【目的】揭示关中地区夏玉米叶面光谱特性与施氮量间的相关性,探索不同施氮水平下夏玉米叶片含氮量与叶绿素等生化指标及其光谱反射率特征。【方法】在田间设置不同施氮水平(纯氮施用量分为0,120和240kg/hm2)的试验小区,分别于喇叭期、抽穗期、吐丝期和乳熟期,采用FieldSpec光谱仪于室内标准光源下测定夏玉米叶片的光谱反射率,采用H2SO4-H2O2消煮,连续流动注射分析仪测定叶片氮含量,采用叶绿素仪测定穗位叶片的叶绿素含量,并对所得数据进行相关性分析。【结果】夏玉米叶片含氮量与叶绿素含量之间呈显著相关性,作物施氮水平对叶片的叶绿素含量及含氮量有直接影响;不同施氮水平下夏玉米叶面的反射波谱曲...

通过田间试验比较了不同冬小麦夏玉米品种 (系 )之间氮营养效率的差异。结果表明 ,3个冬小麦品种 (系 )中 ,93132具有较高的基础产量 ,而农大 95对氮肥反应最为敏感 ;3个夏玉米品种 (系 )中 ,西玉 3号不仅具有较高的基础产量 ,而且对氮肥的反应较好。冬小麦夏玉米不同品种 (系 )间最佳产量和最佳施氮量有较大差异。从施肥经济效益分析 ,冬小麦以农大 95最佳 ,夏玉米以西玉 3号最高。在 180 kg.hm-2 施氮水平下 ,冬小麦农大 95和夏玉米西玉 3号氮肥利用率较其他品种 (系 )分别高 10 .5～ 11.0个百分点和 13.9～18.7个百分点 ,这说明选择氮高效作物...

【目的】试验通过氮肥调控,塑造高效冠层,确立不同夏玉米品种高效冠层与氮肥调控的定量化关系指标。【方法】设置4个施氮水平(0、90、180、270kg·ha-1),研究不同施肥量对夏播玉米CF008、郑单958、金海5号冠层结构和光合特性的影响。【结果】3个品种夏玉米在施氮量90或180kg·ha-1下冠层光合性能和产量较高。在灌浆前期,群体光合势(LAD)和叶面积指数(LAI)在施氮180或270kg·ha-1条件下显著较高,之后为90或180kg·ha-1下较高,说明,高氮条件下生育前期冠层内透光率较低,冠层结构较不合理,导致生育后期叶片提早衰老,使后期光合性能和产量降低。【结论】由此得出在...

本试验对0,90,180,270kg/hm24个施氮量下夏播玉米CF008、郑单958和金海5号产量形成的源库关系进行了研究,目的是明确不同株穗型品种在不同施氮量下限制产量的主要因素。结果表明,3个品种夏玉米均在施氮量90～180kg/hm2下冠层透光率较高,LAI发展动态合理(前快、中稳、后衰慢),群体光合性能较高;其群体粒数、群体粒重和籽粒品质较高,源库性能较优。早衰型品种CF008成熟期粒叶比处理间无规律可循;郑单958成熟期粒叶比随施氮量增加而增加,在施氮量较高的条件下成熟期源不足是限制产量的主要因素;而保绿性较好的品种金海5号成熟期粒叶比随施氮量增加而降低,施氮量较高条件下库不足是限...

【目的】以单作为对照,研究不同施氮水平下春夏玉米套作对全年饲用营养价值的影响。【方法】采用随机区组设计,研究不同施氮水平下套作体系中春玉米、夏玉米及全年生物产量、粗蛋白产量和粗脂肪产量与单作的差异,并从氮素吸收利用、气候因素等方面分析造成差异的原因。【结果】套作显著提高了全年的生物产量和营养价值。套作体系N1(187.5 kg.ha-1)和N2(375 kg.ha-1)条件下的全株粗蛋白产量的土地当量比分别为1.54和1.77,全株粗脂肪产量的土地当量比分别为1.39和2.55。套作条件下,单季作物的生物产量和营养价值一般比单作低。但在N2条件下,春玉米全株粗脂肪产量高于单作,夏玉米全株粗蛋白...

