不同氮素吸收利用效率类型油菜的农艺性状、干物质及氮素积累特征

为合理调整不同氮素吸收利用效率油菜品种的氮肥用量,提高氮素利用效率,大田试验条件下,根据长江流域冬油菜主产区广泛种植的34个甘蓝型油菜品种的氮素吸收和利用效率的差异,以氮素吸收和利用效率的平均值为界线将供试品种分为4类,即A-高效吸收高效利用型、B-低效吸收高效利用型、C-高效吸收低效利用型和D-低效吸收低效利用型,研究4类油菜的生长性状、干物质及氮素积累和分配的特点。结果显示,A类品种在主序长、主序角果数、一次分枝数和一次分枝角果数等农艺性状上表现很强的生长优势,B、C两类居中,D类品种最低。氮素吸收效率高的品种,其干物质量、氮素积累量相对越多,不同类型油菜的地上部生物量及氮素积累量顺序为C、A>D、B;氮素利用效率高的品种,干物质量和氮素积累在籽粒中的分配相对较多,而在果壳中分配相对较少,籽粒产量以及籽粒氮素积累量顺序则为A>B、C>D。     

我国冬油菜区土壤肥力变化及施肥效果演变

本文分析了1961-1965年、1981-1985年及2004-2006年3个时期我国冬油菜种植区的土壤肥力状况,氮、磷、钾及硼肥的施用效果,氮、磷、钾肥的农学效率及肥料贡献率。结果表明,与20世纪60年代相比,近期油菜主产区耕地土壤有机质、全氮、碱解氮、速效磷及有效硼含量大幅度上升;土壤有机质、速效磷及有效硼含量较80年代也略有增加。但由于土壤养分临界值水平的提高,近期土壤有效氮、磷、钾、硼的缺乏范围存在扩大趋势。田间肥效试验结果表明,以增产量为标准,近期油菜施用氮、磷、钾、硼油菜籽增产高于其它两个时期。施肥在油菜籽产量中的贡献率从1961-1965年间的23.8%和1981-1985年间的54.5%增长到2004-2006年间的55.1%。总体上,我国冬油菜种植区土壤养分肥力稳中有升,但速效养分相对缺乏面积扩大;施肥对油菜籽单产的贡献率增大,油菜丰产必须建立在科学施肥的基础上。     

不同酸提取条件下几种含钾矿物中钾释放动力学研究

【目的】研究不同含钾矿物中钾的释放及动力学,为土壤钾素肥力的合理评价及土壤钾的高效利用提供理论依据。【方法】以常见含钾矿物（黑云母、白云母、正长石、微斜长石）为材料,采用低分子量有机酸（草酸、酒石酸）和无机酸（硝酸）连续浸提的方法,研究钾素释放规律及动力学。【结果】与水（对照）相比,酒石酸、草酸和硝酸累积提取黑云母钾量显著增加了2.7倍、4.1倍、22.3倍;提取白云母的钾量显著增加了61.2%、106.5%和226.8%;提取正长石的钾量显著增加了39.0%、87.6%和154.6%;提取微斜长石的钾量显著增加了44.5%、88.9%和158.7%。分别用一级动力学模型、双常数模型、扩散模型、Elovich模型对不同含钾矿物的累积释钾量进行拟合,动力学方程的相关系数为0.708-1.000（r0.01=0.549）,均显著相关。【结论】各浸提剂均能显著提高钾的释放量;含钾矿物不同,钾的累积释放量差异显著,表现为黑云母＞白云母＞微斜长石≈正长石。黑云母、正长石、微斜长石的最优模型是双常数模型,白云母的最优模型是Elovich模型。     

苏丹草-黑麦草轮作制中施氮量对饲草产量与土壤氮碳积累的影响

利用4年苏丹草与黑麦草轮作种植定位试验研究氮肥用量对饲草产量、饲草氮碳积累及土壤全氮、有机碳的影响。结果表明,随着氮肥用量的增加,4个年度的饲草总产量也随之增加,与N0处理(不施氮肥)相比,N1处理(两季共施N 337.5 kg/hm²)分别增加243.5%,234.0%,153.6%和127.0%,N2处理(两季共施N 675 kg/hm²)分别增加313.1%,339.9%,231.7%和222.8%。增施氮肥可以促进饲草的N、C积累,N1、N2处理的总N、C积累分别比N0处理增加134.7%,261.9%与110.2%,181.5%。轮作体系下,随着苏丹草、黑麦草不断种植,N1、N2处理的土壤全氮均上升,且显著正相关,而N0处理基本稳定;N0、N1、N2处理的土壤有机碳均上升,且显著正相关;与种植前相比,N1、N2处理的土壤C/N变化不大,而N0处理的土壤C/N明显上升。     

