ACC对不同氮效率油菜生长后期硝态氮再利用的调控机理

【目的】研究了进一步解析乙烯对油菜生长后期硝态氮 (NO₃–) 再利用的影响,揭示植株生长后期氮素再利用的生理机制。【方法】以氮高效油菜品种湘油15 (27号) 与氮低效油菜品种814 (6号) 为试验材料,在15 mmol/L氮水平下,每7天浇灌一次50 mL 100 μmol/L 1-氨基环丙烷-1-羧酸 (1-am-inocyclopropane-1-carboxylic acid,简称ACC),研究ACC对植物生长后期 (花期、收获期) 氮素再利用的影响及其与氮素利用效率 (NUE) 的关系。并用拟南芥野生型 (col.0) 和突变体 (nrt1.5) 材料作为验证,分别于玻璃顶网室和22℃恒温培养室进行砂培试验。【结果】ACC处理显著抑制了油菜BnNRT1.5的表达,且植株的衰老可以显著诱导BnNRT1.5的表达。相对于对照处理,ACC处理植株韧皮部汁液NO₃– 的再转运能力显著降低,导致下部叶NO₃– 含量显著升高,中部叶NO₃– 含量显著下降,上部叶NO₃– 含量无显著变化,进而导致植株含氮量和籽粒含氮量显著提高,以及以生物量和籽粒产量为基础的氮素利用效率 (NUE) 显著降低。由此推测,油菜生长后期氮素的再利用能力受到NRT1.5基因的显著调控。拟南芥野生型和突变体材料的验证结果表明,相对于拟南芥野生型 (col.0) 材料,拟南芥nrt1.5植株生长后期相对于col.0有更多的NO₃– 累积在植株衰老叶片中,更少的NO₃– 通过韧皮部转运到生长旺盛的新叶,植物生长后期氮素从老叶向新叶转运的再利用能力显著降低。【结论】油菜生长后期氮素的再利用能力受到ACC的显著调控,油菜和拟南芥NRT1.5基因表达量分别受到抑制或者发生基因突变时,会导致植株韧皮部汁液NO₃– 再转运量减少,更多NO₃– 累积在衰老叶片中而不能得以高效的再利用。因此,调控油菜生长后期NRT1.5的表达,提高油菜生长后期氮素的再转运和利用可以作为提高氮素利用效率的有效手段。     

Increased plant density with reduced nitrogen input can improve nitrogen use efficiency in winter wheat while maintaining grain yield

ABSTRACT

Plant density and nitrogen (N) input level have notable effects on root development, distribution in the soil profile, and in turn, N-uptake of winter wheat. Our study objectives were to identify whether a high yield can be maintained with a reduced N input by increasing plant density. Field studies were conducted during four successive seasons (2014–2015, 2015–2016, 2016–2017, and 2017–2018) using a widely planted cultivar, Tainong18. Two regimes of N fertilization (180 kg ha^?1 and 240 kg ha^?1) and three planting densities (135, 270, and 405 plants per m²) were used. Higher plant density led to increased root length density (RLD) and enhanced N uptake from the whole soil profile. The RLD in the soil profile at 0–1.2 m, 0–0.4 m, and 0.4–0.8 m decreased while in the 0.8–1.2 m layer it increased in response to reduced N input. The combined effects of higher plant density and lower N input resulted in reduced N uptake, a lower nitrogen nutrition index (NNI), unchanged grain yield, and improved N use efficiency. In conclusion, it is possible and sustainable to maintain a high wheat yield with reduced N input by increasing plant density.     

