基于15N示踪的施肥量与氮素含量变化规律的研究

【研究目的】本文研究水稻叶片全氮含量、15N丰度的变化以及与施氮水平之间的关系;【方法】以临稻11,圣稻13和阳光200三个水稻品种为材料,进行盆栽实验;【结果】结果表明,不同生育期水稻叶片全氮含量和15N丰度均随施氮水平逐渐增加。顶1叶片全氮含量和施肥量仅在拔节期极显著相关性,但是3个叶位15N丰度在全生育期与施氮量均达到0.01水平极显著相关。三个水稻品种不同叶位全氮含量随着施氮水平的提高总体呈现增加趋势;15N示踪表明拔节期低氮素水平下位叶片15N丰度较上位高;在高氮素水平上位叶片15N丰度增加;孕穗期上位叶的氮素大量转移到穗部,导致孕穗期上位叶的15N丰度明显小于下叶位;抽穗期和灌浆期由于氮素营养的运转,下叶位15N丰度明显小于上叶位。【结论】叶片15N丰度的变化更能反映出肥料供应的差异状况。和叶片全氮含量比较,叶片15N丰度与施氮肥量的相关性更能说明施氮肥量和叶片氮素营养的关系。     

微喷灌和氮肥用量对冬小麦籽粒灌浆和氮素吸收利用的影响

为明确多次微喷和氮肥用量对冬小麦籽粒灌浆特性及氮素吸收利用的影响,以主栽品种济麦22为材料,设置了微喷4次(S4,拔节期+孕穗期+开花期+灌浆期)和3个追施氮肥处理(N1、N2和N3分别为纯氮45,90,135kg/hm2),氮肥随灌水等量分次施入,以漫灌作为对照(CK,拔节期750 m3/hm2+开花期750 m3/hm2,拔节期追施纯氮90 kg/hm2),考察了籽粒产量、灌浆期上三叶叶绿素含量和籽粒干物质积累动态、不同时期植株氮素积累、分配与运转及土壤硝态氮含量。结果表明,多次微喷灌提高了籽粒产量,尤以S4N2增加显著(P0.05),相比CK提高10.5%~24.5%。微喷产量的增加主要归因于千粒质量的提高,2013-2014年和2014-2015年S4N2千粒质量比CK分别提高了3.47,5.97 g。微喷灌显著延长了籽粒灌浆天数,特别是推迟了最大灌浆速率出现日,延长了籽粒灌浆高峰持续期;S4N2最大理论千粒质量、最大灌浆速率、平均灌浆速率均高于其他处理。微喷灌处理灌浆中后期上三叶叶绿素含量显著高于CK,尤其以旗叶和倒二叶表现明显,叶片功能期延长,利于籽粒灌浆和粒重提高。微喷灌处理植株氮素积累量显著高于CK,成熟期表现为随施氮量的增加呈现先升高后降低的趋势。微喷灌植株花前贮藏氮素的转运量及其对籽粒氮的贡献率降低,花后同化氮素的贡献率提高,尤以叶片和茎鞘表现明显。同时,微喷灌提高了籽粒氮素积累量和氮肥偏生产效率。少量多次微喷灌使氮肥在冬小麦生育期内主要集中于0~80 cm土层,但施氮过多会导致硝态氮向深层土壤淋失。综合上述结果认为,在本试验条件下,微喷4次在适宜的追氮量(90 kg/hm2)条件下可实现冬小麦高产和氮肥高效利用。     

氮素营养调控对扬麦10号品质和产量的影响

扬麦 10号是优质蒸煮类专用小麦 ,在江苏省里下河地区已成为当家品种 ,为了探索氮素营养调控对该品种品质和产量的影响 ,与南京农业大学农学院合作 ,进行了不同施氮水平和施氮时期的试验研究 ,以期形成扬麦 10号优质高产的最佳氮素运筹方案。1　材料与方法1.1　试验设计试验设不同施氮水平和施氮时期。施氮量分别为10kg/6 6 7m2 (低氮 )、15kg/6 6 7m2 (中氮 )和 2 0kg/6 6 7m2 (高氮 )。其中低氮水平只用基肥。中氮水平设 3个追肥时期 ,分别为拔节期、孕穗期和抽穗期。高氮水平在孕穗期和抽穗期分别追施。磷肥全部基施 ,施P2 O58.0kg/6 6 …     