【目的】探讨夏玉米季不同施氮水平土壤硝态氮(NO3--N)累积及对后茬冬小麦的影响,利用作物轮作降低土壤NO3--N累积,减缓其淋洗,以提高氮肥周年利用率。【方法】夏玉米季设置不同施氮量处理,冬小麦采取节水省肥栽培,研究夏玉米收获后土壤剖面累积的NO3--N对冬小麦生长发育、产量及NO3--N累积动态的影响。【结果】夏玉米季施氮量与作物收获后土壤剖面NO3--N累积量,NO3--N累积量与冬小麦的产量都呈极显著线性正相关关系。冬小麦季采取限氮或不施氮处理作物收获后土壤剖面各层NO3--N含量,与夏玉米收获后相比都有显著降低。夏玉米季施氮240 kg.hm-2、冬小麦季施氮157.5 kg.hm...

【目的】当前,玉米收获期籽粒含水率普遍偏高,限制了中国机械粒收技术的推广应用。玉米籽粒授粉后,灌浆与脱水过程相伴,但二者之间的关系并不明确,本研究通过对不同玉米品种籽粒脱水和灌浆过程的系统观测,明确其籽粒脱水和灌浆特征,探讨二者间的关系,为适宜机械粒收品种的选育和推广提供支持。【方法】试验于2015—2016年在河南新乡进行,累计选用22个供试玉米品种,统一授粉。2015年自授粉后26 d开始至11月14日止、2016年自授粉后11 d开始至10月17日止,连续测定籽粒含水率(MC)、含水量(M)、干重(DW)与鲜重(FW)的动态变化,建立这些指标与授粉后积温(T)之间的回归方程,以此明确籽粒脱水和灌浆特征,并结合籽粒脱水、灌浆参数的相关分析结果,探讨这两个过程的关系。【结果】玉米籽粒含水率、含水量、干重及鲜重的动态变化与授粉后积温均有极显著的非线性关系。22个参试玉米品种籽粒含水率与授粉后积温的关系符合Logistic Power模型。授粉后,参试品种含水率降至28%需要积温1 126—1 646℃·d,平均1 357℃·d;含水率降至25%需要积温1 218—1 810℃·d,平均1 480℃·d。综合分析籽粒干物质和含水量的变化动态,籽粒含水率变化可分为两个阶段。第一个阶段从籽粒建成至线性灌浆期结束为止,干物质的快速积累是含水率快速下降的主导因素;第二阶段自线性灌浆期结束至籽粒收获,含水率下降的主导因素转化为籽粒水分的持续散失。相关分析显示,玉米灌浆期天数、积温与生理成熟期籽粒含水率在2015年达到极显著负相关,2016年相关性不显著;不同品种生理成熟前、后及总脱水速率与灌浆速率之间相关性不显著。【结论】籽粒含水率与授粉后积温建立的Logistic Power回归模型具有良好的预测稳定性。籽粒含水率的变化由籽粒灌浆和籽粒脱水两个关键因素分阶段主导,评价适宜机械粒收的品种,不仅要注意籽粒灌浆特性和熟期,还要关注籽粒脱水特性的选择。

在夏玉米整个生育期的不同阶段 ,测定其叶片光谱反射率 ,并结合其生物物理参数的变化进行分析。结果表明 ,叶绿素浓度、叶面积指数等生物物理参数 ,可以反映作物生长发育的特征动态 ,也是反映物质生产和反射光谱关系的中间枢纽 ,通过叶绿素浓度含量与叶片反射率光谱和一阶导数光谱数据的相关分析 ,可以看出全生育期和不同生育期阶段的叶绿素敏感波段范围。

