供氮水平对不同氮效率玉米物质积累及产量的影响

在3个氮水平(N 0、150、300 kg·hm~(-20)下,采用大田盆栽试验研究氮肥对不同氮效率玉米品种干物质积累、分配及产量的影响。结果表明,氮高效品种正红311各阶段干物质积累量、积累速率均显著高于氮低效品种先玉508,尤其在3个氮水平下,成熟期氮高效品种正红311单株干物质较氮低效品种先玉508分别高37.63%、43.97%、35.28%。施氮使单株干物质积累量增加,在中低氮(B2)下正红311增加幅度大于先玉508,而在高氮(B3)处理下增幅低于先玉508;而先玉508的花前干物质贡献率较正红311高9.80%,且施氮增加了氮高效品种正红311花后物质贡献率,以及氮低效品种先玉508的花前物质贡献率。氮高效品种正红311籽粒的分配比例较先玉508低了8.07%,施氮使籽粒的分配比例增加,且氮高效品种正红311增加了14.35%,氮低效品种先玉508增加了11.53%。各处理下正红311的产量显著高于先玉508的产量,且均随施氮量的增加而增加,正红311的增产幅度显著高于先玉508,尤其是在中低氮水平(B2)下,达24.53%。氮高效品种较氮低效品种具有较高的物质生产能力,在低氮下具有较高的产量优势,而氮低效品种在高氮水平下有利于产量的发挥。     

不同氮高效玉米品种对氮素的吸收转运和代谢研究

为研究不同氮高效型品种的氮素代谢调控机制,本试验以高氮高效型玉米品种先玉335和低氮高效型玉米品种京农科728为试材,设置5个施氮水平120、180、240、300、360 kg·hm^-2,以本地大田生产施氮量360 kg·hm^-2为对照(NCK),探讨不同基因型玉米植株氮素转运、氮代谢关键酶活性和关键酶基因表达对减施氮肥的响应特征。结果表明,当施氮量为240～300 kg·hm^-2时,先玉335各生育时期氮含量较高,平均产量达到较高水平;当施氮量为180～240 kg·hm^-2时,京农科728各生育时期氮含量较高,平均产量达到较高水平。在低氮条件下,相较于先玉335,京农科728的硝酸还原酶(NR)、亚硝酸盐还原酶(NiR)、谷氨酰胺合成酶(GS)、谷氨酸合成酶(GOGAT)、天冬酰胺合成酶(AS)均可保持较高的活性。相较于拔节期,京农科782在大喇叭口期的NR基因相对表达量显著上调;大喇叭口至灌浆期,两品种的GOGAT1和GOGAT2基因均显著上调;抽雄吐丝和灌浆期,京农科728中的GS1-3基...     

氮素营养水平对水稻幼苗氮代谢的影响

以超级稻“两优培九”为试验材料,研究了不同氮素营养水平对其氮代谢关键酶活性的影响。结果表明,叶片硝酸还原酶（NR）活性和氮素水平具有较复杂的相关关系。叶片谷氨酰胺合成酶（GS）活性随氮素营养的增加而提高,根系GS活性在氮素水平过高时反而下降。氮素营养在2N以下时,叶片谷-丙转氨酶（GPT）和谷-草转氨酶（GOT）活性随氮素营养的增加而提高,当氮素水平继续升高时活性则下降;当氮素水平在N处理以下时,根系GPT和GOT活性随氮素营养的增加而提高;当氮素水平高于N处理时,则随氮素营养的增加下降。叶片和根系中上述酶的活性不同,而且活性高峰值出现时期不同,反映了叶片和根系氮代谢的差异。叶片和根系的蛋白质和游离氨基酸含量及叶片叶绿素含量随氮素营养水平的提高而增加,各处理叶片和根系蛋白质含量呈显著正相关,叶片蛋白质和游离氨基酸含量高于根系。     