应用SPAD-502进行小麦氮素营养诊断的初步研究

试验研究分析了小麦在不同氮素水平下氮素和叶绿素计值(SPAD,SoilandPlantAnalyzer Development)的叶位分布特点,以及小麦叶片氮素含量和SPAD值的相关性,探讨应用SPAD-502进行小麦氮素营养诊断的理论依据。通过沙培试验,利用叶绿素仪SPAD-502测定了不同氮素水平小麦(新春11号)在不同生育时期(分蘖期、拔节期)叶片的SPAD值、叶绿素含量及植株全氮含量,在此基础上分析了小麦叶片的SPAD值与植株叶绿素含量、全氮含量的关系,目的在于为SPAD快速诊断施肥法在小麦等作物上的应用提供理论依据。结果表明:叶绿素与小麦不同叶位叶片SPAD值含量呈显著正相关;全氮含量与小麦叶片SPAD值呈正相关,因此,可以用SPAD值估算全氮含量,从而为小麦氮素营养状况提供诊断,但是全氮含量与不同叶位SPAD值的关系表现不一致。     

不同施氮水平对春小麦生长发育及其氮素代谢指标的影响

利用盆栽试验,研究不同氮肥用量对春小麦中前期生长情况的影响。结果表明,施用氮肥促进了小麦的生长发育,使小麦的株高、茎基宽、分蘖数、茎叶干重等生长量提高0.05~1倍,但增长并不与氮肥用量同步。在分蘖期和拔节期,施氮处理的小麦茎叶中全N含量均高于不施氮处理,而全P、全K含量随着施氮量的增加呈现先增后减的趋势。在分蘖期和拔节期,小麦茎基部NO3--N含量、叶片中叶绿素含量与施氮量之间均有显著正相关性,小麦茎基部NO3--N含量、叶片中叶绿素的含量可以反映出土壤的供氮水平。     

冬小麦光合速率对施氮量与光照强度的响应分析

为了探索施氮量在不同光照强度下对冬小麦光合速率的影响,基于小区施氮控制试验,设置4个施氮量水平和5个光照强度,分析施氮量对冬小麦叶片氮素含量的响应规律,研究光照强度和叶片氮素对冬小麦叶片净光合速率的影响。结果表明,随施氮量的提高,叶片含氮量逐渐上升,过量施氮会抑制灌浆初期和灌浆中期叶片含氮量的增加;从拔节期-灌浆中期,叶片含氮量总体降低,冬小麦净光合速率随光照强度的增大呈增加趋势,光合速率在低施氮量下先上升后下降,而在不施氮和中、高施氮量下随生育时期推进呈下降趋势;在人工控制的固定光照强度下,冬小麦叶片净光合速率与叶片含氮量呈极显著正相关,即随着叶片含氮量的增加光合速率呈上升趋势,故适量增施氮肥有助于冬小麦光合速率的提高。     

氮肥水平与栽植密度互作对不同生育期水稻生长及产量的影响

针对水稻生产中氮肥用量增加、栽植密度越来越低等问题,深入探究水稻施氮量和栽植密度的互作效应对水稻生长、养分吸收及产量的影响,以期为减少施氮、高效施肥提供理论依据,从而找出水稻栽植密度与施氮量的最佳组合。以山东省济宁市任城区水稻试验田种植的第2季水稻圣稻18号为研究对象,通过田间试验设置氮肥水平与栽植密度双因素处理,施氮量设4个水平:无氮(N1),0 kg/hm~2;低氮(N2),216 kg/hm~2;中氮(N3),288 kg/hm~2;高氮(N4),360 kg/hm~2。栽植密度设3个梯度:低密度,24万穴/hm~2;中密度,27万穴/hm~2;高密度,30万穴/hm~2。共12个处理,3次重复。结果表明,本试验条件下,拔节期水稻的株高、鲜质量、叶面积及分蘖数均以30N3处理为最佳。对于水稻养分吸收,中氮中密度下的水稻氮素含量最高,其中27N2处理在抽穗期比24N2处理高出20. 2%,27N3处理在灌浆期比27N1处理高出1. 30%。而水稻全磷、全钾含量随着施氮量增加有不同程度的提高。试验还表明,在中密度条件下,288 kg/hm~2的施氮处理比不施氮肥产量提高12. 1%;在中氮条件下,27万穴/hm~2的栽植密度比低密度处理产量提高18. 5%。因此,氮肥水平与栽培密度的最优组合为288 kg/hm~2和27万穴/hm~2,该组合在降低施氮量,控制合理密度的同时,产量实现最优,达到14 615. 3 kg/hm~2。     

