滴灌条件下施氮量对不同氮效率水稻品种物质积累及养分吸收的影响

研究滴灌条件下施氮量对不同氮效率品种关键生育时期干物质积累和氮素吸收转运及产量的影响,为干旱半干旱区滴灌水稻高产高效生产提供技术参考。试验于2021—2022年开展,以氮高效品种(T-43)和氮低效品种(LX-3)为供试材料,采用裂区设计;设置4个施氮水平,分别为N0(0 kg hm^(-2))、N1(150 kg hm^(-2))、N2(300 kg hm^(-2))和N3(450 kg hm^(-2))。分析滴灌水稻在抽穗期和成熟期干物质积累、氮素吸收利用及产量对施氮量的响应差异。结果表明:(1)施用氮肥可以增加滴灌水稻干物质积累量(1.99%~26.02%)和氮素积累量(25.67%~97.69%),提高水稻产量(23.75%~66.75%);但过量施氮(450 kg hm^(-2))会减小对干物质积累的促进作用,导致结实率和穗粒数下降,使氮素主要集中在秸秆中,最终降低水稻对氮素的利用效率。(2)在同一施氮条件下,T-43的有效穗数、结实率、抽穗期叶片和穗部干物质及氮素积累量均高于LX-3(分别为1.65%~5.19%、0.42%~8.47%、7.61%~19.68%、19.81%~40.73%、19.81%~30.23%和20.14%~49.65%),最终产量高于LX-3(4.23%~28.47%)。(3)氮素利用效率对施氮量的响应存在品种间差异(P<0.05)。与LX-3相比,T-43有更高的氮肥农学利用效率、氮素回收率和氮肥偏生产力(分别高1.05%~25.23%、5.86%~20.05%和10.09%~18.01%)。综上所述,在滴灌栽培条件下,选用氮高效品种(T-43),配施300 kg hm^(-2)氮肥表现出更佳的氮素吸收转运能力和更高的产量,能更好地利用养分资源,是本试验最佳的品种和施氮量组合方式。

施氮方式对不同专用小麦氮素吸收及氮肥利用率的影响

以两类不同专用小麦为材料 ,研究了不同施氮量、基追比和追氮时期对其氮素吸收和氮肥利用率的影响。结果表明 :强筋小麦济南 17在生育中后期吸氮强度、氮素的转运效率和转运氮的贡献率 ,以及相同处理的蛋白质产量、氮肥利用率和氮素吸收效率均高于中筋小麦陕农 2 2 9。在本试验中 ,济南 17以施氮量为 2 6 2 5～ 32 8 1kg hm2 、追肥分拔节和始花两次施用 (2 5 %∶2 5 % )的氮肥运筹方式可以获得较高的蛋白质产量、成熟期总氮积累量和氮肥利用率 ;而陕农 2 2 9以施氮量为 196 9～ 2 6 2 5kg hm2 、拔节期追氮比例为 4 0 %～ 6 0

不同穗型常规籼稻品种氮素吸收利用的基本特点

在群体水培条件下,以国内、外不同年代育成的常规籼稻代表品种(2001年为88个、2002年为122个)为材料,测定干物质重(包括根系)、产量及其构成因素、氮素含量等,采用组内最小平方和的动态聚类方法将供试品种按单穗重从低到高依次分为A、B、C、D、E、F6类,研究各类品种氮素吸收利用的基本特点。结果表明:(1)供试品种单穗重差异较大,适当增加穗重有利于水稻品种产量的提高;(2)不同穗型水稻品种植株含氮率差异较小,大穗型水稻品种抽穗期、结实期、成熟期群体氮素累积量和个体(单穗)氮素累积量均显著大于小穗型品种,个体(单穗)吸氮量特别是抽穗前单穗吸氮量大,是大穗型品种主要生育阶段群体氮素累积量显著大于小穗型品种的重要因素;(3)中等偏大穗型的水稻品种氮素收获指数、氮素籽粒生产效率较高;(4)大穗型水稻品种播种到抽穗天数、全生育期天数较长;(5)氮素累积量、氮素籽粒生产效率均是影响穗重的重要因素,但氮素累积量作用较大;(6)吸氮强度尤其是个体(单穗)吸氮强度是不同穗型水稻品种群体与个体(单穗)氮素累积量差异的主要因素。