密度和氮素水平对小黑麦氮代谢相关酶活性和子粒营养品质的影响

以小黑麦品种东农5305为试材,研究了不同密度和施氮水平对旗叶氮代谢相关酶活性和子粒品质的影响。结果表明,随着密度的降低、氮肥的施用,旗叶硝酸还原酶活性和谷氨酰胺合成酶活性提高,内肽酶和氨肽酶活性降低,可溶性蛋白含量增加;密度300×104株/hm2、施氮75 kg/hm2处理子粒产量显著高于其它处理,密度300×104株/hm2、施氮150 kg/hm2处理子粒蛋白质含量、氨基酸含量、赖氨酸含量最高。成熟期子粒蛋白质含量与生育期间旗叶谷氨酰胺合成酶活性显著正相关,与蛋白水解酶活性呈负相关。降低密度和增施氮肥,花后叶片的氮素同化能力增强,叶片蛋白质的降解能力减弱,延缓了叶片早衰。表明小黑麦旗叶可溶性蛋白含量可作为衡量蛋白质代谢的生理指标。     

供氮水平对内蒙古土默川灌区玉米产量和氮肥利用率的影响

为了阐明内蒙古土默川灌区春玉米施用氮肥的肥效,确定节约型施氮量,通过田间定位试验,研究了不同供氮水平(0、180、240、300、360和480 kg hm-2)对春玉米产量、养分利用率以及土壤氮素平衡的影响,结果表明:春玉米产量随供氮量的增加而显著提高,当供氮量高于240 kg hm-2后产量不再增加。供氮量为180 kg hm-2时氮素偏生产力最高,2年平均为63.7 kg kg-1,随着供氮量增加显著降低;氮肥表观利用率和农学利用率在供氮用量为180~240 kg hm-2时最高,2年平均,最大值分别为39.5%和24.1 kg kg-1。供氮量大于240 kg hm-2后土壤氮素的表观平衡出现盈余。所以综合考虑,在本试验条件下,供氮量为180~240 kg hm-2为较适宜。     

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。     

不同氮素水平下外源硅对辣椒生长、光合作用及氮代谢的影响

为探究不同氮素水平下施加外源硅对辣椒幼苗生长、光合作用及氮代谢的影响,以辣椒品种“奥黛丽”为试材,采用基质栽培,设置3913.5(N1)、2236.5(N2)、1564.5(N3)、0(N4)kg/hm² 4个不同土壤氮素水平和0(S0)、1.5 mmol/L(S1)2个外源硅肥水平,两者完全随机组合,共8个处理,研究辣椒植株的生物量、根系形态、矿质元素含量、光合特性与氮代谢相关酶活性变化。结果表明:(1)辣椒植株鲜重量与干物质积累量均随基质氮素水平的降低逐渐增加,施硅处理均显著提高了各氮素水平下鲜重量与干物质积累量;(2)N2水平更有利于辣椒植株地上部、地下部氮、磷、钙元素的积累,较N1水平提高了6.03%～23.97%,施硅处理后,不同氮素水平下植株中大量元素含量均进一步提高,其中N2S1处理对植株大量元素吸收的促进效果最佳,较N2S0显著提高了8.13%～45.10%;(3)与其他水平相比,N2水平显著提高了辣椒叶片中光合色素含量,施硅处理均显著提高了不同氮素水平下辣椒叶片光合色素含量与光合能力,其中N2S1处理下叶片叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量最高,分别为2.97、1.11和0.58 mg/g FW;(4)辣椒叶片中硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)和谷氨酸合成酶(GOGAT)的活性在N2水平下达最大值,与N1水平相比,GS、GOGAT活性分别显著提高了34.71%和19.87%,加硅后均显著提高了各氮素水平下叶片的氮代谢相关酶活性,其中N2S1处理较N2S0处理NR、GS和GOGAT酶活性提高了42.86%～80.47%。综上所述,氮肥减施40%更能促进辣椒幼苗的生物量累积、光合作用与氮代谢进程,配施1.5 mmol/L的外源硅后促进效果进一步提升。     

生长调节剂对玉米氮代谢的影响

采用田间小区试验,研究了植物生长调节剂不同配方对玉米光合特性、氮素代谢以及玉米子粒产量与蛋白质含量的影响。结果表明,调节剂不同配方处理能明显提高子粒灌浆期玉米功能叶叶绿素的含量和净光合速率,功能叶与茎秆中的全氮和蛋白氮的减少量,功能叶的硝酸还原酶、谷氨酰胺合成酶与转化酶活性及子粒谷氨酰胺合成酶与转化酶活性;灌浆中、后期玉米功能叶蛋白水解酶活性和玉米子粒产量、子粒蛋白质含量及蛋白质产量。在生长调节剂中,PGR4处理玉米子粒的蛋白氮含量比对照提高1.35.g/kg,子粒产量比对照增加9.5%,子粒蛋白质产量比对照增加19.6%;PGR3处理玉米子粒的蛋白氮含量比对照提高0.78.g/kg,子粒产量比对照增加11.4%,子粒蛋白质产量比对照增加17.4%,是较合理的配方。     