四川省油菜施肥状况调查

根据四川省油菜种植农户随机抽样调查结果,分析研究了油菜施肥状况及存在的问题.结果表明,尿素和碳铵的施用比例分别为78.5％、50.3％,过磷酸钙和复合肥的比例均为40.0％左右,未施用单质K素化肥.全省油菜N、P2O5 、K2O平均总投入量分别为251、87、66 kg/hm2,N∶P2O5∶ K2O为1∶0.35∶0.26.化肥养分投入量分级结果表明,施N量＞150 kg/hm2的比例为63.2％,施P2O5量＜60 kg/hm2的比例为69.4％,施K2O量＜80 kg/hm2的比例为96.9％.油菜施肥次数为2-3次,基N比例适宜的农户仅占13.1％.全省油菜平均单产2076kg/hm2,纯收益为4574元/hm2.施肥中存在的主要问题是:①存在氮肥过量施用和偏施的现象;②氮磷钾养分比例不协调,尤其钾肥比例偏低;③氮肥基追比例不合理,施肥技术有待于进一步提高.     

基施硒肥对不同生育期紫花苜蓿吸收、转化及利用硒的影响

采用土壤施硒方法,研究基施硒肥对不同生育期紫花苜蓿(Medicago saliva)吸收、转化和利用硒的影响.结果表明:基施硒肥能显著提升紫花苜蓿吸收外源硒的能力(P<0.05);并随生育期延伸呈先升后降的倒"V"型变化,初花期吸收硒能力最强;而紫花苜蓿硒含量随生育期的推移而降低.基施硒肥显著提高紫花苜蓿有机硒的转化率(P<0.05),当施硒量≥0.45 mg·kg^-1时,有机硒转化率 > 50%.紫花苜蓿有机硒转化率随生育期的发展呈下降趋势;紫花苜蓿对硒肥的利用率很低,不超过1.5%;并随生育期的进程先升后降,初花期硒肥利用率最高.施硒量与不同生育期苜蓿硒含量之间存在极显著的线性关系(P<0.01),基施硒肥与苗期牧草硒线性方程为:y=1.9912x+0.1827(R²=0.9696),基施硒肥与分枝期牧草硒线性方程为:y=1.7394x+0.1724(R²=0.9670),基施硒肥与孕蕾期牧草硒线性方程为:y=1.5045x+0.1542(R²=0.9694),基施硒肥与初花期牧草硒线性方程为:y=1.2547x+0.1588(R²=0.9835),基施硒肥与盛花期牧草硒线性方程为:y=1.0044x+0.1500(R²=0.9904).     

