适宜氮水平下冬油菜苗期不同叶位叶片光合氮分配特征

【目的】探讨适宜氮水平下冬油菜苗期不同叶位叶片的光合速率及其内部光合氮素利用特征,并分析氮素营养影响光合氮利用效率的限制因子,为合理施用氮肥提供理论依据。【方法】采用田间试验,设置4个施氮水平(0、45、180和360 kg·hm~(-2),分别用N_0、N_(45)、N_(180)和N_(360)表示),测定苗期干物质积累及成熟期产量。选取N_0(对照)和N_(180)(适宜氮水平)处理,将植株绿叶从上而下平均分为上部、中部和下部,测定不同叶位叶片最大净光合速率(P_n max)、氮含量(N_A)、叶绿素含量(Cc)以及可溶性蛋白氮含量(N_S)等相关生理、光合参数,并计算叶片氮素在光合组织系统(羧化系统、生物力能学组分和捕光系统)的分配比例,分析叶片氮素利用特征。【结果】施氮对冬油菜增产效果显著,N_(45)、N_(180)和N_(360)较N_0处理增产幅度分别达170.0%、505.6%和604.1%,其中,N_(180)与N_(360)处理产量差异不显著;苗期干物质积累与产量表现一致。与N_0处理相比,N_(180)处理冬油菜不同叶位叶片N_A、Cc和P_n max均显著升高,上部和中部叶片光合氮利用效率(P_NUE)有所下降。光合组织系统氮分配结果表明,N_(180)处理上部、中部叶片,氮素在光合组织系统中羧化系统(P_C)、生物力能学组分(P_B)及捕光系统(P_L)的分配比例均低于N_0处理,但各组分氮含量较N_0处理平均增加幅度分别达到20.6%、11.8%和28.8%。施氮与否对相同叶位叶片可溶性蛋白氮(N_S)与非可溶性蛋白氮(N_(non-S))的比例影响不大,但显著影响光合组织系统在N_S和N_(non-S)中的分配,其中N_0处理各部叶片的羧化系统氮含量(NC)占N_S的比例平均为83.4%,N_(180)处理比例为60.3%。基于边界线分析法定量各光合组织系统分配对P_NUE的影响结果表明,P_C和P_B对P_NUE的影响大小分别为26.8%和42.6%,显著高于P_L的影响。氮素营养对P_NUE的影响以P_C和P_B限制为主,平均所占比例达77.8%。上部叶P_NUE主要受P_C限制,所占比例达83.3%;而下部叶片P_NUE主要受P_B和P_L限制。【结论】施氮对冬油菜增产效果显著,施氮量为180 kg·hm~(-2)时较为适宜。缺氮条件下,植株将有限的氮尽可能地向光合器官中分配,且下部叶片光合氮素较早发生降解,而适宜氮水平下能维持光合蛋白在各自蛋白类型内的分配比例。氮素营养限制光合氮素利用效率提高的主要因子是羧化系统和生物力能学组分氮分配;随着叶位的降低光合氮素利用效率的主要限制因子由羧化系统氮分配逐渐转变为捕光系统及生物力能学组分氮分配。     

免耕及直播密度对油菜生长、养分吸收和产量的影响

[目的]研究免耕对油菜生长的影响,并初步了解导致免耕油菜产量降低的障碍因素,同时探讨晚播条件下免耕直播油菜的适宜直播密度.[方法]采用大田试验,比较免耕和翻耕条件下土壤紧实状况及杂草发生情况的差异,以及耕作方式对油菜生长,养分吸收和产量的影响,同时探讨免耕油菜在不同种植密度下的生长特点及其养分利用状况.[结果]免耕条件下土壤容重明显高于翻耕,整个生育期二者平均相差0.11 g·cm-3.与翻耕相比,免耕油菜田杂草生长量大,导致养分竞争加剧,杂草对氮、磷、钾的吸收量分别为翻耕处理的1.9、2.4和2.5倍.免耕条件下整个生育期油菜的干物质积累量及氮、磷、钾养分吸收量分别比翻耕处理降低了18.2%、17.1%、16.4%和20.2%.在种植密度为30万株/hm2时,与翻耕相比,免耕处理油菜籽减产10.7%.密度试验的结果表明,与低密度处理(30万株/hm2)相比,高密度处理(60万株/hm2)的杂草数量及干物质积累量分别降低了40.5%和56.4%,而整个生育期油菜干物质积累量及氮、磷、钾的养分吸收量则分别平均增加了55.3%、46.7%、53.6%和50.2%,油菜籽产量也提高了43.1%.[结论]油菜在免耕条件下会出现土壤紧实度大、根系生长和养分吸收受抑以及杂草过多竞争养分的现象,从而导致了产量降低.而在晚播条件下增加直播油菜的种植密度是提高油菜籽产量的有效途径,本研究中适宜的直播密度为60万株/hm2.     

