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氮肥分配方式对超高产夏玉米产量及氮素吸收利用特性的调控效应

更新时间:2009-03-28

冬小麦、夏玉米周年两熟是河北平原区的重要作物种植制度。玉米是C4作物,具有高光效特征和实现超高产的潜力。充分挖掘夏玉米产量潜力是提高该生态类型区周年作物产量水平的重要途径[1-2]。氮素是作物的必需大量营养元素,合理施用氮肥是改善夏玉米源库质量、充分挖掘该作物光合生产潜力进而实现超高产的有效措施[3-4]。过去多年来,许多学者围绕北方地区夏玉米氮素施用方法[5-6]及施用氮肥对植株生育特性、光合生理和产量形成能力的影响开展了较多研究[7-10]。研究成果对于指导该地区夏玉米高产栽培发挥了重要作用。

河北平原区夏玉米的生长和发育处于高温多雨季节,传统氮肥施肥方式多采用底肥结合大喇叭口期追肥方式。上述施氮方式除满足生育前期植株氮素需求外,通过大喇叭口期追施氮肥也能在较大程度上满足植株生育中后期的氮素需求,有效提高植株的光合生产和产量形成能力[6,11]。但玉米大喇叭口期至成熟仍持续较长生育时间,而生育后期以籽粒发育和灌浆为主的植株,仍有较多氮素吸收用于籽粒建成和干物质积累。在超高产水平下,仅在大喇叭口期追施氮素经常造成籽粒发育期间氮素供应不足,影响颖花结实和籽粒灌浆[12]。研究表明,在大喇叭口期追肥基础上,花期补施氮素,实施氮素后移处理能改善生育后期的氮素供应,促进颖花结实率和籽粒灌浆,进而促进玉米的增产增收[13-14]

尽管前人围绕夏玉米氮素分配方式与植株生育特性和产量形成能力的影响方面已有报道[11-14],但迄今有关河北平原区周年两熟条件下超高产夏玉米氮素分配方式对植株氮素吸收和器官氮素分配、产量形成特性和肥料利用效率的调控效应尚不明确。基于此,本项研究通过设置不同施氮方式田间试验,研究了氮素后移(补施花肥)对超高产夏玉米氮素吸收积累特性、产量及氮肥效率的影响, 旨在为进一步优化河北平原区夏玉米施肥方案和促进夏玉米增产增收提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验地条件

试验于2016—2017年在河北省正定县韩家楼村进行。试验田地处暖温带大陆半湿润性季风气候区域,土壤为棕壤,质地壤质。0~20 cm土层的养分含量如下:有机质1.58%,全氮0.083%,碱解氮67.66 mg/kg,速效磷19.23 mg/kg,速效钾126.60 mg/kg。

1.2 试验设计

供试玉米品种为‘郑单958’,设置5个处理,包括:T1(不施氮空白,CK)、T2(生产习惯施肥处理),氮素施用方法为30%氮素底施结合70%氮素大喇叭口追施、T3(30%氮素底施、50%氮素大喇叭口追施和20%氮素开花追肥)、T4(30%氮素底施、40%氮素大喇叭口追施和30%氮素开花追肥)和 T5(30%氮素底施、30%氮素大喇叭口追施和40%氮素开花追肥)。小区面积35 m2(长7 m,宽5 m),重复3次。处理T1至T5均施用河北平原区超高产夏玉米的推荐磷钾施肥量,包括P2O5 120 kg/hm2和K2O 180 kg/hm2,各氮素处理除空白T1不施氮外,其他处理施用氮素总量均为375 kg/hm2。播种前,采用氮磷钾复合肥(N∶P2O5∶K2O=15∶15∶15)、磷酸二铵和氯化钾补足各小区的磷钾,不足氮素用尿素补足。

小区采用高产玉米栽培的方式播种,播期6月16日,行距60 cm, 种植密度71 250 株/hm2。播后灌水,出苗前喷洒除草剂进行土壤封闭除草处理。生育期间各处理在预定时期补施氮素,同时对所有小区进行灌水。生育期间间苗、定苗,大喇叭口期防治玉米螟等均参照高产大田进行。

1.3 测定性状

1.3.2 植株氮累积量及阶段氮累积量 在拔节期、大喇叭口期(大口期)、吐丝期、灌浆期(吐丝后 25 d)和成熟期,各小区选取代表性植株3 株,分为叶片、茎秆和籽粒(开花期以后)不同器官,105℃杀青30 min后于85℃下烘干至恒重,称取各器官干重,换算单位面积植株和各器官干重值。以植株各器官烘干材料为样本,采用传统凯氏定氮法测定含氮量,计算单位面积植株及器官氮累积量。通过各相邻生育时期植株群体氮累积量的差值获得植株阶段氮累积量。

