施氮量对不同氮效率玉米品种根系时空分布及氮素吸收的调控

• 作者: 冯海娟 刘鹏 张吉旺 张善平 杨今胜 董树亭 赵斌 赵杰 赵秉强 马存金
• 来源期刊: 植物营养与肥料学报
• 学科: 农学
• 关键词: 玉米 氮肥施用 根系 氮效率
• 年，卷（期）: 2014,（4）
• 页码范围: 845-859
• 页数: 15页
• 分类号: S157.4+1
• 字数: 7242字
• 语种: 中文
• DOI: 10.11674/zwyf.2014.0406

摘要

【目的】研究不同氮效率夏玉米根系的时空分布、植株氮素吸收利用特性及其对氮素用量的响应,探讨玉米氮素高效利用的生理基础,以期探明通过采用氮高效品种、促进根土互作、提高根系与水肥时空耦合、提高玉米氮素利用效率,强化环境友好型生产的有效途径。【方法】试验于20112012年在山东农业大学黄淮海玉米技术创新中心(N36°18′,E117°12′)和作物生物学国家重点实验室进行,以氮高效玉米品种郑单958(ZD958)和氮低效品种玉米秀青73-1(XQ73-1)为试验材料,在大田条件下设置两个氮素水平(0和315 kg/hm2),采用土壤剖面取样法和系统取样法分别进行根系相关指标、干物质及氮素积累与分配的测定。【结果】ZD958整个生育期根系相关指标(根系干重、根长密度、根系TTC还原量、根系吸收面积及活跃吸收面积)及其在深层土壤(60-100 cm)中所占的比例、单株生物量、单株绿叶面积、植株氮素积累量、单株籽粒产量均显著高于XQ73-1( P<0.05),抽雄期和完熟期根系干重、根长密度、根系TTC还原量、根系吸收面积、根系活跃吸收面积、单株绿叶面积分别比XQ73-1高12.02%、8.39%、25.34%、34.48%、29.22%、7.76%和36.74%、24.21%、36.29%、29.94%、32.83%、13.73%,完熟期单株生物量、植株氮素积累量、籽粒产量分别比XQ73-1高11.65%、11.78%、15.16%。施氮后两品种各指标均显著提高,ZD958和XQ73-1根系干重、根长密度、根系TTC还原量、根系吸收面积、根系活跃吸收面积、单株绿叶面积抽雄期分别提高8.13%、6.12%、18.08%、15.10%、24.71%、12.06%和7.19%、4.59%、10.47%、10.82%、13.02%、7.15%,而完熟期分别提高16.48%、22.43%、19.26%、15.03%、27.45%、14.97%和15.02%、14.59%、13.01%、12.81%、21.95%、11.06%；单株生物量、植株氮素积累量、单株籽粒产量完熟期分别提高9.40%、10.08%、13.43%和5.20%、8.56%、9.69%。相关分析表明,植株吸氮量与根长密度、根系干重、根系活跃吸收面积呈显著线性正相关(相关系数均在0.8以上)。 ZD958花前根系对氮素的响应度高于XQ73-1,花后则低于XQ73-1。【结论】氮高效玉米品种ZD958根系总量大、深层土壤根系多、根系活力高、氮素吸收能力强；施氮条件下优势更加明显,对ZD958作用大于XQ73-1,说明氮高效玉米品种发达且分布合理的根系保证了植株对氮素的吸收,有利于进行光合生产、获得较高籽粒产量。两品种对氮素的响应不同,氮高效品种花前对氮素的响应度高于氮低效品种,花后则相反。因此,可过适度减少氮高效品种花前施氮量、增加花后施氮量,而适度增加氮低效品种花前施氮量、降低花后施氮量来促进根系发育,提高氮素利用效率。