氮肥对不同耐低氮性玉米品种花后物质生产及叶片功能特性的影响

为明确不同耐低氮性玉米品种花后物质生产及叶片功能特性,采用大田试验,以玉米耐低氮品种‘正红311’和低氮敏感品种‘先玉508’为试验材料,在6个氮水平下研究花后物质生产及叶片功能特性。结果表明:施氮可显著提高玉米干物质积累、叶面积指数和叶片光合速率,延缓花后叶片叶绿素含量和全氮含量的下降,抑制生育后期叶片C/N值的增加,从而提高玉米的最终产量。耐低氮品种‘正红311’花后干物质积累、叶片光合速率、叶面积指数和产量均显著高于低氮敏感品种‘先玉508’,‘正红311’较‘先玉508’平均提高30.5%、9.2%、35.0%和8.8%。两品种吐丝后叶片叶绿素含量差异显著,耐低氮品种‘正红311’平均较低氮敏感品种‘先玉508’提高4.85%。两品种吐丝后叶片氮含量差异不大,但‘正红311’和‘先玉508’吐丝?成熟期叶片全氮含量分别下降31.5%和34.9%,‘正红311’降幅低于‘先玉508’。两品种花后叶片C/N值差异显著,‘先玉508’较‘正红311’平均提高5.95%。与低氮敏感品种‘先玉508’相比,耐低氮品种‘正红311’花后叶片光合速率更高、叶面积指数更大,而叶片叶绿素含量和全氮含量降幅与C/N值增幅更低,延缓了生育后期叶片的衰老,延长了叶片的功能期,增加干物质积累和产量。施用氮肥可有效提高‘正红311’干物质积累、叶面积指数和产量,延缓其生育后期叶片C/N值升高,而‘先玉508’需要较高的施氮水平才能维持其花后叶片光合速率和全氮含量。     

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。     

秸秆还田方式与施氮量对春玉米产量及干物质和氮素积累、转运的影响

【目的】 探讨秸秆还田方式与施氮量对东北春玉米产量、干物质和氮素积累、转运的影响,明确适宜的秸秆还田方式及施氮量。 【方法】 连续两年在辽宁铁岭市进行了田间试验。设置秸秆还田方式 (旋耕、翻耕) 与施氮量两因素田间定位试验,研究了春玉米产量及干物质和氮素积累、转运特性。 【结果】 秸秆旋耕和翻耕还田产量和籽粒氮素积累量差异并不显著,但前者显著增加了地上部干物质和氮素积累量,及花后氮素积累量、花后干物质积累对籽粒干物质积累贡献率、花后氮素积累对籽粒氮素积累贡献率,而后者则显著提高了花前营养器官干物质、氮素转运量和转运率,花前营养器官干物质和氮素转运对籽粒干物质和氮素积累贡献率分别达到了12.4%、44.1%。随着施氮量的增加,产量和籽粒氮素积累量,地上部干物质和氮素积累量呈逐渐增大的趋势。但施氮量超过262.5 kg/hm2后,产量和籽粒氮素积累量差异则不显著。施氮量262.5 kg/hm2时,花前营养器官干物质和氮素转运量和转运率最高,花前营养器官干物质和氮素转运对籽粒干物质和氮素积累贡献率分别达到了16.7%、45.2%。 【结论】 短期秸秆旋耕和翻耕还田,春玉米产量和籽粒氮素积累量差异不显著,然而秸秆旋耕还田作业成本较低,且配施262.5 kg/hm2氮产量较高,可作为秸秆还田初期推荐施氮量。      

