作 物 学 报
ACTAAGRONOMICASINICA
Vol132,No15
pp1772-778 May,2006
不同类型氮肥对夏玉米氮素累积、转运与氮肥利用的影响
易镇邪 王 璞 申丽霞 张红芳 刘 明 戴明宏
(中国农业大学农学与生物技术学院,北京100094)
2
摘 要:在较低施氮量下,研究了3种类型氮肥(普通尿素、包膜尿素和复合肥)不同施用量(0、90和180kgNΠhm)对夏
3
播玉米郑单958与农大108氮素吸收、累积、转运及氮肥利用的影响。结果表明,在本试验范围内,施氮量增大,植株氮素累积量增加,氮生理效率、氮肥效率与氮肥利用率(NUE)下降。同等施氮量下包膜尿素与复合肥较普通尿素NUE高,郑
22单958施90kgNΠhm与农大108施180kgNΠhm时尤为明显;氮素阶段性累积规律,两品种在不施氮和施氮条件下均具有基因型差异。播种至吐丝后21d氮素累积量太大对夏玉米灌浆中后期氮素累积有一定抑制作用,郑单958表现特别明显;氮收获指数(NHI)具明显基因型差异,郑单958较农大108高近6个百分点。施氮使郑单958NHI显著降低,农大
108变化不明显。与普通尿素相比,包膜尿素与复合肥处理NHI较低,在郑单958施90kgNΠhm与农大108施180kgNΠhm时差异达显著水平;叶、茎鞘氮素转运量及其对籽粒氮贡献率随施氮量增大而增大,叶氮素转运主要在吐丝
2
2
后21d至成熟期,茎鞘氮素转运主要在吐丝至吐丝后21d;肥料氮主要在吐丝前发挥作用,且最主要是在12叶展至吐丝期,施氮与不施氮处理的氮素累积量差异在吐丝前后达最大。关键词:夏玉米;氮肥类型;氮素累积;氮素转运;氮肥利用率中图分类号:S513
EffectsofDifferentTypesofNitrogenFertilizeronNitrogenAccumulation,TranslocationandNitrogenFertilizerUtilizationinSummerMaize
YIZhen2Xie,WANGPu3,SHENLi2Xia,ZHANGHong2Fang,LIUMingandDAIMing2Hong
(CollegeofAgronomyandBiotechnology,ChinaAgriculturalUniversity,Beijing100094,China)
Abstract:Inrecentyears,nitrogenoverfertilizationhasbecomeanunassailablefactinsummermaize2winterwheatcroppingsysteminnorthChinaplain,especiallyinsummermaizegrowingseason,resultinginNuseefficiency(NUE)rapidlydecreaseandcausingaseriesofecologicalandenvironmentalproblems,suchasundergroundwaterpollution,acidrain,globalwarmingandstratosphericozonedepletion,andsoon1Theobjectiveofthisexperimentwastostudytheeffectsofthreeapplicationrates(0,90and180kgNΠa)ofthreetypesofnitrogenfertilizer(commonurea,coatedureaandcompoundfertilizer)onNabsorption,accumulation,translocationandnitrogenfertilizer(NF)utilizationofsummermaizecultivars,Zhengdan958andND108underconditionoflowerNFapplicationrate,andtoprovidesomebeneficialreferencesforamelioratingthefertilizationtechniquesandincreasingNUEofsummermaizeinthisarea1ThemainresultsshowedthatNaccumulationamountincreasedbutnitrogenphysiologicalefficiency,nitrogenfertilizerefficiencyandNUEdescendedwiththeincrementofNapplicationratefrom0to180kgNΠha1UnderconditionofthesameNapplicationrate,NUEsofcoatedureaandcompoundfertilizertreatmentswerebiggerthanthoseofcommonureatreatments,especiallyinthetreatmentsof90kgNΠhaforZhengdan958and180kgNΠhaforND108(Table2,5and6)1DifferenceexistedinNstaggeredaccumulationtrendsbetweentwocultivarsunderzeroNapplication,andtheiralternationunderNapplicationshowedgenotypicdifferencelikewise(Table2)1InNapplicationtreatments,Naccumulationamountincreasedbeforesilkingstage,butdescendedinmiddleandlatefillingstage,andthistrendwasmoreevidentforZhengdan9581Nabsorptionofsummermaize,especiallyofZhengdan958inthemiddleandlatefillingstagecouldberestrainedifN
基金项目:国家自然科学基金(30471015)资助。
作者简介:易镇邪(1975),男,湖南冷水江市人,在读博士。E2mail:yizhenxie@sina1com
3
通讯作者(Correspondingauthor):王璞,博士,教授,博士研究生导师,主要从事作物高产与资源高效利用研究。Tel:010262733611;E2mail:wangpu@cau1edu1cn
Received(收稿日期):2005203229;Accepted(接受日期):20052092161
第5期易镇邪等:不同类型氮肥对夏玉米氮素累积、转运与氮肥利用的影响 773
accumulationamountwastoomuchinthestageofsowingto21daftersilking1Therewasagenotypicdifferenceinnitrogenharvestindex(NHI),nearly6%moreinZhengdan958thaninND1081WithNFapplication,NHIofZhengdan958wasdescendedevidently,butthatofND108changedunconspicuously1ComparedtoNHIundercommonureaapplication,NHIundercoatedureaandcompoundfertilizerapplicationwaslowerandthedifferencewassignificantat0105probabilitylevelwhenNapplicationratewas90kgNΠhaforZhengdan958and180kgNΠhaforND108(Table2)1TranslocationamountofleafNandstem2sheathNandtheircontributionratestograinNwereincreasedwiththeincrementofNapplication1LeafNwastranslocatedtograinmainlyfrom21daftersilkingtomaturingstage,butstem2sheathNdidmainlyfromsilkingto21daftersilkingstage(Table4)1Fertilizer2Nplayedtherolemainlybeforesilking,especiallyfrom122leaftosilkingstage,andthedifferenceofNaccumulationamountbetweenNapplicationtreatmentsandzeroNtreatmentreachedtothemaximumaroundsilkingstage1
Keywords:Summermaize;Typeofnitrogenfertilizer;Naccumulation;Ntranslocation;Nuseefficiency玉米是我国第二大作物,在谷物生产上占有重要地位。20世纪50年代以前,我国主要靠有机肥来维持作物产量。50年代后,化肥,特别是化学氮肥在农业生产上开始发挥重要作用。由于玉米对氮肥敏感,施氮增产效果明显,且其具有较强的耐肥性,因此,近年来玉米生产上逐渐出现了氮肥超量施用问题。华北平原夏玉米2冬小麦轮作体系中,氮肥超量施用现象十分普遍。1997年的调查表明,北京地区夏玉米平均施N量为256kgΠhm率仅为16%～22%
[2]
2[1]
流域中部;年均气温1216℃、全年≥0℃积温486219℃,年均降水量562mm,年际间变化较大、年
内季节性分布不均(60%～70%的降水分布在7～8
月份)。据实验站气象资料,2004年6～8月降水52016mm,占全年的7817%。前茬冬小麦,采用节水
栽培模式(吴桥模式)
[13]
。
试验地基础肥力为0～20cm土层,全N0176mgΠg,有效磷(P2O5,Olsen法测定)14105mgΠkg,速效钾(K2O,110molΠLNH4Ac法测定)79111mgΠkg,有机质815mgΠg;20～40cm土层,全N0144mgΠg,有效磷5122mgΠkg,速效钾75126mgΠkg,有机质417mgΠg。