氮肥对不同耐低氮性玉米品种氮素吸收利用及氮素平衡的影响

以前期筛选的不同耐低氮性玉米品种正红311和先玉508为试验材料,通过田间裂区试验研究氮肥(0,90,180,270,360,450kg N/hm^2)对不同耐低氮性玉米品种氮素吸收利用及氮素平衡的影响。结果表明:施氮显著提高玉米的氮素积累、氮素转运和氮素表观损失,而收获指数、氮收获指数、氮素干物质生产效率、氮素产谷效率、氮素吸收效率、氮肥利用效率、氮肥生理效率、氮肥农学效率和氮肥偏生产力等随施氮量增加显著降低。与低氮敏感品种先玉508相比,耐低氮品种正红311氮素积累量、氮素转运量和产量更高,而氮素转运率、转运贡献率、收获指数及氮收获指数更低。正红311叶片较高的物质生产能力有利于其生育后期的氮素吸收和物质生产,使其氮肥吸收效率、氮肥利用效率、氮肥农学效率和氮肥偏生产力均显著高于先玉508,而氮素表观损失显著低于先玉508。川中丘陵山区土层瘠薄,土壤保肥保水能力差,随施氮量增加玉米氮素表观损失量和损失率均显著增加,耐低氮品种正红311具有较强的氮素吸收能力,能显著提高氮素的吸收利用效率从而有效减少氮素的表观损失。因此,在川中丘陵山区中低氮水平下推广种植耐低氮品种正红311既能充分发挥其产量优势,又能有效的控制氮素的表观损失。

水氮限量供给下两个高产小麦品种氮素吸收与利用特征

为给华北地区冬小麦节水高产高效栽培提供理论依据,选用当地两个主栽冬小麦品种济麦22和石麦15为材料,在大田春灌一水(W1)和春灌二水(W2)2个灌水条件下均设置192kg.hm-2(N1)和270kg.hm-2(N2)2个施氮水平,研究了在水氮限量供给下冬小麦氮素吸收利用特征。结果表明:(1)在W1水平下,济麦22籽粒产量N1与N2处理无显著差异,石麦15籽粒产量N1处理显著高于N2处理;在W2水平下,两个小麦品种均以N1处理籽粒产量最高;在相同施氮水平下,两个小麦品种籽粒产量均以W2处理最高;在不同水氮处理下,济麦22籽粒产量高于石麦15。(2)在相同灌溉水平下,两品种氮素利用效率和氮肥生产效率均以N1处理较高;在相同施氮水平下,两个品种氮素利用效率和氮肥生产效率均以W2处理较高;在不同水氮处理下,济麦22氮素利用效率和氮肥生产效率高于石麦15。(3)在相同灌溉水平下,两小麦品种花后氮素积累量和分配比例均以N1处理最高;在相同施氮水平下,两小麦品种花后氮素积累量和分配比例均以W2处理最高。在不同水氮处理下,石麦15花后氮素积累量和分配比例高于济麦22。(4)方差分析表明,灌溉、品种、氮肥以及氮肥与品种、灌溉与氮肥的互作对籽粒产量影响均达显著水平,其中灌溉效应起主导作用。综合分析认为,两个小麦品种在限量供水(W2水平)、适量供氮(N1)处理下可以协调促进花后氮素积累、分配和有效转运,获得高产、高氮素利用效率和高氮肥生产效率。

不同施氮模式对夏玉米生长、产量和氮素利用效率的影响

以河南省的主栽玉米品种郑单958和先玉335为供试材料,在大田生产条件下设置4个施氮模式:0 kg/hm2(N0)、180 kg/hm2(N1,基肥120 kg/hm2+追肥60 kg/hm2)、240 kg/hm2(N2,基肥120 kg/hm2+追肥120 kg/hm2)和300 kg/hm2(N3,基肥120 kg/hm2+追肥180 kg/hm2),研究不同施氮模式下2个高产玉米品种的干物质积累量、叶绿素含量、产量及氮素利用效率,以期为该地区玉米高产高效栽培提供理论依据。结果表明,随施氮量增加,2个玉米品种群体干物质积累量均呈增加趋势,各模式先玉335的群体干物质积累量均高于郑单958;2个玉米品种叶绿素含量均呈增加趋势,各模式先玉335的叶绿素含量均高于郑单958。随施氮量增加,郑单958和先玉335籽粒产量和氮素利用效率均先增加后降低,其中籽粒产量以N2模式最高,为10 209.04 kg/hm2和11 115.08 kg/hm2;氮素利用效率以N1模式最高,为57.37 kg/kg和57.01 kg/kg,与N2模式无显著差异;总体上先玉335的籽粒产量和氮素利用效率均高于郑单958。综合认为,2个玉米品种均以N2模式可以同步协调实现籽粒产量和氮素利用效率的提高,且先玉335优于郑单958。