施氮量对夏玉米碳氮代谢和氮利用效率的影响

本试验研究了施氮量（0、90、180、270 kg/hm2）对夏播玉米CF008、金海5号和郑单958碳氮积累、运转及氮肥利用的影响。结果表明,3个品种的茎叶碳氮积累量、成熟期地上部总氮量均为在施氮量180 kg/hm2或270 kg/hm2下较高,但是最终碳氮运转率、氮素吸收效率、氮素利用效率和氮肥利用率均在施氮量90 kg/hm2下较高。本试验中,碳运转率与产量呈正相关,氮运转率与氮肥利用率呈正相关,表明较高的碳氮运转率可以促进产量和氮肥利用率的提高。本研究在施氮量90 kg/hm2下,CF008和金海5号茎鞘的C/N值在吐丝期和成熟期分别为22.11～22.91、35.66～54.23,叶片的C/N值分别为4.32～5.11、9.06～10.57;在施氮量90～180 kg/hm2下,3个品种夏玉米产量达到了10688～11461 kg/hm2;CF008和金海5号的氮肥利用率达到了31.55%～49.33%,而郑单958的氮肥利用率仅为15.11%～19.20%。     

缓/控释氮肥对夏玉米氮代谢、氮素积累及产量的影响

采用田间试验研究了缓/控释氮肥和不同施氮次数对夏玉米氮代谢、氮素吸收及产量的影响。结果表明,施氮显著增加了穗位叶硝酸还原酶活性、游离氨基酸含量、叶绿素含量和氮素积累量,提高了百粒重,增产20.93%~27.04%。与习惯两次施氮相比,一次性施用缓/控释氮肥和"苗肥30%+大口肥30%+吐丝肥40%"三次施氮的灌浆期游离氨基酸含量分别高2.77 mg g-1和4.07 mg g-1,氮素积累量分别提高了4.18%和9.74%,氮肥利用率分别提高了2.95和6.88个百分点,产量分别增加了4.88%和5.05%,实现了夏玉米增产和高效施肥。     

不同耕作方式下缓释肥对夏玉米产量及氮素利用效率的影响

【目的】氮肥中氮素的合理释放是提高作物产量及氮素利用效率的重要措施之一,耕作方式也可显著影响氮肥施用效果。本文比较了浅旋、 免耕和深松三种耕作方式下缓释肥和常规施肥对夏玉米干物质积累、 叶面积指数及植株氮素积累的影响,为玉米缓/控释肥的合理应用和耕作方式的选择提供科学依据和技术支撑。【方法】试验于2013年至2014年在河南新乡进行。采用裂区设计,以耕作方式为主区,设浅旋(R)、 免耕(N)和条带深松(S)3种耕作方式; 肥料类型为副区,设不施氮(CK)、 缓释肥(SRF)和常规施肥(CCF)3个处理。【结果】相同耕作方式下,缓释肥处理的夏玉米产量及氮肥利用效率显著高于常规施肥; 相同肥料处理,其条带深松耕作的夏玉米产量及氮肥利用效率显著高于浅旋和免耕直播处理。各处理中,以条带深松下的缓释肥处理产量及氮肥利用效率最高,显著高于其他处理,其中两年产量平均增幅为13.4%~59.2%,氮肥农学利用效率(AEN)增幅为27.9%~72.7%,氮素表观利用率(REN)增长15.1~55.7个百分点。分析表明,干物质积累和氮素积累,尤其是花后干物质和氮素积累的增加是产量提高的主要原因。 在N、 R和S 三种耕作方式下,缓释肥处理的花后干物质积累量较常规施肥分别提高13.0%、 12.7%和18.7%; 花后氮素积累量分别提高14.4%、 16.8%和17.8%,其中条带深松耕作的增幅显著高于浅旋和免耕直播。条带深松下缓释肥处理花后干物质和氮素积累量显著高于其他处理。【结论】与传统耕作方式和施肥方式相比,条带深松耕作和缓释肥的施用均显著提高了夏玉米的产量及氮素利用效率,各处理中以条带深松耕作下缓释肥处理的夏玉米产量及氮素效率最高,因此,条带深松深施缓释肥可作为黄淮海区一项有效的合理耕作与施肥措施。     

