推荐施肥量下控释肥替代普通尿素提高高粱产量和氮肥生产力

【目的】高粱生产中氮肥施用不合理,氮肥利用效率低,研究适宜重庆地区高粱种植的控释氮肥减施比例,在减少氮肥用量的同时,确保高粱稳产高产,提高肥料利用效率。【方法】田间定位试验于2021、2022年在重庆永川进行,供试高粱品种为晋渝糯3号和金糯粱1号。设置6个处理,分别为不施氮肥(CK);习惯尿素施肥量(U,N 180 kg/hm^(2));尿素推荐施用量(U1,减N 20%,N 144 kg/hm^(2));控释氮肥减施氮量20%(C1,N144 kg/hm^(2));控释氮肥减施氮量30%(C2,N 126 kg/hm^(2));控释氮肥减施氮量40%(C3,N 108 kg/hm^(2))。在高粱开花期和成熟期,调查干物质积累量和转运量,成熟期调查植株和籽粒氮素含量、生物量、产量及产量构成因素。【结果】开花期和成熟期高粱干物质积累量均以C1和U1处理最高,C1处理成熟期干物质积累量又显著高于U1。C1处理叶片花前干物质转运量显著高于U。花后干物质积累量C1处理显著高于其他处理,U1和C2处理显著高于U处理。C1处理晋渝糯3号和金糯粱1号花后干物质积累量对籽粒的贡献率较U分别显著提高了11.54%和12.41%。C1处理的高粱产量最高(晋渝糯3号6611 kg/hm^(2),金糯粱1号5690 kg/hm^(2)),较其他施氮处理显著提高了5.40%~18.66%;其次为C2和U1处理,二者的产量均显著高于U和C3处理。各施氮处理的氮肥生理利用率(NPE)差异不显著;减氮处理间氮肥农学利用率(NAE)无显著差异,氮肥偏生产力(NPFP)差异显著,其NAE和NPFP均显著高于习惯施氮处理U;控释肥各减氮处理的NPFP显著高于普通氮肥推荐量处理U1。C1处理较U处理大幅提高了NAE、NPFP和氮肥利用率(NUE),晋渝糯3号分别提高了58.54%、39.61%和59.28%,金糯粱1号分别提高了80.97%、48.30%和63.08%;与U1处理相比,晋渝糯3号的NPFP、NUE分别提高了5.38%和22.19%,金糯粱1号分别提高了5.82%和4.42%。【结论】推荐施氮量下,用控释肥替代普通氮肥增加了高粱开花期和成熟期干物质积累量,提高了叶片花前干物质转运量和花后干物质积累量及其对籽粒的贡献率,提升了高粱产量和氮肥利用效率,可作为西南地区高粱生产的推荐氮肥施用方式。

西辽河平原灌区玉米品种干物质及氮素积累转运特征研究

为西辽河平原灌区筛选高产氮高效玉米品种,以当地主推的MC738、京科968、迪卡159、先玉1715、宏博701、MC670、TK601等7个玉米品种为试材,研究其氮素积累、转运特征。结果表明:7个玉米品种的干物质转运量、干物质转运率、籽粒贡献率均为TK601最大、MC670最小;吐丝期茎鞘和叶片氮素积累量TK601、JK968、DK159显著高于MC738、XY1715、HB701和MC670;茎鞘+叶片氮素转运量表现为TK601>JK968>DK159>XY1715>MC738>HB701>MC670;茎鞘氮素转运量TK601、JK968、DK159之间差异不显著,三者与其他品种之间差异达到显著水平;叶片氮素转运量TK601与其他品种之间的差异均显著;茎鞘+叶片氮素转运量TK601与JK968之间无显著差异,与其他品种之间差异达到显著水平;氮素转运率品种间差异均不显著;茎鞘氮素转运对籽粒贡献率品种间差异不显著,叶片氮素转运对籽粒贡献率表现为TK601>DK159>HB701>JK968>MC738>XY1715>MC670,TK601与DK159、HB701、JK968之间差异不显著,与MC738、XY1715、MC670之间差异达到了显著水平;7个玉米品种籽粒产量表现为TK601>DK159>JK968>MC738>XY1715>HB701>MC670,TK601与JK968、DK159之间的差异不显著,与其他品种之间的差异均达到显著水平。综合以上分析,TK601具有较高的籽粒产量和氮素吸收效率,是西辽河平原灌区玉米高产氮高效栽培首选品种。