,氮肥利用
[3]
。黄淮海平原吴桥试区夏玉米
氮肥表观利用率甚至仅为315%～1116%。氮肥超量施用导致氮肥利用率显著下降,同时对生态环境构成潜在威胁。
如何提高氮肥利用率是当前关注的焦点。前人从品种角度对玉米氮肥利用进行了大量研究。玉米
[4]
品种对肥料的敏感程度有很大差别,基因型明显影响吸氮量
[526]
本试验为3因素试验,共14个处理,随机区组设计,3次重复。处理及代号见表1。包膜尿素由中国农
业大学资源环境学院提供(自制),含N42%,普通尿素含N46%,复合肥N、P2O5和K2O含量均为15%,不含其他微量元素。普通尿素1Π3基施(6月18日),2Π3于10叶期追施(7月22日),包膜尿素与
,为了获得高产高效率,选用对化肥
[7]
比较敏感的品种较为适宜。研究认为,选择氮高
[8]
效品种(系)提高氮肥利用率有很大的潜力。同时,也从氮肥类型角度(长效碳铵、控释尿素等)对玉米氮肥利用与转运进行了研究效稳态氮肥+化肥深施
[10]
[9212]
复合肥均一次性基施。普通尿素与包膜尿素处理配
2
施磷(P2O5)、hm。种植钾(K2O)肥,用量均为90kgΠ密度,郑单958为715万株Πhm,农大108为6万
22
株Πhm,等行距(80cm)条播,小区面积3316m。两品种均于6月14日播种,5叶展定苗。郑单958于8月9日吐丝,9月28日收获,生育期106d;农大108于8月12日吐丝,10月3日收获,生育期111d。112 观测项目与方法
2
。有研究认为,
提高化肥利用率的切实有效措施是高肥效品种+长
。本研究以减少氮肥损
失、提高夏玉米氮肥利用率为着眼点,在较低施氮量情况下,对不同类型氮肥在夏玉米产量及氮素吸收、
转运与氮肥利用上的差异进行了研究,旨在为夏玉米施肥技术的改进提供一些有益的参考。
生物量与实际产量测定采用常规法。全氮含量
[14]
采用半微量凯氏定氮法测定。氮收获指数(氮转移效率,%)=籽粒中氮量Π植物吸氮量×100。氮生理效率(氮利用效率或氮效率比,kgΠkg)=生物量Π植物吸氮量。氮肥效率(氮肥利用效率或氮肥农学效率,kgΠkg)=经济产量Π施氮量。氮肥利用率(%)
[15]
1 材料与方法
111 试验材料与试验设计
试验于2004年在中国农业大学吴桥实验站进行。实验站位于37°41′02″N,116°37′23″E,属黑龙港
774 作 物 学 报第32卷
采用非同位素差值法算得,即(作物施氮处理吸氮量
-不施氮处理吸氮量)Π施氮量×100。
表1
Table1
试验处理及代号
施氮水平
Application
rateofNF(kgNΠhm2)
0
9018090180901800901809018090180Treatmentsandtheircodesinthisstudy
品种
Cultivar
氮肥类型
Typeofnitrogenfertilizer(NF)
处理代号
CodeoftreatmentZ0ZU90ZU180ZCU90ZCU180ZCF90ZCF180N0NU90NU180NCU90NCU180NCF90NCF180不施氮WithoutN
Zhengdan958普通尿素
Urea
郑单958
包膜尿素
Coatedurea
复合肥
Compoundfertilizer
不施氮WithoutN
普通尿素
农大108
ND108
Urea
包膜尿素
Coatedurea复合肥Compoundfertilizer2 结果与分析
211 氮素累积与转运
21111 氮素累积动态与氮收获指数
两品种氮素累积量随施氮量增加而增加,3种类型氮肥表现
表2
Table2
2
一致。12叶展以前,3种氮肥90kgNΠhm(低N)与
2
180kgNΠhm(高N)之间的氮素累积量差异较小,吐丝后该差距加大,但最大差异表现时期因品种与氮肥类型而异,郑单958普通尿素在成熟期,包膜尿素在吐丝后21d,复合肥在吐丝期;农大108普通尿素在吐丝期,包膜尿素在吐丝后21d,复合肥在成熟期。两品种成熟期氮素累积量差异较大,玉米吸氮量具有明显的基因型差异。同等施氮量下,包膜尿素与复合肥处理氮素累积量较普通尿素大,尤其在郑单958低N与农大108高N时最明显,其中ZCF90与ZU90差异显著(表2)。氮收获指数(NHI)具有明显的基因型差异,各处理平均NHI郑单958较农大108高近6个百分点。与不施氮相比,施氮使郑单958NHI显著降低(ZU90除外),农大108施氮处理平均NHI较不施氮略有增大,显著降低的只有NCU180。施氮量增大,NHI降低。同等施氮水平下,一般NHI施普通尿素较施包膜尿素与复合肥大,郑单958低N与农大108高N时差异达显著水平(表2)。与普通尿素相比,包膜尿素与复合肥虽能增加植株氮累积量,却使氮收获指数降低。
各处理地上部氮素积累动态与氮收获指数
成熟期Maturingstage
籽粒氮氮收获指数
c
baabaaacabababaaba
GrainN11015±41312816±41013512±41312713±41613716±41913219±41613310±31812913±4138910±31811714±41512010±41911413±41612211±51511819±41312119±41611415±412NHI(%)