施氮量对滴灌冬小麦光合特性、产量及氮素利用效率的影响

在田间研究了5 种施氮量N0 (0 kg/hm2)、N1 (90 kg/hm2)、N2 (180 kg/hm2)、N3 (270 kg/hm2)、N4(360 kg/hm2)处理对‘新冬18 号'旗叶光合特性、干物质积累、产量及氮素利用效率的影响。结果表明：拔节期增加施氮量,增加孕穗期旗叶的叶绿素和可溶性蛋白质含量、光合速率、叶面积指数、春季总光合势。孕穗期施氮肥延缓旗叶叶绿素和可溶性蛋白含量、光合速率、叶面积指数的衰减;孕穗后均以N3、N4的旗叶叶绿素和可溶性蛋白质含量、光合速率、叶面积指数、春季总光合势较高,干物质积累量和产量也以N3、N4较高。随施氮量的增加干物质积累量和产量增加,氮肥利用效率降低。在本试验条件下增加施氮量使旗叶叶绿素和可溶性蛋白含量、光合速率、叶面积指数增加及其功能期的延长是‘新冬18号’增产的主要原因。综合考虑施氮量在180~270 kg/hm2范围内,氮肥农学利用效率为6.9 kg/kg,可满足‘新冬18号’产量为8004.85 kg/hm2的需要。     

氮肥运筹对强筋小麦旗叶生理性状及产量的影响

以优质强筋小麦品种‘郑麦9023’为材料,进行了等氮量不同追氮时期对其旗叶生理性状与产量调控作用的研究。结果表明,等氮量不同追氮时期对旗叶叶绿素和全氮含量及产量均存在明显影响。小麦旗叶叶绿素和全氮含量以及穗粒数、千粒重和产量均以孕穗期追施氮肥（60%）最好,而穗数以拔节期追施氮肥最多,并且,孕穗期追肥与较拔节期追肥、返青期追肥和氮肥全部底施相比,小麦产量分别提高了1.8%、6.2%和9.9%,由此表明,小麦生长发育初期少施氮肥,中后期重追施氮肥,不仅能够为小麦生长快速期提供充足的氮肥供应,提高旗叶叶绿素和全氮含量以及氮素转运率,防止叶片早衰,而且对于增加小麦穗粒数,促进大穗形成、提高千粒重和产量均具有积极的作用。     

施氮量对冬马铃薯氮素利用和土壤氮含量的影响

在大田条件下,以马铃薯品种费乌瑞它为试验材料,研究施氮量(N 0、80、160、240kg/hm2)对冬马铃薯氮素吸收利用和土壤氮含量变化的影响。结果表明,施氮可显著提高马铃薯根、茎、叶及块茎全N含量;施N量在0~160kg/hm2范围,马铃薯茎、叶、块茎及植株全N积累量随施N量的增加而明显增加,但继续增加施N量,茎、块茎及植株全N积累量增加不明显;马铃薯氮肥农学利用率、吸收利用率、偏生产力及氮素块茎生产效率随施N量的增加呈明显下降趋势,氮肥生理利用率和氮素收获指数呈先增加而后降低趋势。马铃薯收获后,施N量为0~80kg/hm2的种植地0~30cm土层碱解氮含量不同程度下降,施N量为160~240kg/hm2的各土层碱解氮含量显著增加,但施N量对土壤全N含量影响不明显。可见,本研究条件下施N量应控制在80~160kg/hm2。     

