發(fā)布時間：2020-07-21 19:26

【摘要】：水分和氮素運籌是調(diào)控玉米生長發(fā)育、提高產(chǎn)量的關鍵措施。本試驗采用大田生產(chǎn)與土柱栽培相結(jié)合方式,于2015-2017年在山東省玉米科技示范園和山東農(nóng)業(yè)大學作物生物學國家重點實驗室進行,試驗選用大面積推廣的夏玉米品種鄭單958為供試材料,大田試驗設置2個灌溉水平(525 mm、263 mm)和5個氮素處理(普通尿素315 kg N hm~(-2),控釋尿素315、210、105 kg N hm~(-2),不施氮),土柱試驗設置3個水分水平(重度水分脅迫、輕度水分脅迫、正常水分條件)和4個控釋尿素施氮水平(控釋尿素315、210、105 kg N hm~(-2),不施氮)。重點研究控釋尿素與水分互作對夏玉米產(chǎn)量及氮素利用的影響,從干物質(zhì)積累與分配規(guī)律、光合生理特性、葉片衰老特性、根系特性及氮素在地上植株和地下根系內(nèi)的吸收運轉(zhuǎn)與分配規(guī)律方面,深入探討控釋尿素與水分互作對夏玉米生長發(fā)育和氮代謝的調(diào)控機制,以期為夏玉米高產(chǎn)高效栽培提供理論和技術(shù)支撐,為節(jié)水高產(chǎn)型夏玉米生產(chǎn)的氮肥運籌提供理論依據(jù)。研究結(jié)果如下:1控釋尿素與水分對促進夏玉米干物質(zhì)積累量和增加籽粒產(chǎn)量具有顯著互作效應干旱脅迫條件下玉米植株生長受阻,對干物質(zhì)積累造成不利影響。施氮可顯著促進夏玉米植株地上部干物質(zhì)地積累,相同水分條件下隨控釋尿素增加干物質(zhì)積累量呈增加的趨勢,在水分充足條件下過量施氮干物質(zhì)和產(chǎn)量增加不顯著�？蒯屇蛩嘏c水分互作顯著提高了夏玉米干物質(zhì)積累量和產(chǎn)量。重度干旱條件下,植株干物質(zhì)生產(chǎn)能力降低,光合產(chǎn)物向籽粒運轉(zhuǎn)和分配減少,產(chǎn)量降低,增施氮肥對脅迫有所緩解;輕度干旱脅迫下施控釋尿素315 kg hm~(-2)的產(chǎn)量為184.5 g plant~(-1),顯著高于其他處理,且與正常水分條件下產(chǎn)量187.4 g plant~(-1)差異不顯著,控釋尿素與水分的互作效應有效緩解了輕度干旱脅迫對干物質(zhì)積累的不利影響,產(chǎn)量增加最顯著。正常灌溉條件下施控釋尿素315 kg hm~(-2)處理產(chǎn)量12336 kg hm~(-2)與210 kg hm~(-2)處理下產(chǎn)量12976 kg hm~(-2)差異不顯著,表明在適宜的水分和控釋尿素基礎上增施氮肥,對提高植株干物質(zhì)生產(chǎn)能力和產(chǎn)量效果不顯著。2控釋尿素與水分互作提高了夏玉米光合性能適當增施氮肥可以減緩水分脅迫對夏玉米光合特性的不利影響,提高穗位葉凈光合速率和葉綠素含量,延長高光合持續(xù)時間。光合速率、氣孔導度和穗位葉葉綠素含量表現(xiàn)出隨水分增加都而增加的趨勢。增施氮肥能夠顯著提高葉片的ΦPSⅡ和PSⅡ反應中心的最大光能轉(zhuǎn)換效率,增加光化學猝滅系數(shù),而非光化學猝滅系數(shù)顯著下降�？蒯屇蛩嘏c水分互作對夏玉米光合特性的影響達到了極顯著水平,水分為主效應,控釋尿素為次效應,輕度水分脅迫條件下施控釋尿素315 kg hm~(-2)處理與正常水分條件下施控釋尿素210 kg hm~(-2)處理的葉綠素含量在開花后維持了較高水平,這為其提高穗位葉的光合生產(chǎn)能力,進而提高產(chǎn)量奠定了基礎。