冬小麦再生水灌溉时水分与氮素利用效率的研究

农田水氮利用效率的研究可为农田灌溉和施肥提供相应的科学依据。该文用田间实验研究再生水灌溉条件下冬小麦水分与氮素的利用效率。田间试验设置了高、中、低3个不同灌水水平下的清水灌溉加施肥、再生水灌溉加施肥和再生水灌溉不施肥(仅施底肥)9个处理，试验结果表明：灌水量、灌溉水质、施肥量对冬小麦株高的影响很小；叶面积指数随灌水量的减少而减小；再生水灌溉加施肥条件下的产量最高。不同灌溉水量条件下，冬小麦再生水灌溉的耗水规律与清水灌溉的耗水规律十分接近，且累积耗水量随灌溉水量的增大而增加；水分利用效率与灌溉水质和施肥无关，仅与灌水量有关，且随灌溉水量的增加而减少。氮的利用效率受灌水量、灌溉水质、施肥量的影响较小。     

夏玉米污水灌溉时水分与氮素利用效率的研究

用田间实验研究污水灌溉条件下夏玉米水分与氮素的利用效率。试验设置了高、中、低3个不同灌水水平下的9个对比处理，结果表明：灌水量、灌溉水质、施肥量对夏玉米叶面积指数、株高和产量的影响很小；不同灌溉水量条件下，污水灌溉夏玉米的耗水规律与清水灌溉的耗水规律十分接近，且累积耗水量随灌溉水量的增大而增加；水分利用效率与灌溉水质和施肥无关，仅随灌溉水量的增加而减少。清水灌溉处理玉米的吸氮量高于污水灌溉处理玉米的吸氮量；氮的利用效率与灌水量和施肥无关，仅与灌溉水质有关，且污水灌溉氮的利用效率高于清水灌溉氮的利用效率。     

甘蓝型油菜不同氮素子粒生产效率品种的氮素分配特性研究

以甘蓝型常规油菜品种（2006～2007年度73个、2007～2008年度98个）为材料,通过测定成熟期不同器官干重、氮素含量,采用组内最小平方和动态聚类方法对供试品种的氮素子粒生产效率（NUEg） 进行聚类并研究了不同NUEg 类型的氮素积累与分配特性。结果表明,不同类型间NUEg达显著差异。随着NUEg增加,子粒产量、子粒氮素积累量以及子粒中的氮素占全株氮素比例都逐渐增加;而茎枝和果壳中的氮素积累量以及占全株氮素的比例都逐渐减小。生产上提高油菜NUEg,可以通过高NUEg品种的选择以及合理栽培措施调节使营养器官氮素更多向子粒中输送。     

不同整地方式下施肥对夏玉米产量及水氮利用效率的影响

通过连续两年田间试验研究了平作、垄沟及成垄压实等不同整地方式条件下施肥对夏玉米产量、氮肥利用率(NUE)及水分利用效率(WUE)的影响。结果表明，不同整地方式因影响田间土壤水分、养分的运动和分布，从而进一步影响到施肥效果，故不同整地方式条件下施肥可影响玉米产量及主要产量构成因素，如穗重、穗粒数、500粒重等。平地条件下玉米生物学产量及籽粒产量及其主要构成因素最小，成垄压实与垄沟条件下分别较平地条件下提高玉米籽粒产量9.5%～10.3%和4.2%～6.3%。成垄压实与垄沟条件下玉米产量构成因素差异不大。不同     

低量施氮对小青菜生长和氮素损失的影响

采用田间试验和微区试验相结合,研究了低量施氮对小青菜(Brassica.chinensis)产量、氮肥利用率和氮素损失的影响,其中氮素总损失用15N示踪法测定,氨挥发用通气密闭室法测定,反硝化损失用乙炔抑制-原状土柱培养法测定,不加乙炔测定N2O排放。结果表明,施用氮肥显著增加了小青菜的产量和吸氮量,在75和150kg/hm2氮肥水平下,氮肥利用率分别为46.8%和39.4%。由于试验地土壤pH低(5.38),各处理的氨挥发均很低且差异不大,施用氮肥没有增加氨挥发。试验地土壤反硝化损失和N2O排放量较高,分别为N4.34kg/hm2/sup和N2.65kg/hm2,施用氮肥没有增加反硝化损失和N2O排放,表明氮源不是反硝化作用的限制因子。在N75和150kg/hm2两个施氮水平下,氮素回收率分别为103%和91.3%,并且土壤残留氮主要累积在020cm土层,表明肥料氮损失很少,这与氨挥发、反硝化损失较低的结果相吻合。     

