苦荞根系分泌有机酸对低氮胁迫的响应机制

通过对两种不同低氮耐受性苦荞品种{迪庆苦荞(DQ,耐低氮)及黑丰1号(HF,不耐低氮)}的盆栽试验,研究了苦荞根系分泌有机酸(丙二酸、丙酸、草酸、酒石酸、乙酸)对低氮胁迫(尿素,80 mg kg~(-1))的响应机制。分析结果表明:幼苗期时,低氮处理(尿素,80 mg kg~(-1))与常氮处理(尿素,160 mg kg~(-1))相比,HF和DQ土壤含水量分别减少24.2%和14.32%,且这一时期低氮胁迫下DQ耗水量显著高于HF。DQ根际土壤pH值在幼苗期和开花期分别比HF低1.44%和8.44%。裂区分析显示,氮处理对苦荞根际土壤有机酸含量有显著的影响。低氮胁迫下苦荞根系分泌有机酸含量在品种间具有差异,根际土壤中丙二酸与其他有机酸相比含量较多但并未在品种间产生显著差异,DQ根际土壤中草酸含量在各个生育期分别显著高于HF 40.16%、25.24%和41.31%,酒石酸也在开花期和成熟期表现出相同的趋势。综上所述,苦荞可能通过根系有机酸的分泌来调节根际土壤养分有效性以应对低氮胁迫环境,对于未来贫瘠土壤上苦荞的种植应考量其耐瘠性的差异,选育耐瘠性强的品种来增加效益。     

低氮胁迫下不同苦荞品种开花前土壤养分含量特征

为了揭示耐低氮苦荞品种在胁迫环境下的优势,以耐低氮的迪庆苦荞（DQ）和不耐低氮的黑丰1号（HF）为材料,采用盆栽试验研究了开花前低氮胁迫下不同苦荞品种种植后造成的土壤养分含量差异。结果表明:低氮处理下两品种差异显著,HF土壤的含水量、pH值以及全氮含量分别比DQ高33.78%,1.43%,50%,而DQ土壤的NO₃^--N含量、氨氧化酶活性显著高于HF 49.2%,97%。因此,迪庆苦荞可能通过吸收较多的水分、养分来适应低氮胁迫,并且通过提高氨氧化酶活性,加速硝化作用转化出更多的有效态氮供植物吸收利用。所以,对于未来贫瘠土壤上苦荞的种植应考量其耐瘠性的差异,选育耐瘠性强的品种来增加效益。     

低氮胁迫对耐低氮玉米品种苗期光合及叶绿素荧光特性的影响

【目的】叶绿素荧光参数经常用来评价光合器官的功能和环境压力的影响,不同玉米基因型耐低氮胁迫能力差异较大,与光合及叶绿素荧光特性对低氮胁迫的响应机制有关。本文以耐低氮能力差异较大的4个玉米杂交种为试验材料,研究了低氮胁迫对不同耐低氮性玉米品种苗期光合及叶绿素荧光特性的影响,以期明确耐低氮胁迫玉米品种的光合机制。【方法】采用二因素完全随机设计盆栽试验,因素A为不同耐低氮性玉米品种:‘正红311’、‘成单30’和不耐低氮品种‘先玉508’、‘三北2号’;因素B为不同氮素水平:正常氮CK(霍格兰完全营养液,N 15 mmol/L)、低氮胁迫LN1(N 0.5 mmol/L)、极低氮胁迫LN2(N 0.05 mmol/L)。测定了苗期单株干物质积累量,单株氮素积累量,叶片叶绿素含量与荧光特性,以及光合效率指标。【结果】低氮胁迫下玉米苗期单株干物质积累量、单株氮素积累量、叶片叶绿素含量等生理指标显著下降,但耐低氮品种的下降幅度显著低于不耐低氮品种;低氮胁迫下玉米苗净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)显著降低,胞间CO2浓度(Ci)显著升高,净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)的降幅及胞间CO2浓度(Ci)的增幅耐低氮品种均显著低于不耐低氮品种;低氮胁迫下可变荧光(Fv)、最大荧光(Fm)、PSⅡ潜在活性(Fv/F0)、PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ有效光量子产量(Fv'/Fm')和光化学猝灭系数(q P)等叶绿素荧光特性也均显著降低,耐低氮品种下降幅度显著低于不耐低氮品种;低氮胁迫下耐低氮品种PSⅡ实际光量子产量(ΦPSⅡ)降低,不耐低氮品种有所增加;而耐低氮品种非光化学猝灭系数(NPQ)升高,不耐低氮品种有所降低。【结论】耐低氮玉米品种能够减缓低氮胁迫对植株光合系统的影响,进而保证植株较高的氮素积累,提高叶片叶绿素含量,维持较高的PSⅡ有效光量子产量(Fv'/Fm')和光化学猝灭系数(q P),为光合作用提供充足的光能;从而保持了较高的净光合速率(Pn),保证了耐低氮品种在低氮条件下保持较高的干物质生产。     

