增密减氮对不同年代玉米品种生产力与氮素利用的影响

来源 :沈阳农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:YAOGUOCHUN
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在玉米产量提高过程中,种植密度和氮肥用量的增加、品种更替均发挥重要作用。在生产中,为了追求高产出,常伴随着氮肥的过量使用,导致农田生态环境的恶化。因此,通过合理的增加种植密度和减少施氮量保证不同年代玉米品种群体产量的增加或稳定,是实现玉米绿色增产,发挥不同玉米品种产量潜力的一个重要方向。本试验以1980s—2010s育成的10个玉米品种为试验材料,研究了不同年代育成玉米品种的光合生理、植株形态特征、抗倒伏性、碳氮代谢、氮素利用和籽粒产量等对种植密度和施氮量的综合响应,旨在保证玉米高产稳产的前提下,探讨不同年代玉米品种适宜的栽培措施,为玉米绿色高产优质高效栽培提供理论依据。主要研究结果如下:1.玉米的光合能力随育种年代的推进呈上升趋势。增加种植密度,净光合速率和叶色值均显著降低,叶面积指数显著增加。适量施氮可以提高各光合指标,缓解增密带来的光合性能下降的压力,改善各品种在高密条件下的光合性能。不同年代品种的最适密度和施氮量不同,在增密时2000s和2010s品种减氮处理下的光合性能高于其它施氮处理。2.玉米抗倒伏性随育种年代的推进呈增加趋势。增加种植密度,各年代品种平衡点和节间长度提高,横截面积减小,茎秆穿刺强度和抗折力均降低,抗倒伏性下降,2010s品种受密度影响变化最小。适宜的施氮量能够增加茎秆穿刺强度和抗折力,进而降低倒伏率。在增密减氮处理下2010s品种的株高、穗位高和节间长度显著降低,茎粗和节间横截面积增加,在显著提高各茎节的穿刺强度的同时保证了抗折力的稳定。2010s品种具有更高的适宜种植密度,在增密的同时减少施氮量能显著降低倒伏率。3.随育种年代的推进穗位叶蔗糖磷酸合成酶(SPS)和蔗糖合成酶(SS)活性均有显著提高。增加种植密度叶片中的蔗糖和可溶性糖含量及SPS和SS活性降低,2010s品种蔗糖代谢酶活性受种植密度影响最小。适宜施氮量能提高叶片中的蔗糖和可溶性糖含量及蔗糖代谢酶活性。在吐丝期和灌浆期,2010s品种在增密下减氮处理的蔗糖代谢酶活性、蔗糖和可溶性糖含量显著高于其它施氮处理。4.随育种年代的推进硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)和谷氨酸脱氢酶(GDH)活性均有显著提高。增加种植密度会显著降低NR和GDH活性,但显著增加了GS活性;适宜的施氮量能够提高NR、GS和GDH活性。从吐丝期到灌浆期2000s和2010s品种在增密减氮处理下能维持更长时间的高氮代谢相关酶活性。5.氮素积累总量随育种年代的推进、种植密度的增加和施氮均呈增加的趋势。随育种年代的推进茎秆和叶鞘的氮转运量增加,雄穗则呈相反的表现。增加种植密度各器官氮素转运量和氮素转运率均显著提高;适宜施氮量能够提高各器官氮素转运量和氮素转运率。2010s品种在增密减氮处理下茎秆和叶片氮素转运率高于其它处理。6.随着育种年代的推进和种植密度的增加,氮收获指数(NHI)、氮肥表观利用率(NRE)、氮肥农学利用率(NAE)、氮肥偏生产力(PFPN)和氮肥贡献率(NCR)整体呈增加的趋势。随施氮量的增加,NHI先增加后降低,减少施氮量能够显著增加NRE、NAE、PFPN和NCR。在增密减氮处理下2010s品种的氮收获指数和氮肥利用率均显著高于其它品种和处理。7.随着育种年代的推进和施氮量的增加产量、百粒重和单株干物质积累量均呈增加趋势。增加种植密度产量显著提高,但百粒重、穗粒数、籽粒深度和单株干物质积累量均下降。在增密减氮处理下2000s和2010s品种的产量、单株干物质积累量相比增密正常施氮无显著降低且显著高于其他处理。
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