不同基因型油菜氮素利用效率的差异及其与农艺性状和氮素营养性状的关系

通过田间试验对50个甘蓝型油菜基因型进行氮利用效率筛选,并将不同氮利用效率基因型在施氮（N 180 kg/hm2）和不施氮（N 0 kg/hm2）条件下的农艺性状和氮营养性状作了比较研究。结果表明,50个油菜基因型的氮利用效率具有显著差异,最大相差2.5倍（施氮）和1.7倍（不施氮）。油菜的农艺性状及氮素营养性状指标均表现出一定的基因型变异,其中第一个有效分枝高度变异系数最大,超过 50%,而籽粒含氮量的变异系数最小,只有 6% 左右。不论供氮水平高低,氮高效基因型的每角粒数,籽粒生物量,籽粒占地上部生物量的比例以及籽粒氮占地上部总氮的比例均高于氮低效基因型,第一个有效分枝高度则显著低于氮低效基因型。另外,油菜氮素利用效率与各器官含氮量、 茎叶氮素累积量、 果荚氮素累积量、 茎叶氮占地上部氮的比例和果荚氮占地上部氮的比例呈显著或极显著负相关,而不同氮效率基因型的地上部总生物量和地上部氮素累积总量则无显著差异。不同氮利用效率基因型的农艺性状和氮营养性状对氮肥的敏感性有显著差异。     

Effect of nitrogen fertilization on nitrogen dynamics in oilseed rape using 15N‐labeling field experiment

In order to optimize nitrogen (N) fertilization and to reduce the environmental impact of oilseed rape without decreasing yield, a clearer understanding of N dynamics inside the plant is crucial. The present investigation therefore aimed to study the effects of different N‐application rates on the dynamics of N uptake, partitioning, and remobilization. The experiment was conducted on winter oilseed rape (Brassica napus L. cv. Capitol) under three levels of N input (0, 100, and 200 kg N ha^–1) from stem elongation to maturity using ¹⁵N‐labeling technique to distinguish between N uptake and N retranslocation in the plant. Nitrogen fertilization affected the time‐course of N uptake and also the allocation of N taken up from flowering to maturity. Most pod N came from N remobilization, and leaves accounted for the largest source of remobilized N regardless the N‐application rate. However, the contribution of leaves to the remobilized N pool increased with the N dose whereas the one of taproot decreased. Stems were the main sink for remobilized N from stem elongation to flowering. Leaves remained longer on N200 than on N0 and N100 plants, and N concentration in fallen leaves increased with the N treatment and in N100 plants along an axial gradient from the basal to the upper leaves. Overall, these results show that the timing of N supply is more crucial than the N amount to attain a high N efficiency.     