1.3.1 产量和产量构成因素 成熟期,各小区查数中间2行玉米果穗数量,换算出单位面积穗数。从中选取 15个代表性果穗考查穗粒数,获得平均穗粒数。将上述2行果穗收获,晒干脱粒后称重,以含水量 14%的重量折算小区产量,进一步换算为单位面积产量。从风干籽粒中选取样本测定籽粒千粒重。

1.4 氮效率参数

采用下述方法计算不同氮素处理的植株氮效率参数。

氮肥利用率= (施氮肥区植株地上部氮素积累量-不施氮肥区植株地上部氮素积累量)/施氮肥量×100%;

氮肥农学效率= (施氮肥区产量-不施氮肥区产量)/施氮肥量;

氮肥偏生产力= 施氮肥区产量/施氮肥量;

营养器官氮素转运率= (开花期营养体氮素积累量-成熟期营养体氮素积累量)/开花期营养体氮素积累量×100%。

每吨籽粒氮素吸收量= 氮素总积累量/产量×1000;

(3)砂岩上倾尖灭岩性圈闭主要受控于沉积相和构造位置;物性封闭岩性圈闭是主要受到储层物性条件变化的影响;受断层影响的砂岩透镜体圈闭主要受到断层断距的影响。

1.4.1 硝酸还原酶活性和游离氨基酸含量 在拔节、大口、开花、灌浆和成熟期,各处理小区选取植株上部展开叶(拔节期和大喇叭口期)和穗位叶(开花期、灌浆期和成熟期),采用活体法测定硝酸还原酶(NR)活性[15],采用茚三酮法测定游离氨基酸总量[16]

1.5 数据分析

由图5可见,与空白T1处理相比,施氮处理使各生育时期的叶片NR活性和游离氨基酸含量显著提高。不同施氮处理各生育时期叶片的NR活性和游离氨基酸含量表现规律与相同时期的茎、叶氮含量一致。表明施氮处理通过影响植株的氮素同化和氨基酸合成代谢,参与了对植株器官氮素积累能力的调控,影响植株和生育后期籽粒的氮素积累和分配特性,最终影响产量和氮效率参数。

2 结果与分析

2.1 不同处理产量和产量构成因素

由表1可见,不同处理间的单位面积穗数没有明显差异。与空白T1处理相比,各施氮处理(T2~T5)的产量、穗粒数和千粒重均得到显著改善,其中产量增幅为25.05%~39.20%。各施氮处理中,与常规施氮方式(T2,底施氮素30%和大口期追施70%)相比,后期(开花期)补施氮素各处理的产量和上述产量构成因素均有较大增幅度,T3、T4和T5产量分别较T2增加6.78%,11.31%和7.55%,其中以T4产量和穗粒数、粒重的增幅最大,表明补施氮素的氮素后移处理能显著增强植株的产量形成能力。

ATT7022B采用QFP44封装,内部集成了多个适于电信号采集、变换,能对电能、电功率、电流有效值、电压有效值、功率因数、频率等参数进行精确计算。采样信号由电流信道和电压信道进入,经过AD转换之后送到数字信号处理模块中,数字信号处理模块对采集来的数据进行运算处理之后,可以得到全波、基波和谐波的有功、无功、视在功率,有功、无功能量,电流、电压有效值,频率、功率因数、相角等参数[2-3]。

 

表1 不同氮素处理的产量和产量构成因素

 

Table 1 Yield and the yield components under different N treatments

  

处理Treatment穗数/(104·hm-2)Spikenumber穗粒数/个Kernelnumberperear千粒重/gPer-1000weight产量/(kg·hm-2)Yield较T1增产/%IncreaseoverT1较T2增产/%IncreaseoverT2T170970±2232.2a401.57±19.23c310.63±2.32d7967.50±343.28c--25.05T271026±3023.5a484.57±22.09b321.70±4.12c9963.64±401.22b25.05-T3701228±4022.3a500.89±23.22ab331.40±2.98bc10639.34±432.12a33.536.78T471186±2823.0a515.51±19.23a335.80±3.76ab11090.72±402.38a39.2011.31T571046±2238.6a493.49±20.29ab339.62±3.12a10715.61±378.23a34.497.55