鄂东稻田油菜免耕飞播技术模式的产量及效益评价

为了探索稻田秸秆全量还田油菜免耕飞播生产模式（简称免耕飞播）在晚收水稻田中的生产适应性和实用性,于2018—2019年和2019—2020年在鄂东武穴市开展油菜田间试验,试验设有免耕飞播和习惯旋耕直播（简称旋耕直播）,评价2种模式下的油菜产量、肥料利用效率及经济效益的差异。结果表明,免耕飞播模式显著增加油菜产量、肥料偏生产力和经济效益。与旋耕直播模式相比,免耕飞播模式2年的油菜子平均增产216 kg/hm²,增幅为9.8%,N、P、K肥偏生产力分别平均提高8.1%、151.2%和147.6%,种植投入平均减少1 116元/hm²,净利润平均增加2 202元/hm²。说明油菜免耕飞播模式具有抢墒抢温播种、秸秆全面还田保墒保温和养分循环利用、油菜专用缓释肥一次性基施、机械开深沟防渍等优点,增产节本增收效果显著,是一种实用的轻简高效生产模式。     

氮、磷、钾肥对水稻产量、品质及养分吸收利用的影响

 采用“3414”不完全正交回归设计,在大田试验条件下研究了氮、磷、钾肥对水稻产量、品质及养分吸收利用的影响,并探讨了3种肥料间的互作效应。结果表明,氮、磷、钾肥的施用均可以显著提高水稻产量,且3种肥料配施的增产效果显著优于任两种肥料配施。氮、磷、钾肥的施用可以改善部分米质性状,如提高整精米率,降低垩白度、稻谷长宽比和精米直链淀粉含量;氮、磷肥的施用还可提高糙米蛋白质含量,降低青米率。施用氮、磷、钾肥后,水稻养分总吸收量和每100 kg籽粒养分需求量显著增加,而养分干物质生产效率和养分稻谷生产效率显著下降,且3种肥料的吸收利用率、农学利用率及生理利用率均随施肥量的增加而下降。氮、磷、钾肥两两互作对水稻产量均有极显著的影响,当肥料用量处于低中水平时,互作效应均表现为协同促进作用,肥料用量超过一定水平后则表现为拮抗作用。对水稻氮、磷、钾养分吸收影响最大的交互作用分别是氮钾、氮磷和磷钾互作。总体来看,肥料对水稻生长的影响是多方面的,肥料用量及配比应在综合考虑水稻产量、品质及肥料利用率的基础上确定。     