降雨、施肥对补水河流周边土壤硝态氮迁移分布的影响

补水河流周边土壤硝态氮迁移过程受到河流水文条件、降雨、施肥等多因素的影响,研究多种因素共同作用下土壤硝态氮分布及淋失特征,可以为深入理解土壤氮素循环过程奠定基础。本研究以华北平原白洋淀入淀河流周边农田和农林复合区(AF)为研究对象,其中农田区设置不施肥(CK)、优化施肥(YH)、习惯施肥(XG)3个施肥处理,综合分析在不同降雨类型、生态补水等因素作用下土壤硝态氮剖面分布、淋溶等迁移特征。研究结果表明:施氮量、降雨类型、生态补水等均是影响补水河流周边硝态氮迁移淋失的关键因子。其中,施氮量决定土壤硝态氮淋失总量(P<0.01)。随着施氮量的增加,土壤剖面的硝态氮含量和硝态氮淋失量均显著增加,与XG处理相比,YH处理和AF处理的硝态氮淋失总量分别减少40.6%和40.1%。降雨和生态补水改变了硝态氮在土壤剖面的迁移过程。其中,降雨主要影响表层土壤硝态氮向中下层迁移,生态补水主要影响中下层土壤硝态氮向更深层土壤的迁移。另外,不同降雨类型对土壤硝态氮迁移的影响有所差异,即两种降雨类型下硝态氮向下层土壤迁移速率和迁移量不同。常规降雨(3 d累积降雨65.2 mm)和强降雨(5 h累积降雨49.2 mm)两种情况下硝态氮累积峰均在40~60 cm土层。常规降雨导致XG处理40~60 cm比0~40 cm土层硝态氮储量增加9.7%;强降雨导致XG处理40~60 cm比0~40 cm土层硝态氮储量增加16.7%。生态补水导致YH处理和XG处理在100~140 cm土层硝态氮储量分别减少42.7 kg·hm^(-2)和39.6 kg·hm^(-2)。以上研究结果对于生态补水和极端降雨背景下土壤氮素污染管理具有重要意义。

不同N、P、K水平对砂生槐组培苗生长发育及养分转运的影响

【目的】通过研究不同氮、磷、钾配比对砂生槐(Sophora moorcroftiana)生长发育、养分积累、转运效率和利用率的影响,找到最适施肥配比。【方法】采用砂生槐组培扩繁苗,采用L9(34)正交设计,探究不同水平N(150、300、450 mg/L)、P(50、100、150 mg/L)、K(100、200、300 mg/L)配施对砂生槐组培苗生长发育及养分转运的影响。【结果】1)施肥处理对砂生槐幼苗地径生长没有显著影响,但是能显著使幼苗长高,比CK增高了18.2%~61.3%,处理后幼苗根、茎、叶生物量都显著高于CK,分别增高了38.6%~121.7%、76.6%~156.6%、46.5%~158.5%。2)氮磷钾不同配比会影响砂生槐幼苗各器官内的养分积累,N_(3)P_(3)K_(2)处理能显著提高砂生槐幼苗体内的氮含量,比CK增高了116.6%;N_(1)P_(2)K_(2)、N_(1)P_(3)K_(1)处理能提高砂生槐幼苗体内的磷含量,比CK增高了149.2%、119.7%;N_(1)P_(3)K_(1)、N_(3)P_(3)K_(2)处理能提高砂生槐体内的钾含量,比CK提高了163.1%、186.9%。3)N_(1)P_(2)K_(2)处理下,氮的转运效率最高可达120%;N_(1)P_(1)K_(1)处理下,磷的转运效率可达69%;N_(3)P_(2)K_(1)处理下,钾的转运效率最高可达94%。(4)N_(3)P_(3)K_(2)处理的氮利用率最高可达38.9%,N_(1)P_(2)K_(2)处理的磷利用率最高可达49.7%,N_(3)P_(3)K_(2)处理的钾利用率最高可达62.3%。【结论】施氮量450 mg/L、施磷量150 mg/L、施钾量200 mg/L,氮磷钾配比为9∶3∶4时,最有利于砂生槐幼苗的生长。