氮肥优化管理协同实现水稻高产和氮肥高效

【目的】 研究不同氮肥管理方式对水稻生长、氮累积分配和产量的影响,为通过氮肥优化管理提高水稻产量和氮肥利用率提供理论依据。 【方法】 以江苏省如皋市农业科学研究所的长期定位田间试验（2008 年至今）为研究平台,以江苏省沿江及苏南地区主推水稻品种‘镇稻 11 号’为供试材料,设 3 种氮肥管理模式,即:不施氮肥对照（CK）、农民习惯施氮（N 350 kg/hm2,氮肥运筹为基肥∶分蘖肥∶促花肥 = 4:4:2,FFP）和氮肥优化管理（氮肥运筹为基肥∶分蘖肥∶促花肥:保花肥 = 4:2:2:2,OPTs）,其中氮肥优化管理包括优化施氮处理（N 240 kg/hm2,OPT）、优化替氮处理（OPT 施氮基础上,有机肥氮替代 20% 化肥氮,OPT1）和优化减氮再替氮处理（OPT 施氮基础上,先减氮 20% 再用有机肥氮替代 20%化肥氮,OPT2）,通过在水稻最大分蘖期、拔节期、开花期和成熟期采集地上部植株样品,分析生物量、产量、氮累积和氮转运及其相互关系的差异。 【结果】 OPTs 处理较 FFP 处理平均增产 8.4%,其原因是提高了水稻花后的氮累积和生物量,进而提高了水稻的穗粒数、结实率和千粒重。水稻氮累积和转运的结果表明,FFP 处理主要是通过增加花后植株体内氮转运来提高籽粒氮累积,而 OPTs 处理则主要是通过提高花后水稻植株氮累积来增加籽粒氮累积。同时,水稻氮肥利用率随施氮量的增加而降低,与 FFP 处理相比,OPTs 处理的氮肥偏生产力（PFP_N）、氮肥农学效率（AE_N）和氮肥回收效率（RE_N）分别平均提高 99.4%、137.6% 和 70.0%;且优化替氮处理（OPT1）在稳定增产的基础上仍可进一步提高水稻的氮肥利用率。另外,分析不同氮肥管理模式对水稻的产量贡献阶段可知,相较于 FFP 处理与 CK 处理间的氮肥低产低效阶段,氮肥优化管理则可实现从 FFP 提升到 OPTs 的高产高效阶段。 【结论】 利用氮肥总量控制、分期调控和适量有机替代的氮肥优化管理措施,可协同实现水稻高产和氮肥高效。      

春玉米产量和施氮量对氮素利用率的影响

提高氮素利用率是提高氮素收益、降低氮肥施用所带来的环境风险的重要途径。采用同一品种春玉米丰田6号,以无灌溉黑土为供试土壤,采用“3414”试验设计,经3年试验,对春玉米氮素利用效率与玉米产量和施氮量之间的关系进行了探讨。结果表明,氮肥利用率与产量呈显著的正相关,而与施氮量呈显著负相关。当玉米产量大于11 t/hm2,施氮水平控制在当地推荐施肥量时,氮肥利用率可高达45%以上;超过当地推荐施肥量,氮肥利用率随施氮量的增加急剧下降。当玉米产量低于6 t/hm2时,氮肥利用率徘徊在17%左右,并且随着施氮量的增加变化不明显。     

不同品种油菜子粒产量及氮效率差异研究

采用大田试验,以16个冬油菜品种为试验材料,系统研究了油菜子粒产量、氮素吸收量、氮素响应度和氮素利用效率的品种间差异,并初步探讨了氮素吸收效率和氮素利用效率对不同品种油菜氮效率差异的贡献。结果表明,无论施氮水平如何,不同品种的子粒产量、氮素利用效率和氮素响应度均有显著差异,而氮素吸收量只有在不施氮条件下品种间差异才达到显著水平。根据不施氮时的氮效率和氮素响应度将16个油菜品种分为4种不同类型:1）氮高效–高氮响应（NHE-NHR）型,包括Xy1、Xy16、Xy17、Xh19、Xh20和Xy21; 2）氮低效--低氮响应（NLE-NLR） 型,包括Xy6、Xy8和Xy9;3）氮高效–低氮响应（NHE- NLR）型,包括Xy7、Xy12、Xy14、Xy15和Xy24;4）氮低效–高氮响应（NLE-NHR） 型,包括Xy11和Xy13。无论供氮水平如何,氮素利用效率的变异系数均大于氮素吸收效率的变异系数,说明氮素利用效率对油菜氮效率差异的贡献大于氮素吸收效率。但是,氮素吸收效率的变异系数不施氮时大于施氮条件,氮素利用效率的变异系数则相反,说明在氮胁迫条件下,氮效率的差异中来源于氮素利用效率的变异减少,来源于氮素吸收效率的变异增加。     

