水氮管理对不同氮效率水稻根系性状、氮素吸收利用及产量的影响

【目的】探究水氮管理措施对不同氮效率水稻根系构型、氮素吸收利用和产量形成的影响,以及根系性状特征与氮素吸收利用和产量关系。【方法】试验采用三因素裂裂区设计,主区为2个不同氮效率水稻品种德香4103(氮高效型)和宜香3724(氮低效型),裂区设置"常规灌溉"和"控制性交替灌溉"2种水分管理方式,裂裂区为SPAD指导施肥、优化施肥以及农民习惯施肥3种施氮模式,运用岭回归分析方法探究根系构型与氮素吸收利用和产量的关系。【结果】水稻抽穗期根系性状、产量、每穗粒数、千粒重及总颖花量均存在显著的基因型差异。氮高效品种德香4103每穗粒数多,群体库容量大,产量较氮低效品种宜香3724高0.24%~11.31%;控制性交替灌溉有利于水稻千粒重的增长,常规灌溉则对水稻有效穗数、每穗粒数及群体颖花量提高更为有利;SPAD指导施肥和优化施肥处理能够提高水稻有效穗数和每穗粒数,扩大群体颖花量以保证其对农民习惯施肥的产量优势;由于水氮互作效应的存在,控制性交替灌溉下施氮处理与空白处理水稻千粒重的差距比常规灌溉的大幅降低,使得控制性交替灌溉下施用氮肥的增产效果更佳。德香4103的氮肥生理利用率较宜香3724平均高8.69%,常规灌溉下水稻氮积累量较高,控制性交替灌溉下氮肥回收率、农学利用率、生理利用率均较优;与农民习惯施肥处理相比,SPAD指导施肥与优化施肥模式更有利于水稻氮素吸收利用效率的提高。拔节期、抽穗期和成熟期水稻根系构型与产量岭回归方程的决定系数范围为0.4198~0.9028,其中,抽穗期根系性状与产量关系最为密切,氮高效和氮低效品种的决定系数均超过0.9。在拔节期,水稻细分枝根长对产量影响最大;在抽穗期,氮高效和氮低效品种存在差异,前者是粗分枝根长,后者是细分枝根表面积对产量影响最大;在成熟期,不定根长与产量关系最为密切。水稻抽穗期根系构型对氮积累量变化的解释程度较高,岭回归方程决定系数均接近0.7。就水氮管理措施而言,氮高效和氮低效水稻均应采用常规灌溉配套SPAD指导施肥或控制性交替灌溉结合优化施肥来实现产量的提高。【结论】水稻抽穗期根系构型与产量、氮积累量关系密切,采用合理的水氮管理措施能够实现水稻产量和氮素吸收利用效率的同步提高。

水氮管理对设施番茄根系生长的影响

为研究高盐分累积设施土壤(电导率为1 106μS/cm)中水氮管理对设施番茄根系生长的影响,采用二因素随机区组设计,利用盆栽试验研究了设施土壤中不同水分和氮肥处理对番茄生长和养分吸收的影响.结果表明:与适宜灌溉〔浇水量为2. 1L/(盆·次)〕相比,水分胁迫处理〔浇水量为1. 5 L/(盆·次)〕显著抑制番茄根系、株高和生物量的增加,番茄总根长、根总表面积、根尖数分别平均减少16. 6%、24. 4%、14. 3%,养分吸收量平均减少21. 7%;高量灌溉〔浇水量为2. 7 L/(盆·次)〕可增加番茄果期生物量,增幅达35. 5%,但氮素吸收量有所降低.与传统施肥相比,减氮施肥可显著促进番茄植株、根系的生长,从而增加养分吸收量;番茄总根长、根总表面积、根尖数分别增加2. 9%～55. 3%、10. 8%～55. 5%、4. 9%～62. 7%,株高平均增加12. 7%,养分吸收量平均增加38. 5%,氮肥利用率从9. 1%增至30. 8%.研究显示,在高盐分累积的设施土壤中,氮肥减施可促进作物根系生长,同时提高氮肥利用率.