不同氮效率基因型高产春玉米花粒期干物质与氮素运移特性的研究

以先玉335（XY335）、 郑单958（ZD958）、 内单314（ND314）及四单19（SD19）4 个不同氮效率基因型高产春玉米品种为材料,研究了在当地农户常规施氮（FCN）和高产施氮（HYN）水平下其花粒期的干物质、 氮素转移及积累特性。结果表明,两个施氮水平下先玉335与郑单958均较内单314与四单19有显著的增产效果。农户常规施氮水平下,产量高低为郑单958、 先玉335内单314、 四单19,分别为13512、 13381、 12260和11932kg/hm2;高产施氮水平下,各品种产量表现为先玉335郑单958内单314四单19,分别为16364、 15895、 13916和12717 kg/hm2。农户常规施氮水平下,氮高效型品种与氮低效型品种间产量形成的差异主要来自于花前营养器官干物质转移量;而在子粒氮素积累上,氮高效型品种与氮低效型品种间的差异主要来自于吐丝期之后的氮素合成量。高产施氮水平下,氮高效型品种与氮低效型品种间产量形成的差异来自于花前营养器官干物质转移量与吐丝期之后干物质的合成,且在子粒氮素积累上,氮高效型品种与氮低效型品种间的差异来自于营养器官氮素转移量与吐丝期之后氮素合成量。氮高效型品种在农户常规施氮及高产施氮水平下均能有效提高子粒产量及氮素含量,且在高施氮量条件下更能有效利用氮素,增加花粒期干物质及氮素吸收转移量。     

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。     

不同氮肥模式下2个高产玉米品种物质积累与产量效益特性研究

为实现玉米的高产高效栽培,以高产玉米品种郑单958和先玉335为供试材料,设置4个施氮水平:0、180、240和300 kg·hm-2,分别标记为N0、N1、N2和N3,研究并探讨不同氮肥模式下2个高产玉米品种的干物质积累量与产量效益特性。结果表明,随施氮量增加,2个玉米品种籽粒产量和经济效益均增加,且以N2处理最高,其中先玉335籽粒产量和经济效益显著高于郑单958。随生育进程的递进,2个玉米品种叶面积指数均呈降低趋势,随施氮量增加,2个玉米品种叶面积指数呈增加趋势。在不同氮肥模式下,先玉335叶面积指数、花后物质积累量和分配比例均高于郑单958。2个玉米品种群体干物质积累量在开花期之前差异不显著,其差异主要表现在开花后;2个品种花后物质积累量以N3处理最高,而分配比例则以N0处理最高。本研究可为夏玉米高产高效栽培提供理论依据和技术指导。     

不同施氮水平下不同氮利用效率小黑麦植株氮素积累分配特性

采用土培盆栽试验,以小黑麦氮高效利用品种‘Clxt82’、‘PI429186’和氮低效利用品种‘Clxt74’为材料,研究0(不施氮)、0.033 g(N)·kg-1(低氮)和0.066 g(N)·kg-1(正常氮)3个不同施氮水平下,各生长时期氮素在器官间和器官内不同功能性氮素分配的特性。结果表明:氮高效利用品种在氮素不足的条件下优势更明显,抽穗期高效利用品种和低效利用品种间生物量的差异随施氮量的增加而减小,在不施氮、低氮和正常供氮时‘Clxt82’、‘PI429186’地上部生物量分别为‘Clxt74’的1.55倍、1.19倍、1.06倍和1.79倍、1.35倍、1.30倍。不同生育时期,小黑麦氮积累量均随施氮量的增加而显著增加,低氮和正常供氮处理,在分蘖期、拔节期氮高效利用品种氮积累量均显著高于低效利用品种,而在抽穗期差异则不大。随施氮量的增加,氮素在叶片和穗部的分配比例减小,在茎的分配比例增大;分蘖期和拔节期,氮高效利用品种茎中氮素分配比例小于低效利用品种,叶片氮素分配比例则大于低效利用品种。抽穗期氮高效利用品种穗部氮素分配比例大于低效品种,而叶部则相反。各生育时期各器官不同形态氮素含量总体上随施氮量的增加而增加。不施氮和低氮处理,拔节期氮高效品种‘Clxt82’、‘PI429186’叶片营养性氮含量是低效品种‘Clxt74’的1.31倍、1.76倍和1.12倍、1.35倍,而结构性氮含量则是低效品种的86.12%、64.01%和80.82%、71.51%;抽穗期氮高效品种‘Clxt82’、‘PI429186’叶片营养性氮含量是低效品种‘Clxt74’的1.01倍、1.11倍和1.04倍、1.13倍,结构性氮含量为低效品种‘Clxt74’的74.99%、63.08%和75.78%、62.84%;各时期品种间功能性氮素含量差异不大。低氮条件下氮高效利用品种通过降低结构性氮素含量、增加营养性氮素含量来满足氮素的利用和体内循环。     

