮处理相比,在干旱胁迫和正常灌水条件下的增产幅度分别为95.2%~118.3%和63.8%~137.1%;在施氮量一定的情况下,正常灌水处理比干旱胁迫处理增产84.5%~198.7%。研究表明,合理的水氮管理有利于红小豆植株的生长发育和产量形成,红小豆在旱薄胁迫并存的山西黄土高原丘陵区更适合在低水中肥条件(土壤含水量保持在田间持水量的35%~45%,施纯氮量为0.1 g·kg?1)下种植。     

玉米根系剖面分布对水分亏缺的响应

在水分亏缺和正常供水(土壤含水量分别维持在田间持水量的40%～45%和75%～80%)两种水分条件下,采用土柱实验方法,研究了玉米杂交种户单四号(F1)及其父本803(♂)、母本天四(♀)根系剖面分布对水分亏缺的响应.结果表明:水分亏缺除了对父本的总根重无显著影响之外,使杂交种和母本的总根重以及3个品种的总根长和根系总表面积均显著下降.在剖面分布上,水分亏缺显著降低了杂交种和母本在表层土层中的根重和根表面积.使杂交种在表层和中层土层中的根长以及亲本在深层土层中的根长显著下降.可见,玉米杂交种响应中度干旱胁迫的形态学变化是减少上层干土中的根系生长,而增加深层土层中根系的相对生长,即其深层根系分布占总根系的比重较亲本高,这种根系剖面分布的优化导致杂交种较高的生物量积累和水分利用效率.     

苗期干旱胁迫下施氮对玉米氮素吸收和土壤生物化学性质的影响

研究苗期干旱胁迫下施氮对东北春玉米氮素吸收利用和土壤生物化学性质的影响,为区域玉米养分管理与逆境调控提供依据。研究设置水、氮二因素盆栽试验,土壤水分包括3个水平:田间持水量的30%(W0),50%(W1)和70%(W2);施氮量包括2个水平:不施氮(N0)和施氮0.24 g/kg(N1),测定不同水氮条件下玉米苗期的植株干重和氮素吸收、根际和非根际土壤的化学性质、微生物量碳、氮(MBC、MBN)及土壤酶活性。结果表明:干旱胁迫显著降低玉米苗期植株干重和氮素吸收量,其中W0条件降幅最大(分别为51.1%,43.8%)。施氮促进各水分条件下植株生长,且与水分存在显著交互作用,W2条件下施氮后植株干重和氮素吸收量的增幅最高(分别为53.7%,83.2%)。干旱胁迫提高植株的水分利用效率,但降低氮肥利用效率。施氮显著提高W2条件植株的水分利用效率,但干旱条件下则无显著影响。水、氮及其交互作用对土壤性质的影响较为复杂。总体上,苗期干旱胁迫暂时提高了根际和非根际土壤pH,显著增加根际土壤的铵态氮和硝态氮含量。MBC、MBN对干旱胁迫的响应在根际与非根际土壤之间存在相反趋势,根际土壤随干旱程度增加而提高,非根际土壤则随之下降。土壤酶活性方面,干旱胁迫显著影响根际土壤的硝酸还原酶和亚硝酸还原酶活性。施氮增加所有水分条件下根际和非根际土壤的pH和铵态氮、硝态氮含量,其中根际土壤的增幅高于非根际土壤。施氮显著增加各水分条件下根际和非根际土壤的MBC、MBN、脲酶和硝酸还原酶活性,但显著降低根际和非根际土壤亚硝酸还原酶活性。水氮交互作用显著影响根际土壤的亚硝酸还原酶、非根际土壤的脲酶、亚硝酸还原酶和FDA水解酶活性。根际、非根际土壤各生物化学性质之间均存在显著的相关关系,而且根际土壤除土壤亚硝酸还原酶外的各指标均与植株氮素吸收和氮肥利用效率呈正相关。苗期干旱显著抑制玉米植株生长和氮素吸收,并对土壤生物、化学性质造成显著影响。施氮对植株和土壤性质的影响在不同水分条件下存在差异,而且植株表现与土壤生物、化学性质之间存在显著相关关系。     