专题导读：中国油菜生产的高产高效氮素管理

氮素是作物生长最重要的必需营养元素之一,氮肥的合理施用能促进作物生长并提高产量,但过量施氮或不适时的偏施则会抑制作物生长并对生态环境产生威胁^[1]。 油菜是中国最重要的油料作物,提供了60%左右的国产食用植物油,近年来种植面积保持在740万公顷左右,其中长江流域的冬油菜种植面积和总产量占全国的80%左右。与其他油料作物相比,长江流域冬油菜为冬季作物,具有不与夏粮作物争地、长期种植可以培肥地力、减少南方冬闲田面积等诸多特点,提高中国食用油自给率、保障食用油安全供给的可行之路只能是稳定和扩大冬油菜种植面积、依靠科技进步提高油料作物产量和产油量^[2]。 同世界其他主要油菜种植区域相比,中国冬油菜种植的长江流域一般采用一年两熟或三熟的种植制度,具有土地利用强度大、土壤养分带走量大、土壤有机质含量低、土壤自身供肥能力及保肥能力差等特点,导致在同等产量水平时要求比世界其他油菜主产区施用更多的肥料和多次施肥。例如在加拿大油菜主产区,种植油菜时如果不施肥仅靠土壤的自身肥力就可生产出施肥条件下的85-90%的产量^[3],在中国的东北海拉尔地区如果不施肥也可生产出施肥条件下的80%左右的产量,但在中国长江流域如果不施肥仅靠土壤的自身肥力油菜只能维持施肥条件下的40%—50%的产量,也就是说,从养分供应角度来看中国油菜主产区的油菜产量对肥料的依存率平均高达55%以上。另外,就施肥对长江流域主要作物产量的贡献率来讲,水稻平均为29.6%、小麦为48.6%、棉花为38.0%、油菜为56.2%,反映在土壤肥力基本相同时,由于作物的种类、生育时期的气候不同导致冬作油菜更加依赖肥料的施用^[4]。由于以上客观因素的存在,无论是农民实际生产还是农业技术推广部门的推荐指导,施肥已成为油菜生产中的重要技术措施,在油菜生产的直接成本中肥料投入占一半以上,施肥措施到位与否直接影响油菜籽产量和收入。 近10多年来随着国家测土配方施肥项目和其他相关科技项目的实施,初步建立和培植了一支以华中农业大学、中国农业科学院油料作物研究所、湖南农业大学及相关油菜主产省农业科学院为依托的油菜营养与施肥科研队伍,油菜科学施肥研究及技术应用有了长足的进步,明确了中国油菜主产区耕地土壤养分缺乏因子及缺乏程度、目前高产优质油菜的营养需求特性,研制了中国主要区域油菜专用肥配方及其配套施用技术,并通过农业部相关推广应用项目进行了大面积的示范和应用,为保障中国油菜的高产高效生产提供了技术支撑。 然而,目前油菜施肥尤其是氮肥施用量总体偏高导致肥料投入成本高、养分利用率低,区域间和田块间氮肥投入过高和过低的现象并存导致养分的增产增效潜力得不到有效发挥,油菜氮素营养与施肥技术研究跟不上生产发生的变化导致新推广应用的油菜品种缺少针对性的施肥方案以及与轻简化生产相配套的轻简高效施肥技术,这些问题的存在既制约了油菜高产绿色高效生产的发展,也阻碍了油菜植物营养与施肥科学的进步。针对以上问题,本专题从不同油菜品种的氮素营养效率及碳积累转运、不同氮营养条件下的氮分配及其对光合作用的影响、种植密度及栽培模式与氮素养分管理的配套等多个角度和层面对本领域的最新研究进展进行了展示,在此基础上,通过归纳总结国内外近年来的研究与实践进展和经验提出了中国冬油菜氮素养分管理策略^[5-6]。需要指出的是,本专题只是近年来从事油菜养分与施肥研究工作的部分研究成果,油菜的氮素营养遗传生理^[7]、油菜氮素营养快速诊断与精准施用^[8]、氮与其他养分的配合、氮肥的简化施用技术等研究均有一定程度的进步,但本专题没有涉及。我们希望通过本专题能展示目前在油菜氮素营养管理研究上取得的进展、突出油菜生产中养分管理技术的重要作用、剖析当前生产中养分管理存在的问题,引起科研及技术推广各层面对油菜养分尤其是氮素科学管理进一步重视,开展更多更深入的研究,为油菜减肥高效绿色生产提供更强的技术支撑。     

不同氮水平下冬油菜光合氮利用效率与光合器官氮分配的关系

【目的】氮是限制作物光合作用的重要因子,除含量之外,氮在光合器官各组分间的分配可能也是影响光合作用的重要因素。本研究从叶片尺度探究冬油菜苗期氮素在光合器官中的分配,分析不同氮水平下光合氮素利用特征及其与光合氮利用效率的关系,以揭示氮素营养影响光合氮利用效率的机制。【方法】采用田间试验,设3个施氮水平(0、 180、 360 kg/hm2,分别以N0、 N180、 N360表示),在苗期测定最新完全展开的叶净光合速率(Pn)、 氮含量、 光合氮利用效率(PNUE)以及最大羧化速率(Vc max)、 最大电子传递速率(Jmax)等相关生理、 光合参数,并计算叶片氮素在光合器官(羧化系统、 生物力能学组分和捕光系统)的分配比例。【结果】施氮明显改善冬油菜苗期的生长,显著增加了叶片数、 叶面积和叶片干重,但单位叶面积干重低于不施氮处理。与N0相比,N180和N360处理的冬油菜最新完全展开叶的氮含量和Pn显著升高,其中叶片氮含量分别增加了155.0%、 157.3%,Pn则增加57.6%、 56.1%,N180与N360处理间无显著差异; 而PNUE随施氮水平的提高而降低,与N0相比,N180和N360处理分别下降了35.6%和39.6%。施氮提高了冬油菜苗期叶片的光合能力,N180和N360处理的最大净光合速率(Pn max)、 羧化效率(CE)、 最大羧化速率(Vc max)及最大电子传递速率(Jmax)显著高于N0处理。氮肥用量同样影响氮素在光合器官中的分配,与N0相比,N180和N360处理的氮素在叶片光合器官投入的比例显著降低,降低幅度分别为29.3%、 34.5%; 其分配比例在羧化系统(PC)、 生物力能学组分(PB)及捕光系统(PL)分别降低了24.1%、 23.3%、 34.6%和31.0%、 26.7%、 38.5%。相关分析表明,叶片中羧化和生物力能学组分及光合组分氮的分配比例与PNUE均呈显著正相关关系,而与非光合组分氮分配比例呈显著负相关关系。【结论】随施氮量的升高,油菜苗期光合氮利用效率呈下降趋势。氮素在光合器官(羧化系统、 生物力能学组分和捕光系统)分配的差异是影响冬油菜苗期叶片光合氮利用效率的重要原因。在保证苗期适宜氮素供应的情况下,通过协调氮素在光合器官的分配对进一步提高作物光合氮素利用效率具有重要意义。     