夏玉米氮效率基因型差异研究

利用田间小区试验,通过测定作物产量、收获指数、氮效率和氮响应度等指标,研究了陕西关中农业生产中常用的10个夏玉米杂交种的氮效率基因型差异。结果表明,无论施氮与否,10个夏玉米品种的子粒产量和生物学产量均表现出显著的基因型差异;其收获指数、氮效率和氮响应度,也存在显著的基因型差异。根据氮效率和氮响应度可将10个不同基因型分为四种类型:H-H型包括户单4号、陕资1号、掖单19;L-L型包括中单2号、豫玉22;H-L型包括陕单16、陕单902和户单2000;L-H型包括陕单9号和农大108。综合考虑氮效率类型和响应度,选择有代表性的基因型(户单4号、豫玉22和户单2000)测定氮累积量,计算氮利用效率和氮收获指数,结果表明,氮累积量不能反映氮效率类型,氮利用效率对氮效率的贡献与施氮水平有关;不论施氮与否,氮收获指数均能较好地反映氮效率类型。     

缓释肥侧位深施及用量对油菜产量和肥料利用率的影响

为明确红壤稻田直播油菜缓释肥(N-P₂O₅-K₂O:25-7-8)侧位深施效果及适宜用量,该研究连续2 a在两熟制和三熟制2种种植模式下开展缓释肥侧位深施效果对比试验(设置不施肥、土表撒施和侧位深施3个施肥方式)和施用量试验(设置0、300、450、600、750和900 kg/hm²共6个施肥水平),研究缓释肥侧位深施及不同用量对油菜产量形成和肥料利用率的影响。结果表明,施肥方式对红壤稻田油菜产量形成和肥料利用率均有显著影响(P<0.05),且对两熟制油菜影响更为显著。相比传统土表撒施,侧位深施显著促进了油菜产量和肥料利用率的提高(P<0.05)。缓释肥侧位深施明显提高了各时期油菜干物质量,尤其是显著增加了初花期至成熟期的干物质积累量(P<0.05),促进了花后根部与地上部干物质同步增长;促进了根系对N、P、K的吸收,提高了油菜产量和肥料利用率。菜籽产量与缓释肥用量呈线性加平台关系,适宜施肥量可保证较大的收获密度,并协同产生较多的每株角果数和每角粒数,从而提高籽粒产量、肥料利用率...     

Biochemical aspects of nitrogen use efficiency: An overview

Crop productivity relies heavily on nitrogen (N) fertilization. N is an essential macronutrient limiting the growth and development of plants in agriculture. Both organic and inorganic forms of N are metabolized in plants; nitrate and ammonia are common forms of inorganic N that can be metabolized in all plants. In the last 40 years the amount of synthetic N applied to crops has risen dramatically, resulting in significant increases in yield but with considerable impacts on the environment. Production and application of N fertilizers consume huge amounts of energy, and excess is detrimental to the environment. A requirement for crops that require decreased N fertilizer levels has been recognized in the call for a ‘Second Green Revolution’ and research in the field of nitrogen-use efficiency (NUE) has continued to grow. Nitrogen-use efficiency is inherently a complex trait, as each step-including N uptake, translocation, assimilation, and remobilization-is governed by multiple interacting genetic and environmental factors. The limiting factors in plant metabolism for maximizing NUE are different at high and low N supplies, indicating great potential for improving the NUE of present cultivars. Decreasing environmental losses and increasing the productivity of crop-acquired N requires the coordination of carbohydrate and N metabolism to give high yields. This has prompted a search to identify genes that improve the NUE of crop plants, with candidate NUE genes existing in pathways relating to N uptake, assimilation, amino acid biosynthesis, carbon (C)/N storage and metabolism, signaling and regulation of N metabolism and translocation, remobilization and senescence. In this review, we present the over view of N metabolism, relation of C/N metabolism and future prospects of improving NUE in crops using various complementary approaches.     