盐渍化耕地秸秆深埋配施氮对玉米根系及产量的影响

为探究盐渍化耕地秸秆深埋下不同施氮水平对玉米根系形态和产量的影响,在河套灌区开展了为期两年的田间试验。试验设置对照(CK)、不施氮(N₀)、施氮135 kg·hm^-2(N₁)、施氮180 kg·hm^-2(N₂)、施氮225kg·hm^-2(N₃)5个处理,分别在拔节期、吐丝期、成熟期采集玉米根系样品。结果表明,盐渍化耕地秸秆深埋下,适量施氮(N₂)显著促进玉米根系生长,全生育期总根长、根表面积和根体积,相比N₀处理分别增加67.65%、86.71%和62.95%,根干质量两年平均增加94.63%,根冠比平均增加16.43%。过量施氮(N₃)虽对40～60 cm土层根系有促进作用,但总体上仍表现出抑制作用,相较于N₂处理,N₃处理生育期总根长、根表面积和根体积分别减少12.45%、17.48%和18.07%,根干质量两年平均减少1...     

根区施肥条件下氮肥品种及施氮量对玉米苗期 根系特征及生长的影响

根区施肥条件下根系周围养分浓度升高,根系对养分的吸收利用进一步提高,而苗期玉米根系较脆弱,因此,探索苗期玉米根系对根区施氮的响应有利于玉米高产高效,研究根区施氮下玉米苗期根系特征及分布可深化根区施肥理论,同时为玉米精准施肥提供理论依据。采用盆栽试验,以不施氮为对照（CK）,设置2个氮肥品种[尿素（UR）和控释尿素（CRUR）],模拟4个施氮水平（N 90、135、180和225 kg/hm2）,以不施氮肥为对照（CK）,研究根区施肥条件下氮肥品种及施氮量对玉米苗期根系形态及分布的影响。结果表明：移栽后10 d,各处理间无显著差异。移栽25 d后,根区施尿素处理的根系指标随着施氮量的增加先升高后降低;而根区施控释尿素处理相应的根系指标随着施氮量的增加而增加或保持稳定。UR135和CRUR225处理根系特征较高,与CK相比提高了根系生物量（25.41%和64.37%）、总根长（40.14%和53.45%）、总根表面积（30.50%和32.52%）、总根体积（55.94%和46.72%）、平均直径（20.01%和23.18%）和根系活力（49.44%和50.64%）等,而UR225则均降低。...     

晒田强度和穗期氮素运筹对不同氮效率水稻根系、叶片生长及产量的影响

为研究晒田强度和穗期氮素运筹对不同氮效率水稻生育中后期根系、叶片生长与产量形成的关系,以德香4103(氮高效品种)和宜香3724(氮低效品种)为材料,设置3种晒田强度:W_1,0—20cm土壤体积含水量为(53.60±5.00)%;W_2,0—20cm土壤体积含水量为(40.20±5.00)%;W_3,0—20cm土壤体积含水量为(26.80±5.00)%和3种穗期氮素运筹:N_1,晒田复水后第1天施用穗肥;N_2,晒田复水后第8天施用穗肥;N_3,晒田复水后第15天施用穗肥。测定水稻抽穗期和齐穗后15天的根系形态特征、根系干重、叶面积指数、剑叶光合速率、叶片干重、产量及产量构成。结果表明:(1)德香4103稻谷产量比宜香3724平均高11.57%。(2)两类品种的产量均与抽穗期LAI和叶片干重呈显著正相关,其中德香4103产量与抽穗期和齐穗后15天单株根重和根冠比呈显著正相关,宜香3724产量与抽穗期和齐穗后15天的单株根重呈显著正相关。(3)德香4103氮肥生理利用率与抽穗期单株根重和叶面积指数、齐穗后15天单株根长呈显著正相关,宜香3724氮肥生理利用率与齐穗后15天单株根重呈显著正相关。(4)W_1和W_2处理中,施氮处理N_2和N_3氮高效品种和氮低效品种抽穗期总根长和根表面积无显著差异,氮高效品种齐穗后15天的总根长小于氮低效品种;W_3处理中,N_1和N_2中抽穗期氮低效品种单株总根长和单株根表面积大于氮高效品种,氮高效品种和氮低效品种齐穗后15天根重和根冠比无显著差异。(5)氮低效品种成熟期的叶片干重和LAI均高于氮高效品种,抽穗期至成熟期氮高效品种的叶面积衰减率大于氮低效品种。(6)氮高效品种德香4103采用W_1N_3处理,能增加抽穗至成熟期总根长,降低叶面积衰减速率,提高抽穗后叶片光合速率,提高稻谷产量;而氮低效品种宜香3724以W_2N_2为最佳处理。综上所述,晒田程度和穗期氮素运筹能够显著影响不同氮效率水稻品种生育中后期的根系和叶片特征。通过优化晒田程度和穗期氮素运筹组合,为两类品种构建合理的根系指标和叶片体系,促进根系对氮素养分的吸收,提高灌浆结实期叶片物质生产和转运能力,最终提高稻谷产量。     