氮肥后移对不同氮效率水稻花后碳氮代谢的影响

以氮高效品种(德香4103)和氮低效品种(宜香3724)为材料,利用~(13)C和~(15)N双同位素示踪技术和生理生化分析方法,采用盆栽及大田试验,在施氮量180 kg hm~(–2)条件下,设置3种氮肥运筹方式,基肥∶蘖肥∶穗肥比例分别为5∶3∶2(N_1)、3∶3∶4(N_2)、3∶1∶6(N_3),以及不施氮(N_0)处理;研究其对不同氮效率水稻花后氮碳代谢的影响,并探讨氮肥后移下花后光合同化物及氮素累积、转运、分配的共性响应机制及其与产量的关系。结果表明,品种、氮肥运筹对花后氮素利用特征、光合同化物分配、生理特性及产量均存在显著影响。氮高效品种与氮肥后移量占总施氮量的40%、氮素穗肥运筹以倒四、倒二叶龄期等量追施相配套(N_2处理),能促进花后氮素累积,提高剑叶光合速率和1,5-二磷酸核酮糖羧化酶、谷氨酰胺合成酶等碳氮代谢关键酶活性,促进叶片、茎鞘、根系、穗各营养器官光合同化物及氮素累积与转运,进而提高产量及氮肥利用率,为本试验氮高效品种配套的氮肥运筹优化模式。花后不同氮肥运筹下,氮高效品种光合同化物、氮素的累积与转运,分别较氮低效品种高7.78~12.75 mg ~(13)C株~(–1)、15.14~18.78mg ~(15)N株~(–1);且叶片转运量分别较氮低效品种高1.70~2.93 mg ~(13)C株~(–1)、2.21~4.55 mg ~(15)N株~(–1),茎鞘转运量分别较氮低效品种高1.70~2.93 mg ~(13)C株~(–1)、0.05~1.14 mg ~(15)N株~(–1);而穗部氮高效与氮低效品种~(13)C同化物分别增加31.04~44.68 mg ~(13)C株~(–1)(占~(13)C总量的42.04%~46.38%)、24.94~34.26 mg ~(13)C株~(–1)(占~(13)C总量的36.45%~41.36%),~(15)N则分别增加35.56~46.58 mg ~(15)N株~(–1)(占~(15)N总量的61.82%~82.93%)、27.37~31.57 mg ~(15)N株~(–1)(占~(15)N总量的58.04%~68.31%)。氮高效品种花后具有强光合碳同化、氮素的协同吸收转运特征,以及碳氮代谢能力,来满足籽粒灌浆期对光合同化物及氮素的利用,是氮高效品种相对于氮低效品种高产、氮高效利用的重要原因。此外,从花后不同器官碳氮比(C/N)变化值综合两品种高产及氮肥高效利用来看,N_2处理下,齐穗至成熟期叶片、穗部C/N提高幅度与该时期茎鞘、根系C/N降低幅度一致,据此可将C/N作为水稻高产及氮肥高效利用同步提高的评价指标,这具有重要的参考价值。     

冬小麦叶片氮含量时空分布及其与植株氮营养状况的关系

以低蛋白小麦品种宁麦9号和高蛋白小麦品种淮麦20为材料,研究了冬小麦不同生育时期冠层叶片氮素时空分布特征及其与植株氮含量的关系。结果表明,叶片氮含量在不同叶位间的分布因生育时期而异,拔节期、抽穗期和开花期叶片氮含量都呈现顶1>顶2>顶3>顶4的趋势,而在药隔期及孕穗期,两品种顶2叶氮含量均大于顶1叶。     

不同氮素水平对小麦孕穗期生育特性的影响

为了明确不同氮素水平对小麦生长发育的影响,提高氮素利用效率,以‘豫麦49’为材料,通过设置4个不同的氮素处理,对小麦孕穗期株高、叶面积系数、叶片鲜干重、茎鞘鲜重和干重、根鲜重和干重、根体积等形态指标以及小麦叶片中的叶绿素、丙二醛(MDA)和可溶性糖含量等生理指标的测定。结果表明,在一定范围内增施氮肥可以明显提高小麦株高、叶面积系数、叶片鲜重和干重、茎鞘鲜重和干重、根体积,但施氮水平达到240 kg/hm2后,增幅不明显。叶绿素和可溶性糖含量随施氮量的增加而增加,但MDA含量随施氮量的增加而减少。试验表明,施氮量为180~240 kg/hm2时有利于小麦孕穗期的生长发育。     