不同氮营养水平下草莓叶片光合作用对高CO_2浓度的适应

研究了不同氮素水平(12mmol/L,4mmol/L,0.4mmol/L)下生长的‘丰香’草莓在富CO2(700μL/L)和大气CO2(390μL/L)下的光合作用。结果表明,高氮(12mmol/L)下,在富CO2环境中生长的‘丰香’草莓叶片未出现光合作用下调,富CO2下草莓叶片的净光合速率、最大羧化速率(Vc,max)、最大电子传递速率(Jmax)、碳同化的电子传递速率(Jc)和光化学猝灭系数(qP)等均显著提高;而在中氮(4mmol/L)、低氮(0.4mmol/L)下,富CO2下生长的草莓叶片的上述参数均出现不同程度的下降。富CO2下,无论氮素水平如何,草莓叶片的光呼吸电子传递速率(Jo)均降低;高氮草莓叶片的非光化学猝灭系数(qN或NPQ)降低,光抑制降低,而低氮则相反。上述结果说明,氮素供应不足时草莓叶片在富CO2下光合作用出现下调,因此生产上进行CO2施肥时应适度增加氮素的供应。

高大气CO2浓度下小麦旗叶光合能量利用对氮素和光强的响应

采用开顶式气室盆栽培养小麦,设计2个大气CO2浓度、2个光照强度和2个氮水平的组合处理,通过测定小麦叶片光合速率-胞间CO2浓度响应曲线和叶绿素荧光参数,来测算小麦叶片光化学速率、光合电子传递速率以及叶绿体磷酸丙糖利用效率(TPU)等参数,研究施氮量和光强对高大气CO2浓度下小麦旗叶光合能量传递与分配的影响,以阐明全球气候变化下植物光合能量分配对光合作用适应性下调的作用机制及其氮素调控。结果表明,大气CO2浓度升高后小麦叶片的光呼吸电子传递速率(J0)和Rubisco氧化速率(V0)显著下降;光合电子流的光化学传递速率(JC)、Rubisco羧化速率(VC)和TPU则明显升高,而且施氮后变化幅度加大;小麦叶片JC/JF(PSⅡ反应中心总电子流速率)和TPU/VC显著增加,经过PSⅡ反应中心的电子流更多地进入碳同化过程,表现较高的光合速率(Pn)。遮荫提高了叶片光化学速率和PSⅡ反应中心总电子流速率(JF),这一作用在低氮叶片尤为突出,但使得J0和V0明显升高,并显著降低JC/JF,所以Pn明显下降。正常光照条件下,增施氮素可提高小麦叶片的JF、JC、VC和TPU,并使高大气CO2浓度下J0和V0较正常大气CO2浓度处理显著降低,有效地提高了植物叶片对光能的利用效率;遮荫后高大气CO2浓度下小麦叶片JC、VC、TPU、JC/JF和TPU/VC显著高于正常大气CO2浓度处理,而且这一变化不受氮素水平的显著调节。因此,氮素在高大气CO2浓度下对小麦叶片光合能量利用的调节因光强而异,正常光照下可显著改善小麦叶片对光合能量的利用状况,而遮荫后这一作用减弱。

氮肥用量对糯小麦营养器官物质转运和籽粒灌浆特性的影响

大田条件下,以糯小麦农大糯50222和非糯小麦轮选987为试验材料,研究了氮肥用量0,100,200,300 kg·hm^(-2)对糯小麦营养器官物质转运和籽粒灌浆特性的影响及其与非糯小麦的差别。结果表明:施氮量对糯小麦营养器官物质转运和籽粒灌浆特性均存在显著影响,且影响趋势与非糯小麦明显不同。适量施氮农大糯50222营养器官花前干物质在花后向籽粒的转移量增加,施氮过多则会降低;而营养器官干物质对籽粒的贡献率随施氮量的增加呈先增后降的趋势。增施氮肥造成农大糯50222灌浆持续期变短,最大灌浆速率降低及缓增期天数减少,粒重降低。