本試驗控釋尿素施氮量210 kg hm~(-2)+水分含量75±5%及施氮量315 kg hm~(-2)+水分含量55±5%土壤條件下互作效應最佳,夏玉米葉綠素含量和光合速率顯著提高,使生育后期保持較高光合性能,從而提高了光能利用率,有利于獲得高產(chǎn)。3控釋尿素與水分對延緩夏玉米葉片的衰老有顯著互作效應正常灌溉水平下,當施氮量超過210 kg hm~(-2)后,繼續(xù)增施氮肥對提高保護酶活性和可溶性蛋白含量以及降低MDA含量方面作用并不顯著。水分脅迫條件下,施控釋尿素315 kg hm~(-2)與210 kg hm~(-2)處理之間差異極顯著,說明玉米在受到水分脅迫時,增施控釋尿素對于提高保護酶活性和可溶性蛋白含量以及降低MDA含量方面效果顯著,存在顯著的互作效應。重度水分脅迫條件下增施氮肥的效果顯著低于輕度脅迫條件下,說明玉米在受到嚴重水分脅迫時,葉片衰老加劇,即使增施氮肥,玉米也很難獲得較高產(chǎn)量�？蒯屇蛩厥┑�210 kg hm~(-2)+水分含量75±5%及施氮量315 kg hm~(-2)+水分含量55±5%土壤條件下葉片保護酶活性和可溶性蛋白含量均維持較高水平,MDA含量顯著降低,說明玉米在受到輕度水分脅迫時,增施氮肥作用顯著�？蒯屇蛩嘏c水分互作對夏玉米葉片衰老特性的影響達到顯著水平,且水分為主效應,控釋尿素為次效應。4控釋尿素與水分互作對根系生長的影響水分脅迫降低了花后各時期根系吸收土壤中水分和營養(yǎng)物質(zhì)的速率,限制了根系的正常生長發(fā)育,最終減少了根系和地上部的干物質(zhì)積累量。不同水分條件下控釋尿素對夏玉米的根干重、根長、根長密度以及根系的活躍吸收面積具有顯著的影響:重度水分條件下,根系正常生長發(fā)育受到抑制,增施控釋尿素緩解作用不顯著;輕度水分脅迫條件下,根長、根長密度、根系總吸收面積及根系活躍吸收面積均隨施氮量的增加而增加,水分與控釋尿素互作效應顯著;正常水分條件下,施控釋尿素210 kg hm~(-2)處理的根系生長與施氮量315 kg hm~(-2)處理差異不顯著。5控釋尿素與水分互作對氮素吸收、運轉(zhuǎn)及氮效率的影響重度干旱條件下,地下根系吸收能力受到限制,同時氮素在土壤中的有效性降低,導致玉米生育關鍵期氮素吸收減少,植株生長發(fā)育受到限制,不利于氮素的吸收和運轉(zhuǎn),最終降低氮素利用效率。輕度干旱條件下控釋尿素施用量的增加使土壤中的有效氮提高,有效緩解了輕度干旱脅迫對植株造成的不利影響,提高了氮素吸收運轉(zhuǎn)能力及氮素利用效率。正常水分條件下控釋尿素釋放契合夏玉米生長規(guī)律的氮素,氮素移動較快,有利于玉米對氮素的吸收和氮素在植株中的分配、運轉(zhuǎn),同時根系保持較高的活力,有助于構(gòu)建高產(chǎn)群體。水分和控釋尿素能在氮素的吸收、運轉(zhuǎn)、分配上表現(xiàn)出協(xié)同促進作用。水分脅迫條件下,控釋尿素表現(xiàn)補償效應,正常水分條件下表現(xiàn)促進效應,尤其在葉和莖鞘向穗的運轉(zhuǎn)量上更為顯著。此外,正常水分條件下施控釋尿素315 kg hm~(-2)與210 kg hm~(-2)處理在植株對氮素的吸收和氮素在各器官中的分配、運轉(zhuǎn)上差異不顯著,但是氮肥農(nóng)學效率,氮素利用率以及氮肥生理效率后者顯著優(yōu)于前者。
【學位授予單位】：山東農(nóng)業(yè)大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：S513

【參考文獻】

相關期刊論文 前10條

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相關碩士學位論文 前1條

1 邵國慶;控釋肥和水分調(diào)控對玉米氮水利用、產(chǎn)量及品質(zhì)的影響[D];山東農(nóng)業(yè)大學;2008年

本文編號：2764700