66145a66184a64149b62134c64119b64122b63136bc6415658140ab60116a59171a58124ab55166c60184a57166bc58167Nitrogenharvestindex(NHI)andtrendofNaccumulationofabovegroundpartsofplantswithdifferenttreatments(kgNΠhm2)
9叶展
92leafstage2511±0132818±0163818±0184016±1154116±1133418±1103614±1113512±0192218±0182815±0163516±0183916±0194014±1173415±1123916±1133414±01712叶展
122leafstage4419±1106315±1176113±2136817±1147014±2146211±1176711±1196216±1173614±1125417±1145310±2105911±1136217±1165612±2106519±2185514±113处理
TreatmentZ0
ZU90ZU180ZCU90ZCU180ZCF90ZCF180
平均AverageN0NU90NU180NCU90NCU180NCF90NCF180
平均Average吐丝期
Silkingstage7315±21210916±31212715±31911315±21914019±41711610±31514211±51211716±3158615±21610816±21413612±31812419±31314819±31813110±21714615±31212611±218吐丝后21d
21daftersilking11618±410
13412±51516314±51416916±61421018±91216913±51317812±61816312±31710717±41014417±51416011±41814511±41917419±51917018±51017716±51215414±316植株总氮
TotalN
16613±81719215±81120916±81720412±61521414±111420710±71720919±71120016±61915215±81319511±81220019±71719612±71921913±71819515±61821114±71719513±615 注:不同字母表示达0105显著水平,下同。
Notes:Valuesfollowedbyadifferentletterwithinacolumnaresignificantlydifferentatthe0105probabilitylevel1Thesamebelow1
21112 氮素的阶段性累积由表2可计算出各
增大而增大。吐丝至吐丝后21d,各施氮处理的平均累积氮量与不施氮处理相差不大,且有少数施氮
处理低于不施氮处理,如ZU90、ZU180和NCU90等。吐丝后21d至成熟期,农大108一半及郑单958全部施氮处理氮素累积量低于不施氮处理。可见施氮不利于灌浆中后期的氮素累积,对郑单958而言尤其如此。施氮对玉米氮素累积规律的改变因品种而
生育阶段的氮素累积情况。不施氮条件下,郑单958吐丝前各阶段氮素累积平稳,灌浆期是其累积高峰期;农大108与郑单958不同,主要表现在两个方面,一是其累积高峰期为12叶展至吐丝期,二是其灌浆前期氮素累积强度较弱。
两品种吐丝前各生育阶段氮素累积量随施氮量
第5期易镇邪等:不同类型氮肥对夏玉米氮素累积、转运与氮肥利用的影响 775
异,郑单958累积高峰提前到了12叶展至吐丝,灌浆中后期累积量稍有降低,而农大108基本规律未变,灌浆期累积强度改变甚少。21113 营养器官氮素转运各处理生育后期叶、茎鞘、穗(含穗轴与苞叶等)氮素累积量见表3。吐丝后,穗部氮素累积增长迅速,而叶、茎鞘氮素开始向外转运。各生育阶段叶、茎鞘氮素转运量见表4。吐丝至吐丝后21d,郑单958多数处理叶片仍在累
表3
Table3
积氮素,而其茎鞘以及农大108的叶、茎鞘氮素已开始向外转运,且一般转运量高N>低N>不施氮;吐丝后21d至成熟期,叶片氮素转运量较前一阶段加大,而茎鞘氮素除个别处理外,转运量较前一阶段减小,此阶段叶、茎鞘氮素转运量仍有高N>低N>不施氮的趋势。可见叶片氮素转运主要发生在吐丝后21d至成熟期,茎鞘氮素转运主要发生在吐丝至吐丝后21d。
各处理生育后期叶、茎鞘、穗氮素累积量
吐丝后21d 21daftersilking叶茎鞘穗Leaf50125815671565138211701474134913651868186612751360137410Stemandsheath18182219301636144712291631161311221632112319361832193718Ear47185218651468108116691372134513561259125510621877156518hm2)Naccumulationinleaf,stemandsheathandearinlategrowingstageofdifferenttreatments(kgNΠ