【目的】气孔是叶片和外界环境进行气体和水分交换的重要通道,探讨不同株型玉米冠层叶片气孔特性的差异变化,对深入研究气孔特性与光合和蒸腾等重要生理过程的关系具有重要意义。【方法】以株型分别为平展型、中间型和紧凑型的玉米品种陕单9号、农大108和陕单902 3个夏玉米品种为试材,采用盆栽试验研究不同生育期及不同冠层叶片气孔密度等特性的差异和变化规律。【结果】全生育期内,各夏玉米品种叶片气孔特性存在显著差异(P<0.05):随生育期推进,叶片气孔密度逐渐上升,气孔面积显著下降,气孔长度和气孔宽度先增加后降低。不同株型玉米品种间叶片气孔密度、气孔长度和气孔宽度均以紧凑型品种高于其他株型品种,平均分别为1...

【目的】探究基于有效积温的不同供氮水平夏玉米干物质和氮素积累动态预测模型及其特征参数，以期为利用有效积温预测夏玉米干物质和氮素积累提供理论依据。【方法】在河北廊坊进行两年大田试验（2019—2020年），以郑单958为试验材料，利用归一化法，通过模型筛选拟合不同供氮水平夏玉米干物质和氮素积累基于播种后有效积温的归一化Gompertz模型，并利用增长速率曲线及其特征参数定量分析夏玉米干物质和氮素积累特征。【结果】（1）在本试验条件下，当磷钾肥适量时，随施氮量的增加夏玉米最大干物质和氮素积累量持续增加。（2）以有效积温为自变量建立的夏玉米干物质和氮素积累量的归一化Gompertz模型具有较好的生物学意义，方程的决定系数分别为0.9962—0.9988和0.9887—0.9922。利用第2年数据进行模型验证，模拟值和实测值的相关系数分别0.9933—0.9959和0.9830—0.9923，标准化的均方根误差分别为6.64%—16.86%和7.31%—12.68%，预测效果达到良好水平。（3）不同供氮水平夏玉米干物质和氮素积累的增长速率均表现为“单峰曲线”，其变化与供氮水平关系密切，在处理间表现为：适量施肥条件下，增长速率曲线呈现上升快下降也快的特点，减肥处理增长速率曲线呈现上升慢下降也慢的特点。（4）夏玉米播种后干物质和氮素积累快增期有效积温范围分别为709.35—1 722.54℃·d和482.50—1 507.61℃·d，氮素积累达最大速率所需有效积温为995.05℃·d，小于干物质积累达最大速率对积温的需求（1 215.94℃·d）。供氮水平明显影响夏玉米干物质和氮素积累进入快增期、缓增期、达到最大增长速率所需积温，同时还影响最大增长速率和快增期平均增长速率；与不施氮肥处理相比，适量氮肥处理夏玉米进入各关键期所需有效积温明显减少，关键期增长速率明显增加。【结论】归一化Gompertz模型不仅能够很好地模拟和预测不同供氮水平夏玉米干物质和氮素积累随有效积温的动态变化，还明确了有效积温与干物质和氮素积累的定量化关系。基于有效积温的Gompertz模型可以用来预测作物长势和最佳施肥时期，具有较强的应用价值。