应用山口模型反求吸附作用存在时饱和土壤的硝化速率

本研究将山口（Yamaguchi，1992）等提出的反有限差分模型（inversefinitedifferencemodel）进行了扩展，推广应用于有吸附作用存在时一维饱和立柱中NH－N的硝化作用速率的求解，并与有关试验资料和文献进行了对比。结果表明，只要注意浓度剖面取样点间距的布设和模型时、空离散步长的选取，扩展后的模型可用来估算稳态水流条件下存在吸附作用时的土壤硝化速率。

高大气CO_2浓度下氮素对小麦叶片光合能量分配的调节

探讨了施氮量对高大气CO2浓度下小麦功能叶光合能量传递与分配的影响,进而明确氮素对小麦叶片光合作用适应性下调的能量分配调节作用。采用开顶式气室盆栽法,通过测定小麦拔节期和抽穗期不同大气CO2浓度和施氮水平下的叶氮浓度、光合速率-胞间CO2浓度(Pn-Ci)响应曲线和荧光动力学参数,测算光合电子传递速率和分配去向。与在正常CO2浓度(400μmol mol-1)条件下相比,在高大气CO2浓度(760μmol mol-1)下,小麦叶氮浓度显著下降,N200处理(200mg kg-1)叶片抽穗期叶氮浓度的下降幅度较拔节期高335.7%。N200处理较N0处理(0mg kg-1)提高小麦叶片光适应下PSⅡ反应中心最大量子产额(Fv′/Fm′)、光化学效率(ΦPSⅡ)和开放比例(qP),降低非光化学猝灭系数(NPQ)。高大气CO2浓度下,小麦叶片光化学反应的非环式光合电子传递速率(Jc)和Rubisco羧化速率(Vc)显著升高,而光呼吸的非环式光合电子传递速率(Jo)和Rubisco氧化速率(Vo)明显降低;施氮使Jc、Jo、Vc和Vo值均呈上升趋势,而且Jc和Vc达到显著差异。高大气CO2浓度下Jo/Jc和Vo/Vc显著降低,施氮后小麦拔节期叶片Jo/Jc和Vo/Vc降低,但抽穗期Jo/Jc升高而Vo/Vc无明显变化。叶氮浓度与小麦叶片Jc、Jo和Vo均呈显著线性正相关,而且高大气CO2浓度下小麦叶片Jc、Jo和Vo对氮浓度的敏感性降低。高大气CO2浓度下,小麦叶片PSⅡ反应中心开放比例增加,非光化学耗能降低,更多的光合电子进入光化学过程;施氮后使小麦叶氮浓度增加,提高光合能力,改变了能量分配,这是高氮条件下光合作用适应性下调被缓解的一个关键因素。

氮肥用量对玉米不同生育期光合产物运往地下的影响

通过盆栽试验、静态箱气体采样和气相色谱分析技术测定土壤呼吸,研究了施氮150mgN.kg-1和300mgN.kg-1水平下,玉米喇叭口期、开花期和成熟期光合产物运往地下的分配。结果表明,玉米运往地下的碳占净同化碳的25%～39%,且随生长进程而降低;而积累于根的碳占6%～21%,高氮处理低于低氮处理,且随生长进程而降低;根际呼吸消耗的碳和转化为土壤有机质的碳分别占11%～14%和4%～8%。运往地下的同化碳中,根系碳、根际呼吸碳和转化为土壤有机质的碳分别占27%～53%、31%～53%和14%～22%;根系碳占运往地下碳的比例为低氮处理>高氮处理、喇叭口期>开花期>成熟期,而根际呼吸碳所占比例则为低氮处理<高氮处理、喇叭口期<开花期<成熟期。由此可见,早期玉米的同化产物运往地下的比例较高,且主要用于根系生长;后期的同化碳主要积累在地上部分,运往地下的主要用于根际呼吸;氮素不足时,促进玉米净同化碳和运往地下的同化碳向根系分配,而减少根际呼吸对后者的消耗,提高了后者的利用效率。总之,玉米通过促进根系的相对生长和提高运往地下碳的利用效率来适应低氮环境。