处理
TreatmentZ0
ZU90ZU180ZCU90ZCU180ZCF90ZCF180N0NU90NU180NCU90NCU180NCF90NCF180叶
Leaf43115718701362187116641177125310651378157010881075127918吐丝期Silkingstage
茎鞘
Stemandsheath
24104215481140105614401853132712341948144516511746175512穗
Ear61491491010181219111211156138149139139129111115叶Leaf33113918421349174512441746174318511949145018551950105716成熟期Maturingstage
茎鞘Stemandsheath
1318161823182017251121182113811141221121418241614111716穗
Ear1191413519143161331914412140151411710016129111301413016138181291013612叶+茎鞘氮素再分配率,郑单958在30%～48%之间,农大108在34%～48%之间,一般施氮>不施氮;但高N与低N之间,因品种、氮肥类型不同而表现不同,郑单958施3种氮肥均表现高N>低
表4
Table4
N,农大108施尿素时高N>低N,施另两种氮肥时
表现相反。转运氮素对籽粒氮贡献率,郑单958在18%～48%之间,农大108在29%～50%之间,一般高N>低N>不施氮。
生育后期叶、茎鞘氮素转运量
Ntranslocationfromleafandstemandsheathinlatestage(kgNΠhm2)
吐丝至吐丝后21d
处理
Treatment
Silkingto21d
aftersilking
吐丝后21d至成熟
21daftersilkingtomaturing
吐丝至成熟
Silkingtomaturing
叶
L
茎鞘
SS51219161716316912111221171411121316132118141913181714叶
L1711181725121516361925172717515131919141514191410131615茎鞘
SS5106116181517221171810135118141019911121219142011叶
L1010171928111311261419143016912131429121912321125122212茎鞘
SS10122517241419133113191032101912201727123018271132163716叶+茎鞘
L+SS20124316521432145718381362162814341156145010591257185917叶+茎鞘氮素再分配率
RedistributionrateofNinL+SS(%)
3011043107441263115345113361554719435141341024414043126421394714144128对籽粒氮贡献率
ContributionrateofNinL+SStograinN(%)
1812733189381792514541196281824710531191291024619743177481514816049102Z0ZU90ZU180ZCU90ZCU180ZCF90ZCF180N0NU90NU180NCU90NCU180NCF90NCF180-711-018219-215-1015-613219317-01591731812171419517 注:叶+茎鞘氮素再分配率=(吐丝至成熟期叶+茎鞘N转运量)Π吐丝期叶+茎鞘N积累量×100;对籽粒氮贡献率=(吐丝至成熟期叶+
茎鞘N转运量)Π收获期籽粒N积累量×100。
Note:L=leaf;SS=stemandsheath1RedistributionrateofNinL+SS=(NamounttranslocatedfromL+SSfromsilkingtomaturingstage)ΠNamountof
inL+SSinsilkingstage×1001ContributionrateofNinL+SStograinN=(NamounttranslocatedfromL+SSfromsilkingtomaturingstage)ΠamountofgrainNinmaturingstage×1001
776 作 物 学 报第32卷
212 氮生理效率与氮肥效率
整体上看,施氮效应显著,两品种施氮后增产达
显著水平。各类型氮肥的产量效应,高N条件下郑单958复合肥>普通尿素>包膜尿素,农大108复合肥>包膜尿素>普通尿素,但差异不显著;低N
表5
Table5
条件下郑单958复合肥>包膜尿素>普通尿素,其中复合肥显著高于普通尿素,农大108普通尿素>复合肥>包膜尿素,差异也不显著(表5)。可见增产效应以复合肥最好,其余两者因品种不同表现略有差异。