不同水肥措施下华北露地菜地氮淋溶特征

华北地区典型一年两季露地蔬菜种植系统,蔬菜生长季水热同季、种植管理中水氮供应充足且往往过量,造成大量氮素淋溶到深层土壤,不仅造成水肥资源利用率低,对地下水质也造成威胁。本文以华北潮褐土黄瓜-白菜一年两季典型露地蔬菜为研究对象,利用田间试验研究不同氮肥用量及优化措施(包括抑制剂、生物炭、秸秆还田)以及控制灌溉量对蔬菜产量、土壤氮淋溶及氮平衡的影响。研究结果表明:1)华北典型露地菜地氮肥主要损失去向为深层土壤中积累及氮淋溶。2)农民常规施肥处理[黄瓜季和白菜季各施550 kg(N)·hm~(-2)]淋洗出80cm土壤剖面的总氮占当季氮肥施用量的10.0%,减氮20%和50%分别使总氮淋溶量降低23.8%和45.6%;减氮20%对蔬菜产量没有显著影响,减氮50%对水肥需求量较高的黄瓜产量有显著影响(减产19.6%)。3)减氮20%配合脲酶抑制剂和硝化抑制剂、施用生物炭和添加秸秆还田分别使全年总氮淋溶量比常规水肥处理降低40.7%、43.0%和34.3%,而对蔬菜产量没有显著影响。4)减少灌溉量15%和30%分别使总氮淋溶比常规水肥处理降低43.1%和50.5%,水氮协同调控对降低氮淋溶效果显著;对需水量较高的黄瓜季,灌溉量降低30%黄瓜产量显著降低13.9%。5)高量水肥投入条件下连续种植蔬菜3年6季后,0～80cm土壤剖面硝态氮积累量占0～200 cm土壤剖面积累量的38.2%～50.7%,土壤剖面积累了大量硝态氮而且向深层土壤中移动。因此,合理控制水肥管理,特别是减氮结合脲酶抑制剂和硝化抑制剂配合水分管理,是经济可行的有效阻控土壤氮淋溶的措施。     

水肥气耦合滴灌番茄地土壤N2O排放特征及影响因素分析

为了解水肥气耦合滴灌下不同水肥气调控措施对土壤N_2O排放的影响,该研究设置施氮量(低氮和常氮)、掺气量(不掺气和循环曝气处理)和灌水量(低湿度和高湿度处理)3因素2水平完全随机试验,通过静态箱-气相色谱法、q PCR技术和结构方程模型,系统研究了不同水肥气组合方案下温室番茄地土壤N_2O排放特征及其与相关影响因素之间的关系。结果表明,水肥气耦合滴灌下N_2O排放峰值出现在施氮后2 d内,其余时期N_2O排放通量较低且变幅较小。施氮量、掺气量和灌水量的增加可增加土壤N_2O排放通量和排放总量。其中,高湿度条件下N_2O排放总量较低湿度平均增加了30.14%,曝气条件下N_2O排放总量较对照平均增加了35.16%,常氮条件下N_2O排放总量较低氮平均增加了33.83%。施氮量、掺气量和灌水量的增加可提高温室番茄的产量和氮肥偏生产力。土壤NH4+-N和NO3--N含量对N_2O排放的总效应为0.60和0.79,是影响水肥气耦合滴灌下土壤N_2O排放的主导因子。综合考虑作物产量、N_2O排放总量和氮肥偏生产力,常氮曝气低湿度处理是适宜的水肥气耦合滴灌方案。     

