氮肥运筹对寒地水稻籽粒植酸、蛋白质和矿质元素的影响

为探究寒地水稻优质栽培的氮肥施用方式,以粳稻品种垦粳7号和垦粳8号为试验材料,通过2年(2017-2018年)田间试验,设置4种氮肥运筹方式:习惯施肥(T1,施氮量150 kg·hm^-2,基肥:蘖肥:穗肥=6:3:1)、氮肥后移1(T2,施氮量150 kg·hm^-2,基肥:蘖肥:穗肥=4:3:3)、基于T2的减氮施肥(T3,施氮量135 kg·hm^-2,基肥:蘖肥:穗肥=4:3:3)和氮肥后移2(T4,施氮量150 kg·hm^-2,基肥:蘖肥:穗肥=5:3:2),其中以T1为对照,研究氮肥运筹对寒地水稻籽粒植酸、总蛋白质及组分、矿质元素含量的影响及其互作效应。结果表明,氮肥、品种对水稻籽粒中植酸含量的影响均达显著或极显著水平。与T1相比,T2、T3和T4水稻籽粒中植酸含量平均分别显著降低了31.92%、48.94%和21.28%;T2、T3和T4水稻籽粒中清蛋白、球蛋白、谷蛋白以及总蛋白质含量均增加,且T2作用效果更明显,分别较T1显著提高了0.14、0.10、0.45和0.60个百分点(2017年两品种均值);T2和T3的醇溶蛋白含量略有降低,T4则略有增加,但与T1差异均不显著;T2和T3水稻籽粒中Cu、Mn、Fe、Ca、K、Zn含量均增加,且T2增加更明显,T4水稻籽粒中各矿质元素含量变化则无明显规律。通过分析氮肥运筹下水稻籽粒植酸含量与蛋白质、8种矿质元素含量的相关性可知,植酸含量与总蛋白质、清蛋白、球蛋白、谷蛋白以及Cu、Mn、Fe、Zn、Ca、Mg、K含量均呈负相关,其中与球蛋白含量和2018年Zn和Ca含量呈显著负相关。综上所述,氮肥平衡分配能降低水稻籽粒中植酸含量,增加总蛋白质和矿质元素含量,有效改善蛋白质组分,从而提高稻米营养品质。本研究结果为寒地稻米的优质栽培的氮肥运筹方式提供了理论依据。     

高氮密植栽培对湘两优900产量形成及氮利用效率的影响

为探明湘两优900在热带稻区的高产性和适应性,在海南三亚进行4个施氮水平(0、150、225、300 kg·hm^-2)和2个移栽密度(25.0×10⁴、16.7×10⁴ hills·hm^-2)大田栽培试验,研究施氮水平和移栽密度对湘两优900产量形成和氮肥利用率的影响。结果表明,施氮水平和移栽密度对湘两优900产量影响显著,产量随着施氮水平和移栽密度的提高而显著增加,以施氮量300 kg·hm^-2与移栽密度16.7×10⁴ hills·hm^-2组合的产量最高(15.32 t·hm^-2),其增产优势主要表现为有效穗数多,地上部干物重和叶面积指数(LAI)大,叶绿素含量和净光合速率(Pn)高。施氮水平与移栽密度对氮肥吸收利用效率有影响,且施氮水平起显著作用。施氮量为300 kg·hm^-2时,氮肥吸收利用率最大(44.5%),增加施氮量能显著提高氮肥利用率,同时也会显著降低氮素吸收效率、氮生理效率、氮肥效率。从产量和氮肥利用效率综合考虑,施氮量300 kg·hm^-2与移栽密度25.0×10⁴ hills·hm^-2是本试验条件下的最优密肥组合。本研究结果为超级杂交稻在热带稻区(海南)推广应用提供了科学依据。     

氮肥用量对花生氮素吸收与分配的影响

为明确花生氮素吸收与分配规律,以花育25号为试验材料进行土柱栽培试验,采用¹⁵N 示踪法研究氮肥用量对花生不同器官氮素同化吸收与积累分配的影响。结果表明,当施氮量超过90 kg·hm^-2(N2)时,花生植株各器官干物质量及氮素积累量基本不再显著增加。籽仁干物重在3个施氮量(N1、N2、N3) 条件下分别较不施氮增加2.61%、5.32%和1.88%,且在施氮量90 kg·hm^-2(N2)时最高,为19.00 g/株。同一施氮量条件下,花生不同器官¹⁵N 积累量表现为籽仁> 叶> 茎>果壳>根;在不同施氮量条件下,¹⁵N 在花生各器官积累量随施氮量增加而增加。N2增加了¹⁵N 在籽仁中的分配比例,降低了茎和叶片中的分配比例,促进氮素由营养器官向生殖器官转运,提高了¹⁵N 在籽仁中的积累量,其氮肥利用率分别较N1、N3和N4提高22.77%、17.56%和28.13%。综上,本试验条件下施用90 kg·hm^-2氮素(N2)可提高花生籽仁干物重,增加氮素积累量和氮肥利用率。一元二次方程模拟结果表明,77.19 kg·hm^-2为花生产量最高的最适施氮量。本研究结果为花生氮肥利用率及氮肥的合理施用提供了理论依据。     