马铃薯氮素营养特性及氮肥管理

中国马铃薯生产中氮肥的施用量较大,然而氮肥利用率却相对较低。为进一步认识马铃薯氮肥利用率的提升潜力,研究制定合理的马铃薯氮肥减施增效技术措施,从马铃薯氮素营养需求、氮素形态对马铃薯发育的调控等方面系统总结了马铃薯氮素营养规律,同时分析了马铃薯根系构型特点,薯田氮素淋洗损失,并藉此提出了马铃薯氮肥管理原则:分期调控、前轻后重、形态搭配、实时监测、水肥协调。另外,为高效回收马铃薯季残留于土壤的氮素,深根系应是马铃薯轮作体系后茬作物的特征之一.

优化氮肥管理提高滨海盐渍土春玉米产量、氮肥利用率及经济效益研究

【目的】研究基于根层氮素实时调控技术的氮肥综合管理措施对滨海盐渍土春玉米产量、氮肥利用率及经济效益的影响,旨在提高滨海盐渍土区域春玉米生产效益,降低氮肥带来的环境风险。【方法】田间定位试验于2020—2022年在山东省东营市进行,以‘郑单958’为供试春玉米品种。采用双因素设计,主处理设置5个供氮水平,分别为不施氮对照(CK)、基于根层氮素实时调控技术的优化施氮(Opt)、优化施氮下调(Opt70%)、优化施氮上调(Opt130%)、农民习惯施氮(FNP);副处理为3种氮肥,分别为硫酸铵(AS)、硝酸铵钙(CAN)、尿素(Urea)。于春玉米六叶期(V6)、抽雄期(VT)、成熟期(R6)测定地上部生物量,收获时测定籽粒产量、籽粒和秸秆含氮量。播种前和收获后,取0—90 cm土层土壤样品,分析无机氮含量。计算春玉米种植体系中氮素表观平衡、氮肥农学利用率(AEN)、氮肥偏生产力(PFPN)和施氮经济效益。【结果】Opt处理下2020、2021和2022年3种氮肥处理的平均产量较Opt70%处理下分别显著增加8.5%、4.1%和12.7%,2020年显著高于Opt130%,2021和2022年与Opt130%持平,2020、2021和2022年PFPN分别较Opt130%显著增加了33.3%~50.9%、2.6%~21.4%、15.1%~23.2%(P<0.05)。与FNP处理相比,Opt处理氮肥总施用量降低了30.7%~46.4%,作物吸氮量、生物量和产量无显著差异,而2020、2021和2022年PFPN分别显著增加了90.6%~115.0%、38.9%~49.8%和52.4%~60.7%,总收益增加了22.8%。Opt氮肥用量下,2020和2021年3种氮肥处理的籽粒产量无显著差异,2022年CAN处理的籽粒产量显著高于Urea处理,与AS处理无显著差异;CAN处理的PFPN较Urea和AS处理分别显著增加了14.3%~17.2%和9.8%~14.6%(P<0.05),AEN较AS处理显著增加8.9%~18.9%(P<0.05);CAN处理的表观氮损失较AS和Urea处理分别降低10.3%和11.0%,但其3年平均产量收益低于AS处理18.5%。【结论】基于根层氮素实时调控技术,在玉米需氮量大的六叶期和抽雄期优化氮肥管理,可以在减少氮肥施用量的同时维持作物产量和生物量,提高氮肥利用率,降低土壤无机氮残留和表观氮素损失,其施氮效益显著高于农户传统施氮。综合考虑春玉米产量、生物量、氮肥利用率、氮素表观平衡、施氮效益等因素,在滨海盐渍土区域采用以10 t/hm^(2)为目标产量的根层氮素实时调控技术,同时施用150~194 kg/hm^(2)的硫酸铵,可以实现春玉米产量、氮肥利用率和经济效益的协同提高。