氮钾固定配施下施磷量对小麦光合、干物质转运及产量形成的影响

为优化氮钾固定配施下小麦适宜的磷肥施用量,以郑麦7698为试验材料进行田间小区定位试验,在4个不同的氮钾配施方式[低氮低钾(N1K1,N 225 kg·hm^-2+K2O 150 kg·hm^-2)、低氮高钾(N1K2,N 225 kg·hm^-2+K2O 225 kg·hm^-2)、高氮低钾(N2K1,N 300 kg·hm^-2+K2O 150 kg·hm^-2)、高氮高钾(N2K2,N 300 kg·hm^-2+K2O 225 kg·hm^-2)]下,设置0、150、225、300和375 kg·hm^-25个施磷(P2O5)水平(分别用P0~P4表示),研究不同氮钾固定配施下施磷量对小麦光合、干物质转运及产量的影响。结果表明,同一氮钾营养条件下,随施磷量的变化,小麦干物质转运、SPAD值、Pn及产量等指标的变化趋势基本一致,均表现为一定施磷范围(P2O50~225 kg·hm^-2)内,随施磷量的增加,小麦花后同化物数量及其对籽粒产量的贡献率、SPAD值、Pn及产量均不同程度增加,当磷用量(P2O5)超过225 kg·hm^-2时,各指标又呈下降趋势,且均以P2处理最大。低氮低钾(N1K1)条件下各指标测定结果均较好。小麦籽粒产量与施磷量的关系呈抛物线型,二者极显著相关,施磷量在219.36~224.66 kg·hm^-2时小麦籽粒产量最高。综上所述,4个不同的氮钾营养条件下,以N 225 kg·hm^-2+P2O5225 kg·hm^-2+K2O 150 kg·hm^-2(N1K1P2)配施组合最好。

太湖西部环湖河道污染物输移速率变化特征

阐明污染物出入湖输移速率对于湖泊陆域污染控制具有重要意义.本文研究了太湖西部主要环湖河道总氮(TN)、溶解性总氮(DTN)、总磷(TP)、溶解性总磷(DTP)和高锰酸盐指数(CODMn)输移速率变化特征.结果表明环湖河道上述指标净输入速率分别为707.9、727.0、28.8、18.2和700.9 g/s.城东港、百渎港、大浦港和沙塘港4条河道TN、DTN、TP、DTP和CODMn输入速率分别占西部河道总输入速率的62.7%、63.6%、67.1%、66.6%和64.8%.太浦河、长兜港和大钱港TN、DTN、TP、DTP和CODMn输出速率占总输出的86.5%、86.9%、85.0%、85.3%和80.6%.污染物净输入速率受水情影响,TN和DTN浓度汛前最大,而TP、DTP、CODMn浓度汛期增大,汛后分别降低44.2%、48.8%和39.8%.城东港氮、磷输入速率受浓度控制,其他河道各指标输移速率受流量控制.近岸湖体TN浓度与入湖速率呈显著正相关,而离岸湖体TN、TP、CODMn浓度对入湖速率的变化响应不明显.

