限水灌溉条件下冬小麦氮肥利用研究

大田试验研究了限水灌溉（于拔节、开花期各灌750m^3.hm^-2)条件下冬小麦对氮素的吸收利用。结果表明：在N0－375kg.hm^-2范围内,随氮肥用量加大,小麦产量提高,每平方百米施225kg纯氮的处理达到最高产量（6466．5kg.hm^-2),在此基础上增施氮肥产量不再增加;氮素生理效率随氮肥量的递增而降低;限水灌溉下冬小麦对氮素的吸收集中在开花期以前,并且增加氮肥量降低了开花－成熟期的氮素吸收量;随着施氮量的增加,分配于营养器官的氮素比例增加,其中以叶片占的例最大,而收获批数则随施氮量增加而降低。     

留茬对小麦/玉米间作氮素吸收和硝态氮分布、淋失的影响

为减少高产农田硝态氮累积对地下水的潜在污染,在甘肃石羊河流域绿洲灌区设置裂区试验,研究不同留茬方式对单作小麦、单作玉米、小麦/玉米间作氮素吸收、土壤硝态氮分布、淋失的影响。结果表明:不同留茬方式对作物籽粒、秸秆含氮量影响较小。间作比单作显著提高了作物的籽粒吸氮量和氮收获指数;2种作物无论间作或单作,立茬土壤0-20cm硝态氮累积显著高于焚烧和翻还,20-60cm则相反,60cm以下受留茬方式影响差异不显著;土壤硝态氮残留单作小麦翻还比焚烧和立茬处理分别高11.41%和8.13%,单作玉米焚烧比立茬和翻还分别高26.97%和17.02%;植株总吸氮量小麦/玉米间作立茬和翻还分别比焚烧高9.58%和6.10%;硝态氮淋失量小麦/玉米间作平均比单作处理低30.75%,小麦/玉米间作立茬和翻还分别比焚烧处理低28.04%和10.23%。综上所述,小麦/玉米间作立茬硝态氮淋失最少,更有利于环境保护。     

Estimation of litchi (Litchi chinensis Sonn.) leaf nitrogen content at different growth stages using canopy reflectance spectra

The estimation of crop nitrogen status in fresh vegetation leaf using field spectroscopy is challenging due to the weak responses on leaf/canopy reflectance and the overlapping with the absorption features of other compounds. Although the spectral indices were proposed in the literature to predict leaf nitrogen content (LNC), the performance of selected spectral indices to estimate the LNC is often inconsistent. Moreover, the models for nitrogen content estimation changed with the growth stage. The goal of this study was to evaluate the performance of published indices, ratio of data difference index (RDDI) and ratio of data index (RDI) developed by band iterative-optimization algorithm in LNC estimation. The correlation analysis, linear regression and cross validation were used to analyze the relationship between spectral data and LNC and construct the best performed estimation model. The study was conducted by the data of five growing seasons of litchi from the orchards in Guangdong Province of China. Results showed that the relationship between chlorophyll (Chl) related spectral indices and LNC varied with the growth stage. Even in flower bud morphological differentiation stage and autumn shoot maturation stage, there were not significant correlations between the proposed spectral indices and LNC. Besides it is difficult to estimate the LNC by the general model across the growth stages due to the integrated effects of cultivar, biochemical, canopy structure, etc. The band iterative-optimization algorithm can improve the sensitivity of spectral data to LNC to some extent. The optimal RDDI performed better than other indices for the synthetic dataset and the dataset in each growth stage. And the sensitive bands selected in the optimal indices at each growth stage are not consistent, which are not only related to the Chl absorption but also other biochemical components, such as starch, lignin, cellulose, protein, etc. In general, the LNC can be estimated by the optimized CR-based RDDI indices in autumn shoot maturation stage, flower spike stage, fruit maturation stage, and flowering stage with the R² > 0.50 and RMSE < 0.14. Although there were the significant relationship between RDIs and RDDIs in flower bud morphological differentiation stage, the highest R²s of the model developed by RDDIs and RDIs were less than 0.50 in cross validation. This study indicated that the applicability of canopy reflectance to estimate litchi LNC was closely related to the growth stage of litchi. Growth stage-specific models will be preferred for estimating litchi LNC estimation.     