中、高产型小麦干物质和氮素累积转运对水氮的响应

  【目的】  研究产量高低差异明显的小麦品种干物质和氮素积累转运对水氮响应的差异,为以产量为目标的小麦优化水氮运筹提供参考。  【方法】  于2016—2018年,以中产型品种‘泰科麦33’和高产型品种‘济麦22’为供试材料进行了两因素三水平完全方案田间试验。两因素为灌水量和氮肥用量,3个灌溉水平为300、450和600 m3/hm2,依次表示为W₁、W₂、W₃;3个施氮量为135、180和225 kg/hm2,依次表示为N₁、N₂、N₃。测定小麦关键生育期氮素和干物质积累量,在成熟期调查了产量和产量构成因素。  【结果】  两个品种小麦水氮互作效应对穗数、穗粒数、千粒重、籽粒产量和氮肥偏生产力影响显著,中产型品种的产量对水氮的响应顺序表现为W₂ > W₃ > W₁、N₂ > N₃ > N₁;高产型品种的产量对水氮的响应顺序表现为W₃ > W₂ > W₁、N₂ > N₃ > N₁。高产和中产品种产量对氮素的反应一致,高产品种比中产品种对水分的要求更高。品种特性及其水氮互作效应显著影响小麦开花期和成熟期干物质积累量。籽粒产量与花前干物质对籽粒的贡献率呈线性负相关,与开花后干物质对籽粒贡献率呈线性正相关,表明开花后干物质是籽粒干物质的主要来源。品种及其水氮互作效应均显著影响小麦开花期和成熟期氮素的积累量。籽粒产量与花前氮素积累量对籽粒的贡献率呈线性正相关,与开花后氮素积累对籽粒贡献率呈线性负相关,表明花前氮素积累是籽粒氮素的主要来源。在显著相关的性状中,生物量、开花后干物质输入籽粒量、开花后干物质对籽粒的贡献率之间呈显著正相关;花前氮素积累量、总氮素积累量、花前氮素转运量、开花后氮素输入籽粒量、花前氮素积累量对籽粒的贡献率以及氮素收获指数之间显著正相关。  【结论】  水、氮及其互作效应显著影响小麦穗数、穗粒数、千粒重、籽粒产量、氮素偏生产力、花前干物质积累量、成熟期干物质积累量、开花后干物质输入籽粒量、花前氮素积累量、成熟期氮素积累量、花前氮素转运量等性状。不适宜的灌水量和氮肥施用量会促进花前干物质向籽粒的过度运转,不利于形成高产。中、高产型小麦籽粒产量对氮素的响应均表现为为N₂ > N₃ > N₁,但对灌溉量的响应不同,中产型品种适宜的灌水量为450 m3/hm2,高产型品种适宜的灌水量以600 m3/hm2较为理想。     

施氮对不同氮效率类型玉米自交系产量、干物质及氮素积累的影响

以前期筛选出的低氮高效型玉米自交系(PH6WC)和低氮低效型玉米自交系(ZY118)为试验材料,设置N0(0 kg/hm²)、N90(90 kg/hm²)、N180(180 kg/hm²)和N360(360 kg/hm²)4个氮处理,研究不同氮效率类型玉米自交系产量、干物质积累、氮素积累及氮素代谢相关酶活性对氮浓度的响应规律。结果表明,玉米自交系的群体产量、干物质积累、氮素积累随施氮水平的增加,呈先升高后降低的趋势,且高效型玉米自交系群体产量、干物质积累、氮素积累和氮素代谢相关酶(硝酸还原酶、谷氨酰胺合成酶及谷氨酸合成酶)活性及氮肥利用效率均显著高于低效型自交系,以产量为例,高效型自交系比低效型自交系从N0到N360分别高51.99%、46.27%、32.43%和19.86%;而干物质转运量及其对籽粒的贡献率和氮素转运量显著低于低效型自交系。相关分析结果表明,干物质、谷氨酰胺合成酶和谷氨酸合成酶活性与产量、氮素积累量及氮肥利用效率呈极显著正相关,可作为玉米氮高效自交系的筛选指标。因此,高效型玉米自交系(PH6WC)在不同氮处理下具有较高的产量、干物质积累、氮素积累及氮素代谢相关酶活性,可以在低氮水平下达到稳产高产。     

