不同玉米品种光合及氮素利用效率响应施氮量的差异分析

摘要

施氮量过高不仅造成了资源的浪费，增加了生产成本，更重要的是会导致一系列环境和健康问题。因此，研究作物氮肥利用及品种间氮肥利用存在差异的生理机制具有重要意义。本试验于2016～2017年在西北农林科技大学农作试验站进行，以紧凑型品种郑单958和半紧凑型品种正大12为材料，在大田条件下设置4个氮肥水平0（N0）kg﹒hm-2、150（N150）kg﹒hm-2、225（N225）kg﹒hm-2、300（N300）kg﹒hm-2，研究了不同施氮条件下两种株型玉米品种氮肥利用的差异及其光合生理基础，以期为玉米的科学施肥提供理论指导，主要结果如下： 1．施氮对两种株型玉米的穗位高没有明显影响，但能有效提高不同株型玉米株高，且紧凑型品种郑单958株高在施氮后的增加幅度高于半紧凑品种正大12。施氮对两种株型玉米各叶层的叶夹角均有显著的增大作用，两种株型玉米各层叶夹角对肥力的响应差异主要体现在穗位层以及穗下层，半紧凑型品种正大12穗位层以及穗下层叶夹角在肥力N225处不再显著增加，而紧凑型品种郑单958则在肥力N150处不再显著增加。紧凑型品种郑单958在施氮量较高时截获的光能较多，避免了漏光损失；半紧凑型品种正大12施氮量过高（300 kg·hm-2）易造成冠层内通风透光条件变差，导致底层叶片出现早衰的现象。 2．两种株型品种的叶面积指数（LAI）呈现随着施氮量的增加而增加的趋势，但半紧凑型品种增加幅度更大，而其成熟期叶面积衰减严重，尤其体现在下层叶片上。同一施氮量下，紧凑型品种郑单958的LAI小于半紧凑型品种正大12，但其叶片衰老均比正大12缓慢。施氮可减缓两种株型玉米生育后期相对叶绿素含量的下降，正大12效果更为明显；郑单958在生育后期较正大12有更长的叶片功能时间，叶片衰老较缓。 3．增施氮肥可以明显提高两种株型的玉米品种的净光合速率Pn、蒸腾速率Tr和叶片水分利用效率（WUE），提高光系统II电子传递速率（ETR）、实际量子效率（ΦPSII）和光化学猝灭系数(qP)，有效降低非光化学猝灭系数(qN)，提高玉米光合作用的潜能和效率。除qN外，半紧凑型玉米正大12各项指标均高于紧凑型品种郑单958。随施氮量的增加，紧凑型品种郑单958的Pn、Tr、WUE与ETR、ΦPSII、qP均呈现不断增加的趋势；半紧凑型正大12则表现为先增加后降低，在施氮量225kg·hm-2处理最高。不同株型玉米qN随肥力的增加表现出的规律与其他指标相反。 4．施氮能够明显增加两种株型的单株干物质积累量，随着氮肥的增加，半紧凑型玉米正大12单株干物质量增幅较大，当施氮量225kg·hm-2时趋于稳定，而紧凑型玉米郑单958单株干物质量增幅较小，当施氮量150kg·hm-2时趋于稳定。正大12在灌浆期随施氮量的增加，茎、叶器官向籽粒的干物质转运速率增加，至成熟期高肥处理的干物 质转运速率下降。郑单958在吐丝至成熟期随施氮量的增加，茎、叶器官向籽粒的干物质转运速率均在施氮量150kg·hm-2处理较高，随施氮量继续增加差异不大。 5．半紧凑型品种正大12穗粒数随肥力增加而增加，且施氮量225与300 kg·hm-2处理的差异不显著，百粒重与产量均随肥力的增加先增加后降低，在施氮量为225 kg·hm-2时产量最高；紧凑型品种郑单958穗粒数与产量均表现为随肥力增加而增加的趋势，但施肥各处理间差异不显著，在施氮量为150 kg·hm-2时达最高。 6．增施氮肥显著降低了两种株型玉米氮肥农学利用率。郑单958施较少的氮肥（150 kg·hm-2）就可以保持较高的氮肥农学利用效率，达到理想的产量效果。正大12氮肥农学利用效率、产量均表现为N225处理时最大，植株个体冠层结构分布合理，群体质量最优。

目录

第一章 文献综述

1.1 研究背景及目的意义

1.2国内外研究进展

1.3研究内容

1.4技术路线

第二章 试验设计与方法

2.1试验区概况

2.2试验设计

2.3 测定项目及方法

2.4数据处理

第三章 结果与分析

3.1 施氮对不同株型玉米形态结构特征的影响

3.2施氮对不同株型玉米冠层光合特征的影响

3.3施氮对不同株型玉米干物质积累与分配的影响

3.4 施氮对不同株型玉米穗部性状及产量的影响

3.5 不同株型玉米不同施氮水平下的氮素利用率差异

第四章 讨论与结论

4.1 施氮对不同株型玉米形态特征的影响

4.2施氮对于不同株型玉米冠层结构特征的影响

4.3施氮对不同株型玉米光合特征的影响

4.4施氮对不同株型玉米干物质积累与分配的影响

4.5施氮对不同株型玉米产量和氮素利用率的影响

4.6结论

参考文献

致谢

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