ACC处理对不同基因型玉米幼苗响应氮素供给的调控效应

乙烯对玉米生长发育与形态建成具有重要调控作用,但乙烯对玉米氮素吸收与积累调控效应缺乏深入研究,局限了乙烯在玉米丰产高效栽培中的应用。本研究以郑单958、瑞福尔1号和德美亚3号3个玉米品种为试验材料,比较研究不同基因型玉米植株对氮素供给的响应差异,结合外源添加乙烯合成前体1-氨基环丙烷-1-羧酸(1-aminocyclopropane-1-carboxylicacid,ACC),分析乙烯对不同基因型玉米氮素吸收的调控效应。研究结果表明,在低氮条件下,氮素敏感型品种(德美亚3号和瑞福尔1号)比郑单958叶片缺氮表型明显,对ACC处理敏感,而且ACC处理抑制玉米植株地上和地下部的生长和干物质积累;ACC处理抑制了低氮下叶片叶绿素合成,降低叶片可溶性蛋白积累,促进玉米叶片早衰,其中ACC处理郑单958叶片叶绿素和可溶性蛋白含量均显著高于德美亚3号和瑞福尔1号;进一步研究发现,低氮处理抑制乙烯合成关键酶基因ZmACS7和ZmACO15的表达,降低乙烯含量,ACC处理促进低氮条件下ZmACS7和ZmACO15基因的表达,提高乙烯含量;低氮处理抑制玉米根系中ZmNRT2.1表达,但ACC处理促进低氮下玉米根系中ZmNRT2.1表达,其中郑单958根中ZmNRT2.1表达在低氮条件下显著高于德美亚3号和瑞福尔1号。研究结果表明乙烯通过调控玉米植株乙烯合成关键酶基因和ZmNRT2.1表达,调节了氮素吸收与分配,影响了植株生长,其中氮素敏感性品种比持绿型品种对乙烯更为敏感。     

水、氮效应与叶绿素关系试验研究

以冬小麦和夏玉米为试验对象，研究了不同水、氮条件对作物植株含氮及叶绿素含量的影响，作物叶片含氮、作物产量与叶绿素含量之间的量化关系，并提出了利用叶绿素仪预测作物氮素胁迫的方法。研究结果表明，田间的不同水、氮制度将影响作物的含氮水平及叶绿素含量，它们之间呈正响应关系。氮素对作物叶绿素含量起着较强的影响作用。作为一种测量叶片叶绿素含量的仪器，叶绿素仪可以作为测量作物含氮的仪器使用，具有快速、准确、简便的特点。     

沙湖水体污染现状及对策分析

本文对沙湖水体营养盐来源进行了调查分析,结果表明:①黄河水、农田退水的补给是沙湖营养盐的主要来源;②2004年由黄河水补给入湖的总氮、总磷量分别为20.00t和3.04t,占全年入湖总氮、总磷量的50.4%和57.7%;③2004年由农田退水补给入湖的总氮、总磷量分别为15.00t和2.00t,占全年入湖总氮、总磷量的37.8%和37.9%;④2004年由芦苇收割和渔业捕捞出湖的总氮、总磷量分别为11.99t和1.93t,占全年入湖总氮、总磷量的30.2%和36.6%;在调查沙湖营养来源的基础上,建立沙湖水质经验模型并分别对模型进行验证,结果表明,OECD模型能较好预测沙湖水体总磷、总氮浓度。最后利用该模型,对所提出的沙湖水体富营养化防治方案进行计算分析比较,并确定合适的防治方案。     

河套灌区盐渍化土壤玉米水氮耦合效应

为了探求适用于盐渍化地区的节水、施肥优化模式,采用大田试验,以玉米为研究对象,选取了轻度和中度两种盐分土壤,设置了10种不同水、氮处理,建立不同盐分土壤玉米产量与灌水量及施氮量之间的回归模型并对其进行了分析,研究不同盐分土壤水、氮用量对玉米产量的影响。结果表明:在轻度和中度盐分土壤条件下,灌水和施氮对玉米均有增产效应,水、氮交互作用为正效应,水分的作用大于施氮的作用。通过边际效应分析可知,轻度和中度盐分土壤施氮肥的增产速率没有明显差异,轻度盐分土壤灌水的增产效率明显高于中度盐分土壤。轻度和中度盐分土壤玉米最高产量分别为13 581 kg·hm^-2和11 115 kg·hm^-2,对应的水、氮配比均为灌水编码为0.77(全生育期灌水量2 250 m³·hm^-2),施氮编码为0.69(总施氮量225 kg·hm^-2)。通过模型寻优,得到轻度和中度盐分土壤种植玉米的最佳水、氮配比方案均为全生育期灌水量为1 900.95～2 389.08m³·hm^-2     