种植绿肥与稻秸协同还田对单季稻田土壤有机碳库和酶活性的影响

种植绿肥和秸秆还田是稻田土壤培肥的重要措施。研究江汉平原单季稻田冬闲期种植绿肥及稻秸不同利用模式对土壤有机碳库和土壤酶活性的影响,为合理利用秸秆和土地资源提供科学依据。该研究基于3 a田间定位试验,以稻秸不还田不种绿肥(CK1)和不施肥空白(CK0)为对照,分析了冬闲期稻秸全量覆盖单独还田(RSM)、稻秸原位焚烧还田(RSB)、单种绿肥(GM)以及稻秸全量覆盖与种植绿肥协同还田利用(RSM+GM)等处理模式下土壤有机碳各组分含量、碳库管理指数、酶活性的变化及其与水稻产量的关系。结果表明:与CK1和CK0相比,RSB处理3 a后显著降低了土壤稳态有机碳含量,对土壤总有机碳、活性有机碳含量以及碳库管理指数均无显著影响;而GM、RSM及RSM+GM处理3a后显著提高了土壤活性有机碳含量、碳库指数、碳库活度、碳库活度指数和碳库管理指数,尤其是RSM和RSM+GM处理还可显著提高土壤总有机碳含量,且多数指标均以RSM+GM处理增幅为最大,其次是RSM处理。与CK1相比,RSB处理3a后显著提高了过氧化氢酶和蔗糖酶活性,但对土壤脲酶活性无显著影响;而RSM、GM及RSM+GM处理模式3 a后均可显著增加土壤过氧化氢酶、脲酶和蔗糖酶活性,其中RSM+GM处理模式在1 a后即可显著提高土壤脲酶活性,2 a后显著提高土壤过氧化氢酶和蔗糖酶活性,3 a后土壤过氧化氢酶和蔗糖酶活性增幅均是最大。相比于CK1,RSM和RSB处理模式3 a的稻谷增产效果均不显著,而GM和RSM+GM处理模式连续3 a显著提高了稻谷产量,增幅分别为6.88%～11.67%和6.00%～13.40%。相关性分析表明,土壤总有机碳、活性有机碳、碳库管理指数、土壤酶活性与水稻产量之间均呈极显著正相关关系。综上,在江汉平原单季稻作条件下,冬闲期稻秸全量覆盖还田或种植绿肥均可改善土壤肥力,增加作物产量,但前者更有助于土壤有机碳积累,后者更利于作物产量提升。为了兼顾秸秆资源利用、土壤质量改善和作物增产稳产,稻田冬闲期稻秸全量覆盖与种植绿肥协同还田利用模式是一种较好的选择。     

氮钾配施对冬油菜角果皮光合作用及光合器官氮分配的影响

  【目的】  角果皮作为典型的非叶器官,其光合作用不仅是油菜(Brassica napus L.)光合作用的重要补充,更是生育后期产量建成的重要碳源。我们研究了氮、钾营养及氮钾配施对冬油菜角果形态、角果皮光合特性、光合器官氮分配的影响及光合氮利用效率(PNUE)差异机制。  【方法】  采用双因素田间试验,设4个施氮量(N 0、90、180、270 kg/hm2,分别以 N₀、N₉₀、N₁₈₀、N₂₇₀表示),两个钾用量(K₂O 0、120 kg/hm2,分别以K₀、K₁₂₀表示),试验共计8个处理:N₀K₀、N₀K₁₂₀、N₉₀K₀、N₉₀K₁₂₀、N₁₈₀K₀、N₁₈₀K₁₂₀、N₂₇₀K₀、N₂₇₀K₁₂₀,每个处理3次重复。在角果期测定角果形态参数、净光合速率(A_n)、角果皮氮钾养分含量、光合氮利用效率（PNUE）以及最大羧化速率(V_cmax)等相关光合、生理参数,并计算角果皮氮素在光合器官(羧化系统、电子传递系统和捕光系统)的分配比例。  【结果】  与N₀K₀处理相比,氮钾配施处理单株角果数增加了1.7～3.0倍,角果长和角果面积分别提高了12.1%～30.2%和9.9%～43.8%。在不同氮肥施用量下,施钾后角果皮氮含量平均降低了19.5%;在不同施钾量下,氮肥施用后角果皮钾含量平均降低了20.9%。氮钾配施处理角果皮气孔导度(g_s)、叶肉导度(g_m)、V_cmax及A_n较N₀K₀处理平均提高了11.1%、158.8%、88.2%和115.0%。与N₀处理相比,施氮后角果皮光合系统氮库平均增加了51.1%,但羧化系统(N_cb)和电子传递系统(N_et)中氮分配比例分别下降了8.4和2.5个百分点,PNUE降低了21.1%;相反,施钾后角果皮光合氮库和分配比例分别较K₀处理提高了28.7%和15.6个百分点,其中N_cb和N_et氮库分别提高了35.9%和31.4%,PNUE增幅高达65.7%。与N₀K₀处理相比,尽管氮钾配施对角果皮光合系统氮分配比例的提升作用较小,但光合系统氮库容量增加了90.7%,远高于单施氮肥或钾肥对角果皮光合氮库的提升幅度。PNUE与角果皮钾含量和光合系统中各组分氮分配比例呈极显著正相关关系,而与角果皮氮含量及氮钾比呈显著负相关。  【结论】  氮钾配施一方面提高了角果皮光合面积、协调氮钾营养平衡、降低CO₂传输阻力,另一方面增加了角果皮光合氮库、改善了光合系统中氮分配比例,从而提高了角果光合能力、优化了PNUE。因此,在实际生产中氮钾肥要合理配施,最大化个体光合潜能,进而提高群体生产力达到增产增效的目的。     