小麦产量对中后期氮素胁迫的响应及品种间差异

生育中后期土壤供氮不足是导致小麦减产的重要原因之一。2015—2017年连续2个生长季,选择人工合成六倍体小麦衍生品种(synthetic hexaploid wheat-derived cultivar,SDC)和非人工合成小麦衍生品种(Non-synthetic hexaploid wheat-derived cultivar,NSC)各3个,设置2个施氮水平,研究其产量及相关生理参数对中后期氮素胁迫的响应。SDC包括川麦42、川麦104和绵麦367,NSC包括绵麦37、川农16和川麦30。2个施氮水平为正常施氮处理(Nn,150kg N hm^-2,底肥40%、拔节肥60%)和中后期氮胁迫处理(Ns,60kg N hm^-2,全部作底肥)。结果表明,氮胁迫下,两类品种产量均值降幅接近(SDC19.6%,NSC20.4%),但正常供氮下SDC产量高于NSC(高14.4%),其氮胁迫下的产量也较高(高15.9%)。氮胁迫下,SDC的生物产量、单位面积粒数均高于NSC。开花期,两类品种在2个氮素水平下的叶面积指数(LAI)接近,但在灌浆中后期的降幅SDC小于NSC,花后22d,SDC在高、低施氮水平下的LAI较NSC分别高25.1%和16.0%。开花灌浆阶段,2个施氮水平下SDC旗叶和倒二叶SPAD始终高于NSC,氮胁迫下二者的差距增大。两类品种的净光合速率(NPR)和群体光合速率(CAP)的差异也主要出现在灌浆中后期,氮胁迫下SDC以上2个参数较NSC均有优势。氮胁迫下,花后功能叶片的硝态氮、铵态氮、可溶性糖含量SDC也高于NSC。SDC较NSC有更高的氮素利用效率(NUtE),氮胁迫下,二者NUtE的差距增加。以上结果表明,低氮胁迫下SDC的生产力高于NSC,这与其较高的库容、较长叶片功能期有关。

燕麦氮吸收利用特性与适宜施氮量的定位研究

【目的】明确燕麦对氮的吸收利用特性以及吉林白城地区适宜氮肥用量。【方法】以皮燕麦白燕7号和裸燕麦白燕2号为材料,通过设置5个氮肥梯度(0、30、60、90和120 kgN.hm-2),定位研究了两种燕麦氮吸收利用与产量形成的氮肥效应。【结果】本试验条件下,施氮量越多,燕麦不同生育阶段的氮积累量、总氮积累量、穗部氮积累量、转移量和花后吸收量越多,各处理间差异显著。氮素阶段吸收比例在低氮处理有苗期提高、灌浆后期降低的趋势,花前氮素转移率则表现为随施氮量增加先升高后降低。氮肥表观利用率、氮肥农学效率随施氮量的增加而降低。氮收获指数以中低施肥处理最高,不施肥或最高施氮处理最低。氮生理利用效率存在极显著的年际间差异,年份与品种互作效应显著。氮肥显著影响燕麦产量(P<0.05),两种燕麦籽粒产量均随施氮水平的提高而增加,但90和120 kgN.hm-2处理间差异不显著;获得最高产量的氮肥用量有随定位时间的延长而增大的趋势。【结论】施氮量显著影响燕麦对氮素的吸收与利用特性,品种间有差异,白燕7号较白燕2号对氮反应更敏感。4年的定位结果看,吉林白城地区氮肥用量90 kgN.hm-2可以实现燕麦高产高效生产。

不同氮素籽粒生产效率类型籼稻品种氮素吸收利用的差异

[目的]研究不同氮素籽粒生产效率类型品种氮素吸收利用的基本特点。[方法]在群体水培条件下,以国内外不同年代育成的常规籼稻代表品种(2001年88个2、002年122个)为材料,测定干物重、氮素含量、产量及其构成因素等,采用组内最小平方和的动态聚类方法将供试品种的氮素籽粒生产效率(NUEg)从低到高依次分为A、B、C、D、EF、6种类型。[结果]供试品种间NUEg的差异很大;高氮素籽粒生产效率类型籼稻品种成熟期全株、根系、茎鞘叶、穗含氮率低;高氮素籽粒生产效率类型籼稻品种抽穗前吸氮量、成熟期总吸氮量较小;高氮素籽粒生产效率类型籼稻品种成熟期氮素干物质生产效率和氮素收获指数高。[结论]高氮素籽粒生产效率类型籼稻品种吸氮量小、植株含氮率低、氮素利用效率高。