低氮胁迫对不同耐低氮性玉米品种幼苗根系形态和生理特征的影响

采用水培方法,以2个耐低氮品种和2个不耐低氮玉米品种为材料,以正常氮处理B3[15 mmol(N)·L?1]为对照,研究2个低氮胁迫水平B1[0.05 mmol(N)·L?1]、B2[0.5 mmol(N)·L?1]对不同耐低氮性玉米品种苗期根系形态和伤流量及氮代谢关键酶活性的影响。结果表明:与正常供氮处理相比,在B1和B2低氮胁迫处理下,玉米幼苗根系伤流量和硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)、谷氨酸脱氢酶(GDH)活性均下降,耐低氮品种上述各指标的降幅(29.8%和8.7%、46.9%和39.6%、7.3%和4.4%、31.3%和19.8%)均小于不耐低氮品种(37.0%和27.5%、68.8%和56.6%、24.5%和18.7%、60.7%和42.7%),且在B1处理下耐低氮品种根系NR、GDH活性分别是不耐低氮品种的1.4倍、1.35倍。低氮胁迫对玉米苗期地上部生长的影响大于对地下部生长的影响,使地上部干重显著降低,根冠比显著增大,根数减少;在B1和B2处理下,不耐低氮品种根冠比增幅(81.6%和25.4%)、根数降幅(22.2%和31.1%)均大于耐低氮品种(61.0%和21.1%、19.8%和19.4%)。随着低氮胁迫程度的增大,耐低氮品种根长增长,根粗减小,对低氮胁迫的响应能力增大,表现为根系伸长变细以增加对氮的吸收面积。与不耐低氮品种相比,低氮胁迫下耐低氮品种根系形态较好,根系生理活性和对低氮胁迫的耐性较强,能维持较稳定的生长;随着低氮胁迫时间的延长,耐低氮品种对低氮胁迫的适应性增强,不耐低氮品种则降低。     

硅、磷配施对玉米氮钾养分吸收利用的影响

以耐低磷品种(正红2号)和低磷敏感品种(正红115)为材料,研究低磷土壤条件下,不同硅、磷肥料组合对玉米氮、钾吸收、利用及产量的影响。结果表明:耐低磷品种和低磷敏感品种成熟期植株氮和钾积累总量无显著差异,耐低磷品种籽粒氮积累总量、籽粒中氮分配比例和经济产量均显著高于低磷敏感品种,而耐低磷品种籽粒中钾积累量和籽粒中钾分配比例均明显低于低磷敏感品种。两个品种磷肥、硅肥以及硅、磷肥配施处理成熟期植株氮和钾积累总量、籽粒中氮和钾积累总量及经济产量均显著增加,表现出一定的硅、磷促氮钾的效应,而且还表现出一定硅磷协同作用;硅、磷配施处理灌浆结实期叶片氮转运量会降低,灌浆结实期茎叶钾素转运量会增加;耐低磷品种硅、磷配施处理籽粒中氮素分配比例增加不显著,籽粒中钾素分配比例显著增加,而低磷敏感品种硅、磷配施处理籽粒中氮素分配比例明显增加,籽粒中钾素分配比例增加不显著。综上所述,选择耐低磷品种并进行硅、磷肥配施能显著增加玉米生育前期对氮、钾养分的积累量,优化生育后期氮、钾的转运和分配比例,最终提高氮、钾利用效率及玉米产量。     