施氮量对油后直播棉花产量、品质及生物量的影响

为研究施氮量对油后直播棉花生物量累积特征及其与产量、品质的关系,于2016-2017年在湖南常德设置了施氮量分别为0、90、180、270、360 kg·hm^-2氮肥水平试验。结果表明,在施氮量为0~360 kg·hm^-2范围内,施氮量越大棉株营养器官生物量累积越多,而棉株生殖器官生物量则在施氮量为270 kg·hm^-2时累积最多;皮棉产量、成铃数和单铃重均在施氮量为270 kg·hm^-2时达到最大;0~270 kg·hm^-2范围内,衣分随施氮量增加而增加。在施氮量为270 kg·hm^-2条件下,纤维长度和断裂比强度最高;适宜施氮量有利于纤维长度、断裂比强度的提高和马克隆值的优化,对伸长率和整齐度基本无影响。综上所述,适宜施氮量可提高棉花的产量、品质,洞庭湖棉区适宜的施氮量为180~250 kg·hm^-2。本研究结果为环洞庭湖棉区的氮肥合理运筹提供了技术参考。     

减氮和机械侧深施肥对机插杂交稻产量及氮素吸收利用的影响

为探究侧深减量施缓释肥对水稻生长、氮素利用及土壤肥力等的影响,本研究以两系杂交稻品种晶两优534和三系杂交稻品种宜香优2115为供试材料,通过设置R₁₅₀(一次性机械侧深施缓释肥150 kg·hm^-2)、R₁₂₀(一次性机械侧深减氮20%施缓释肥120 kg·hm^-2)、R₉₆N₂₄ (基肥侧深施缓释肥96 kg·hm^-2, 穗肥撒施尿素24 kg·hm^-2)、N₁₅₀(基肥人工撒施尿素90 kg·hm^-2,穗肥撒施尿素60 kg·hm^-2)、N₀(不施氮肥)5种不同的氮肥施用处理,分析机械侧深减氮施肥对机插稻产量形成和氮素吸收利用效率的影响。结果表明,与常规施肥相比,侧深施用缓释肥显著提高了机插稻分蘖数、氮素积累量、氮肥利用率和土壤肥力,对机插稻产量和氮素利用存在显著影响。侧深施缓释肥显著提高了机插稻的有效穗数和每穗粒数,两品种均以一次性机械侧深施用常规施氮量缓释肥处理(R₁₅₀)的产量最高,比2次人工撒施常规尿素处理(N₁₅₀)平均增产13.05%。采用机械侧深施肥,减氮20%的“基缓追速”处理(R₉₆N₂₄)产量均高于与人工撒施常规施氮量处理(N₁₅₀)。R₉₆N₂₄的氮肥农学利用率、氮肥吸收利用率和产量均高于N₁₅₀。综上所述,与人工撒施常规尿素相比,采用机械侧深施基肥能保证水稻整个生育期对氮素的需求,显著提高机插稻氮素利用率;缓释肥减量20%侧深施可保持土壤肥力和产量不减,达到减氮稳产的目的。本研究结果为机插稻优质绿色高效生产提供了理论依据和实践指导。     

