【目的】东北地区春旱频发严重影响玉米出苗与苗期生长,明确水分、氮素对玉米苗期生长和根系发育的影响及其耦合效应,可为东北春玉米水、氮调控措施的优化提供依据。【方法】2016—2017连续2年设置水分、氮素两因素盆栽试验,土壤相对含水量设4个水平,分别为重度干旱(W0,30%)、适度干旱(W1,50%)、水分适宜(W2,70%)和水分过量(W3,90%);施氮量设3个水平,分别为不施氮(N0,0)、低氮(N1,0.12 g N·kg-1土)和高氮(N2,0.24 g N·kg-1土)。【结果】水分、氮素均显著影响玉米苗期的植株生长、根系发育、氮素吸收与利用,且两因素对植株干重、根系形态、吸氮量和氮肥利用率交互作用显著。土壤水分亏缺或过量均抑制了植株生长、干物质累积、根系发育和氮素吸收。W0处理的负面影响最为严重,其地上部干重、根系干重和植株吸氮量与W2处理相比分别降低55.5%、60.1%和47.4%,氮肥利用率下降6.4个百分点,根长和根表面积分别减少58.2%和59.5%。施氮显著促进玉米苗期植株生长与氮素吸收,降低根冠比,且不同水分条件下氮肥效应及对根系发育的影响存在明显差异。水分适宜条件下施氮促进根系生长,显著增加根长、根表面积和根体积,植株干重和吸氮量增幅最高。干旱胁迫条件下施氮抑制了根系发育,显著降低根长和根表面积,氮肥效应偏低。水分过量条件下施氮改善根系生长,但施氮效应仍低于W2处理。各水分条件下,N1处理的根长和根表面积均高于N2处理,而体积接近或更小,说明低氮增加了细根的比例。水分、氮素不仅显著影响根系形态,也导致根系空间分布出现明显差异。干旱胁迫促进根系下扎,增加深层土壤的根长分布,W0和W1处理0—12 cm土层根长比例相比W2处理分别下降11.0和8.3个百分点,而24—36 cm土层分别提高9.5和6.9个百分点。与干旱胁迫相反,水分过量趋向于增加根系在表层土壤的聚集。施氮显著促进表层土壤的根系分布,N1和N2处理0—12 cm土层根长比例相比N0处理分别增加16.3和13.7个百分点,而24—36 cm土层分别下降11.5和12.5个百分点。所有水-氮处理中,W1N1处理根系的空间分布最为均衡。【结论】水分、氮素对玉米苗期生长和根系发育有显著的耦合效应,适宜的水、氮措施可优化根系形态与空间分布,增加植株干重和氮素吸收利用。春玉米生产中建议降低氮肥基施用量以发挥水氮耦合效应,促进根系下扎和细根增殖,提高植株耐旱性和氮肥利用率。

采用温室盆栽试验,研究复混肥料中不同氮素形态配比对2种土壤玉米苗期生长及氮肥利用效率的影响。结果表明,在黑土上,施用酰胺态氮为单一氮素形态的复混肥料时,玉米的出苗率明显下降;而用部分铵态氮替代酰胺态氮后制成的混合态氮和由铵态氮与硝态氮构成的复混肥对玉米的出苗率影响较小;不同氮素形态配比的复混肥对潮土上生长的玉米出苗影响较小,各处理的出苗率可达到90%以上。生长45 d玉米苗的地上和地下部的生物量,在黑土上均以全酰胺态氮的配方最高,地上部干重较其他配方增加10%左右;而在潮土上则以铵态氮与硝态氮配方的效果最好,铵态氮和酰胺态氮混合的配方在2种土壤上均较差。玉米苗期的氮素累积量及氮肥利用率,在2种...

【目的】研究苗期玉米根系对供氮形态和淹涝胁迫的适应特性,为玉米抗涝的氮营养生理调控提供理论依据。【方法】采用砂培模拟培养方法,比较研究2种水分条件(淹涝胁迫和非淹涝胁迫)以及不同供氮形态(NH4+-N(7.5mmol/L(NH4)2SO4)、NO3--N(7.5mmol/L Ca(NO3)2)和NH4++NO3--N(7.5mmol/L(NH4)2SO4与7.5mmol/L Ca(NO3)2等体积混合)对苗期玉米根体积、根系气体体积、伤流液流量、根系脱氢酶活性、植株氮累积量及根系氮、磷和钾含量的影响。【结果】在非淹水胁迫条件下培养3周,玉米植株的叶及茎鞘干质量均以铵、硝混合处理最高;但在淹涝胁...