不同施肥处理对华北露天菜地氮素淋溶的影响

氮肥的不合理施用是造成氮素淋失和地下水污染的主要原因之一,蔬菜生产地由于水肥投入不合理而引起的土壤氮素淋溶问题日趋严重。试验以保定地区露地蔬菜(黄瓜 -茄子)为研究对象,应用渗漏池法研究氮淋失与水肥响应的关系以及控水、控肥、增效剂对氮素淋溶的影响,揭示不同水肥管理措施下的氮素淋溶特征及阻控效果。结果表明:1)在农民常规施氮水平(全年施用氮肥 N 890 kg/hm²)下氮素在蔬菜生育期总氮淋溶量为 N 307.5 kg/hm²,占施氮量的 24.9%,总氮淋失量和施氮量呈显著线性关系。2)相比常规施氮量,减氮 20%和减氮 50%,全年总氮淋溶量可分别减少 12.8%和 36.3%。3)在减氮 20%基础上添加氮肥增效剂或改良剂(有机肥、联合抑制剂、生物炭、秸秆还田)能够减少总氮淋溶量 3.7%～ 10.4%,而不影响产量。4)在减氮 20%基础上减少灌溉量 20%,能够减少总氮淋溶量 33.4%。5)由于基肥施肥方式为种植行上小高畦开沟施用并覆土,有机肥和无机肥配施对减少氮淋溶量无显著影响。在大水大肥管理条件下,氮淋溶是华北典型露地菜地氮损失的主要途径之一,减氮 20%配合联合抑制剂和减氮 20%配施生物炭均可在一定程度上减少氮淋溶,且施肥的环境负荷小。     

低氮胁迫对谷子苗期性状的影响和耐低氮品种的筛选

筛选和培育耐低氮能力强的作物品种,是提高作物氮素利用效率,减少氮肥施用量,降低环境污染的有效措施。本研究以45份谷子品种为试材,采用水培的方法,在低氮(0.1mmol·L~(-1))和正常氮(5mmol·L~(-1))条件下,测定苗高、根长和根数等22个氮效率相关指标,采用综合耐低氮系数法以及基于主成分分析的隶属函数法评价参试谷子品种的耐低氮性。结果表明,与正常氮条件相比,低氮胁迫下,谷子苗期根长、根冠比、地上部氮素生理效率、地下部氮素生理效率、单株氮素生理效率有不同程度提高,其余17个指标都有不同程度降低。两种评价方法均根据45个谷子品种的耐低氮能力将其划分为强耐低氮型、耐低氮型、中间型、较敏感型和敏感型5类。筛选出耐低氮性较强的品种5份,编号分别为11、14、17、35和39。利用GGE双标图对品种-耐低氮相关指标的分析表明,编号39和14的耐低氮品种主要耐低氮性状为地下部干重、地下部鲜重、根长;编号为11、35和17的耐低氮品种主要耐低氮性状为地上部鲜重、叶片数、叶宽、叶长、单株氮累积量、地上部氮累积量、单株干质量、地上部干重、地下部氮累积量、根数、苗高和SPAD。可见不同谷子品种的耐低氮机制存在一定差异,研究结果可为谷子耐低氮品种的选育提供材料基础。     