注:表中同列不同字母表示差异达到5%显著水平。下文同

2.2 不同处理各生育时期的植株氮素积累特性

由图1可见,在拔节至成熟阶段,各处理的植株氮累积量表现为随生育进程推进而不断增多。与空白对照(T1)相比,各施氮处理不同生育时期的植株氮累积量均显著增加。不同氮素分配方式处理中,与常规处理T2相比,处理T3~T5大口期和开花期植株的氮累积量减少,但处理间差异未达显著水平;T3~T5灌浆期和成熟期的植株氮累积量较T2增多,但仅T5的增幅达显著水平。随氮素分配比重后移,生育后期植株的氮累积量明显增加(图1)。表明增加氮素后移比重,有利于植株生育后期植株的氮素积累。

尊重作家们的劳动成果,是从事文学批评工作最基本的职业操守,故文本细读是丝毫马虎不得的。因此,这些年来我很少写那种宏论式的华而不实的年度述评文章。当然,这样做也问题多多,没有思想做支撑的批评范式与实践,即使读再多的文本,也无法面对与解决当下出现的文学问题、时代问题。做有出息的批评家,做有用的文学批评,必须面对当前出现的一系列新问题。

  

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注:图中相同时期不同字母表示差异在达到5%显著水平。下文同

 

图1 不同处理各生育时期的植株氮积累量

 

Fig.1 Plant N accumulation at various growth stagesunder different nitrogen treatments

2.2 不同处理各生育时期叶片和茎秆的氮素积累与转运特性

由图2可见,生育期间植株吸收氮素在叶片和茎秆中的积累量成单峰曲线型变化,均于开花期达最大值。不同处理相比,各测定时期,T1处理叶片和茎秆的氮累积量均显著低于其他处理。T2处理大口期和开花期叶片和茎秆的氮累积量多于T3~T5,其中叶片的增幅达显著水平;与此相反,在灌浆期和成熟期,T2处理叶片和茎秆的氮累积量较T3~T5减少。T3~T5各处理相比,大口期和开花期的茎叶氮累积量表现为T3>T4>T5,灌浆期和成熟期表现为T5>T4>T3。对不同处理茎叶生育后期贮存氮素的输出率研究表明,与T1相比,各施氮处理的茎叶氮输出率下降,其中叶片氮输出率的下降程度与T1相比达显著水平(图2)。随氮素分配比例后移,茎叶氮素的输出率降低,表明氮素后移在增加植株和茎叶氮素积累的同时,也在一定程度上降低了生育后期器官贮存氮素向籽粒的再度转运。

突然有一天,就像转述一则社会新闻那样,母亲告诉我父亲车祸身亡的消息。亲戚们都传说父亲是因为千金散尽之后,沦落到贫病交迫、众叛亲离的境地,所以才选择撞车自杀的。

  

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图2 不同处理各生育时期叶片和茎秆氮素的积累量与转运率

 

Fig.2 N accumulation in leaves and stems at variousgrowth stages and transportation rate of N underdifferent nitrogen treatments

2.3 不同处理各生育时期的籽粒氮素积累与分配特性

本研究表明,尽管各种氮素后移处理(T3~T5)植株的穗部性状、产量、各生育时期和阶段的氮素累积量较常规氮素处理(T2)均有不同程度改善,但各处理在上述性状上的表现存在差异,以T4处理优于其他两个处理(T3和T5),表明后期追氮比例对上述植株氮素营养和产量形成特性具有较大影响。其中,与T4相比,T5处理的植株及茎叶和籽粒的氮累积量减少,这可能与该处理在中期施氮比例相对较低影响穗粒发育、生育后期(开花期)补施氮素比例过高而植株在生育后期生理功能不断衰退、影响对氮素的吸收有关。此外,生育后期过多氮素供应还造成营养器官氮素代谢旺盛,贮存于茎叶氮素和碳水化合物向籽粒调运受到抑制,对产量形成也产生一定的不利影响。因此,各生态区应根据土壤和养分状况采用适宜氮素后移比例,由此改善植株的氮碳代谢及平衡状况,促进增产和养分利用效率的提高。

  

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图3 不同处理生育后期籽粒的氮素积累与籽粒氮分配特征

 

Fig.3 N accumulation and distribution characterizationof N in kernels during late growth stagesunder different nitrogen treatments