【目的】探究基于有效积温的不同氮磷钾处理夏玉米株高和叶面积指数(LAI)的生长动态预测模型及其特征参数,以期为利用有效积温定量模拟夏玉米生长发育动态提供理论依据。【方法】在河北廊坊两年大田试验(2019—2020年)基础上,以郑单958为试验材料,分为氮、磷、钾3个单因素肥效试验,每个因素设4个水平,分别为不施肥、低肥、适量肥和高肥处理。采用Logistic模型拟合不同氮磷钾营养水平下夏玉米株高和叶面积指数基于有效积温的动态方程,并利用增长速率曲线及其特征参数定量分析了夏玉米生长发育特征。【结果】(1)在本试验条件下,与其他处理相比,适量施肥处理(N2、P2和K2)夏玉米株高最大值均为最大。过量施用钾肥对夏玉米最大株高有显著的抑制作用。适量施肥处理夏玉米株高进入平台期所需积温为952.43—958.83℃·d。适量施肥能有效增加夏玉米叶面积指数,养分过量或过少均影响叶面积的形成。适量施肥处理夏玉米叶面积指数进入平台期所需积温为849.18—952.43℃·d。(2)各施肥处理条件下以有效积温为自变量建立的夏玉米株高和叶面积指数方程的拟合度R 2分别为0.9949—0.9970和0.9840—0.9939,方程均达到极显著水平,具有生物学意义。基于有效积温的株高拟合方程得出的模拟值和实测值的相关系数(r)在0.9961—0.9983;基于有效积温的叶面积指数拟合方程的模拟值和实测值的r在0.9815—0.9981。(3)各施肥条件下,夏玉米株高和叶面积指数增长速率均表现为"单峰曲线",适量施肥处理条件下,增长速率曲线呈现上升快下降也快的特点,不施氮肥、不施磷肥和不施钾肥处理增长速率曲线呈现上升慢下降也慢的特点。(4)适量施肥处理条件下夏玉米株高进入快增期积温、进入缓增期积温和达到最大增长速率积温分别为394.17、776.63和585.40℃·d,均与N0、P0和K0处理差异显著,株高最大增长速率和快增期平均增长速率分别为0.4907和0.4302 cm·(℃·d)-1,均与N0、P0和K0处理差异不显著。(5)适量施肥处理条件下夏玉米叶面积指数进入快增期积温、进入缓增期积温和达到最大增长速率积温分别为609.69、855.08和732.38℃·d,叶面积指数最大增长速率和快增期平均增长速率分别为0.0135和0.0118℃·d。【结论】养分供应不足能够增加夏玉米株高和叶面积指数进入平台期所需有效积温。基于有效积温的Logistic模型能够很好地模拟和预测不同氮磷钾处理下夏玉米株高和叶面积指数的动态变化。适量施肥条件下方程的拟合度和稳定性优于养分过量或过少的拟合方程。不施肥处理相比适量施肥处理,夏玉米株高和LAI达到关键期所需积温(进入快增期所需积温、进入缓增期所需积温、最大增长速率所需积温)明显增加,关键期增长速率(最大增长速率、快增期平均增长速率)明显减小。本研究为有效积温定量模拟夏玉米生长发育动态提供了理论依据。

【目的】探究不同水平氮磷配施对夏玉米地上部生物量和氮素浓度的影响,构建临界氮浓度稀释曲线模型,并基于氮营养指数模型诊断和评价玉米在不同氮磷互作条件下的氮素营养状况,可为夏玉米氮磷肥合理施用提供理论依据。【方法】以玉米品种郑单958和豫玉22为试验材料,在陕西关中平原设置田间定位氮磷配施试验,设氮肥(N)用量0、75、150、225、300 kg·hm~(-2)(分别用N0、N1、N2、N3和N4表示);磷肥(P_2O_5)用量0、60、120、180 kg·hm~(-2)(分别用P0、P1、P2和P3表示),于2019—2020年在夏玉米拔节期、抽雄期、灌浆期和成熟期进行取样,分析不同水平氮磷配施对玉米地上部生物量累积、氮浓度动态变化和产量的影响,构建并验证临界氮浓度稀释曲线模型。【结果】氮磷配施能显著提高夏玉米地上部生物量、植株氮浓度及籽粒产量,在同一施磷水平下,随施氮水平的提高,夏玉米各生育时期地上部生物量和籽粒产量呈增加趋势,植株氮浓度随生育进程推进和地上部生物量积累的增加而降低,氮浓度和地上部生物量之间符合幂指数关系。同时,施磷能促进植株氮素吸收和地上部生物量积累,在相同施氮条件下,施磷各处理总体表现为P2>P3≈P1>P0,说明施磷可以提高植株氮容纳能力,减缓氮浓度下降速率。根据地上部生物量(DM)与其氮浓度变化关系构建不同施磷水平下夏玉米临界氮浓度(N_c)变化曲线(P0,N_c=27.98DM~(-0.249);P1,N_c=29.77DM~(-0.182);P2,N_c=30.81DM~(-0.138);P3,N_c=30.06DM~(-0.187)),模型拟合的植株氮浓度和实际氮浓度线性相关,稀释曲线模型的n-RMSE值分别为10.23%、6.67%、6.95%和7.19%,有很好的稳定性。基于临界氮浓度稀释曲线计算氮营养指数(NNI),同一施磷水平下玉米各生育时期NNI随氮肥用量的增加而增大,NNI与相对地上部生物量(RDW)和相对产量(RY)均呈极显著相关。【结论】基于临界氮浓度稀释曲线模型的氮营养指数对夏玉米适宜氮磷配施量的诊断结果为N2—N3、P1—P2处理为最佳条件,结合施氮量与产量的拟合方程,推荐关中平原夏玉米施氮量为187.5—205.7 kg·hm~(-2)、施磷量为60—120 kg·hm~(-2)。