甘蔗水肥一体化种植对土壤微生物量碳氮和酶活性的影响

水肥一体化是当前蔗糖产业化过程中实现糖料蔗高效节水灌溉、施肥,提高产量与品质,达到水肥资源的高效利用和环境生态有效保护的新技术。采用田间试验,探讨在水肥一体化条件下,甘蔗产量、品质、及土壤微生物特性的变化规律,可为糖料蔗生产的水肥一体化优化管理提供理论依据和技术参考。试验设计如下:常规种植(CK),处理编号为W0F0;水肥一体化设四个处理,灌溉量设4个水平,分别是50%、80%、100%、150%;施肥量设4个水平,分别为50%、80%、100%、120%,处理编号为W0.5F0.5、W0.8F0.8、W1F1、W1.5F1.2。结果:(1)适宜的水肥配比可以提高甘蔗产量和品质,最佳水肥配比处理是W0.5F0.5。(2)适量水肥配比可以显著提高土壤微生物量碳氮,苗期和成熟期微生物量碳氮均在处理W1F1含量最高,分蘖期和伸长期,微生物量碳含量是在处理W1.5F1.2最高,微生物量氮是在处理W0.8F0.8最高,且较W0.5F0.5差异不显著。(3)水肥配比可以显著影响土壤酶活性,处理W0.5F0.5的土壤过氧化氢酶变化显著;适量的水肥配比可显著提高土壤转化酶和脲酶活性,过高的配比则会使酶活性降低;磷酸酶酶活性随着水肥配比的增加而增加。结论:水肥一体化技术下,水肥配比为50%时,可以提高甘蔗产量及品质且为最佳水肥配比,适量的水肥配比能够提高土壤微生物量碳氮及酶活性,达到节水节肥保护土壤环境生态的效果。     

氮肥对不同耐低氮性玉米品种氮素吸收利用及氮素平衡的影响

以前期筛选的不同耐低氮性玉米品种正红311和先玉508为试验材料,通过田间裂区试验研究氮肥(0,90,180,270,360,450kg N/hm~2)对不同耐低氮性玉米品种氮素吸收利用及氮素平衡的影响。结果表明:施氮显著提高玉米的氮素积累、氮素转运和氮素表观损失,而收获指数、氮收获指数、氮素干物质生产效率、氮素产谷效率、氮素吸收效率、氮肥利用效率、氮肥生理效率、氮肥农学效率和氮肥偏生产力等随施氮量增加显著降低。与低氮敏感品种先玉508相比,耐低氮品种正红311氮素积累量、氮素转运量和产量更高,而氮素转运率、转运贡献率、收获指数及氮收获指数更低。正红311叶片较高的物质生产能力有利于其生育后期的氮素吸收和物质生产,使其氮肥吸收效率、氮肥利用效率、氮肥农学效率和氮肥偏生产力均显著高于先玉508,而氮素表观损失显著低于先玉508。川中丘陵山区土层瘠薄,土壤保肥保水能力差,随施氮量增加玉米氮素表观损失量和损失率均显著增加,耐低氮品种正红311具有较强的氮素吸收能力,能显著提高氮素的吸收利用效率从而有效减少氮素的表观损失。因此,在川中丘陵山区中低氮水平下推广种植耐低氮品种正红311既能充分发挥其产量优势,又能有效的控制氮素的表观损失。     

温室土壤硝态氮积累的温度、水分、施氮量耦合效应

为了探讨温室作物生产水肥管理和土壤温度对土壤硝态氮累积的影响，本文选取使用5年的温室土壤样品进行培养试验，研究温度、水分、施氮量及其耦合效应对温室土壤硝化作用和硝态氮累积的影响。试验结果表明：温室土壤硝态氮累积量可用“S”曲线进行定量描述，硝化过程中最大硝化速率、延迟期和最大可能累积量是参数土壤温度，含水率和NH₄-N含量的函数；通过正交回归分析得出影响最大硝化速率的因素主次顺序依次为温度、含水率、温度与含水率的交互作用、水肥的耦合作用以及施氮量；影响延迟期的因素主次顺序依次为土壤水分、土壤温度、施氮量以及水肥耦合作用；最大可能累积量与温度、含水率及施氮量呈指数关系，其中施氮量影响最大，土壤温度次之，而这3个因素之间的交互作用对最大可能累积量没有明显的影响。利用回归模型，可为不同温度环境及水肥条件下硝态氮累积量及氮利用的有效性预测提供依据。     