2.4 不同处理各生育阶段的氮素吸收特性

由图4可见,各处理的植株氮素阶段累积量和阶段氮吸收速率表现为拔节至大口最高,随后依次为大口-开花、开花-灌浆和灌浆-成熟,以出苗-拔节较低。与T1相比,各施氮处理不同阶段的植株氮累积量显著增加;各施氮处理中,与T2相比,T3~T5在出苗-拔节和大口-开花阶段的氮累积量相近,拔节-大口减少,开花-灌浆和灌浆-成熟增多(图4)。各供试处理阶段氮吸收量占全生育期氮吸收总量比例,表现为氮素后移比例增多处理在开花-灌浆和灌浆-成熟的阶段氮吸收比例提高,但在出苗-拔节和大口-开花的阶段氮吸收比例降低(图4)。表明与传统施氮T2处理相比,增加氮素后移比重能改善生育后期的植株氮素积累和氮素吸收速率。与T4相比,T5处理在灌浆-成熟阶段的氮素积累量、阶段氮素吸收占植株总氮比例和阶段氮素吸收速率降低,表明过大比重氮素后移对生育后期植株氮素吸收和积累的促进效应减小。这可能与该期生长中心转向籽粒、根系功能衰退影响植株的氮素吸收有关。

  

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图4 不同处理植株的阶段氮累积量占总氮比例及阶段吸收速率

 

Fig.4 The phase N accumulative amount, its ratio to totalN, and phase N uptake rate under various nitrogen treatments

2.4 不同施氮处理植株的氮效率参数

由表2可见,与传统施氮处理T2相比,氮素后移处理植株的氮肥利用率提高,各处理中以T5最高;氮肥农学效率和氮肥偏生产力增加,均以T4处理最大;生产单位籽粒吸收氮素数量增多,但各氮素后移处理间的差异较小;营养器官氮素转移率降低,表现为随氮素后移程度的加剧,降低幅度增大,且达显著性差异水平(表2),表明氮肥适当后移具有提高玉米植株氮肥利用效率的作用。

 

表2 不同处理的氮肥利用效率

 

Table 2 The nitrogen use efficiency of the fertilizer used under various treatments

  

处理Treat-ment氮肥利用率N/%Fertilizeruseefficiency氮肥农学效率N/(kg·kg-1)Agronomicefficiency氮肥偏生产力N/(kg·kg-1)Partialproductivity单位籽粒吸收氮量N/(k·t-1)Amountperunitgrain营养器官氮素转运率N/%TransportationrateofvegetativetissueT216.45c5.32c26.57b19.78b63.64aT319.29b7.12b28.37a22.01a57.90bT423.43a8.33a29.28a21.61a55.89bT524.75a7.33ab28.57a22.13a55.17b

生育期 Growth stages 生育期 Growth stages

图5 不同氮素处理的叶片硝酸还原酶活性和游离氨基酸含量

Fig.5 The NR activities and free amino acid contents in leaves under various nitrogen treatments

2.5 不同处理叶片硝酸还原酶(NR)活性和游离氨基酸含量

试验获得2016、2017两年的数据,分析主要以2016年数据为主,采用Microsoft Excel 2003和DPS 7.05软件进行数据处理和统计分析。

㉝Elizabeth McGrath,“Personifying Ideals”,Art History,vol.6,no.3,1983,pp.363-68.

3 讨论

深入阐明夏玉米植株的氮素吸收、积累和分配特性,对于指导生产中合理施用氮肥具有重要价值。在我国北方地区,因预期实现的产量目标不同,夏玉米生育期间应采用适宜的氮素施用数量和分配方式。其中,中低产水平下,应根据稳定和适量增加单位面积穗数的产量主攻目标,采用 “前重后轻”原则, 包括酌施种肥,适宜早施和重施拔节肥[17]。而在中高产水平下,应在保证前中期氮素供应条件下,充分考虑植株生育后期的氮素营养供应,在稳定单位面积穗数条件下,促进颖花发育和增强籽粒形成能力[18-20]。本研究通过不同时期氮素用量分配进行氮素后移处理的结果表明,与常规施氮方式(30%底肥结合70%大口肥)相比,补施开花肥的氮素后移各处理,植株穗粒数、粒重和产量得到明显改善,这与上述氮素后移处理明显促进生育后期植株的氮素积累、维持植株体内较高的氮同化酶(硝酸还原酶)和游离氨基酸含量,进而维持生育后期植株体内旺盛的生化代谢能力有关。各种氮素后移处理中,以T4处理(30%底肥、40%大口肥和30%开花肥)对植株和叶、茎和籽粒氮素的同化、氮素积累、产量及产量构成因素和氮效率调控效应最为明显,表明该种施氮方式是河北平原区高产超高产夏玉米宜采用的施氮方法。