夏玉米产量与氮生理效率、氮肥效率
Yield,nitrogenphysiologicalefficiencyandnitrogenfertilizerefficiencyinsummermaize
处理
TreatmentZ0
ZU90ZU180ZCU90ZCU180ZCF90ZCF180生物量
Biomass(kgΠhm2)17710178641909618396191121915619606籽粒产量
Grainyield(kgΠhm2)95081598751410621131010219105731010491191075517dcdabcaaba氮生理效率NPE(kgΠkg)
10615921891119011891192159317氮肥效率NFE(kgΠkg)
-109175910112135817116165918处理
Treatment
生物量
Biomass(kgΠhm2)15835182221874818163189641801718917籽粒产量
Grainyield(kgΠhm2)791413908516931013897719932617908215949614dbcabcabbca氮生理效率NPE(kgΠkg)
10319931493139216861596108915氮肥效率NFE(kgΠkg)
-10110511799185118100195218 N0
NU90NU180NCU90NCU180NCF90NCF180 Notes:NPE=nitrogenphysiologicalefficiency;NFE=nitrogenfertilizerefficiency1
氮生理效率,两品种不施氮时在105kgΠkg左右,施氮使之显著下降,郑单958为89～94kgΠkg,农大108为86～96kgΠkg,低N较高N略高。氮肥效率随施氮量增加显著下降,低N条件下,郑单958在109～117kgΠkg之间,以复合肥最大,普通尿素最小,而农大108在100kgΠkg左右,3种氮肥间差异极小;高N条件下,郑单958在59kgΠkg左右,农大108在52kgΠkg左右,氮肥类型间差异不大。从氮肥效率看,郑单958低N下对氮肥类型较敏感,而农大108高N与低N下对氮肥类型表现均较迟钝;同时,氮肥效率具明显基因型差异,高N与低N下均以郑单958较高。
表6
Table6
213 肥料氮的阶段性吸收与氮肥利用率
表6反映各施氮处理对肥料氮的吸收,所列数据是各生育阶段各施氮处理与相应品种不施氮处理吸氮量之间的差值。播种至9叶展,两品种各处理肥料氮吸收量排序基本一致,均以包膜尿素高N最多,包膜尿素低N次之,普通尿素低N最少,同种肥料不同水平之间吸氮量差异普通尿素最大,包膜尿素最小;9叶展至12叶展,两品种普通尿素低N处理肥料氮吸收量增大,其他处理均减小,普通尿素高N处理更降至最低点;12叶展至吐丝,除NU90外各处理肥料氮吸收量均增大,此期是玉米吐丝前对肥料氮吸收的主要阶段,也是同种肥料高、低水平间肥
不同生育阶段对肥料氮的吸收与氮肥利用率
Nitrogenuseefficiencyandabsorptionoffertilizer2Nindifferentdevelopmentalstage(kgNΠhm2)9叶展至
12叶展92leafto122leaf141921781391071610191216318518817811121712叶展
处理
TreatmentZU90ZU180ZCU90ZCU180ZCF90ZCF180NU90NU180NCU90NCU180NCF90NCF180播种至9叶展
Sowingto92leaf317131715151616917111351712181618171611171617至吐丝122leafto
silking17153717161241182512461331833111518361124183015播种至吐丝Sowing
tosilking361154104010671442156816221149173814621444155919吐丝至吐丝后21d
Silkingto21daftersilking
-1818-714121826171010-7111419218-11041818161010吐丝后21d至成熟21d
aftersilkingtomaturing818-313-1419-4519-1118-1719517-410613-014-2010-1110吐丝至成熟
Silkingtomaturing-1010-1017-211-1913-118-25102016-112513415-114-110播种至成熟Sowing
tomaturing261243133719481140174316421748154318661943115819氮肥利用率
NUE(%)291062410642110261734511924119471432619348163371154718632174 Note:NUE=nitrogenuseefficiency1
第5期易镇邪等:不同类型氮肥对夏玉米氮素累积、转运与氮肥利用的影响 777