施氮量对四川盆地小麦生长及灌浆的影响

【目的】施氮量对小麦光合产物的积累、转运和分配影响明显,氮肥运筹是调控小麦物质生产的重要手段。为进一步发挥四川盆地小麦的增产潜力,2011~2013年,在四川省江油市开展了施氮量对两个高产小麦品种物质生产及灌浆特性影响的研究。【方法】试验采用裂区设计,品种为主区,施氮量为副区,参数品种为内麦836和川麦104,施氮(N)水平分别为0、90、135、180、225 kg/hm2,在小麦生长期间和收获后分别测试了个体和群体生物量、产量、产量结构和灌浆参数。【结果】施氮量、品种以及年际间气候条件均对产量、产量结构以及干物质积累量、叶面积指数有明显影响,两因素或三因素互作效应因指标不同而异。同一施氮水平下,川麦104的籽粒产量高于内麦836,氮空白区内麦836平均产量6638.9 kg/hm2,川麦104为6717.7 kg/hm2。135 kg/hm2施氮水平下,两个品种的生物产量和籽粒产量分别超过18000和9000 kg/hm2,与180 kg/hm2和225 kg/hm2处理差异不显著。两个品种产量与施氮量之间的关系符合一元二次函数关系(P0.05),川麦104 y=-0.1056x2+44.023x+6724.6,内麦836 y=-0.0934x2+35.991x+6651.5,理论最高产量以及最高产量施氮量川麦104均高于内麦836。增加施氮量利于各生育期干物质积累量的增加,但在135~225 kg/hm2施氮范围变幅较小,且135 kg/hm2处理在花后物质积累量更多。随着施氮量的增加,花前贮存物质对产量的贡献率呈先降低后升高的趋势,135kg/hm2处理的产量形成更多的依靠花后物质生产。增施氮肥虽然可促进公顷穗数和穗粒数的增加,但平均灌浆速率下降,内麦836最大灌浆速率在施氮量达到N 180 kg/hm2,川麦104在施氮量达到N 225 kg/hm2时即有大幅下降,千粒重也随之有不同程度的降低。【结论】花后干物质积累量的差异是两个品种对氮肥响应出现差异的重要原因。在目前生产条件下,稻茬小麦高产施氮量在N 135~150 kg/hm2,即可确保小麦的产量,又可提高花前群体质量和花后物质生产量及转运效率。因此,在土壤肥力高、保水保肥力强的四川盆地,施氮量为135~150 kg/hm2可提升该地小麦的生产效益。     

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。     

不同氮效率玉米干物质形成及氮素营养特性差异研究

通过田间小区试验,开展了两个氮素供应水平（N0和N180）下,两个不同氮效率玉米品种［氮高效品种先玉335（V1）低效品种吉单535（V2）］干物质形成与氮素营养特性差异研究。结果表明,在氮素胁迫条件下,氮高效品种先玉335具有较高的耐低氮能力,表现为N0处理其干物质量及吸氮量均显著高于氮低效品种吉单535的N180处理。成熟期,先玉335的子粒干物质量和吸氮量均显著高于吉单535,且N180处理显著高于N0处理; 品种和氮素处理间的交互作用达极显著水平,表现为N180处理先玉335子粒干物质量和吸氮素最高。另外,两品种子粒中85.6%～97.6%的碳来源于粒重形成阶段叶片的光合作用,仅2.4%～14.1%源于抽雄前营养体的碳素转移。先玉335子粒氮素来源更多依赖于生育后期根系对氮素的吸收和转移,N0和N180处理中,根系氮素吸收转移量对子粒的贡献分别为45.4%和59.3%; 而吉单535子粒的氮素来源则以生育前期地上部营养体的氮素转移为主,N0和N180处理中,转移量对子粒贡献分别为65.5%和67.9%。先玉335的氮肥回收利用率、氮肥农学效率及氮肥偏生产力均高于吉单535。     