采用控制条件下的水培试验,对不同氮形态(全铵、铵硝混合(75:25)、全硝营养)条件下水稻苗期的氮素吸收和根系生长进行了研究。结果表明:铵硝混合营养条件下水稻的生物量和氮素积累量最高,全铵和全硝营养之间差异不明显。铵硝混合营养处理的水稻地上部和根系的氨基酸含量最高,全铵处理次之,全硝处理最低。全硝处理的水稻植株硝酸盐含量约为全铵和铵硝混合处理的4倍,铵硝混合营养处理的水稻植株硝酸盐含量高于全铵处理,增幅为18%。培养时间为0～5 d时,铵硝混合和全硝处理的水稻根系总长差异不明显,但高于全铵处理。从第5天开始,铵硝混合和全铵处理的根系总长增加迅速,培养到7 d时水稻的根系总长已显著大于全铵和全硝...

采用室内水培试验法 ,选择高水肥型玉米品种 ,以 PEG6 0 0 0模拟干旱胁迫 ,Hoagland全营养液和无磷营养液控制磷素水平 ,用压力室法测定了三叶期的玉米根系导水率 (L pr)的变化规律。结果表明 :缺磷植株根系的导水率显著降低 ,但在复磷后 4～ 2 4 h内导水率能恢复到与供磷对照植株接近的数值 ;干旱胁迫可导致玉米根系导水率急剧降低 ,但供磷处理的导水率仍然大于无磷处理 ;复水后 ,供磷植株 Lpr 恢复能力较无磷植株强 ,表明磷处理植株对干旱有较强的忍受能力和恢复能力。 Hg Cl2 处理表明磷营养可通过影响水通道蛋白的活性或表达量来调节根系导水率。

【目的】垄植沟灌技术在西北内陆地区应用广泛,但往往施氮方式单一,在大田常规沟灌条件下,研究不同施氮方式对春玉米根系生长及产量和氮素利用效率的影响,揭示不同施氮方式下根系的生长分布及产量和氮素利用规律,探求西北内陆干旱、半干旱地区沟灌条件下合理施氮方法。【方法】以金穗4号春玉米为供试材料,连续两年在大田条件下,采用垄植沟灌技术,设均匀沟氮(CN,即两侧沟同时均匀施氮)、交替施氮(AN,即两侧沟交替施氮)和固定施氮(FN,即始终给一侧沟施氮)3种处理。各处理施氮量均为200 kgN·hm-2,氮肥选用尿素,分3次开沟施入,基施50%,大喇叭口期和抽雄期各追肥25%;磷肥选用过磷酸钙,作为底肥开沟前...

为了评估生物炭在玉米生产上的应用潜力与价值，探究生物炭对玉米根系生长、氮素吸收及产量的影响。采用田间试验，设置单施氮肥处理（Ｎ）和生物炭与氮肥配施处理（ＮＳ），以不施氮肥不施生物炭处理为对照（ＣＫ），分析施炭条件下，土壤理化性质，玉米根系生长、氮素吸收及产量的变化规律。结果表明：生物炭与氮肥配施显著降低土壤的容重，增加土壤的全氮和有机碳含量，促进灌浆期根系对氮素的吸收和籽粒氮素的积累；增加玉米灌浆期的总根长、根表面积及根系活跃吸收面积；与单施氮肥相比，生物炭与氮肥配施显著增加玉米的百粒重６．０３％，提高玉米产量９．０６％。相关分析表明，施用生物炭对玉米根系特征有显著正效应，从而促进根系对氮素的．．．

【目的】作物对局部灌溉的响应研究已受到广泛关注,能否采用局部灌溉还需考虑局部灌溉前的土壤水分状况。研究水分亏缺后局部恢复供水下玉米生长、水分吸收的动态变化以及补偿效应的生理机制有重要意义。【方法】以聚乙二醇6000(polyethylene glycol 6000,PEG-6000)调控营养液的渗透势模拟水分亏缺,采用分根技术,通过水培试验模拟前期水分亏缺后局部根区恢复供水,设置3个水分亏缺程度(-0.2、-0.4、-0.6 MPa)和1个对照(无PEG),于处理后0、0.25、0.5、1、3、5、7、9

【目的】在冬小麦-夏玉米轮作免耕留茬种植体系内,麦茬高度对土壤蓄水保墒能力、夏玉米出苗及生长发育具有重要影响。本研究在冬小麦-夏玉米轮作地区,探求适宜机播夏玉米苗期生长及高产高效的冬小麦留茬高度,为实现农艺栽培措施和农业机械化的高效、有机结合提供理论依据。【方法】试验于2012—2014年在中国农业大学吴桥实验站进行,以郑单958为试验材料,在大田条件下设3个麦茬高度(15 cm、25 cm、35 cm),其余部分随机收粉碎覆盖还田,采用机械化精量播种。通过测定夏玉米出苗率、苗期农艺性状、干物质积累、田间耗水量、产量及构成因素和水分利用效率,比较分析小麦不同留茬高度对夏玉米播种出苗质量、苗期生...

