增密种植条件下基于主动冠层传感器GreenSeeker的春玉米氮营养无损诊断研究

针对当前东北地区玉米种植密度偏低、氮肥管理粗放及应用传统氮肥诊断方法存在的限制与不足等问题,以协同玉米增产与氮肥高效为目标,在黑龙江省哈尔滨市开展田间试验,设置2个种植密度、2个玉米品种和6个氮水平小区试验,应用新式主动冠层传感器GreenSeeker,于玉米V5~V10期动态取样监测,建立回归模型,分析增密种植条件下不同玉米品种氮营养诊断指标变化,探究种植密度与品种对主动冠层传感器实时氮营养指标估测模型的影响。结果表明,适量施氮有利于改善植株氮营养状况、促进玉米增产;氮、密互作共同影响籽粒产量,种植密度由D6增至D8,籽粒产量与施氮量线性平台拐点由196.0、200.4 kg N·hm^(-2)分别增加至208.8、209.4 kg N·hm^(-2);氮浓度稀释曲线Y=34.0X-0.37在黑龙江地区适用,氮营养指数(Nitrogen nutrition index,NNI)诊断阈值主要受种植密度影响;GreenSeeker植被指数(Normalized difference vegetation index,NDVI)与地上部生物量、植株吸氮量、叶面积指数相关性较好,决定系数达0.75~0.89;NNI与NDVI相关模型决定系数较低,仅为0.49~0.58;NDVI对植株氮浓度诊断结果不佳。NDVI可用来准确诊断玉米氮营养状况,但需综合考虑氮肥用量、密度与品种耐密性对诊断模型准确性的影响。研究将GreenSeeker传感器最新诊断技术引入玉米增密群体氮营养诊断,评估氮浓度稀释曲线适用性,相关结果可为玉米增密群体的氮精准管理提供理论依据,未来具备区域大面积应用潜力。

增密种植条件下苗期深松与氮肥侧深施对玉米根系生长与氮效率的影响

增加种植密度是实现玉米增产重要途径。高种植密度抑制玉米根系生长,改变根系构型,限制玉米养分吸收。如何改善根系生长,是增密增产增效的关键科学问题。以耐密玉米品种垦沃1号为材料,采用裂区试验,主区为种植密度,分别为6万株·hm^(-2)(D6)、8万株·hm^(-2)(D8);副区为氮肥施用方式:氮肥作为基肥一次性施用,记作N1T1;氮肥作为基肥+追肥分次施用,其中追肥采用“侧深松+侧深施氮肥”组合处理,利用深松施肥机同步进行,记作N2T2;以农户常规处理作为对照(CK),即氮肥一次性施用,苗期不深松。结果表明,与CK处理相比,吐丝期D8N2T1处理下单株根长、根生物量、根系表面积、比根长、节根数增幅分别达11.4%、22.0%、11.2%、13.1%、10.9%;0~60 cm土壤深度根长提高11.3%~44.6%;D8N2T1处理下,群体氮积累量增加71.1%,营养器官氮素转运效率提高51.6%,氮肥偏生产力提高102.4%,氮肥农学效率提高143.1%;D8N2T1处理下,产量达17.1 t·hm^(-2),增幅达50.6%,显著高于农户常规处理。综上,增密种植配合苗期深松与氮肥侧深施组合技术,可有效改善根系生长,促进植株氮素吸收,提高植株营养器官氮转运效率,实现增产与氮肥增效。

减氮配施液体牛粪对寒地玉米花后期干物质积累和养分吸收转运规律的影响

针对东北农牧交错区畜禽粪污养分资源利用率低、排放量大等问题,试验引进丹麦液体肥施用技术,设置不施氮肥(CK)、常规施肥(FP)、67.5 t·hm^(-2)液体牛粪(N0PKM)、减氮40%配施67.5 t·hm^(-2)液体牛粪(N1PKM)、减氮20%配施67.5 t·hm^(-2)液体牛粪(N2PKM)共5个处理,探究减氮配施液体牛粪对寒地玉米花后期干物质积累和养分吸收转运规律的影响。结果表明,减氮配施液体牛粪有效提高玉米花后期干物质和养分积累及转运量和对籽粒的贡献率,增加作物产量,同时,降低土壤磷、钾盈余量,提高养分利用效率。其中,以N1PKM处理最佳。与常规施肥相比,N1PKM处理玉米花后期干物质积累比例提高3.50%;平均增长速率提高16.07%;氮、磷、钾在花后期特别是成熟期养分积累量分别提高10.04%、14.03%和33.33%;氮、磷转运率分别提高20.90%、59.73%;氮、磷转运量对籽粒的贡献率分别提高10.15%和42.97%;玉米产量提高5.76%;较单施液体牛粪处理相比,土壤中磷、钾素盈余量分别降低15.48%和25.05%。可见,减氮配施液体牛粪对寒地玉米生产区发酵液体粪污资源充分利用及减肥增产具有重要意义。

DEHP对玉米苗期光合特性及抗氧化能力的影响

以玉米品种郑单958为试验材料,设置空白对照组(CK)及C1(50 mg/kg)、C2(100 mg/kg)、C3(150 mg/kg)3种不同浓度的DEHP(邻苯二甲酸二乙基己酯)处理玉米幼苗,对幼苗的生长情况、叶绿素含量、光合特性以及抗氧化酶活性等多个指标进行测定。结果表明,随着DEHP浓度的升高,玉米幼苗生长发育的抑制作用越明显,叶片中叶绿素含量、净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)显著降低,胞间二氧化碳浓度(Ci)显著升高,PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)与光合性能指数(PIABS)均呈下降趋势,1,5-二磷酸核酮糖羧化酶(RuBP羧化酶)活性与磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEP羧化酶)活性均显著降低,超氧化物歧化酶(SOD)活性显著上升,抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性显著下降,过氧化物酶(POD)活性呈先上升后下降的趋势,在DEHP浓度为50 mg/kg时达最大值。