【目的】在不同的氮肥水平下研究不同夏玉米品种碳、氮代谢差异,分析其协调性,提出高产、稳产的生理学指标,探索根据代谢型进行差异化管理的新途径。【方法】2009—2011年在河南温县和郑州,利用大田和盆栽两种种植方式,60 000株/hm2密度,设计0、120、240、360 kg·hm(-2) 4个氮肥水平,比较郑单958(ZD958)、农大108(ND108)、浚单20(XD20)、豫单2002(YD2002)等4个夏玉米品种的产量、叶片持绿性、氮吸收和转运、不同器官C/N、叶片PEP羧化酶和RUBP羧化

为明确施氮量对不同密度夏玉米的产量和氮肥利用效率的调控效应,以京农科728(JNK728)为材料,设置密度和施氮量的二因素随机区组试验。结果表明:施氮量增加显著提高JNK728叶片叶绿素含量(SPAD值);与N180相比,N300和N360叶面积指数(LAI)和单株干物质积累量(DM)显著增加。增加密度显著降低同等施氮水平下JNK728吐丝后穗位叶SPAD值和DM,但显著提高V12-R1+20阶段的LAI。增加施氮量和增加密度均可显著提高JNK728的产量,低密度下施氮量超过240 kg/hm~2显著增加穗行数和千粒质量而提高产量,高密度下施氮量超过300 kg/hm~2显著增加行粒数,增加密度通过增加穗数提高产量。施氮量增加氮肥偏生产力降低31.2%～72.3%,氮肥农学利用效率提高12.5%～52.6%,增加密度后氮肥偏生产力和氮肥农学利用效率均显著提高。总之,在本研究条件下,耐密抗倒夏玉米在7.5×104株/hm~2时,施氮量宜低于300 kg/hm~2,产量可达9.5×10~3 kg/hm~2;增加密度至9.0×10~4株/hm~2时施氮量在300～360 kg/hm~2为宜,产量可达12.0×10~3 kg/hm~2。总之,在本研究条件下,耐密抗倒夏玉米选择耐密抗倒品种在中密度(7.5×10~4株/hm~2)时,施氮量宜低于300 kg/hm~2,产量可实现9.5×10~3 kg/hm~2,增加密度至9.0×10~4株/hm~2,施氮量在300～360 kg/hm~2为宜,产量可以达到12.0×10~3 kg/hm~2。

【目的】从夏玉米叶片一阶导数光谱中提取监测叶片氮素含量变化的敏感红边面积,为夏玉米氮素营养遥感监测提供依据。【方法】使用高光谱仪ASD Field Spec Pro,于喇叭口期(08-05)、抽雄期(08-22)、吐丝期(09-05)和乳熟期(09-13)采集不同氮素处理水平下(0,120,240 kg/hm2)的夏玉米叶片光谱,并在红边波长范围(680~760nm)求取一阶导数(一阶导数光谱),然后采用基于小波变换的阈值去噪方法对一阶导数光谱进行去噪处理;考察夏玉米4个生育时期内一阶导数光谱对不同氮素处理水平的响应特征,以及当波长范围从红边核心区域720~740 nm逐步扩展到700~760...