氮肥用量与运筹方式对晚籼稻产量及花后干物质积累与转运的影响

旨在建立晚籼稻合理氮肥施用技术,探究了氮肥用量与运筹方式对晚籼稻产量及干物质积累与转运的影响。以‘益9优447’和‘益9优651’为试验材料,设置2个氮肥用量和3种氮肥运筹方式,并以不施氮处理为对照,测定产量及其构成因素、干物质积累量和剑叶SPAD值等指标。与不施氮处理相比,施氮可增加晚籼稻有效穗数12.3%~61.9%,降低花后剑叶SPAD值衰减率5.9~8.5个百分点,增大花后干物质转运量0.8~1.1倍,提高花后干物质转运率5.5~10.2个百分点和增加产量23.5%~35.6%。氮肥运筹方式对晚籼稻产量及干物质积累与转运的影响较小。氮肥用量270 kg/hm;与运筹方式基肥:分蘖肥:穗肥:粒肥=40%:20%:25%:15%组合处理的产量及干物质转运量与转运率最高。氮肥用量180 kg/hm;与氮肥运筹方式基肥:分蘖肥:穗肥=60%:20%:20%组合处理的氮肥农学利用率最高。氮肥用量为180 kg/hm^(2)时,应增加氮肥基肥使用比例;氮肥用量为270 kg/hm^(2)时,可适当增加氮肥后期追肥次数和比例。

地下水位波动对不同施氮量农田土壤硝态氮运移影响

明确地下水位波动对农田土壤剖面和地下水NO3--N运移的影响,可为减少土壤氮素淋失、降低地下水硝酸盐污染风险提供依据。本研究采用大型土柱温室种植甘蓝,研究2种水位波动(水位不变、水位每隔10 d波动20 cm)和3种施氮量[0 kg(N)·hm−2、225 kg(N)·hm−2、450 kg(N)·hm−2]对土壤含水量、土壤溶液NO3-N-浓度、地下水NO3--N浓度和作物产量的影响。结果表明,水位波动和施氮肥对NO3-N-运移的影响与土壤剖面深度有关。0~20 cm包气带土壤NO3--N含量受施氮量影响,过量施氮肥[450 kg(N)·hm−2]导致该剖面NO3--N累积。20~60 cm水位波动带土壤NO3--N含量受施氮量和水位波动的共同作用:施氮量增加提高NO3-N-含量;水位波动降低剖面土壤NO3--N含量,水位上升和下降均促进土壤NO3-N-随着水流运动向下层迁移;剖面土壤硝态氮含量高,增加NO3--N进入地下水的风险。60~80 cm淹水区剖面土壤NO3--N含量较低。作物产量受水位波动影响不显著。在地下水位埋深较浅的农业区进行氮素污染防控时,不可忽视水位波动对NO3--N运移的影响。

绿洲灌区水氮运筹对玉米生长及产量形成的耦合效应

【目的】针对绿洲灌区玉米生产水肥过量严重,灌水、施氮制度混乱等现象,揭示水氮运筹对玉米生长及产量构成的耦合效应,为构建干旱绿洲灌区玉米高产合理水肥制度提供依据.【方法】分别设3个灌水水平:低灌水水平(I_1,430 mm),中灌水水平(I_2,490 mm),高灌水水平(I_3,550 mm),和3个施氮水平:N_(1 )0 kg N/hm^2施氮水平,N_2 360 kg N/hm^2施氮水平,N_3 450 kg N/hm^2,共组成9个处理,通过田间试验研究玉米群体生长率、叶面积指数、干物质运转、光合产物对产量构成及产量的贡献机制.【结果】群体生长率在I_2、I_3处理下较I_1处理提高40.6%～67.8%,而I_2与I_3间差异不显著;N_2、N_3较N_1处理分别高17.4%和10.6%,但N_2与N_3处理间差异不显著.玉米叶面积指数在I_2、I_3处理下全生育期平均值较I_1处理分别提高29.7%和36.0%.I_2、I_3处理玉米籽粒产量分别较I_1处理高9.6%和13.7%,但是I_2、I_3处理间差异不显著;N_2和N_3处理分别较N_1处理高8.4%和10.5%,N_2和N_3处理间差异不显著.过量灌水和施氮会减少干物质向籽粒的运转,I_3处理与I_1、I_2处理比较,干物质运转量分别减少了29.4%和29.6%,对籽粒的贡献率分别降低了38.4%和32.5%;N_3分别较N_1和N_2处理干物质运转量减少了28.5%和17.1%,对籽粒的贡献率分别降低了36.1%和19.0%.综合分析,合理的灌水和施氮量对玉米籽粒产量的形成具有耦合效应,I_2N_2处理处理最终获得与I_3N_3相等的籽粒产量.【结论】灌溉定额490 mm和施氮量360 kg/hm^2处理提高了玉米光合作用对籽粒形成提供的物质补充,促进了生育前期营养器官积累的干物质向籽粒的运转量,最终获得高产,是河西绿洲灌区玉米高产适宜的水氮参数.