局部根系水分胁迫下氮形态对玉米幼苗光合特性的影响

本文通过测定玉米幼苗光合特性的变化来研究局部根系水分胁迫下氮形态对植物生长的影响及其机理。试验采用分根装置,聚乙二醇(PEG6000)只向一侧根室加入以模拟局部根系水分胁迫。设置3种形态氮(铵态氮;硝态氮;含铵态氮、硝态氮各为50%的混合氮),两侧根室均匀供应。水分胁迫后第4、5、7天测定玉米幼苗光合与叶绿素荧光参数、生物量等的变化。结果发现在局部根系水分胁迫时,相对于另外2种氮形态,在胁迫初期铵态氮供应的植株光合速率(Pn)、实际光化学量子产量(Yield)、电子传递速率(ETR)、光化学淬灭系数(qP)较高,玉米幼苗生长较快;而在水分胁迫第7天,铵态氮供应的植株光合速率、Yield、ETR、qP较低,叶绿素含量下降,植株生长滞缓,而硝态氮以及混合氮处理的植株生长相对加快。     

硅、磷配施对玉米苗期生长及氮磷钾积累的影响

以‘正红2号’和‘正红115’玉米为材料,采用砂培方式,设置3个纯磷水平[1.0 mmol·L~(-1)(正常磷水平,P_(1.0))、0.1 mmol·L~(-1)(中度缺磷,P_(0.1))和0.01 mmol·L~(-1)(重度缺磷,P_(0.01))]和3个纯硅水平[1.5 mmol·L~(-1)(Si_(1.5))、0.75mmol·L~(-1)(Si_(0.75))和0 mmol·L~(-1)(Si_0)],通过对玉米苗期干物质、叶面积、根系形态和氮磷钾含量的测定分析,研究硅、磷配施对玉米苗期根系生长、各器官干物质及氮、磷和钾养分积累与利用的影响,为磷、硅肥合理配施提供理论依据。结果表明:缺磷抑制玉米苗期生长,降低根长、根体积、根表面积和叶面积,减少磷和氮、钾的吸收以及干物质积累量,这种效应随磷浓度的降低而增强;玉米通过提高根冠比,增加磷、氮在根系中的分配率,提高氮、磷、钾的干物质生产效率来适应低磷环境;低磷胁迫对‘正红115’根系生长和磷吸收积累量的影响大于‘正红2号’,但‘正红115’在低磷条件下大幅度提高磷在根系中的分配率。在正常磷(P_(1.0))条件下加硅可促进玉米根系生长,增加磷和氮、钾积累量,提高其在地上部分配率,增加叶面积和干物质积累量;在中度缺磷(P_(0.1))条件下加硅也可增加玉米的磷和氮、钾积累量,促进根系和地上部生长,缓解低磷胁迫;在重度缺磷(P_(0.01))条件下,增施硅对玉米根系生长和干物质积累无显著的改善作用,但会增加根系中磷、钾素积累量。由此表明,硅和磷存在显著的协同作用和配合效应,生产上硅和磷应配施。     

轻度盐渍化土壤水氮对玉米光合特性及产量的影响

通过田间试验探求轻度盐渍化地区不同水氮组合对玉米叶片光合特性及其与产量的关系,寻求适合本地区玉米种植的水氮配比,达到防治次生盐渍化的目的。在轻度盐分土壤设置10种水氮处理,对玉米的叶片光合特性和产量进行研究。结果表明:盐渍化土壤,低水分条件下,导致土壤盐分增加,玉米叶绿素相对含量、光合速率、叶片WUE显著降低,增施氮肥效果不明显。中水和高水条件下,增施氮肥可以明显增加玉米叶绿素相对含量、光合速率、叶片WUE,但施氮量超过225kg/hm2后不再增加。适度的节水减肥不会降低玉米的光合速率和叶片WUE,对产量的影响不显著。处理T5的灌水量为2 250m3/hm2比当地灌水量2 925m3/hm2节水30%,施氮量为225kg/hm2比当地施氮量325kg/hm2节氮30.8%,光合速率和叶片WUE分别比T9提高4.83%和3.76%,产量比处理T9降低1.32%。通径分析表明,无水氮处理和低水分条件下各氮肥处理的光合作用主要受非气孔因素(TL、PAR)的限制。中水分条件下各氮肥处理的光合作用主要受气孔因素(GS、Ci、Ls)的限制。高水分条件下各氮肥处理的光合作用受气孔因素(Ci、Ls)和非气孔因素(TL、PAR)的共同限制。综合分析,处理T5的水氮组合较优,是轻度盐分土壤上玉米种植较合理的水氮配比。     