滴灌水肥一体化条件下施氮量对夏玉米氮素吸收利用及土壤硝态氮含量的影响

河北山前平原夏玉米高产区施肥不合理现象普遍存在,农业面源污染严重。研究华北山前平原水肥一体化条件下夏玉米适宜的氮肥运筹,可为该区氮素优化施用技术及提高氮肥利用效率提供依据。本研究以‘郑单958’玉米品种为材料,于2014—2015年2个玉米生长季,在滴灌条件下设置4个施氮水平(N0:不施氮;N1:120 kg·hm~(-2);N2:240 kg·hm~(-2);N3:360 kg·hm~(-2)),研究滴灌水肥一体化下施氮量对玉米氮素吸收利用和土壤硝态氮含量的影响。结果表明:N0处理的玉米干物质重及产量较其他处理显著降低,N1、N2和N3处理间无显著差异;N1处理的玉米氮含量和氮累积量较N0处理显著增加,施氮量在N1~N3范围内,不同年份间玉米植株氮含量和氮累积量存在一定差异,总体表现为随施氮量的增加而上升的趋势,但随施氮量的增加,植株氮含量和氮累积量上升幅度逐渐降低。N2处理的氮肥收获指数最高。随施氮量增加,氮肥当季回收利用率、氮肥农学效率、氮肥生产效率和氮肥利用效率显著降低;2014年,在0~100 cm土层范围内,4种施氮处理的土壤硝态氮含量均表现为随土层加深逐渐降低;2015年N2和N3处理的土壤硝态氮在80~100 cm土层达到累积峰,经过2年种植后,年施氮量超过240 kg·hm~(-2)的处理,土壤硝态氮淋洗加剧。利用一元二次方程拟合产量与施氮量之间的关系,明确了玉米最高产量的施氮量为199~209 kg·hm~(-2),经济施氮量为174~187 kg·hm~(-2)。综合考虑经济效益和生态效益,该条件下夏玉米滴灌水肥一体化的适宜施氮量为174~187 kg·hm~(-2)。     

玉米杂交种苗期耐低氮指标的筛选与综合评价

为探明耐低氮玉米杂交种的苗期筛选鉴定方法,筛选出耐低氮能力强、可推广应用到生产上的玉米杂交种,本研究采用蛭石和珍珠岩盆栽、Hoagland营养液培养方式,以西南地区生产中应用的51个玉米杂交种为材料,对供试品种进行了2年的低氮胁迫苗期筛选试验。结果表明:低氮胁迫对各玉米品种苗期主要形态、生理指标均有显著影响,但影响的程度在指标间和品种间均有较大差异。根据相对值变异系数大小,筛选出叶面积、氮积累量、根冠比、地上部干重、根体积、根干重和单株干重7个指标作为耐低氮能力的评价指标。以7个指标归一化的变异系数为权重进行耐低氮能力模糊隶属函数综合评价,并与用全部指标(第1年为13个指标,第2年为25个指标)模糊隶属函数评价和主成分分析法评价的结果进行比较,7个指标评价结果与全部指标综合评价结果基本一致,得出的耐低氮能力强和弱的前10个品种的重合率分别达90%和80%,说明筛选指标的代表性和评价方法的可行性。本研究表明上述7个指标可以作为玉米苗期耐低氮能力评价指标,并筛选出‘正红311’、‘成单30’、‘黔北2号’等适宜于中国西南丘陵山区种植的耐低氮品种。     

水氮互作对冷凉区域稻田氮素特征的影响

[目的]研究寒地稻田不同水肥管理模式下的土壤供氮特征,为筛选环境友好型寒地稻作灌溉施肥模式提供支撑。[方法]在大田试验条件下,设置间歇灌溉、淹灌2种水分管理模式及4个供氮水平(0,75,105,135kg/hm~2),以龙庆稻2号为材料,研究水肥互作模式对水稻产量、土壤供氮特征及氮素利用率的影响。[结果]灌溉模式和供氮水平对水稻产量、地上部氮素积累量、水稻氮素利用率均有显著(p0.05)或极显著影响(p0.01)。间歇灌溉模式下,增加氮肥施用量有利于提高单位面积水稻有效穗数、籽粒产量、生物产量、籽粒氮素累积量,均以施氮105kg/hm~2处理最高;水肥互作对氮素利用率影响明显,水稻的氮肥利用率在21.4%~59.1%;氮肥生理利用率、氮肥农学效率及氮肥偏生产力均随着施氮量的提高而降低,施氮量75kg/hm~2处理的氮素吸收利用各项指标均高于其他处理。相关分析表明,水肥因素是影响氮素积累及氮素吸收利用效率的重要因子。[结论]综合考虑水稻产量及氮素利用率的矛盾,间歇灌溉配合适宜减氮模式应予以高度重视。     