稻-麦轮作体系中有机氮与无机氮的去向研究

【目的】在中国多熟制农作生态系统条件下,农田中氮素的低有效度是阻碍作物高产和导致环境问题的重要因素。本项研究旨在跟踪稻麦轮作体系中化学氮肥与有机作物残茬(专指作物地上部秸秆)的氮素去向,为农田氮素的可持续管理提供理论依据。【方法】采用随机区组设计的田间多重复小区内设置15N同位素示踪微区的连续跟踪试验的方法。【结果】在施用化学氮肥的基础上无论作物残茬是取出还是还田,肥料对作物吸氮的贡献率为17.17%(16.55%—17.79%),而施用作物残茬的相应值为12.01%,即作物吸氮有82.83%或87.99%来源于土壤氮库。化学氮肥和作物残茬的作物氮素回收显示截然不同的模式:作物对化肥氮的回收呈现一次性特征,即施肥后第1季的氮回收量占到总回收氮量的92.04%,与之相应单施作物残茬区的第1季作物15N回收率为总回收率的38.03%。表明化肥氮绝大部分在第1季为作物回收,作物残茬氮则有较长的后效;第1季结束时,化学氮肥区和作物残茬区的土壤15N残留率分别为33.46%(两种残茬管理方式的平均值)和85.64%。残茬氮的土壤残留远远高于化肥氮的残留率;在第6季(化学氮肥区)或第5季(作物残茬区)结束时,化肥区与残茬区的作物+土壤的总15N回收率有显著差异(分别为64.38%和79.11%),而在施用化学氮肥的基础上加入或不加作物残茬对肥料氮的作物+土壤回收率则影响很小。【结论】化学肥料氮与作物残茬氮相比,前者对作物吸氮而言更为快速有效。而与之相反,作物残茬氮则对提高土壤供氮能力有更多贡献,因为作物残茬氮进入土壤有机质库的量高于化肥氮。为此,在农业生产中应实行化学氮肥与有机氮源的合理配合使用。     

机器识别对不同氮肥施用量条件下新疆高产棉花冠层结构的研究

[目的]测定北疆棉区推广棉花品种新陆早10号与新陆早12号在不同氮肥用量条件下冠层结构特征的差异.[方法]采用CI-110作物冠层机器识别映像仪,在田间将安装有鱼眼探测头的观测棒定点在行间中央,调好水平,并从计算机显示屏上观察无人影等其它外界影响时开始拍照.[结果]氮肥用量过高或过低都不利于形成理想群体冠层.两品种相比,新陆早10号较新陆早12号对较高氮肥用量反应敏感.[结论]在中等氮肥用量条件下选择新陆早10号、中高氮肥用量条件下选择新陆早12号栽培种植较为适宜.氮肥用量650～950 kg/hm2是较为理想的施氮水平.     

碳氮供给对小麦离体穗培养粒重、微量元素及蛋白质含量的影响

为了解碳氮供给与小麦粒重、Fe、Zn、Mn、Cu等微量元素以及蛋白质含量的关系,在离体穗培养条件下研究了灌浆初期和灌浆中期不同浓度C(蔗糖)、N(硝酸铵)供给对小麦粒重、微量元素(Fe、Zn、Mn、Cu)和蛋白质含量的影响.结果表明,随着培养基糖浓度的增大,粒重和Fe、Mn含量都表现为先升高后降低的趋势,在4%糖浓度时,均达到最高值;籽粒Zn、Cu和蛋白质含量表现为随糖浓度增大而持续降低.随着培养基N浓度的增加,粒重和Fe、Zn、Mn、Cu含量多表现为先升高后降低的趋势,且多在N浓度为0.07%时达到最高值,尤以灌浆中期开始的培养表现明显;籽粒蛋白质含量表现为随N浓度增大而持续增加.由此可见,外源C、N供给对粒重、微量元素和蛋白质含量有明显的调控效应.一定的糖供给可同时提高粒重和Fe、Mn含量,一定的N供给可同时提高粒重及微量元素和蛋白质含量.