氮肥运筹对苏打盐碱地水稻养分积累、转运及分配的影响

为明确适合苏打盐碱地水稻增产和养分高效利用的氮肥运筹方式。以粳稻品种垦粳7号为供试材料,于2017～2018年,在大田条件下设置5种氮肥运筹方式:不施氮肥(N0)、农民常规施氮(N1,N总量150kg/hm~2,基肥∶蘖肥∶穗肥=6∶3∶1)、平衡施氮(N2,N总量150 kg/hm~2,基肥∶蘖肥∶穗肥=4∶3∶3)、减氮处理(N3,N总量135 kg/hm~2,基肥∶蘖肥∶穗肥=4∶3∶3)、平衡氮肥前移(N4,N总量150 kg/hm~2,基肥∶蘖肥∶穗肥=5∶3∶2),其中以N1为对照。分别在齐穗期和成熟期测定植株氮、磷、钾含量,并分别计算氮、磷、钾积累量及转运量、转运贡献率,收获后测定实际产量。结果表明,与N1相比,N2和N3有利于提高水稻的实际产量,平均分别提高14.23%和5.64%,其中N2与N1间差异达显著水平,而N4产量显著降低了7.98%;N2和N3提高了齐穗期和成熟期的叶片、茎鞘和穗部的氮、磷、钾养分积累量,且以N2最高,与N1间差异显著,同时,N2和N3提高了齐穗至成熟期叶片和茎鞘氮、磷、钾养分转运量、转运率、转运贡献率以及穗部养分增加量,尤其N2叶片氮、磷、钾转运量以及叶片氮转运率平均分别显著提高了83.27%、71.33%、74.54%和20.26%,而N4表现出与N2和N3相反的趋势。此外,水稻产量与成熟期叶片、茎鞘和穗部的氮、磷、钾养分积累量以及养分转运贡献率均呈极显著正相关,且各养分转运贡献率间存在协同性。综上所述,平衡施氮和减氮处理能提高水稻齐穗期和成熟期植株氮、磷、钾养分积累量,促进齐穗至成熟期养分的转运,利于苏打盐碱地水稻增产及对养分的高效利用。     

氮肥对粳性和糯性糜子干物质积累和产量性状及氮肥利用效率的影响

为探讨不同粳糯性糜子干物质积累、产量及氮素利用效率对不同供氮水平的响应,本研究通过两年田间试验,以粳性糜子品种陇糜13号和糯性糜子品种陇糜14号为试验材料,设置45(N1)、90(N2)和135 kg·hm^-2(N3)3个供氮水平,以不施氮为对照(CK),研究不同供氮水平下不同粳糯性糜子在开花期和成熟期的干物质积累与转运、农艺性状及产量的变化,分析氮素积累量、氮肥农学利用效率、氮肥偏生产力、氮素利用率及氮肥表观利用效率对施氮的响应。结果表明,随着施氮量的增加,不同粳糯性糜子的地上部各器官干重呈单峰曲线变化,在N₂下,开花期和成熟期糜子的茎秆干重、叶片干重、茎鞘干重和穗干重均显著高于CK(P<0.05);随着施氮量的增加,不同粳糯性糜子的氮肥偏生产力呈降低趋势,而氮素利用效率呈先降低后升高的趋势;N₂可以显著提高不同粳糯性糜子的株高、茎粗、穗长、单穗粒重、千粒重及产量,也可提升氮肥农学利用效率和氮肥表观利用率。两年数据表明,N2(90 kg·hm^-2)下陇糜13号的农艺性状、产量及氮素利用效率均优于陇糜14号。综上,本研究条件下,甘肃省会宁地区糜子的推荐氮肥施用量为90 kg·hm^-2,这对西北地区种植不同粳糯性糜子具有生产指导意义。     

施氮量和播种密度对不同熟期油菜干物质量和产量的影响

为探究不同熟期油菜在施氮量和密度互作下的干物质积累、分配、对籽粒贡献与产量效应,以不同熟期(早熟和晚熟)油菜品种为试验材料,于2015-2016年在简阳进行品种、氮肥与密度三因素多水平的田间试验。结果表明,密度对干物质积累、分配和对籽粒贡献的影响总体均大于施氮量。在密度和氮肥互作效应下,干物质积累量的改变量总体上表现为成熟期>花末期>盛花期>初花期>苗期,且随着施氮量的增加而增加,随着密度的增大而显著减少,其中晚熟品种对密度和施氮量的变化更为敏感;干物质分配率在花期前、花期、成熟期最大差异分别表现在叶片、茎秆、角果。在相应生育期,随着密度的增大,叶片分配率显著递减,而茎秆、角果的分配率则显著递增;干物质贡献量随着密度增大而减少,晚熟品种较早熟品种的降幅大,随着施氮量增加晚熟品种干物质贡献量呈上升趋势,早熟品种干物质贡献量花前呈上升趋势,花后呈先增加后下降趋势(除低氮处理外)。在低氮(120 kg·hm^-2)、中氮(240 kg·hm^-2)下,随着密度的增大,产量呈先上升后下降趋势;高氮(360 kg·hm^-2)条件下,随着密度增大,产量显著递增;早熟品种的产量在中氮(240 kg·hm^-2)下达到最高,平均为2 244.75 kg·hm^-2;晚熟品种的产量在高氮(360 kg·hm^-2)下达到最高,平均为2 472.15 kg·hm^-2;早熟品种最佳密肥组合为240 kg·hm^-2和30~45万株·hm^-2,晚熟品种最佳密肥组合为360 kg·hm^-2和30~45万株·hm^-2。综上,氮肥和密度主要通过改变干物质积累量和花后干物质贡献量来影响产量,晚熟品种更易通过调节氮肥和密度等手段实现高产量。本研究结果为不同熟期油菜氮肥及密度管理提供了理论依据。     