利用15N示踪研究不同肥力土壤棉花氮肥减施的产量与环境效应

【目的】华北平原棉区中等肥力棉田经济最佳施氮量为300 kg/hm2左右,这一结果仅从产量效应得出,未充分考虑棉花对氮肥的回收利用和土壤中氮肥的残留。探讨低肥力土壤施氮量及施氮比例对棉花产量及氮肥利用率的影响,以及低、中、高肥力土壤条件下等量施氮效应,旨在为棉花减氮增效提供理论依据。【方法】田间试验选择了高 (S1)、中 (S2)、低 (S3) 三个肥力水平的地块,其全氮含量分别为0.83、0.74、0.60 g/kg。低肥力地块设置低氮 (N1 113 kg/hm2)、中氮 (N2 225 kg/hm2)、高氮 (N3 338 kg/hm2) 3个氮肥用量;中肥力和高肥力地块设低氮量处理,氮肥两次追施在苗期与初花期进行,氮肥比例为1∶2;此外,设置低肥力土壤低氮量,氮肥追施在苗期与初花期进行,氮肥分配比例为1∶1。在吐絮70%时采集棉株和土壤样品,用15N技术分析了棉株氮素吸收来源、籽棉产量、棉株氮肥回收率和土壤氮肥残留率。【结果】低氮处理,土壤肥力对棉花籽棉产量无显著影响,随土壤肥力提升,棉株吸收氮素来源于肥料的比例下降,相对增加了对土壤氮素的吸收。棉花植株15N回收率随施氮量增加显著下降,随土壤肥力提高呈下降趋势,低肥力土壤与中肥力土壤间棉花植株15N回收率差异不显著,但显著高于高肥力土壤。高肥力土壤15N残留率高于低肥力土壤和中肥力土壤。15N损失率随施氮量和土壤肥力提高显著增加。低土壤肥力低氮量条件下氮肥分配比例1∶2处理籽棉产量高于1∶1处理。低肥力土壤条件下,中氮处理籽棉15N积累量相对高于高氮和低氮处理,籽棉产量较优。【结论】在较低土壤肥力条件下,施氮225 kg/hm2籽棉产量和氮回收率均优于施氮338 kg/hm2,氮肥损失率较低,减氮增效是可行的。高肥力土壤条件下减少氮肥投入可减少肥料的浪费。     