前人研究表明,夏玉米生育后期氮素供应不足,会造成营养器官贮存氮素过早向籽粒调运,导致叶片早衰及光合能力下降[21]。本研究发现,与未施氮素的对照(T1)处理以及常规施氮处理(T2)相比,氮素后移处理生育后期和成熟期营养器官茎叶维持相对较高的植株氮素分配比例,成熟期向籽粒的输出率降低。这表明,氮素后移处理通过在生育较晚时期适当补施氮肥,能减缓生长中心籽粒对营养器官中贮存氮素的调运,有效减缓夏玉米植株叶片和茎秆氮素的输出速率,进而维持上述器官中较高的含氮量和较强的干物质生产能力。

硝酸还原酶(NR)是氮素同化限速酶,较强NR活性能加速植株体内氮素的氮同化速率,促进蛋白质生物合成,由此对植株的器官建成和产量形成进行调控[22]。其中,通过氮同化合成的氨基酸不仅是蛋白质生物合成底物,也是反映植株体内氮素营养状况的重要生理指标[12]。本试验表明,与常规施氮处理(T2)相比,氮素后移各处理生育后期植株叶片的NR活性增强,游离氨基酸含量明显增多。上述生理特性可能是后期适量补施氮素改善夏玉米生育后期植株氮素营养状况、促进干物质累积和产量形成的重要生理基础。

由图3可见,随籽粒灌浆进程,籽粒的氮累积量呈显著增加趋势。不同处理相比,T2~T5各测定时期的籽粒氮累积量较T1显著增加。不同施氮处理中,与常规施施氮处理T2相比,各氮素后移处理(T3~T5)的籽粒氮累积量增多,其中成熟期T4和T5处理较T2的增幅达显著水平。灌浆期各处理的籽粒氮分配率相近,在开花期和成熟期,施氮处理(T2~T5)间的籽粒氮分配率差异较小,但均显著低于T1(图3)。表明增施氮素具有增加植株和籽粒氮素积累、减缓植株器官贮存氮素生育后期向籽粒调运进而减慢器官衰老的效果。

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中国药典收载药材和饮片、植物油脂和提取物、成方制剂和单味制剂等[1]。可使用多种方式从中国药典中查阅相关信息,例如,在正文之前有品次目录,在药典最后附有4种供检索的索引,它们依次分别是中文索引、汉语拼音索引、拉丁名索引、拉丁学名索引。在日常生活中,拉丁名索引、拉丁学名索引相对使用较少,但在科研中使用较多,初学者对拉丁名、拉丁学名的命名及作用常常混淆。

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(2)从modelA所产生的数据中,挑选治愈概率较大的(Pi>0.5),同时满足将其协变量带入modelB所得治愈概率较小(Pi<0.5)的患者n/3例,获得数据集dataA+B-,这些是对处理组A敏感的亚组,Subgroup=A。产生二分类结局变量Yi=rbinom(1,1,A_Pi)。

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(1) 基于qc1Ncs和解释变量的四种模型修正似然比指标都大于0.4,模型拟合效果较好;其中{q,lnRcs}得到的模型最优,最差;在模型训练中对Rcs进行对数处理对模型带来的改善要大于对q进行开根号的不利影响,而模型测试中二者的影响区别不大。

首先,目前我国人民银行征信系统没有对除银行以外的互联网汽车金融行业开放,互联网汽车金融行业不能通过人民银行征信系统对借款者的信用状况进行核实,要逐步推进人民银行征信系统的开放,实现信息共享。其次,积极推进第三方信用平台建设。目前我国涌现了一批比较优秀的第三方征信机构,如芝麻信用、鹏元征信等,这些第三方征信机构作为人民银行征信系统的补充,可以弥补人民银行征信数据来源渠道单一、时效性不强的问题,可以使互联网汽车金融企业从更多的角度全方位、立体化地了解借款者的信用状况。

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总体上看,武进少体校的绝大多数的运动员对于文化学习较为重视,学习态度较为端正,能够认识到文化学习对运动训练的迁移作用,能够认识到文化学习对于的人的发展、就业、工作的重要性,但是在主动性学习方面有待改进。

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与MH算法和DR算法相比,自适应Metropolis(Adaptive Metropolis,AM)抽样算法并不需要指定参数的建议分布,而是由后验参数的协方差矩阵在每一次迭代后自适应地调整来得到参数样本[4,5],其抽样步骤如下:

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刘志鹏,杨梦雅,陈曦,肖凯
《河北农业大学学报》2018年第02期文献

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