不同年代玉米品种氮素利用效率与其根系特征的关系

【目的】玉米品种根系构型及解剖结构决定着其氮素利用的效率。研究不同年代推广的玉米品种根系构型与解剖结构的演进规律,可为选育高产氮素高效利用型玉米新品种提供理论依据。 【方法】以20世纪80年代至今推广的8个玉米品种掖单13号（YD13）、农大108（ND108）、郑单958（ZD958）、先玉335（XY335）、京科968（JK968）、中单909（ZD909）、登海605（DH605）、登海618（DH618）为试验材料,进行大田和土柱栽培两种试验。大田试验施氮量为N 236.25 kg/hm2和不施氮,土柱试验为N 4.5和1.5 g/plant,定期取样测定根系相关指标、干物质及氮素积累与分配。 【结果】近代玉米品种籽粒产量和氮素积累量均显著高于早期品种,高氮处理2000's以后品种（JK968、ZD909、DH605、DH618）较之前的4个品种分别增加14.7%和11.7%,低氮条件下分别增加16.1%和20.6%;高氮处理,1990's玉米品种ND108、ZD958根系干重较1980's品种YD13平均减少54.2%,2000's以后的品种JK968、ZD909、DH605、DH618较1990's玉米品种平均增加23.2%,但仍少于YD13;次生胚根数目随品种更替呈现逐渐增加趋势;根系皮层通气组织（RCA）占根系横截面积的比例随品种更替呈现增加趋势,而根系皮层细胞层数（CCFN）和细胞大小（CCS）虽有差异,但并无明显变化趋势;2000's以后品种D95（95%的根系干重所达到的土层深度）较之前品种增加23.7%,表明近代品种根系下扎能力增强,在深层土壤中的根系分布比例增加。在同一氮素水平下,根干重、D95、RCA%与氮素积累量呈显著线性正相关,根系呼吸速率和氮素积累量呈显著线性负相关。 【结论】现代玉米品种的氮素吸收量与氮素利用效率显著高于早期品种,在低氮条件下优势更明显。随品种更替,次生胚根数目增多,利于玉米苗期的生长;根系总量呈现先减少后增加的趋势,根系下扎能力明显增强,深层土壤中根系显著增加。现代玉米品种根系RCA占根系横截面积比例显著增加,减少了根系呼吸消耗,有利于产量的提高。     

不同土壤肥力水平下施氮对甘薯产量与氮肥利用率的影响

为探明不同土壤肥力条件下施用氮肥对甘薯产量和氮肥利用率的影响,选取鲜食型甘薯品种烟薯25号为试验材料,采用大田试验,研究了施氮对不同土壤肥力下甘薯产量及产量构成因素、干物质积累规律和氮肥利用率的影响。结果表明:不施氮条件下,甘薯蔓数、最大蔓长度、叶面积指数和产量均表现为高肥力中肥力低肥力(P0.05)。3种土壤肥力条件下,增施氮肥均能显著增加甘薯蔓数、最大蔓长度和叶面积指数(P0.05),但对最大蔓节间数影响不显著。高肥力、中肥力和低肥力地块分别在施氮量为50,100,150kg/hm~2时获得最高产量,分别较不施氮处理(N0)增产16.06%,29.63%和33.33%。与地力条件无关,增施氮肥均能提高甘薯地上部干物质累积量。中、低土壤肥力条件下,甘薯氮累积量随施氮量增加逐渐增加,而高土壤肥力条件下呈先增加后降低的趋势;高肥力地块氮肥利用率随施氮量增加而逐渐降低,中肥力地块先增加后逐渐降低,在100kg/hm~2时氮肥利用率最高,低肥力地块逐渐增加。综合产量和氮肥利用率,可知高肥力、中肥力和低肥力地块甘薯适宜施氮量分别为50,100,150kg/hm~2。     