料氮吸收差异最大的阶段。吐丝至吐丝后21d的部分处理及吐丝后21d至成熟期的多数处理,对肥料氮的吸收表现为负值,说明自吐丝开始,部分施氮处理(如郑单958普通尿素处理等)的阶段性氮素累积量已经低于不施氮处理,这种施氮降低阶段性氮素累积量的现象在吐丝后21d至成熟期得到了充分体现。播种至成熟,对肥料氮的吸收表现为高N>低N,两品种均以包膜尿素高N最大。综观玉
108,而其NUE较低,应是本研究中NUE为表观利用
率,而不施氮下郑单958氮素累积量较农大108高
2
1318kgΠhm所致。312 氮素累积、转运与氮肥利用率的氮肥类型间差异
两品种氮素累积量随施氮量增加而增加。与普通尿素同等施氮量相比,包膜尿素与复合肥处理氮
2
素累积量较大,尤其在郑单958施90kgNΠhm与农
2
大108施180kgNΠhm时最明显;但是包膜尿素与复合肥使氮收获指数降低。叶+茎鞘氮素转运量,在高N条件下,两品种3种类型肥料间差异不大,在低N条件下,郑单958普通尿素>复合肥>包膜尿素,农大108复合肥>包膜尿素>普通尿素。
总体来看,包膜尿素与复合肥利用率较普通尿素高,但二者在不同品种上表现有差异,在低N条件下,郑单958复合肥最高,农大108包膜尿素最高,在高N条件下,两品种均以包膜尿素最高。二者对NUE的提高幅度与品种和施氮水平有关,郑单958低N与农大108高N条件下,提高最为明显。从提高氮肥利用率的角度考虑,郑单958在低N条件下宜施复合肥,在高N条件下宜施包膜尿素;而农大108均以施包膜尿素为好。313 灌浆期氮素吸收与肥料氮的作用
与不施氮相比,农大108施氮处理灌浆期氮素累积强度改变较小,而郑单958灌浆中后期氮素累积量甚至降低。本试验中籽粒氮来自土壤的部分,农大108施普通尿素时低N>高N,施其余两种氮肥时差异不大;郑单958施普通尿素时高N>低N,施其余两种氮肥时低N>高N。从吐丝期及吐丝后21d植株氮素累积量高N>低N>不施氮来看,笔者认为前期氮素累积太多对后期氮素吸收有抑制作用。相关分析表明,郑单958与农大108吐丝期氮素总累积量与其吐丝至吐丝后21d的氮累积量之间关系不大(相关系数分别为012123和011731),而两品种吐丝后21d的氮素总累积量与其吐丝后21d至成熟期的氮累积量之间呈负相关(相关系数分别为
33
-018990和-014210)。可见吐丝后21d的氮素累积量太多对灌浆中后期氮素吸收有一定抑制作用,郑单958表现尤为明显。在此方面还有待进一步研究。
本研究发现肥料氮主要在吐丝前发挥作用,且最主要在12叶展至吐丝期。而吐丝至吐丝后21d的部分处理及吐丝后21d至成熟期的多数处理,对
米全生育期各阶段对肥料氮的吸收,肥料氮主要是在吐丝前发挥作用,且最主要是在12叶展至吐丝期。施氮量增大,氮肥利用率显著下降,低N条件下,氮肥利用率在42%～49%之间(ZU90除外),高N条件下约在24%～37%之间。与普通尿素相比,
包膜尿素与复合肥利用率较高,郑单958低N与农大108高N下,两者对氮肥利用率的提高尤为明显。
3 小结与讨论
311 氮素累积、转运与氮肥利用率的品种间差异
不施氮时,郑单958氮素累积吐丝前较平稳,灌浆期为高峰;农大108累积高峰期为12叶展至吐丝期,且其灌浆前期累积强度较弱。施氮增加两品种吐丝前各生育阶段氮素累积量,使郑单958累积高峰提前到12叶展至吐丝,而农大108基本规律不变。
氮收获指数(NHI)反映氮素在植株体内的分配情况,具明显的基因型差异,郑单958较农大108高近6个百分点。施氮量影响NHI,李世娟等
[16217]
在
小麦上的研究表明,NHI随施氮量增大而降低。本研究中,施氮使郑单958NHI显著降低,使农大108NHI略有增大。营养器官(叶+茎鞘)氮素转运量及其对籽粒氮贡献率,高N>低N>不施氮,3种氮肥表现一致;叶片氮素转运主要在吐丝后21d至成熟期,茎鞘氮素转运主要在吐丝至吐丝后21d。何萍[18]
等发现营养体氮素转运对籽粒氮的贡献率表现
222
为N2(263kgΠhm)>N1(150kgΠhm)>N0(0kgΠhm)>
2N3(375kgΠhm),认为供氮不足可能导致营养体氮素
外运过多而引起叶片提早衰老,过量供氮则由于营养体氮素代谢过旺,导致运往籽粒的氮素减少。本研究结果与之基本一致。
氮肥利用率(NUE),在低N条件下,郑单958为29%～46%,农大108为47%～49%;在高N条件
下,郑单958为24%～27%,农大108为27%～38%。在高N与低N条件下,NUE均以农大108较
高。郑单958各处理氮素累积量一般均大于农大
778 作 物 学 报第32卷
肥料氮的吸收为负值,说明自吐丝开始,施氮处理的
氮素累积强度已逐渐低于不施氮处理。
前人认为,高肥效品种加上长效肥料可以提高
[9212]
氮肥利用率。本研究表明,品种的高肥效应该体现在两个方面,一是增施氮肥能使产量显著增加,二是灌浆中后期自身含氮量对继续从土壤中吸收氮素没有抑制作用或抑制作用不明显。本研究中,农大108受到的这种抑制作用较郑单958弱。对此有待进一步探讨。
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