不同夏玉米品种氮素积累利用的差异及其水氮调控效应

为探明不同夏玉米品种氮素积累利用的差异及其对水氮调控的响应特征,以黄淮海地区主栽11个夏玉米品种为材料,在大田条件下开展水氮处理[自然降雨(W0)和灌水处理(W1);不施氮(0 kg/hm 2 N,N0)、低氮水平(150 kg/hm 2 N,N1)和正常施氮(225 kg/hm 2 N,N2)]对不同夏玉米品种氮素积累、转运、吸收和利用的影响研究。结果表明,不同夏玉米品种在氮素积累、转运、吸收和利用方面均存在显著差异,其中氮肥利用效率的变异系数最大,为20.97%。以氮肥利用效率为依据进行聚类分析将11个夏玉米品种分为高(H)、中(M)、低(L)氮肥利用效率3类氮效型。水氮措施对夏玉米氮素积累和利用具有显著影响,且H型和M型品种较L型品种对水氮环境具有更强的稳定性。灌水和施氮均显著提高了3类夏玉米品种的植株氮素积累量,且L型品种对灌水处理的响应最大;H型和M型品种在W1N2处理下植株氮素积累量最高,而L型品种在W1N1处理下最高。灌水和施氮总体上增加了营养器官氮素转运量,但降低了氮素转运效率及其对籽粒的贡献率和氮素收获指数。水氮措施显著影响氮素吸收效率,且3类品种均以W1N1处理最高。因此,适当减少氮肥施用并配以合理的灌溉是提高夏玉米氮素吸收利用的有效途径。

不同熟期大豆品种吸收和利用氮肥的差异

盆栽条件下，应用（１５）Ｎ示踪技术，研究了不同施Ｎ水平（每公斤土施用０．１克、０．２克氮）下，不同熟期大豆品种吸收、利用氮肥的差异。结果表明，植株全氮积累量：中晚熟品种＞早中熟品种＞早熟品种；施氮对增加各品种植株氮的积累有明显影响，其大小顺序为早中熟品种＞早熟品种＞中晚熟品种，而且增产作用显著，增产率分别为Ｎ１：２４．１％－４０．７％和Ｎ２１８．５％－６１．９％；植株中肥料氮占总氮的比例分别为２３．５％－４３．６％和５０．５％－６８．２％．其大小依次为早熟品种＞早中熟品种＞中晚熟品种；至成熟期，６８．８％－８１．８％肥料Ｎ转移到籽粒中，早熟和早中熟品种高于中晚品种．