不同施肥处理对新成片麻岩土壤谷子生长及土层硝态氮的影响

为了探明片麻岩新成土中土壤硝态氮时空分布规律,通过田间肥效试验,研究在不同施氮水平下配施磷和有机肥对土壤中硝态氮含量的影响。结果表明,施肥可以显著提高作物产量。氮磷配施作物产量显著高于单施氮肥和有机肥,各处理不同施氮水平作物产量差异不显著。苗期各剖面土壤硝态氮含量随着施氮量的增加而增大。拔节期随着土层深度的增加硝态氮含量先增加(0~60 cm)后降低(60~80 cm)。抽穗灌浆期单施氮肥,总体上随着施氮量的增加硝态氮含量升高,且各剖面的硝态氮含量高于其他2个处理。收获期土壤中各剖面硝态氮含量呈现单施氮肥>氮磷配施>配施有机肥的趋势。土壤中各剖面的硝态氮含量总体上苗期>拔节期>抽穗灌浆期>收获期,随着谷子生育期需氮量和降雨量的变化而逐渐减少。     

基肥施氮量对甘蔗苗期氮素效应及土壤氮素分布的影响

研究基肥施氮量对甘蔗苗期氮素吸收与利用的影响,以期为甘蔗生产合理施用氮肥提供参考依据。以‘新台糖22号’（ROC22）为试材,采用网室微区盆栽试验方法,设基肥施用15N标记的尿素5 g/盆、2.5 g/盆及1.5 g/盆3个处理。结果表明,苗期甘蔗全氮含量、干物质积累量、从肥料中吸收的氮素总量及土壤碱解氮和硝态氮含量均随氮肥施用量的增加而显著提高,但氮肥利用率却随氮肥施用量的增加而显著下降;施氮量明显影响氮素在甘蔗植株体内及不同土层的分布;苗期甘蔗主要吸收20~40 cm尤其是20~30 cm土层的氮素。甘蔗基肥施用氮肥应考虑适宜的量和土层深度。     

不同氮素水平对甜菜氮代谢酶和可溶性蛋白含量的影响

为了筛选合适的氮素施用量,研究氮素营养和氮素同化关键酶的关系,以尿素为氮源,采用HI003为试材,研究了不同的施氮水平对甜菜叶片、块根中可溶性蛋白含量、硝酸还原酶和谷氨酰胺合成酶活性的影响。结果表明：叶片中,硝酸还原酶的活性随着施氮水平的提高而增加,但是超过 200 kg/hm²酶活性下降;块根中硝酸还原酶活性在0~120 kg/hm²随着施氮量增加而上升,超过 160 kg/hm²酶活力下降。叶片、块根中,整个生育期施氮肥处理增加了谷氨酰胺合成酶活性。试验中发现施氮量和生育期早期的叶片中硝酸还原酶和谷氨酰胺合成酶活性呈显著正相关。施氮量和甜菜叶片可溶性蛋白含量在7月15日和9月15日呈显著正相关;在生育期内,氮素水平和块根中的可溶性蛋白含量呈极显著正相关。     

光叶紫花苕生物固氮能力及其还田氮素对玉米的当季有效性

为探明豆科绿肥光叶紫花苕的生物固氮能力以及还田绿肥氮素对后茬玉米的当季有效性,采用~(15)N自然丰度法和~(15)N同位素标记稀释法,测定了大田不同施氮处理下(N0、N75、N150、N225)光叶紫花苕的生物固氮效率和生物固氮量;采用盆栽试验方法,测定了光叶紫花苕不同翻压还田量下春玉米的产量、氮肥利用率以及还田绿肥~(15)N的当季回收率。结果表明,施氮量(N0、N75、N150、N225)对光叶紫花苕生物量(5 233. 71～6 659. 86 kg/hm~2)、氮素产量(218.61～278.58 kg/hm~2)及生物固氮量(156.81～189.66 kg/hm~2)均无显著影响,但对生物固氮效率(56.35%～85.63%)有显著影响。同等施氮量(N75或N150)下,~(15)N自然丰度法和~(15)N同位素稀释法测定的生物固氮效率并无显著差异。光叶紫花苕翻压还田量显著影响玉米地上部~(15)N吸收量(0. 51～0. 94 mg/株)和氮肥农学利用率(40. 13～51. 28 g/g),但对还田绿肥~(15)N的当季回收率并无显著影响。本试验条件下,豆科绿肥光叶紫花苕大田种植时可以不追施氮肥,以全量翻压还田为宜。本研究结果为豆科绿肥种植的合理施氮和翻压还田利用提供了理论依据。     