Drip irrigation and nitrogen fertilization alter phenological development and yield of spring maize (Zea mays L.) under semi-arid conditions

Abstract

Maize response to deficit water and nitrogen for assessing phenological development and yield was studied under semi-arid conditions. Experiment consisting three drip irrigation levels, replenish 60 (DI₆₀), 80 (DI₈₀) and 100 percent (DI₁₀₀) of cumulative pan evaporation, and four nitrogen doses 50 (RN₅₀), 75 (RN₇₅), 100 (RN₁₀₀) and 125 (RN₁₂₅) per cent of recommended nitrogen. A Furrow irrigated treatment was kept as control/check. Significant earliness in visibility of collar of 8^th leaf, tasseling, silking and significant delay in dough stage and physiological maturity was recorded under well water treatment DI₁₀₀ as compared to DI₆₀. Days to collar of 8^th leaf, tasseling and silking had significant negative correlation, and duration of yield formation phase and days to physiological maturity had significant positive correlation with grain yield. Higher DM production, longer yield formation phase and late physiological maturity led to significantly higher grain yield under DI₁₀₀. In case of nitrogen levels, phonological characteristics like collar of 8^th leaf, tasseling and silking were significantly delayed, and dough stage and physiological maturity were advanced under nitrogen deficit treatment RN₅₀ as compared to RN₁₀₀ and RN₁₂₅. Significantly higher dry matter production and longer yield formation phase observed led to significant higher SCY under RN₁₀₀ and RN₁₂₅ as compared to RN₅₀. Yield formation phase was significantly longer under drip irrigated crop as compared to control during 2^nd year of study. Crop phenological development significantly affected by drip irrigation regimes and nitrogen levels, and there was significant correlation between phenological stages development and grain yield.     

控释肥对夏玉米碳、氮代谢的影响

以夏玉米杂交种豫单998为材料,研究3种控释肥对夏玉米碳、氮代谢的影响。结果表明,在等养分量条件下,与常规施肥技术相比,3种控释肥均能有效协调吐丝期至成熟期植株体碳、氮代谢,叶片可溶性蛋白的含量增加2.20%1~0.39%,硝酸还原酶(NR)活性提高3.22%3~2.10%,植株叶片和茎鞘可溶性总糖分别增加6.78%4~6.71%和1.26%3~5.99%,全氮含量分别增加0.50%1~0.69%和1.09%4~1.92%;而可溶性总糖和氮素转运率均小于常规施肥。说明控释肥能较好满足夏玉米在吐丝期至成熟期生长需要,协调其碳、氮代谢,其中以硫加树脂包膜控释肥效果较好。     

施氮水平对超高产夏玉米籽粒及植株形态学特征的影响

氮肥是夏玉米高产的先决条件,为明确不同施氮水平对超高产夏玉米（13500 kg/hm2）籽粒及植株形态学特征的影响,以苏玉30、 苏玉20、 苏玉29三个玉米品种为材料,连续4年、 在6 个施氮水平（0、 360、 405、 450、 495、 540 kg/hm2）上,对成熟期玉米籽粒及植株的形态学特征进行了统计分析。结果表明,密植条件（82500 plant/hm2）下,产量与施氮水平呈抛物线关系, 三个品种均在 450 kg/hm2 施氮水平下产量最高,分别为13798、 14531、 16787 kg/hm2。适宜的施氮水平（450 kg/hm2）可显著增加穗粒重、 粒长、 粒宽及棒三叶叶夹角角度,增大茎秆第一、 二、 三节间长度及茎粗,缩短果穗位三节间（第七、 八、 九节间）的长度。氮肥水平对籽粒厚度影响不显著。产量和茎粗与第一、 二、 三节间长度分别表现为极显著、 显著正相关关系,与第七节间长度分别表现为显著、 极显著负相关关系,而二者与其他节间长度关系不显著。因此, 育种上可选育粒长和粒宽较大的品种作为玉米超高产育种的方向; 生产上可在第一、 二、 三、 七节间伸长的关键时期, 通过氮肥运筹调节其节间长度,达到扩库、 强源、 畅流的目的,最终建立玉米的超高产群体。     