小麦苗期耐低氮基因型的筛选与评价

氮是作物吸收的第一大必需营养元素, 对作物生长发育具有不可替代的作用。大量研究表明, 不同基因型小麦对氮的吸收利用能力不同, 培育氮高效小麦品种是提高氮利用效率的根本途径, 而发掘耐低氮小麦种质资源是小麦氮高效育种的基础。为此, 本研究以30 个小麦-冰草远缘杂交的高代品系, 1 个小麦-黑麦远缘杂交的T1BL·1RS 易位系, 2 个"小偃54"×"京411"重组自交系群体中的品系, 以及13 个生产上的主栽品种为试验材料, 通过低氮胁迫和正常供氮2 个处理的苗期水培试验, 进行了耐低氮基因型的筛选与评价。方差分析显示, 13 个氮效率相关性状在2 种氮水平之间及各小麦基因型之间的差异均达到显著或极显著水平。主成分分析显示, 前3 个主成分累积贡献率达到81.2%, 已包含了大部分信息, 能够基本反映整体状况。其中, 相对茎叶吸氮量、相对植株吸氮量、相对根冠比、相对茎叶干重、相对植株干重、相对茎叶氮利用效率、相对根含氮量在3 个主成分中占较大的比重。综合评价结果显示, 在33 个小麦远缘杂交品系中08B41 得分最高, 为1.60,为最耐低氮的品系; 13 个主栽品中"科农9204"得分最高, 为2.10, 为耐低氮的品种。聚类分析显示, 46 份基因型小麦可划分为3 大类: 耐低氮型(15 份)、中间型(22 份)和低氮敏感型(9 份)。筛选出08B41、XJ19-1、08B8、08B10、08B13、08B25、WR9603、08B2、08B5 共9 份耐低氮远缘杂交高代品系, 及"科农9204"、"邯7086"、"河农827"、"石麦18"、"石4185"、"石新733"共6 份耐低氮主栽品种。这些耐低氮的基因型可作为小麦营养高效育种的种质资源, 本文并对小麦近缘种属在小麦营养高效遗传改良中的作用进行了讨论。     

施氮及控水对黑粒小麦旗叶光合特性及籽粒灌浆的影响

为探究施氮及控水对黑粒小麦旗叶光合特性及籽粒灌浆的影响,以漯珍一号为供试材料,采用施氮量(N)和花后控水(W)2因素随机区组设计进行研究,其中花后控水设置3个盆栽试验处理:W1为整个生育期充足供水,土壤相对含水量控制在75%~85%;W2为中度水分胁迫处理,土壤相对含水量控制在55%~65%;W3为重度水分胁迫处理,前期处理同W1,从开花期开始控水到收获,土壤相对含水量控制在35%~45%。施氮量设置3个处理,分别为:N1(施纯氮150 kg·hm-2)、N2(施纯氮240kg·hm-2)、N3(施纯氮330 kg·hm-2),研究了不同施氮量及花后控水对漯珍一号旗叶SPAD值、净光合速率及籽粒灌浆特性的影响。结果表明,花后充足的水分供应(土壤相对含水量75%~85%)能够有效提高旗叶SPAD值和净光合速率,延长光合作用时间;严重水分亏缺(土壤相对含水量35%~45%)阻碍了灌浆后期光合作用的进行。施氮量相同时,理论籽粒最高粒重、最大灌浆速率及平均灌浆速率均表现为:W1W2W3,且W1快增期结束时间较晚、快增期持续时间最长,有利于延长灌浆过程和粒重的增加;W2时,增施氮肥能够提高籽粒的灌浆速率,但灌浆持续时间缩短,灌浆不充分,影响粒重增加。综合考虑,本试验条件下,施氮240 kg·hm-2和花后充足供水处理为较优肥水组合。本研究结果为黑粒小麦生产栽培提供了一定的理论依据。     

不同氮素水平下孕穗开花期土壤水分对冬小麦产量效应的研究

为了探讨冬小麦水肥交互效应,于2004～2005年在南方雨水较多地区开展了不同施氮量条件下孕穗开花期控水对冬小麦产量效应的盆栽试验研究。结果表明：在该试验条件下氮肥对产量的作用最大,土壤水分次之;水氮配合的产量效应是：适宜土壤水分高施氮量效应最高,高土壤水分高施氮量次之,低土壤水分低施氮量最低;水氮交互效应大小顺序是：水氮耦合＞施氮量＞土壤水分。获得最高籽粒产量86.6 g/盆的土壤含水量为占干土重的19.0%、施氮量为2.6 g/盆。     

品种与肥料对苦荞麦产量及水肥利用的影响研究

品种和施肥对苦荞麦产量和水肥利用影响的试验表明,“黑丰1号”、“黔威2号”的产量显著高于“寿阳灰苦荞”,且以“黑丰1号”最优。施肥后3品种产量明显增加,且以有机肥和无机肥各半量处理最优。种植优良品种和合理施肥可提高苦荞麦的水肥利用效率。