控释肥和水分调控对玉米氮水利用、产量及品质的影响

论文摘要

采用大田试验和池栽试验相结合的方法,分析了不同土壤水分条件下,常规尿素和控释尿素用量对玉米氮素利用、产量和品质及玉米根系分布与活性、根冠生长影响的差异,探讨根冠关系对产量的影响,为玉米高产优质高效栽培提供理论依据和技术借鉴。主要研究结果如下:1不同氮水处理对氮素利用的影响包膜控释尿素处理的玉米吸氮量均高于常规尿素,灌浆水提高了玉米吸氮量。施用常规尿素75 kgN/hm2时花后籽粒吸氮量小于N0时花后籽粒吸氮量,而控释尿素75 kgN/hm2时花后籽粒吸氮量大于N0时花后籽粒吸氮量。灌浆水不利提高营养器官花前氮素向籽粒的转运,在收获期有较多的氮滞留于营养器官中。施氮150 kgN/hm2时花前营养器官向籽粒中转移氮量小于75kgN/hm2时的转移量,增加常规尿素用量不利于花前营养器官中的氮向籽粒转移,而增加包膜控释尿素用量则相反。施用包膜控释尿素有利于氮素较多地分配到籽粒中。施氮处理其0~140cm各土层硝态氮含量均比不施氮处理增加。控释尿素氮素的缓慢释放利于提高作物对氮肥吸收,降低硝态氮在土壤中的残留。施氮量增加时硝态氮含量也显著增加。灌水处理提高了土壤中硝态氮含量,这是因为灌水加剧了硝态氮向深层土壤的淋溶,而控释尿素的缓慢释放有利于缓解因淋溶造成的损失。土壤水分、尿素类型及用量对土壤氨态氮的影响较小。2不同氮水处理对水分生产效率的影响施氮显著提高了玉米的总水分生产效率,灌水显著降低了总水分生产效率,但控释尿素处理显著高于常规尿素。施氮显著提高了玉米的灌溉水生产效率,施氮量75kgN/hm2时控释尿素处理的灌溉水生产效率高于常规尿素。3不同氮水处理对玉米光合性能的影响控释尿素氮素的缓慢释放利于后期维持较高的光合速率和叶绿素含量,施氮量增加时光合速率和叶绿素含量也显著增加。灌水处理能维持花后较高的光合速率和叶绿素含量。不同生育时期净光合速率和叶绿素含量的平均优势均以施用包膜控释尿素处理高,而且越到后期优势越大,灌浆水能显著提高这种效果。包膜控释尿素处理具有明显高的SOD、POD活性、较高的可溶性蛋白含量和较低的MDA含量,生理活性均高于常规尿素处理,灌浆水能显著提高这种效果。表明控释尿素和灌水能增强叶片的抗氧化能力,延长叶片的功能期,利于产量的提高。4不同氮水处理对玉米籽粒产量的影响增加施氮量可显著增加玉米籽粒产量。控释尿素处理开花前玉米的地上部干重、叶面积指数低于常规尿素处理,开花后开始赶超常规尿素处理,收获时其籽粒产量和生物产量均显著高于常规尿素,控释尿素能提高玉米产量,表现出明显的“前控后保”效果。适宜的土壤水分条件下,控释尿素的“前控后保”效果更显著。5不同氮水处理对玉米籽粒品质的影响控释尿素提高了玉米吸氮量及花后籽粒吸氮量,从而显著地增加了籽粒蛋白质含量和蛋白质产量。浇灌浆水显著降低了籽粒蛋白质含量,但是提高了蛋白质产量,且控释尿素处理仍高于常规尿素。肥料类型与用量对脂肪含量和淀粉含量存在显著影响。包膜控释尿素处理的脂肪含量和淀粉含量均高于常规尿素处理。施氮量增加时脂肪含量和淀粉含量也显著增加。灌浆水有利于籽粒脂肪含量和淀粉含量的提高。6不同氮水处理对玉米根冠关系及产量的影响控释尿素的“前控后保”可用根冠协调生长来解释。控释尿素处理提高了根系数量及活性,更好地协调了作物的根冠关系,有利于籽粒产量的提高。控释尿素与水分耦合效应的提高是通过增加根系数量及活性、协调根冠生长来实现的。7最优氮水模式探讨施用包膜控释尿素75 kgN/hm2,增产9.6%,浇灌浆水85mm后,增产达13.8%,有较高的肥水利用率,兼顾氮素利用、产量和品质的最佳控释尿素用量有待进一步研究。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 引言
• 1 研究的目的和意义
• 2 国内外现状研究分析
• 2.1 控释肥料研究与应用现状
• 2.1.1 国外控释肥料研究与应用现状
• 2.1.2 国内控释肥料研究与应用现状
• 2.2 氮素和水分调控对氮素利用的影响
• 2.2.1 氮素在土壤中的存在形态及转化
• 2.2.2 土壤中化肥氮的去向
• 2.2.3 硝酸盐的淋溶损失
• 2.2.4 反硝化损失
• 2.2.5 土壤肥料氮的径流损失
• 2.2.6 氨挥发损失