中子在大气中产生氮俘获γ的蒙特卡罗模拟研究

为了精确计算早期核辐射,建立了中子及次级γ在大气中输运的蒙特卡罗计算模型,并利用几何分裂算法与时间分裂算法等减方差技巧提高计算效率,计算得到了距源点不同距离球面上中子与中子次级γ的信息,给出了不同位置不同时间的氮俘获γ能量释放率。开展了氮俘获γ能量释放率的规律性研究,并分析了中子能量对氮俘获γ的影响。结果表明,氮俘获γ能量释放率先随源点的距离增加而增大,在距源点约500 m达到峰值,而后随距离增加指数衰减。氮俘获γ能量释放率在时间上服从指数衰减规律,衰减时间在0.1 s左右。引入表征氮俘获γ辐射强度参数a和特征衰减时间参数τ,拟合得到了不同距离不同时间氮俘获γ能量释放率的快速计算公式。研究表明,氮俘获γ辐射强度、衰减时间及其空间分布均与中子能量密切相关。

不同施氮水平对苦荞不同品种生长发育、干物质转运和产量的影响

该研究以西农9940和黔苦3号为材料,设置(N1)90、(N2)180、(N3)270 kg·hm-2三个氮肥处理水平,分析不同施氮量处理对两个苦荞品种的生长、营养器官干物质积累转运和施氮量对籽粒灌浆特性和产量的影响。结果表明:(1)施氮肥显著促进苦养生长发育。随着施氮量的增加,苦荞株高、叶片SPAD值和干物质积累量呈增长趋势,于N3处理达到最大值,显著高于N1和N2处理。且在同一施氮处理条件下,黔苦3号的株高、SPAD值和干物质积累量均优于西农9940。就转运率而言,苦荞的两个品种表现不一致,施氮显著提高西农9940茎叶干物质转运率,黔苦3号则相反;叶片贡献率随施氮量增加显著增加,茎贡献率则没有显著变化。(2)随着施氮量的增加,苦荞籽粒灌浆持续期增加,最大灌浆速率到达时间延长,平均灌浆速率却降低,百粒重呈下降趋势;在同一施氮处理条件下,西农9940较黔苦3号灌浆速率更快,百粒重更大。(3)随着施氮量的增加,产量及其构成因素呈先增加后减少的趋势。西农9940的产量在N2处理达到最高,为1650 kg·hm^-2,较N1、N3处理增产了45.6%和28.2%;黔苦3号的产量在N1处理达到最高,为616.7 kg·hm^-2,较N2和N3处理增产了12.8%和51.6%。在黄土高原旱作区苦荞种植因品种不同而选择不同的施氮量,建议西农9940最佳施氮量为180~270 kg·hm^-2,黔苦3号最佳施氮量为90~180 kg·hm^-2。