氮磷配施对旱地胡麻干物质积累和籽粒产量的影响

为了解决旱地胡麻施肥增产不明显的问题,设2个施氮(纯N)水平:75 kg·hm~(-2)(N_1)、150kg·hm~(-2)(N_2);2个施磷(纯P_2O5)水平:75 kg·hm~(-2)(P_1)、150 kg·hm~(-2)(P_2),共4个施肥处理(N_1P_1、N_1P_2、N_2P_1和N_2P_2),以不施肥为对照(N0P0),研究了氮磷配施对胡麻干物质积累、籽粒产量和水分利用效率的影响。结果表明,氮磷配施促进了胡麻地上部干物质的积累,比N0P0明显增加11.90%~59.29%,且成熟期干物质在籽粒中的分配量和分配比例随施肥量的增加而增大,以N_2P_1最大,比其他处理显著增加7.76%~34.73%和8.07%~9.14%(P0.05)。与N0P0相比,各施肥处理的开花后干物质积累量及其对籽粒产量的贡献率分别显著增加3.26%~39.06%和5.72%~61.50%。不同氮磷配施水平对胡麻籽粒产量的影响显著,与N0P0相比,N_1P_1、N_1P_2、N_2P_1和N_2P_2的籽粒产量分别显著增加16.21%~21.69%、28.47%~36.05%、44.27%~56.55%、36.34%~47.10%。胡麻的水分利用效率与籽粒产量的变化趋势基本一致,以N_2P_1的水分利用效率最大,N_2P_2次之,分别比N0P0显著增加30.23%~38.54%、20.50%~36.81%。可见,适宜的氮磷配比(N_2P_1:150 kg N·hm~(-2)、75 kg P_2O5·hm~(-2))在增加旱地胡麻干物质累积量、促进土壤水分吸收的基础上,保证了胡麻的高产高效,这为旱区胡麻高产栽培技术提供了理论依据。     

硫肥用量对玉米氮硫吸收分配和产量的影响

为明确硫肥用量在作物增产方面的效应,本研究采用单因素随机区组设计,通过大田试验,设置5个硫肥(硫磺)用量,分别为0 kg(S)·hm~(-2)(S0)、40 kg(S)·hm~(-2)(S1)、80 kg(S)·hm~(-2)(S2)、120 kg(S)·hm~(-2)(S3)和160kg(S)·hm~(-2)(S4),研究不同硫肥用量对玉米产量和氮硫素吸收、分配的影响。结果表明,施用硫肥可使玉米产量增加7.0%~18.1%,S2处理玉米产量最高,为12 978.30 kg·hm~(-2)。施用硫肥能显著提高玉米各生育时期(除大喇叭口期外)植株干物质积累量。成熟期,玉米叶片、叶鞘、籽粒干物质积累量均在S2处理下达最大值,玉米茎秆、苞叶、穗轴干物质积累量均在S1处理下达最大值。整个生育期内,玉米硫素积累量和硫素吸收强度均在S2处理下达最大值,且显著高于不施硫的S0处理。成熟期时,玉米叶片硫素积累量随施硫量的增加而增加,S4处理时达最大值;玉米茎秆、苞叶、穗轴硫素积累量均在S1处理下最大;玉米叶鞘和籽粒硫素积累量则S2处理下最大。从拔节期至抽雄吐丝期,S3处理促进玉米氮素积累效果最佳;灌浆期和成熟期分别以S1和S2处理更有助于玉米氮素积累。施硫量的增加会在一定程度上降低玉米硫肥偏生产力和硫肥利用率;玉米硫肥农学利用率在S2处理下最大。玉米植株的氮素和硫素吸收累积量具有极显著相关关系。因此,适量的硫肥在提高玉米产量和氮硫吸收、分配及利用效率方面发挥着重要作用,施硫量为80 kg(S)·hm~(-2)时,整体效果最佳。     