• 2.3 水分对土壤养分的作用
• 2.3.1 水分对土壤养分转化的影响
• 2.3.2 水分对养分有效性的影响
• 2.3.3 水分与氮肥的交互作用
• 2.4 氮素和水分对作物生理特性的影响
• 2.4.1 光合特性
• 2.4.2 碳氮代谢
• 2.5 氮素和水分对玉米产量的影响
• 2.5.1 氮素对玉米产量的影响
• 2.5.2 水分对玉米产量的影响
• 2.5.3 氮水耦合对玉米产量的影响
• 2.6 氮素和水分对玉米品质的影响
• 2.6.1 氮素对玉米品质的影响
• 2.6.2 水分对玉米品质的影响
• 2.6.3 氮水耦合对玉米品质的影响
• 2.7 根冠协调关系研究进展
• 2.7.1 水分对根冠关系的影响
• 2.7.2 氮素对根冠关系的影响
• 2.7.3 氮水耦合对根冠关系协调
• 第二章 不同氮水处理对玉米氮水利用、产量和品质的影响
• 1 材料与方法
• 1.1 试验地概况及试验设计
• 1.2 取样方法
• 1.3 测定项目与方法
• 1.4 数据处理与分析
• 2 结果与分析
• 2.1 不同氮水处理对氮素吸收的影响
• 2.1.1 对玉米氮素吸收的影响
• 2.1.1.1 对穗位叶硝酸还原酶（NRase）活性的影响
• 2.1.1.2 对穗位叶可溶性蛋白含量的影响
• 2.1.1.3 对籽粒氮来源的影响
• 2.1.1.4 对成熟期全氮在植株各器官中的积累量及氮肥利用率的影响
• 2.1.2 不同氮水处理对土壤氮素积累的影响
• 2.1.2.1 对土壤中硝态氮积累量的影响
• 2.1.2.2 对土壤中氨态氮积累量的影响
• 2.1.2.3 对土壤中有效氮积累量的影响
• 2.1.2.4 对氮素利用的影响
• 2.2 对水分利用的影响
• 2.2.1 不同时期土壤含水量
• 2.2.2 对玉米水分生产效率的影响
• 2.3 不同氮水处理对玉米光合性能的影响
• 2.3.1 对穗位叶光合色素的影响
• 2.3.2 对穗位叶光合速率（Pn）的影响
• 2.3.3 对穗位叶超氧化物岐化酶（SOD）活性的影响
• 2.3.4 对穗位叶过氧化物酶（POD）活性的影响
• 2.3.5 对穗位叶过氧化氢酶（CAT）活性的影响
• 2.3.6 对穗位叶丙二醛（MDA）活性的影响
• 2.4 不同氮水处理对玉米籽粒产量形成的影响
• 2.4.1 对玉米叶面积指数动态变化的影响
• 2.4.2 对玉米干物质积累的影响
• 2.4.3 对玉米籽粒灌浆速率的影响
• 2.4.4 对玉米对产量及产量构成因素的影响
• 2.5 不同氮水处理对玉米品质的影响
• 2.5.1 对玉米籽粒蛋白质含量和产量的影响
• 2.5.2 对玉米籽粒粗脂肪含量的影响
• 2.5.3 对玉米籽粒淀粉含量的影响
• 2.6 不同氮水处理经济效益分析
• 3 小结
• 第三章 不同氮水处理对玉米根冠生长的影响
• 1 材料与方法
• 1.1 试验地概况及试验设计
• 1.2 测定项目和方法
• 2 结果与分析
• 2.1 不同氮水处理对玉米根系生长的影响
• 2.1.1 对玉米不同时期根系数量的影响
• 2.1.2 对玉米根系活性的影响
• 2.2 不同氮水处理对根冠比的影响
• 2.3 不同氮水处理对玉米籽粒产量形成的影响
• 2.3.1 对叶面积指数动态的影响
• 2.3.2 对干物质积累量的影响
• 2.3.3 对玉米籽粒产量的影响
• 3 小结
• 第四章 讨论
• 4.1 不同氮水处理对氮利用的影响
• 4.2 不同氮水处理对水分生产效率的影响
• 4.3 不同氮水处理对玉米光合性能的影响
• 4.4 不同氮水处理对玉米籽粒产量的影响
• 4.5 不同氮水处理对玉米籽粒品质的影响
• 4.6 不同氮水处理对玉米根冠关系及产量的影响
• 4.7 最优氮水模式探讨
• 第五章 结论
• 1 不同氮水处理氮利用的影响
• 2 不同氮水处理对水分生产效率的影响
• 3 不同氮水处理对玉米光合性能的影响
• 4 不同氮水处理对玉米籽粒产量的影响
• 5 不同氮水处理对玉米籽粒品质的影响
• 6 不同氮水处理对玉米根冠关系及产量的影响
• 7 最优氮水模式探讨
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的论文