氮肥基追比对高产冬小麦产量及氮素吸收利用的影响

为确定高产冬小麦生产过程中氮肥的合理施用时期及比例,实现氮肥资源高效利用.采用田间试验方法,研究了豫北超高产田总施氮量240 kg/hm2条件下,不同氮肥运筹模式对冬小麦产量、地上部氮素吸收与积累及氮素效率的影响.结果表明,同一施氮量下,与氮肥全部基施处理相比,氮肥分次施用可增加冬小麦产量、氮素积累量,提高氮素回收率、农学效率、吸收效率和收获指数,降低土壤氮素依存率,其中N3处理最佳.冬小麦返青期前对氮的积累量约占总积累量的9.4%～11.2%,返青期后对氮的需求量大,返青至灌浆期可吸收氮素63.3%～66.6%,灌浆期后可吸收氮素23.5%～25.9%;N3处理植株各生育阶段氮积累量较高.氮肥1/3底施+1/3返青期追施+1/3拔节期追施是本试验条件下兼顾小麦产量及氮素效率的最佳运筹方式.     

拔节期氮肥运筹对不同滴灌量下冬小麦光合特性及产量的影响

为探明拔节期氮肥运筹对不同滴灌量下冬小麦光合特性及产量的影响,在大田滴灌技术条件下,以‘新冬41号’为试验材料,研究4种拔节期氮肥运筹处理[N0(0 kg/hm²)、N1(90 kg/hm²)、N2(180 kg/hm²)、N3(270 kg/hm²)]对3种不同滴灌量[W1(1500 m³/hm²)、W2(3000 m³/hm²)、W3(3450 m³/hm²)]下冬小麦叶绿素含量（SPAD值）、叶面积指数(LAI)、叶片光合特性及产量的影响。结果表明,在3种滴灌量下各氮肥处理冬小麦拔节至乳熟期叶片SPAD值均呈“先增后降”的变化规律,最大值均在灌浆期;LAI呈现“先增后降”的变化规律,在孕穗期达最大。在同一施氮水平下,滴灌量增加,叶片的净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)均增加,而胞间CO₂浓度(Ci)则降低。滴灌量较低时（W1处理）,增加拔节期施氮量能有效提高滴灌冬小麦的有效穗数、穗粒数、千粒重、产量和收获系数;水分充足时（W2、W3处理）,增加拔节期施氮量反而不利于产量的提高。综合考虑各项产量指标及氮肥利用效率得出,在滴灌量3000 m³/hm²条件下,拔节期施氮量180 kg/hm²时,滴灌冬小麦籽粒产量较高,氮肥利用率最大,可供生产参考。     

采用SPAD仪进行甜菜氮素营养诊断技术研究

为研究甜菜大田栽培及生产过程中氮素的营养状态,以便及时补充氮素亏缺,使用SPAD-502仪(soil plant analysis development)测定了甜菜叶片不同叶位和叶序的SPAD值,发现SPAD值的分布特点及其规律性,建立了基于SPAD值的氮素营养快速诊断方法。试验设计了室内盆栽及田间试验,对不同基因型、不同发育阶段甜菜叶片不同叶位叶序的SPAD值进行测定,统计并分析SPAD值与叶片的叶绿素含量及植株全氮含量的相关性。结果表明：甜菜叶片SPAD值在不同叶位及叶序上有差异,其中叶片尖部SPAD最大值出现的次数与叶片侧缘部和叶片基部相比较有较明显优势,施氮及不施氮处理均达到50%以上;4~6片真叶期后最高叶片SPAD值与测得的同株叶片的SPAD值有较显著的相关性,所以最高叶片的叶片尖部可作为甜菜叶片SPAD值的最适测定部位;增加施氮量能提高叶片SPAD值;不同品种间叶片SPAD值也有差异;SPAD值与不同发育阶段甜菜叶片的叶绿素含量以及植株全氮含量分别建立线性方程,拟合后发现叶片SPAD值和总叶绿素含量之间为极显著相关,与植株含氮量之间为相关性显著。因此,利用叶片SPAD值可实时监测甜菜生长与光合效应,进行氮素营养的快速诊断。