油菜NO3-的吸收、分配及氮利用效率对低氮胁迫的响应

【目的】探究油菜NO3-的吸收、分配和对低氮胁迫的响应及其氮利用效率,为理解油菜在不同低氮胁迫下相关生理变化及其氮素利用效率提供科学依据。【方法】以常规油菜品种814为研究材料,采用砂培试验,在正常供氮水平（10 mmol/L）和低氮胁迫水平（3 mmol/L、1 mmol/L）下,研究油菜的根系特性、蒸腾作用对低氮胁迫的响应及其氮素吸收效率,并研究油菜NO3-的运输分配与同化对低氮胁迫的响应及其氮素利用效率。【结果】与正常供氮处理（10 mmol/L）相比,低氮胁迫处理（3 mmol/L、1 mmol/L）的油菜NO3-含量、全氮含量均显著下降,但（NO3-）叶/根、（全氮（%））叶/根显著升高,植株根系干物质重、根系吸收面积均显著下降,但根冠比显著升高。油菜植株在低氮胁迫下气孔导度和蒸腾速率显著增加,一方面促进植株对NO3-的捕获,另一方面也促使更大比例的NO3-分配在植物的地上部分,但植株的水分散失加剧,水分利用效率显著下降。低氮胁迫处理油菜根和叶中NR、GS活性与正常供氮处理之间的差异不显著或有增加,其叶绿素含量、光合速率均显著下降,但光合氮素利用率显著升高。【结论】在低氮胁迫条件下,油菜植株的氮素和干物质累积均显著下降,但NO3-在植株的地上部分分配比例的增加以及光合氮素利用率的升高促使植株的氮素利用效率显著提高。     

水氮耦合对黍稷幼苗形态和生理指标的影响

盆栽试验条件下,研究水氮耦合对黍稷幼苗形态和生理指标的影响。结果表明,在供水量相同条件下,黍稷幼苗株高、叶面积、根系总表面积、总体积与总根长均随施氮量的增加而增加,供水量相同时根冠比随施氮量增加而降低;施氮量相同条件下随灌水量的增加黍稷幼苗各指标呈相似变化趋势,各处理与对照差异均达到了显著水平。不同的水氮处理组合,黍稷叶片叶绿素含量差异显著,以高水高氮的W3N3处理[土壤田间持水量70%~80%,尿素用量4.6 g.kg 1(土)]为最大值,低水低氮的W1N1处理[土壤田间持水量30%~40%,尿素用量为0 g.kg 1(土)]为最小值;灌水量相同,叶绿素含量随施氮量增加而增加;施氮量相同,叶绿素含量也随灌水量增加而增加,水分和氮素对叶片叶绿素含量的影响表现为明显的协同效应;黍稷幼苗叶片电解质外渗率的变化趋势则相反。黍稷根系超氧化物歧化酶活性以低水中氮的W1N2处理[土壤田间持水量30%~40%,尿素用量2.3 g.kg 1(土)]为最高,达213.71 U.g 1(FW);W3N3最低,为72.93 U.g 1(FW)。水分相同条件下黍稷幼苗根系过氧化物酶活性、丙二醛含量、可溶性糖含量均随施氮量的增加而降低,施氮量相同时则随灌水量的增加而降低。根系活力则相反,且各处理间差异均达到显著水平。在干旱胁迫条件下,适当的增施氮肥可以提高苗期黍稷的叶绿素含量和根系活力,增加根系总表面积、总体积与总根长,降低根系丙二醛含量,在一定程度上缓解干旱胁迫的影响。     

水分胁迫下氮素对分蘖期小麦某些生理特性的影响

本研究结果表明 :水分胁迫且充足供氮时 ,叶片硝酸还原酶活性降幅较小 ;水分胁迫且不供氮时 ,硝酸还原酶活性几乎检测不出。水分胁迫下叶片可溶性蛋白含量和叶绿素含量均低于对照 ;根系活力在水分胁迫下均升高 ,根系还原活性在水分胁迫下显著降低。在小麦分蘖期 ,水分胁迫使根系的分布范围增大 ;氮素供给充足时 ,水分胁迫使根系干物质积累增多 ;但水分胁迫下使地上干物质积累降低 ,不供氮处理降幅更大。分蘖期的水分胁迫导致小麦收获期株高显著低于对照处理 ,不供氮处理更是明显 ;根系、地上干物质积累低于对照水平 ;不供氮处理降幅极大。分蘖期水分胁迫处理影响小麦的产量     