不同施药量对氮高效利用水稻品种桂育11号病虫防治效果和产量的影响

【目的】分析不同施药量对不同施氮量条件下氮高效利用水稻品种桂育11号病虫防治效果及产量的影响,为推广优质高产氮高效利用水稻品种及实现农药化肥减施增效提供科学依据。【方法】以氮高效利用水稻品种桂育11号为研究对象,在施用高、中和低氮(分别为施纯氮225、150和75 kg/hm2)水稻的分蘖期和孕穗期喷施农药常量(每公顷喷施20%氯虫苯甲酰胺SC 150m L+50%吡蚜酮WP 300 g+30%爱苗SC 300 m L+75%三环唑WP 450 g)+30%(B1处理)、常量(B2处理)和常量-30%(B3处理),以不喷施农药为对照(CK);采用平行跳跃取样法调查施药前后不同施氮量桂育11号的病虫发生情况,计算防治效果。【结果】在不同施氮量条件下各施药量处理对桂育11号稻飞虱的防治效果均在92.00%以上,其中,在中、低氮条件下,B3处理第2次施药后10 d的稻飞虱防治效果均在97.00%以上。在各施氮量条件下,第1次施药后10 d B1、B2和B3处理的稻纵卷叶螟防治效果均低于63.43%,第2次施药后10 d B1、B2和B3处理的稻纵卷叶螟防治效果均高于91.00%,其中,在低氮条件下B2处理的稻纵卷叶螟防治效果与B1处理差异不显著(P> 0.05,下同),在中氮条件下B2处理的稻纵卷叶螟防治效果显著低于B3处理(P <0.05,下同);在高氮条件下,第1次施药后10 d各施药量处理的稻纵卷叶螟防治效果间差异均不显著,第2次施药后10 d的稻纵卷叶螟防治效果随着施药量的减少显著增加。在各施氮量条件下,B1、B2和B3处理的水稻纹枯病病株防效及病指防效均无显著差异;B1、B2和B3处理的水稻产量均显著高于对照,其中在中、低氮条件下均以B1处理处理最高;在同一施药量条件下,以中施氮量水平的水稻产量最高,为8252.85~8847.75 kg/hm2。方差分析结果表明,施药量和施氮量单独作用及二者间的交互作用对稻飞虱和稻纵卷叶螟发生及桂育11号产量具有显著或极显著(P <0.01)影响,仅施药量单独作用显著影响水稻纹枯病的发生。【结论】种植桂育11号需同时考虑施氮量和施药量对其产量的影响;在中氮条件下桂育11号的产量高于低氮和高氮条件,且减量30%施药的产量在各施氮量条件下均与常量施药和加量30%施药的产量差异不显著。因此,以减氮20%+减药30%+施药2次的方式进行氮高效利用水稻品种的田间管理,可达到农药化肥减施增效目的。

基于主成分和聚类分析筛选氮高效小麦品种

以34个小麦品种为试验材料,2018年11月—2019年5月、2019年11月—2020年5月在湖北省枣阳市开展田间试验,利用主成分分析和聚类分析法分析氮肥利用率各项指标,对小麦品种进行综合评价和筛选。结果显示:不同小麦品种间氮效率各项指标和产量均存在差异,变异系数为12.40%~37.32%;2个生育周期内主成分分析均提取前2个主成分来计算氮效率综合得分,其中2018年11月—2019年5月第一主成分和第二主成分旋转后特征值分别为3.376和2.068,累计反映了原变量90.73%的信息;2019年11月—2020年5月前2个主成分旋转后特征值为4.290和1.327,累计反映了原变量93.61%的信息。小麦氮效率综合评分与产量呈极显著正相关,氮效率综合评分越高,产量越高。对氮效率综合评分进行K–Means聚类分析,初步筛选出安农0711、川麦104、鄂麦18、鄂麦006、鄂麦580、扶麦1228和华麦1168等稳定的氮高效型品种。

水氮一体化模式对不同设施辣椒品种产量和氮素利用的影响

以4个设施辣椒品种为材料,研究了水氮一体化模式对其产量和氮素利用的影响。结果表明,与传统水氮模式(沟灌施氮)相比较,水氮一体化模式(滴灌施氮)提高了不同辣椒品种的产量、氮肥农学效率、氮肥回收效率和氮肥偏生产力,提高幅度表现为:扬椒2号>科技之光9号>苏椒5号>扬椒5号。同时,水氮一体化模式提高了不同辣椒品种在各生育阶段的干物质积累量和氮积累量,促进了植株生长,有利于叶面积指数的增加,其中扬椒2号的提升效果大于其他品种。此外,水氮一体化模式提高了不同辣椒品种初花期、盛花期和盛果期的叶片净光合速率、硝酸还原酶活性和谷氨酰胺合成酶活性,增强了叶片光合能力和氮同化能力,有利于提高植株干物质积累量和氮积累量,其中扬椒2号的提升效果大于其他品种。通径分析表明,与其他生育阶段相比较,盛花—盛果期的干物质积累量和氮积累量对提高辣椒产量和氮素利用效率起着最重要的作用。综上所述,水氮一体化模式通过增强叶片光合能力和氮同化能力来促进植株干物质积累和氮积累(主要在盛花—盛果期),从而提高了辣椒产量和氮素利用效率,且扬椒2号的提升效果最佳,因此更适宜水氮一体化模式。