中国农田氮肥投入和生产效率

过去40年,中国氮肥用量增加、氮肥效率下降引起了国内外普遍关注,但中国不同作物氮肥用量及其利用效率缺乏大样本数据研究。本文通过农户调查及文献资料,对1970~2009年,尤其是从2000到2009年,中国主要农作物施氮量(化肥氮)、产量、氮效率(氮肥偏生产力)进行了研究。与2000~2003年相比,2008~2009年粮食、蔬菜、果树平均氮肥用量增加,单产增加,氮效率提高。粮食、蔬菜、果树氮肥用量分别增加26、36、107 kg/hm~2,产量分别增加1 280、5 722、18 802 kg/hm~2,氮效率分别增加2.2、6.6、25.2 kg/hm~2。东北、华北和长江中下游三大粮食作物主产区的氮效率都显著提高,而西北、西南和华南等地没有提高。与2000~2003年相比,2008~2009年中国平均氮效率的上升主要是因为单产大幅提高,而非氮肥用量下降。中国粮食作物单产较低,而氮肥用量高,未来在稳定氮肥投入的情况下继续提高单产是增效的主要途径。中国蔬菜和果树氮投入量太高,应该加强管理降低氮肥用量。     

不同甘蓝型油菜品种磷素籽粒生产效率的配合力及遗传参数分析

以22个甘蓝型油菜品种(系)为亲本(17个母本,5个父本),按NCⅡ设计配成175=85个F1,在不施磷肥（CK）和施P2O5 150 kg/hm2（P150）两个处理条件下,对不同品系油菜磷素籽粒生产效率进行配合力和遗传参数分析。结果表明, 磷素籽粒生产效率（PUEs）杂交组合平均值在P150和CK处理中分别比亲本平均值高6.41%和7.64%。离中亲优势的正向组合数明显多于负向组合数,超亲优势的正向组合数（超高亲）明显多于负向组合数（超低亲）,表明PUEs存在杂种优势。PUEs的遗传参数在P150处理和CK处理中一般配合力方差相对较小,特殊配合力相对较大,PUEs遗传以非加性效应（显性效应及上位性效应）为主。在两个肥力水平下,品系9（ZS-3）的一般配合力较高,620（SY07湘05499）、 1320（NY-14湘05499）、 1421（湘05487YY-7）三个组合的特殊配合力较高。     

Effect of time of application on nitrogen uptake,partitioning, and remobilization in walnut trees

Walnut tree requires a relatively high amount of nitrogen (N). To avoid loss in the environment, N uptake efficiency (NUE) should be optimized. The aims of this study were to evaluate the effect of time of N application on NUE, partitioning, and remobilization in walnut trees. Two-year-old trees were planted in 40-L pots and fertilized with 1 g of ¹⁵N-enriched (5 atom %) N at: 1) bud burst, 2) pistillate flower maturity, and 3) late summer. One week after fertilization, the percentage of N derived from fertilizer and NUE were higher in trees fertilized in late summer, than other timings. N uptake was linearly related to root dry weight. At May 2008 harvest, the N stored in trunk and twigs was remobilized to the developing leaves and to the roots. Late summer N application appeared to be the most effective in providing N for walnut spring new growth.     

甘蓝型油菜5个重要性状QTL分析*

利用种皮色泽差异显著的甘蓝型油菜(Brassica napus)黄籽GH06和黑籽P174为亲本以及由它们构建的132个F2：3家系群体，对饼粕蛋白质含量、皮壳率、皮壳含油量、千粒重及种子含油量5个性状进行考察及QTL分析，5个性状均表现为连续分布，有的甚至表现出单向或双向超亲优势，表明5个性状均为多基因控制的数量性状。5个性状共检测到13个QTL，其中千粒重1个QTL，对表型变异贡献率为18.7%；饼粕蛋白质含量5个QTL，解释表型变异在7.8% ~14.4%之间；皮壳率3个QTL，解释表型变异在26.5%~32.8% 之间；皮壳含油量3个QTL及种子含油量1个QTL，解释表型变异在8.3% ~12.1%之间。在第20连锁群上，发现有饼粕蛋白质含量QTL与皮壳含油量和千粒重QTL重叠的区段。     