小麦根系对水分和氮肥的生理生态反应

利用模拟土柱研究了不同水分和氮素营养条件下春小麦根系的生理生态反应。结果表明 ,适量施氮 (尿素 60 0kg/hm2)增加了总根重和深层土壤中的根重 ,改善了根系的水分关系 ,提高了细胞膜的稳定性 ,因而有助于提高小麦的抗旱性 ;过量施氮 (尿素 150 0kg/hm2)增加上层根重对抗旱性的意义并不大。严重水分胁迫下 ,过量施氮导致根细胞膜伤害率明显增加 ,根系水分关系恶化 ,根系保水能力下降 ,使小麦抗旱性降低     

施氮量对不同氮效率玉米品种根系时空分布及氮素吸收的调控

【目的】研究不同氮效率夏玉米根系的时空分布、 植株氮素吸收利用特性及其对氮素用量的响应,探讨玉米氮素高效利用的生理基础,以期探明通过采用氮高效品种、 促进根土互作、 提高根系与水肥时空耦合、 提高玉米氮素利用效率,强化环境友好型生产的有效途径。【方法】试验于2011-2012年在山东农业大学黄淮海玉米技术创新中心（N3618,E11712）和作物生物学国家重点实验室进行,以氮高效玉米品种郑单958（ZD958）和氮低效品种玉米秀青73-1（XQ73-1）为试验材料,在大田条件下设置两个氮素水平（0和315 kg/hm2）,采用土壤剖面取样法和系统取样法分别进行根系相关指标、 干物质及氮素积累与分配的测定。【结果】ZD958整个生育期根系相关指标（根系干重、 根长密度、 根系TTC还原量、 根系吸收面积及活跃吸收面积）及其在深层土壤（60-100 cm）中所占的比例、 单株生物量、 单株绿叶面积、 植株氮素积累量、 单株籽粒产量均显著高于XQ73-1（P0.05）,抽雄期和完熟期根系干重、 根长密度、 根系TTC还原量、 根系吸收面积、 根系活跃吸收面积、 单株绿叶面积分别比XQ73-1高12.02%、 8.39%、 25.34%、 34.48%、 29.22%、 7.76%和36.74%、 24.21%、 36.29%、 29.94%、 32.83%、 13.73%,完熟期单株生物量、 植株氮素积累量、 籽粒产量分别比XQ73-1高11.65%、 11.78%、 15.16%。施氮后两品种各指标均显著提高,ZD958和XQ73-1根系干重、 根长密度、 根系TTC还原量、 根系吸收面积、 根系活跃吸收面积、 单株绿叶面积抽雄期分别提高8.13%、 6.12%、 18.08%、 15.10%、 24.71%、 12.06%和7.19%、 4.59%、 10.47%、 10.82%、 13.02%、 7.15%,而完熟期分别提高16.48%、 22.43%、 19.26%、 15.03%、 27.45%、 14.97%和15.02%、 14.59%、 13.01%、 12.81%、 21.95%、 11.06%; 单株生物量、 植株氮素积累量、 单株籽粒产量完熟期分别提高9.40%、 10.08%、 13.43%和5.20%、 8.56%、 9.69%。相关分析表明,植株吸氮量与根长密度、 根系干重、 根系活跃吸收面积呈显著线性正相关（相关系数均在0.8以上）。 ZD958花前根系对氮素的响应度高于XQ73-1,花后则低于XQ73-1。【结论】氮高效玉米品种ZD958根系总量大、 深层土壤根系多、 根系活力高、 氮素吸收能力强; 施氮条件下优势更加明显,对ZD958作用大于XQ73-1,说明氮高效玉米品种发达且分布合理的根系保证了植株对氮素的吸收,有利于进行光合生产、 获得较高籽粒产量。两品种对氮素的响应不同,氮高效品种花前对氮素的响应度高于氮低效品种,花后则相反。因此,可过适度减少氮高效品种花前施氮量、 增加花后施氮量,而适度增加氮低效品种花前施氮量、 降低花后施氮量来促进根系发育,提高氮素利用效率。