江苏省早熟晚粳高产水稻新品种氮素吸收利用特征及成因分析

【目的】为阐明江苏省早熟晚粳新品种氮素吸收与利用的品种差异及其影响因素,【方法】于2012-2013年在江苏(武进)水稻研究所,以江苏省新近育成的8个早熟晚粳稻为供试材料,研究其与对照在产量、氮素吸收、氮素利用上的差异,分析氮素吸收利用及影响因素。【结果】1)8个早熟晚粳新品种实收产量均高于对照宁粳1号,平均增加7.87%,其中,武运粳29、武运粳23、扬粳4227、通粳981极显著高于对照;新品种总吸氮量和氮素籽粒生产效率分别比对照平均增加4.97%、2.85%。随着品种吸氮量、氮素籽粒生产效率的提高,稻谷产量均增加;2)高产新品种干物质生产量高、吸氮强度大、单穗吸氮量多和抽穗后吸氮量多,导致总吸氮量多;3)高产新品种结实期茎鞘叶氮素转运量、转运率大,氮素比例下降值大,成熟期茎鞘叶氮素比例低,结实期穗氮素增加量大,成熟期穗氮素比例高,这些特征均有利于总吸氮量、氮素籽粒生产效率的提高,且对前者的促进作用明显大于后者;4)高产新品种氮素收获指数、氮肥吸收利用率、氮肥农学利用率、氮肥偏生产力等指标均高于对照,产量越高趋势越明显。总氮吸收量、氮素籽粒生产效率高的品种有利于氮素收获指数、氮肥农学利用率、氮肥偏生产力的提高,但前者的影响更大。吸氮量高的品种氮肥利用率也较高,氮素籽粒生产效率高的品种氮素干物质生产效率、氮肥生理利用率也高。【结论】在苏南稻区,8个早熟晚粳新品种产量明显高于对照,氮肥(素)吸收利用率、总吸氮量、氮素籽粒生产效率均比对照表现出一定的优势。

旱地高产小麦品种籽粒氮含量差异与氮磷钾吸收利用的关系

【目的】调查高产小麦品种籽粒氮含量差异,探讨引起籽粒氮含量差异的主要农学和营养学因素,对于品种选育和优化养分管理,提高旱地小麦产量与营养品质有重要意义。【方法】于2013—2016年,以我国不同麦区的123个小麦品种为供试材料,在陕西渭北旱塬连续三年开展田间试验。设置施肥(N 150 kg/hm^2、P_2O_5100 kg/hm^2)和不施肥对照两个处理,收获后测产。在产量高于平均值的品种中,籽粒含氮量列前10名的定义为高氮品种,后10名的为低氮品种。分析了高产小麦品种植株和籽粒氮、磷、钾含量,干物质累积,产量构成及氮磷钾吸收利用的关系。【结果】小麦籽粒含氮量与产量呈极显著负相关,高产品种平均产量为6.9 t/hm^2,籽粒产量每增加1000 kg/hm^2,含氮量平均降低1.1 g/kg。高产品种间籽粒氮含量差异显著,高氮品种的籽粒含氮量平均分别为24.2 g/kg,低氮品种平均为19.4 g/kg,相差24.7%。两组品种的产量、生物量和产量构成因素差异均不显著,高氮品种的产量、生物量、收获指数、穗数和穗粒数对氮肥响应更敏感,施肥后分别显著增加70.0%、60.2%、9.8%、51.6%和14.3%,高氮品种营养器官含氮量较高,施肥后可显著增加150.0%;高、低氮品种籽粒的磷钾含量无显著差异,施肥后钾含量增加幅度均大于磷含量增加。高氮品种施肥后地上部氮、磷吸收量高于低氮品种,籽粒积累量增加幅度高于营养器官;籽粒钾吸收量无论施肥与否均显著低于低氮品种。施肥后,高氮品种地上部氮磷钾吸收量增幅高于低氮品种,营养器官的增幅高于籽粒。两类品种的氮磷收获指数无显著差异,但高氮品种的钾收获指数三年平均显著低于低氮品种。【结论】旱地土壤养分供应充足条件下,高产小麦高、低籽粒氮品种的产量、穗数、穗粒数和千粒重均无显著差异,但高籽粒氮品种对施肥响应更敏感。高产小麦品种间籽粒氮含量存在显著差异,高氮品种的籽粒含磷量高,含钾量低。施肥后,高氮品种的籽粒氮含量提高,磷、钾含量降低。高氮品种具有较高的地上部氮磷钾吸收量,但其向籽粒的转移能力并无优势。因此,在高产优质品种选育中,应进一步提升品种的氮磷钾收获指数,促进养分向籽粒分配,同时生产中需优化肥料投入,促进籽粒氮磷钾吸收与利用,实现产量和籽粒氮磷钾含量同步提高。