直播和移栽冬油菜生长和产量形成对氮磷钾肥的响应差异

【目的】直播和移栽是目前长江流域冬油菜的两种主要种植方式,其发展状况对我国油菜产业发展和油料供应安全具有重要意义。直播和移栽冬油菜的栽培过程和植株密度存在显著差异,因此两者的个体形态、 生长发育及产量形成有所差异,对养分的施用响应也可能不同。本研究利用大田试验研究施肥和种植方式对冬油菜生长发育和产量形成的影响,比较不同种植方式下冬油菜的生长特点及其差异。【方法】采用大田试验,研究氮磷钾肥配施(NPK)、 不施氮(-N)、 不施磷(-P)和不施钾(-K)处理下直播和移栽冬油菜各生育期的株高、 根颈粗和叶片数。越冬期低温和干旱逆境发生时测定顶四叶的生理生化指标,包括硝酸还原酶活性、 过氧化物酶活性、 过氧化氢酶活性、 可溶性蛋白含量、 可溶性糖含量、 游离脯氨酸含量和丙二醛含量。角果期调查菌核病的发病率。成熟期调查产量构成因素,包括密度、 分枝数、 单株角果数、 主序角果数、 角粒数和千粒重,最后进行实产统计。【结果】直播冬油菜前期株高相比移栽冬油菜增长较快,薹期后则明显降低,根颈粗和叶片数在各生育时期均显著较低。直播冬油菜越冬期叶片生理生化水平较移栽冬油菜偏低,丙二醛含量显著较高。直播冬油菜角果期菌核病的发病率平均为21.8%,远高于移栽冬油菜的8.5%。两种种植方式冬油菜成熟期表现出显著不同的产量构成,相比移栽冬油菜,直播冬油菜的植株密度显著较高,而个体分枝数、 角果数和角粒数则显著较少,而且主序角果的比例明显较高。最终,直播和移栽冬油菜在NPK处理的产量非常接近,分别为2019和2081 kg/hm2,但直播冬油菜在缺素条件下的产量较移栽冬油菜均显著偏低。相比NPK处理,任一养分缺乏均显著阻碍直播和移栽冬油菜的生长发育和产量形成,其中氮素影响最为显著和全面,其次是磷素,钾素影响相对较小。与移栽冬油菜不同,直播冬油菜成熟期的植株密度在缺素时出现下降,氮、 磷缺乏导致直播冬油菜密度分别降低53.6%和18.7%。养分缺乏条件下较差的个体生长和降低的植株密度是导致直播冬油菜产量降幅偏高的主要原因。【结论】当前栽培方式下,直播冬油菜起始阶段个体发育较差,导致生育期内生长表现和产量形成对养分缺乏更为敏感。相比移栽冬油菜,直播冬油菜应更重视氮磷钾养分的平衡施用,以促进个体健壮和群体稳定而获得高产。直播冬油菜的养分管理研究需进一步加强,尤其是应对逆境发生的施肥调控技术与措施。     

盆栽矮牵牛氮、磷、钾肥效应及推荐用量研究

采用“3414”不完全正交回归设计,在盆栽试验条件下研究氮磷钾肥不同配比对矮牵牛生长和观赏品质的影响,并筛选适宜的肥料用量。通过对矮牵牛不同生长时期生长指标（株高、冠径）、观赏指标（存花数、总花朵数）和收获后植株干样质量的统计分析,表明氮肥和磷肥对矮牵牛的营养生长和生殖生长均有较大影响,而钾肥的效果主要表现在生殖生长期,三因素影响作用顺序为:NPK;氮磷钾肥间存在明显的交互作用,配合施用能提高肥效和促进矮牵牛的生长。对矮牵牛总花朵数进行肥效模型拟合,得出在该试验条件下盆栽矮牵牛（每盆装基质1.5 kg）氮（N）、磷（P2O5）、钾（K2O）的最佳施用量为0.61、0.26、0.34 g/pot,适宜的氮磷钾施用比例为1: 0.43: 0.56。