不同钾效率棉花基因型对低钾胁迫的反应

采用盆栽试验,对通过苗期筛选获得的4个(103、122、163、165)钾效率不同的棉花基因型进行全生育期试验,主要研究在不施钾(K2O 0 g.kg-1)与施钾(K2O 0.80 g.kg-1)条件下各部位钾含量、农艺性状、产量和纤维品质的反应。高效高潜基因型103结桃数最多,而脱落率最低;它的衣分高而子指较低,说明其能把较多养分转移到皮棉,以获得较高的经济产量;其单株皮棉产量在缺钾和施钾条件下分别是低效低潜基因型122的2.57倍和1.83倍;低效低潜基因型122的脱落率在各个时期均最高,结桃数最少,单铃重、子指、单株皮棉产量都是最小。103各个部位钾含量较低,122的钾含量则较高,说明103以较低的钾含量即能维持其正常的生长,这或许是其钾高效的因素之一;施钾显著提高了各个基因型的纤维整齐度、比强度、纤维长度和麦克隆值,但降低了伸长率;103衣分最高,纤维长度、整齐度、比强度、伸长率中等,麦克隆值施钾和缺钾分别是A1和C2级。122纤维长度为最高,衣分、整齐度、比强度中等,其伸长率最低,麦克隆值B1级。高效低潜基因型163、165的产量和纤维品质等表现中低水平。     

氮钾肥配合施用对桑叶产量品质及蚕茧质量的影响

通过连续4年田间施肥试验和一季养蚕试验,研究了氮肥和钾肥配合施用对桑叶产量、品质及相应桑叶喂饲家蚕对蚕生长及蚕茧品质的影响。结果表明,桑园施用氮钾肥显著提高桑叶产量,在氮钾肥各养分配比中,以高氮高钾处理(N450K300)的产量最高,比N0K0处理年均增产35.2%,与其他各处理产量差异显著。桑叶品质分析结果表明,桑叶中必需氨基酸、氨基酸总量、粗蛋白、油脂含量随氮肥用量增加而提高,但单施氮肥会对蛋氨酸和油脂含量产生负面影响;施钾导致糖分含量下降,其他品质参数值随钾肥施用而提高,氮钾肥配合施用具有提高桑叶品质的作用。养蚕结果表明,桑园增施氮钾肥生产出的桑叶,有助于降低蚕茧的死笼率、具有提高全茧量和茧层率及提高蚕茧产量的作用。蚕茧上茧率、茧丝长、解舒率和茧丝净度随着钾肥用量的增加而提高,在施钾基础上增加氮肥用量有提高蚕茧品质的作用,但不施钾只施氮肥对上茧率有负面影响,说明氮钾肥配合施用能促进蚕茧质量的提高。     

长江流域油菜氮磷钾肥料利用率现状研究

总结近年来在长江流域冬油菜主产区进行的74个田间试验结果,分析目前条件下油菜氮磷钾肥的偏生产力、农学效率、肥料表观利用率、生理效率及肥料对油菜产量的贡献率。结果表明,油菜农学效率分别为6.2 kg kg^–1 N、6.3 kg kg^–1 P₂O₅和2.6 kg kg^–1 K₂O;表观利用率为N 34.0%、P₂O₅ 17.4%和K₂O 36.9%,生理利用率为18.5 kg kg^–1 N、35.5 kg kg^–1 P₂O₅和9.1 kg kg^–1 K₂O,氮磷钾肥对油菜籽产量的贡献率分别为41.9%、21.4%和11.5%。研究结果显示,试验条件下长江流域油菜的肥料利用率较低,生产上需同时解决油菜高产及肥料利用效率提高的问题。     

成土母质及土壤质地对油菜施钾效果的影响

微区试验结果表明:油菜施钾效果受成土母质的影响,施钾效果高低顺序为:花岗岩＞小河冲积物＞红砂岩＞页岩＞Q3＞长江冲积物＞Q2;土壤质地对油菜施钾效果产生明显影响,油菜施钾增产效果与土壤中＞0.02mm的细粒含量成显著正相关,其中与＞0.2 mm的粗粒含量也成正相关,即质地愈粗施钾效果愈好,而粘粒含量愈高则施钾效果愈差.