淹涝胁迫和氮形态对苗期玉米糖、氮代谢底物量的影响

采用砂培培养方法,比较研究淹水和不同氮形态(铵态氮、硝态氮以及铵态氮︰硝态氮为1︰1)对苗期玉米根、茎鞘和叶的糖、氮代谢底物——可溶性糖、还原糖、硝态氮和游离氨基酸等物质含量的影响。结果表明,当淹涝胁迫持续7 d时,在非淹涝胁迫条件下,铵态氮处理的根、茎鞘和叶的可溶性糖和游离氨基酸含量均显著高于硝态氮处理(P<0.05);在淹涝胁迫条件下,硝态氮处理的根、茎鞘和叶的生物量干重显著低于铵态氮处理(P<0.05),其根和叶的生物量干重也显著低于铵态氮、硝态氮混合处理(P<0.05)。与非淹涝条件相比,在淹涝胁迫条件下,硝态氮处理的根系和叶的硝态氮含量显著降低(P<0.05),降低幅度分别高达62.6%和30.0%;此外,与非淹涝条件相比,在淹涝胁迫条件下,铵态氮处理的根的可溶性糖、还原糖以及游离氨基酸含量,茎鞘的可溶性糖和还原糖含量以及叶的可溶性糖和游离氨基酸含量均显著升高(P<0.05),而硝态氮处理仅根、茎鞘和叶的还原糖含量以及叶的游离氨基酸含量显著升高(P<0.05)。因此,在本试验条件下,由于糖、氮代谢底物含量充足,铵态氮处理的苗期玉米具有相对较强的耐淹涝胁迫能力。     

施氮对夏玉米碳氮代谢及穗粒形成的影响

以夏玉米杂交种郑单958为材料,对不同施氮水平下玉米产量、产量构成、粒数形成关键期植株体的碳氮代谢及碳氮代谢的关键酶进行了研究。结果表明,氮肥对玉米产量的影响主要体现在对穗粒数、穗粒重的影响上。施氮量为180.kg/hm2时,显著促进玉米穗粒数、穗粒重的增加;施氮量增加至240.kg/hm2时,促进作用下降。施氮明显促进大喇叭口期至灌浆期植株体的碳氮代谢,使碳氮代谢的关键酶硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)和蔗糖磷酸合成酶(SPS)活性提高,增强光合产物的积累和运输,从而满足生殖生长的需求,促进穗粒数的形成,提高产量。在抽丝前供氮充足的前提下,抽丝期施氮对增产意义不大。     

N-utilization by maize (Zea mays L.) as influenced by crop rotation and field pea (Pisum sativum L.) residue management

Abstract. A five year field experiment was conducted to assess the influence of crop rotation and field pea residue incorporation into the soil on maize yield. The data indicated a 30% increase in maize yield grown in rotation with field pea compared to when it was grown after wheat and a further increase of 35% when field pea residues were incorporated into the soil. The effect of field pea and residue incorporation was greater in the presence of fertilizer nitrogen indicating the enhanced capacity of the crop to utilize N from the residue. Legume residue management in sub-tropical regions of the world, having coarse textured soils low in organic matter, could help to increase the yield of cereals besides saving some of the expensive fertilizer input.     

Brassinolide effects on maize (Zea mays L.) growth and yield under waterlogged conditions

Our aim was to assess if Brassinolide (BR) could ameliorate stress caused by waterlogging on maize. Two BR levels (with and without), two maize varieties [Ikom White (IKW) and Obatanpa-98 (Oba-98)] and three growth stages [control (WL_o), seedling stage (WL₁), and tasseling stage (WL₂)] were studied under waterlogging lasting 10 days. Maize growth and development were significantly (p?≤?.05) reduced by waterlogging stress under WL₁ than WL₂. Waterlogging stress at WL₁ adversely affected (p?≤?.05) the protein and relative water contents. The nitrogen (N) content among the plant partitions (leaves, stems, and grains) were reduced (p?≤?.05) at both silking and harvest. The beneficial effect of BR was more pronounced in Oba-98 with higher protein contents, dry matter yield, N-uptake and harvest index than IKW. Oba-98 was also better yielding than IKW. Thus, in a waterlogged soil, treatment of maize plants with BR at WL₁ could induce some tolerance.