氮肥运筹对机插双季稻产量、氮肥利用率及经济效益的影响

【目的】 随着劳动力成本的提高,机械插秧是降低水稻生产劳动强度的必要措施之一,研究适应该技术的氮肥施用时期和比例,对推广该技术,实现机插双季稻稳产高产具有重要意义。 【方法】 以早稻和晚稻为试验材料,进行机插双季稻氮肥施用田间试验。在同一施氮量下,设置氮素基肥∶分蘖肥∶穗肥比例为 8∶2∶0（N_8∶2∶0）、7∶2∶1（N_7∶2∶1）、6∶2∶2（N_6∶2∶2）、5∶2∶3（N_5∶2∶3）、4∶2∶4（N_4∶2∶4）、3∶2∶5（N_3∶2∶5）和不施氮肥（CK）7 个处理。调查了早稻和晚稻产量形成、氮素吸收以及氮肥利用特征,讨论了氮肥后移与产量、产量形成及肥料利用率的关系。 【结果】 机插早、晚稻基肥∶分蘖肥∶穗肥比例分别为 6∶2∶2 和 5∶2∶3 处理水稻高产的群体结构最合理,有效穗、穗粒数、结实率与千粒重的乘积最大,协调产量的各因子达最佳值。同时发现,机插早、晚稻穗肥比例与有效穗数呈极显著负相关,与穗粒数呈正相关,与结实率呈抛物线关系。施氮处理机插早、晚稻的籽粒和秸秆氮含量及氮素累积量较 CK 处理均有所增加,其中随着穗肥比例的增大,早、晚稻的籽粒和秸秆氮含量均呈现增加的趋势,而氮素累积量均呈先增后减的趋势。无论机插早稻（施氮量为 180 kg/hm2）还是晚稻试验（施氮量为 195 kg/hm2）,随着穗肥比例的增大,氮肥贡献率（NCR）、氮肥农学利用率（NAE）、氮肥吸收利用率（NRE）、氮肥偏生产力（PFP_N）以及经济效益均呈先增后减的趋势,其中早稻 N_6∶2∶2 处理 NCR、NAE、NRE、PFP_N 和经济效率均达最大值,晚稻 N_5∶2∶3 处理均达最大值;而早、晚稻氮肥生理利用率（NPE）随着穗肥比例的增大均呈现逐渐减少的趋势。 【结论】 在施氮量和分蘖肥比例相同的条件下,机插早、晚稻施基蘖肥与穗肥比例分别为 6∶2∶2 和 5∶2∶3 时,有利于水稻高产和氮肥高效,是较为理想的施肥模式。      

氮肥管理对直播杂交水稻抗倒伏能力的影响

为进一步探究氮肥管理对直播杂交水稻茎秆倒伏的影响,在前期研究初步明确直播杂交水稻最适播种量和氮肥运筹方式的基础上,以四川主推杂交稻F优498和新选育杂交稻德优4923为试验材料开展2个大田试验,分别为设5个施氮水平(90、120、150、180和210 kg·hm^-2,基肥∶分蘖肥∶穗肥比均为3∶3∶4);在150 kg·hm^-2施氮水平下设4种氮肥运筹方式(基肥∶分蘖肥∶穗肥比分别为10∶0∶0、4∶4∶2、3∶3∶4 和2∶2∶6),研究不同施氮水平和氮肥运筹方式对直播杂交水稻茎秆形态学、力学指标及茎秆化学成分组成的影响及其与抗倒伏能力的关系。结果表明,施氮水平的提高或氮素穗肥比例的增加均会降低直播杂交水稻茎秆折断弯矩、断面系数、弯曲应力、第4节间直径和茎秆碳水化合物含量和钾含量,且施氮水平的增加还伴随茎秆各节间伸长、株高和重心高度增加,倒伏指数增加,倒伏风险增大。直播杂交水稻F优498和德优4923均在施氮水平150 kg·hm^-2,氮肥运筹方式分别在基肥∶分蘖肥∶穗肥比为 3∶3∶4 和4∶4∶2条件下获得较理想产量,同时也具备较高的抗倒伏能力。水稻茎秆折断弯矩、外径长轴长、纤维素和氮含量等指标在直播杂交水稻抗倒伏能力中起着重要作用。本研究结果为完善直播杂交水稻技术中合理的氮肥管理提供了理论基础。     