施氮量对花后高温胁迫后小麦同化物积累、转运及产量的影响

【目的】明确不同施氮量对高温胁迫后小麦同化物积累和转运的影响及其生理基础,以期为小麦抗逆稳产栽培提供技术和理论依据。【方法】于2018—2019年在济南和济阳两地进行,以济麦44为材料,田间搭建高温棚进行高温胁迫处理,设置2个温度处理(CK:未胁迫,H:花后高温胁迫),3个氮肥水平(低氮N1:180 kg·hm-2,常规氮N2:240 kg·hm-2,高氮N3:300 kg·hm-2)。通过分析小麦花前同化物质的转运、成熟期同化物质的积累与分配、叶片与籽粒中蔗糖合成酶在同化物转运中的作用,阐明了不同施氮量对花后高温胁迫后小麦籽粒产量形成的影响机制。【结果】不同施氮量对高温胁迫后小麦的减产率影响不同,N1处理减产率为54.78%(济南)和50.19%(济阳),N2处理为24.05%(济南)和25.29%(济阳),N3处理为54.49%(济南)和44.13%(济阳)。高温胁迫后,与N1和N3处理相比,N2处理成熟期同化物积累量、花前营养器官同化物向籽粒中转运量和转运率、花后同化物积累量和积累率、同化物向籽粒中的分配比例均显著增加;N2处理旗叶SPAD值、蔗糖合成酶SS-Ⅱ合成方向活性和籽粒蔗糖合成酶SS-Ⅰ分解方向活性增加。【结论】本试验条件下,施氮量为240 kg·hm-2可以显著减缓高温胁迫后旗叶衰老,维持旗叶中SS-Ⅱ和籽粒中SS-Ⅰ较高的酶活性,保持较高的同化物合成能力和向籽粒中的转运能力,提高同化物向籽粒中的积累量和分配比例,降低高温胁迫后小麦籽粒产量的损失率。

中俄东线大口径输气管道的投产气体运移规律及注氮量优化

中俄东线天然气管道是外径1 422 mm超大口径天然气管道在国内的首次应用,投产采用氮气作隔离、后续天然气置换的方式。为了进一步明确中俄东线天然气管道在投产过程中各气体的运移规律以及确定合理的注氮量,采用计算数值模拟的方法,建立了基于外径1 422 mm管道的组分输运模型,进行了基于投产实测数据的模型可靠性验证,分析了不同管径、不同初始氮气封存管容比、不同置换速度条件下的气体运移规律,得到了理论最优注氮管容比值。研究结果表明:①天然气置换时,重力因素不可忽略,与小口径管道天然气沿着管道中心线"锥进"不同,中俄东线天然气沿着管段的顶部突进;②天然气置换速度是影响气体运移规律的主要因素,置换速度越快,纯氮气管容比值越大,最终将趋于一个极大值,投产时应适当提高天然气置换速度;③在氮气封存压力为0.02 MPa的条件下,5 m/s、7 m/s、9m/s、15 m/s、30 m/s的天然气置换速度对应的理论最优注氮管容比值分别为7.60%、5.00%、4.50%、4.00%、4.00%。结论认为,该研究成果可为大口径天然气管道的安全、经济投产提供借鉴。

水肥耦合对水稻生长土壤呼吸与无机氮的影响

为研究不同灌水方式配施腐植酸肥对水稻干物质转运、碳含量和土壤呼吸速率以及无机氮含量的影响,在大田试验条件下设置了3种灌水方式(控制灌溉、淹灌和浅湿灌溉)和5种施肥方式(100%尿素(T1,为当地传统施肥方式,纯氮量110 kg/hm^(2))、30%腐植酸肥+70%尿素(T2)、50%腐植酸肥+50%尿素(T3)、70%腐植酸肥+30%尿素(T4)和100%腐植酸肥(T5,1500 kg/hm^(2))),共计15个试验处理,并对水稻的抽穗后期干物质转运、成熟期水稻各器官的碳含量以及土壤呼吸速率和无机氮含量进行观测。结果表明:水肥处理影响了水稻的干物质转运、碳含量和土壤呼吸速率以及氮素形态的积累,在CT5、WT5和FT5处理下水稻抽穗后期茎叶干物质转运相比较其他水肥处理,具有显著优势,且在成熟期各器官的碳含量也相对较大;随着腐植酸肥的增加,3种灌水方式下的土壤呼吸速率逐渐增大,控制灌溉不同施肥处理下的土壤呼吸速率大于淹灌和浅湿灌溉,而淹灌和浅湿灌溉各处理之间的差异不显著;腐植酸肥的增加,提高了土壤铵态氮和硝态氮含量,并在CT5处理下达到最大值。因此,控制灌溉下施加1500 kg/hm^(2)腐植酸肥,能够提高水稻的生长和改善土壤的呼吸和无机氮含量,综合考虑CT5处理为最佳的水肥模式。