喷施γ-聚谷氨酸提高夏玉米产量和养分吸收的机制

【目的】探明γ-聚谷氨酸 (γ-PGA) 促进夏玉米生长和养分吸收利用的调控机制,为其在玉米生产中的科学使用提供技术指导和理论依据。【方法】以玉米品种郑单958为试材,于2017和2018年在河北廊坊进行了田间试验。在两个氮肥水平下,即常规用量 (N 180 kg/hm2) 和减量30% (N 126 kg/hm2),分别喷施γ-PGA或谷氨酸两种增效剂 (剂量分别为0、37.5、150 g/hm2),共10个处理。在玉米5个关键生育期采集植株样品,测定植株干物质积累和氮磷钾养分含量,并于收获期测定了玉米籽粒产量。【结果】1) 两种增效剂处理的夏玉米穗粒数、产量、干物质和养分积累量存在显著差异,喷施γ-PGA效果显著优于喷施谷氨酸。与清水对照相比,喷施γ-PGA可通过提高穗粒数来实现增产,干物质积累总量显著增加,且主要促进开花前后的干物质积累,氮磷钾积累总量也有显著增加,两个剂量间无明显差异。喷施谷氨酸与清水对照的效果无明显差异。2) 常规施氮水平下,与清水对照相比,喷施低量γ-PGA干物质积累总量显著增加5.08%,但增产作用不明显;而喷施高量γ-PGA的处理虽然干物质积累总量增加不明显,但穗粒数明显增加,产量显著增加3.42%,两剂量处理氮磷钾积累量均显著增加,增幅分别为5.20%～6.97%、7.29%～10.85%、3.48%～5.27%;减氮30%水平下,喷施高量γ-PGA处理穗粒数提高,产量显著增加3.07%,而低量处理的穗粒数和百粒重均有明显提高,并显著增产,两剂量下干物质和钾积累总量分别显著增加6.48%～7.93%、4.36%～6.12%,而低量处理氮磷积累量分别显著增加8.41%、11.94%,显著高于高量处理。两种施氮水平下,谷氨酸处理各指标与对照均无明显差异。3) 高产年份 (2017年) ,喷施高量γ-PGA显著增产2.54%,低量处理增产不明显,两个喷施剂量均显著增加干物质和氮磷钾积累总量;低产年份 (2018年) ,两个剂量γ-PGA处理的产量均显著增加,增幅分别达4.37%、4.14%,低量处理均显著增加干物质和养分积累量,且显著高于高量处理。对谷氨酸处理而言,仅在2018年低量处理通过增加百粒重使得产量显著增加,但效果低于γ-PGA处理。【结论】喷施γ-PGA促进夏玉米开花前后干物质积累,提高干物质和养分积累总量,增加穗粒数提高产量,而喷施谷氨酸无明显效果。可见,γ-PGA的增产增效并非主要是由于分解的谷氨酸起作用。减氮30%水平下喷施γ-PGA的增产增效作用大于常规施氮,且常规施氮水平下喷施高量γ-PGA的增产效果更好,而减氮30%水平下喷施低量γ-PGA的效果更好,表现为喷施低量γ-PGA处理 > 常规施氮对照 > 减氮30%对照,说明减氮30%下喷施低量γ-PGA能达到减肥增效的目的。     

不同氮效率水稻生育后期氮素积累转运特征

以不同氮效率水稻基因型为供试材料,通过15N标记的氮肥盆栽试验精确定量不同氮效率的水稻齐穗后氮素积累和转运量。结果表明,无论在何种施氮水平下,氮高效水稻(南光和武运粳)的籽粒产量均显著高于氮低效水稻Elio;不同氮效率水稻在齐穗期和齐穗后15天时干物质积累量差异不显著,但在成熟期时氮高效水稻的干物质积累量显著高于氮低效水稻,增幅约为16·4%;与干物质积累相对应的是,不同氮效率水稻的氮素积累量在齐穗期和齐穗后15天也没有差异,但在成熟期时氮高效基因型水稻武运粳和南光的氮素积累量较氮低效基因型水稻Elio高约31%和21%,差异显著。15N标记试验结果可以看出,氮低效水稻Elio齐穗时吸收的一部分15N移出了植株体,其占15N转运量的11%。从齐穗至成熟,氮低效水稻Elio从茎叶转移出的15N量(2·75mg穴-1)远远低于氮高效水稻武运粳(3·54mg穴-1)和南光(3·22mg穴-1),差异显著。氮高效水稻武运粳和南光从茎叶转移出的15N量约占籽粒所需N量的91%和85%,而从土壤中吸收的15N量约占9%和15%。综上所述,氮高效、低效水稻氮素积累和转运特征的差异主要表现在齐穗期以后,氮高效水稻具有强的氮素吸收或者转运能力,以满足籽粒形成期植株对氮素的利用。