周年施氮对冬小麦-夏大豆轮作产量及土壤氮素含量的影响

为探讨周年不同施氮组合对冬小麦-夏大豆轮作体系土壤氮素及产量影响规律,于2017—2018年,在伊宁县农业科技示范园内开展大田试验,以冬小麦-夏大豆轮作为研究对象,在前茬麦季设置4个施氮水平:0(N0)、104(N1)、173(N2)、242 kg·hm^-2(N3);后茬大豆设置3个施氮水平:0(S0)、69(S1)、138 kg·hm^-2(S2),研究周年不同施氮组合对两季作物收获后农田0~100 cm土层土壤硝态氮(NO₃^--N)、铵态氮(NH₄⁺-N)含量、无机氮残留量及产量的影响。结果表明,冬小麦不同施氮水平土壤NO₃^--N及NH₄⁺-N含量均在20~40 cm土层达到最大值,且N3的土壤NO₃^--N和NH₄⁺-N含量最高,分别达到14.65 mg·kg^-1和4.26 mg·kg^-1,土壤NO₃^--N含量平均分别较N0、N1、N2增加了92.86%、44.69%和17.03%,土壤NH₄⁺-N平均依次增加了69.95%、26.10%和8.46%;而冬小麦施氮量越高,其土壤无机氮残留量越大,以麦季N3平均最高,为200.62 kg·hm^-2。此外,前茬麦季施氮还能影响后茬大豆土壤中NO₃^--N、NH₄⁺-N含量及无机氮残留量;夏大豆的土壤NO₃^--N和NH₄⁺-N含量也在20~40 cm土层达到最大值,且N3S2的土壤NO₃^--N、NH₄⁺-N含量及无机氮残留量最大,平均分别为18.61 mg·kg^-1、 5.10 mg·kg^-1、258.36 kg·hm^-2。在麦季施氮173 kg·hm^-2时(N2),冬小麦产量最高,平均为7 828.64 kg·hm^-2,平均分别较N0、N1、N3增加35.45%、16.77%、6.26%;且在此基础上夏大豆当季再施氮69 kg·hm^-2时(S1),夏大豆获得产量最高,平均为2 988.93 kg·hm^-2,其周年总产量也达到最高平均,为10 817.5 kg·hm^-2。综上所述,麦季施氮173 kg·hm^-2,豆季施氮69 kg·hm^-2既有利于提高麦豆周年产量,又能减少土壤氮素的残留量,可为当地一年两熟制高效施氮制度提供一定的参考标准。     

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基因相对表达量显著上调;灌浆期,先玉335的GS1-3基因表达量显著上调。相较于拔节期,在其他生育期,两品种的GS1-4基因相对表达量均显著下调。相较于拔节期,京农科728在灌浆期的AS1和AS3基因相对表达量显著上调。相较于其他各生育时期,先玉335在拔节期的AS1基因显著上调。本研究结果证明了氮代谢关键酶基因对不同氮高效型品种的氮素吸收调控存在显著差异。本研究为了解不同氮高效型品种的氮素吸收调控特征提供了理论依据。     

施氮量和密度对盐碱滩涂水稻产量和品质的影响

为明确施氮量和密度互作对盐碱滩涂水稻产量和品质形成特征的影响,以淮稻5号为试验材料, 设置6个施氮量处理:N0(0 kg·hm^-2)、N210(210 kg·hm^-2)、N255(255 kg·hm^-2)、N300(300 kg·hm^-2)、N345(345 kg·hm^-2)、N390(390 kg·hm^-2),2个移栽密度处理:D1(33.4 万穴·hm^-2,12 cm×25 cm)、D2(27.8 万穴·hm^-2,12 cm×30 cm),测定了水稻产量及品质形成的相关因素。结果表明,随施氮量增加,单位面积穗数和每穗粒数呈先上升后下降的趋势,以N300处理最高;结实率和千粒重呈下降趋势。不同密度间比较,高密度处理的穗数和千粒重高于低密度处理,每穗粒数和结实率呈相反趋势。施氮量与移栽密度组合中,以N300D1处理的产量最高,达7 978.83 kg·hm^-2。施氮量的增加提高了稻米的加工品质与营养品质,同时降低了外观品质与蒸煮食味品质。移栽密度的增加提高了稻米的营养品质,但降低了加工品质、外观品质和蒸煮食味品质。综合分析认为,施氮量300 kg·hm^-2和移栽密度33.4万穴·hm^-2, 是盐碱滩涂水稻获得高产优质的栽培措施。本研究结果为盐碱滩涂水稻的高产优质栽培提供了理论依据。