旱地高产小麦品种籽粒含磷量差异与氮磷钾吸收利用的关系

【目的】研究旱地高产小麦品种籽粒含磷量差异,明确籽粒含磷量与农艺性状、营养品质的关系,以期为旱地小麦科学施肥与高产优质品种选育提供理论依据。【方法】设置施肥(N 150 kg/hm^2、P_2O_5 100 kg/hm^2)与不施肥两个处理,以123个小麦品种为试验材料,于2013—2016年在渭北旱塬连续三年进行田间试验,研究旱地高产小麦品种籽粒含磷量差异与生物量累积、产量构成及氮磷钾吸收利用的关系。【结果】小麦籽粒产量每增加1000 kg/hm^2,籽粒含磷量降低0.28 g/kg,两者呈显著负相关。高产品种的产量平均为6.9 t/hm^2,品种间籽粒含磷量差异显著,介于2.5～3.7 g/kg,变幅为51.1%。高磷组和低磷组产量及构成要素差异均不显著,高磷组品种的籽粒含氮量显著高于低磷组,含钾量与低磷组无显著差异;高磷组的籽粒与营养器官氮磷吸收量均高于低磷组,向籽粒转移氮、磷的能力无显著差异,转移钾的能力却低于低磷组品种。施肥后,两组品种籽粒与营养器官氮、磷、钾吸收量均增加,高磷组品种的增幅高于低磷组;氮磷钾向籽粒转移的能力均降低,高磷组品种转移钾的能力降幅更大。【结论】高产小麦品种中,高磷品种的籽粒含氮量与氮吸收量也更高,对施肥的响应也更显著。施肥后,高磷组的生物量与营养器官氮磷钾吸收量增幅均高于低磷组的,而养分收获指数降幅更大。因此,在选育高产小麦时,应选择籽粒含磷量适中的品种并提高养分收获指数。在小麦生产中,也要依据籽粒含磷量的高低,调整施肥方案,同步提高籽粒含氮量,实现旱地小麦高产优质。

不同水氮水平下小麦品种对光、水和氮利用效率的权衡

通过再裂区设计田间试验,以3个春小麦品种(和尚头、西旱2号和宁春4号)为材料,设置两个灌溉水平(充分灌水4500 m3·hm^(-2)和有限灌水3000 m3·hm^(-2))和5个施氮水平(0、75、150、225、300 kg N·hm^(-2)),研究小麦光能利用效率(LUE)、水分利用效率(WUE)、氮素利用效率(NUE)对水氮的响应特性及其相互关系.结果表明:3个小麦品种间LUE、WUE和NUE差异显著.在一定范围内增加灌水和施氮量则LUE升高,过量施氮则LUE下降.强抗旱和中等抗旱品种(和尚头和西旱2号)WUE受灌水量的影响比不抗旱品种(宁春4号)小.施氮可以调节小麦WUE,中等施氮水平(和尚头和西旱2号在150 kg N·hm^(-2)时,宁春4号在225 kg N·hm^(-2)时)有最高的WUE.随施氮量增加,植株氮素累积量先增后减,氮素干物质生产效率(NUEb)、氮素收获指数(NHI)、氮肥农学利用效率(NAE)和氮肥偏生产力(PFP)均显著降低.灌溉水平对NHI无显著影响;随灌水量增加,小麦氮素积累量显著增加,强抗旱和中等抗旱品种NUE_b和NAE显著降低,不抗旱品种NUE_b和PFP显著升高,对其他指标无显著影响.3个小麦品种氮素获取能力与氮素利用效率呈极显著负相关,NUE_b与LUE、WUE呈显著负相关,LUE与WUE呈显著正相关,春小麦氮素利用效率与光能利用效率、水分利用效率间存在明显的权衡关系.当灌水量为3000 m3·hm^(-2),强抗旱和中等抗旱品种在150 kg N·hm^(-2),不抗旱品种在225 kg N·hm^(-2)时,有较高的资源利用效率.

水稻根系特征与氮吸收利用效率关系的研究进展

植物根系是活跃的物质代谢和吸收器官,对植株生物量积累、养分和水分高效吸收利用具有重要作用。本文主要综述了水稻根系形态、解剖、生理特征与氮吸收利用效率的关系以及不同氮效率品种根系特征的差异,并综述了促进根系生长和提高氮吸收利用效率的栽培调控措施,展望了未来水稻根系的研究方向,为水稻氮肥减施、氮高效栽培管理技术优化和氮高效品种选育提供理论依据。