施氮量对棉花功能叶片生理特性、氮素利用效率及产量的影响

【目的】黄河流域棉区是我国三大棉区之一,氮肥管理在棉花生产中至关重要,氮肥供应不足或过量会影响棉花的皮棉产量和纤维品质,过量施氮可能导致棉花营养生长过旺,产量下降,也会造成不必要的浪费及棉田环境污染,氮肥供应不足会导致棉花生物量较小,皮棉产量降低,纤维品质下降。本文通过3年不同氮肥用量的田间小区定位试验,研究施氮量对棉花功能叶生理特性、氮素利用效率及籽棉产量的影响,旨在探讨黄河流域棉区华北平原亚区中等肥力棉田适宜施氮量,揭示棉花氮素高效利用的相关机理。【方法】田间试验于2011 2013年在河南安阳县中棉所试验农场进行,供试田块为多年连作棉田,土壤为壤质潮土,2011年播种前0—20 cm土层土壤有机质、全氮、速效氮(N)、速效磷(P)、速效钾(K)含量分别为11.24 g/kg、0.82 g/kg、77.43 mg/kg、16.69 mg/kg、129.82 mg/kg。以转Bt+Cp TI中熟棉花品种中棉所79为材料,采用随机区组设计,重复4次,设置0、90、180、270、360、450 kg/hm26个施氮水平,氮肥底施和初花期追施各半,磷(P2O5)、钾(K2O)全部底施,施用量均为120kg/hm2。试验小区长10 m,宽4.8米,每小区6行棉花,种植密度57500 plant/hm2。2011年4月17日播种,2012年4月25日播种,2013年5月3日播种。2013年研究了施氮量对初花期棉花功能叶光合速率、不同生育期棉花群体叶面积指数(LAI)、不同生育期棉花功能叶叶绿素含量、丙二醛(MDA)含量、谷氨酰胺合成酶(GS)活性的影响,2012、2013年研究了施氮量对棉花氮素内在利用率、氮肥农学利用率、氮素生理利用率、氮肥回收率及籽棉产量的影响。【结果】随施氮量的增加,不同生育期棉花群体LAI、功能叶叶绿素含量、GS活性、初花期棉花功能叶净光合速率呈增加的趋势,而功能叶MDA含量呈下降趋势。施氮量270、360 kg/hm2处理棉花在盛铃期群体LAI较适宜,吐絮期棉花功能叶能维持较高的生理活性,可为棉花高产提供物质保障。棉花氮素积累量、籽棉产量与施氮量间均呈二次曲线关系,棉花氮肥农学利用率和氮素内在利用率随施氮量增加显著下降,施氮量超过180 kg/hm2时氮素生理利用率下降,施氮量为270 kg/hm2时氮肥回收率高于其他处理。施氮量360 kg/hm2时,籽棉平均产量最高,显著高于施氮量为0、90 kg/hm2的处理,但与施氮量180、270、450 kg/hm2处理间差异不显著。棉花3年籽棉平均产量(Y)与施氮量(N)的效应方程为Y=3143.8036+4.2057N-0.006220N2(R2=0.9805,P=0.002717);棉花的最高产量施氮量为338.1 kg/hm2,经济最佳施氮量为299.7 kg/hm2。【结论】黄河流域棉区华北平原亚区中等肥力棉田施氮量超过270 kg/hm2时,棉花氮肥农学利用率、氮素内在利用率、氮素生理利用率、氮肥回收率开始下降,该区棉田推荐经济施氮量299.7 kg/hm2。