为探讨不同形态氮素营养对水分胁迫条件下水稻幼苗吸收氮素的影响,采用室内营养液培养及聚乙二醇(PEG6000)模拟水分胁迫处理的方法,在苗期设置3种供氮形态(NH4+-N,NO3--N以及NH4+-N和NO3--N相同浓度下等体积混合)和2种水分条件(非水分胁迫及水分胁迫)的耦合处理进行研究。结果表明,在非水分胁迫条件下,全NO3--N营养水稻比全NH4+-N营养水稻的氮素消耗多。在水分胁迫条件下,全NO3--N营养水稻的氮素消耗略有增加;同时供应NH4+-N和NO3--N显著促进水稻对氮素的消耗;对全NH4+-N营养水稻氮素消耗的影响不明显。在水分胁迫条件下,同时供应NH4+-N和NO3--N...

采用营养液培养及聚乙二醇(PEG 6000)模拟水分胁迫的方法,研究不同形态氮素营养和水分胁迫耦合作用下水稻新完全展开叶的光合特性。结果表明:水分胁迫对供NH4+-N营养水稻的生物量、叶面积、净光合速率、气孔导度、细胞间隙CO2浓度、羧化效率均无显著影响,但显著抑制了供NO3--N营养水稻的上述指标。NH4+-N营养提高了水分胁迫下水稻叶片叶绿素a、叶绿素b的含量。水分胁迫并没有影响不同形态氮素营养下水稻的表观量子效率。

为研究水分胁迫下硅素对玉米苗期生理生化性状的影响,利用水分与硅肥的耦合效应,通过试验分析玉米苗期株高、叶面积、茎粗、根系长度、根系活力、丙二醛含量、脯氨酸含量、光合作用等生理生化性状指标。结果得出,在同一水分处理条件下随着施用硅素的增加,株高、叶面积、茎粗、根系长度、根系活力、叶绿素含量均有不同程度的增加,而丙二醛含量以及脯氨酸含量有不同程度的减小;在同一单硅酸浓度条件下,随着土壤相对含水量的增加,株高、叶面积、茎粗、根系长度、根系活力、叶绿素含量也均有不同程度的增加,丙二醛含量以及脯氨酸含量有不同程度的

为探明不同土壤温度对玉米苗期生长发育的影响，以‘郑单958’为材料，采用新型土壤增温设备进行盆栽试验，在玉米苗期分别设置25.0(CK）、27.5(T_1）、30.0(T_2）、32.5(T_3）和35.0(T_4）℃5个土壤温度处理，持续处理10 d，测定玉米苗期根系形态、拓扑结构以及各径级根系构型等参数。结果表明，与25.0℃（CK）相比，27.5℃的土壤温度处理可使玉米苗期的根系长度、根系表面积、根系体积、分枝数、根尖数和分形维数均显著增加；随着温度的持续增加，增温对根系的生长发育逐渐产生显著的抑制作用，土壤温度达35.0℃时，上述6个指标均显著降低。土壤温度<30.0℃时，土壤温度的升高导致细根（≤0.5 mm）长度、表面积和体积占总根系的比例均显著升高，在30.0℃的土壤温度下，细根长度、表面积和体积分别占总根系的84.00%、64.79%和31.89%。当土壤温度升至35.0℃时，细根长度、表面积和体积占比均显著降低，而中等根（0.5～1.0 mm）和粗根（>1.0 mm）的占比均显著升高。当土壤温度为27.5℃时，玉米苗期的地上部干重和地下部干重均达到最大值，分别为0.887 8 g和0.460 5 g，此时根冠比也达到最小值，为0.474 7。通过拟合土壤温度与玉米幼苗性状曲线可知，27.3～28.7℃的土壤温度最适于玉米苗期的生长。综上，土壤温度在25.0～30.0℃时，随着土壤温度的升高，玉米幼苗根系随之加长，细根占比增加，植株干重也随之增大，同时保持较低的根冠比；当土壤温度≥30℃，玉米根系生长受限，玉米幼苗细根占比减少，同时根冠比增加。土壤温度达到35℃时，玉米幼苗生长受到严重抑制。

采用砂培培养方法比较研究模拟淹涝胁迫和3种供氮形态NO-3-N、NH+4-N和NO-3-N与NH+4-N等体积混合(NO-3-NH+4)对苗期玉米的生长、植株根系、茎鞘和叶硝酸还原酶(NR)和谷氨酰胺合成酶(GS)活性以及木质部伤流液和叶片硝态氮含量的影响。结果表明:根系是苗期玉米对淹涝胁迫最敏感的部位。在淹涝胁迫处理7 d后,整株生物量的抗淹涝胁迫系数从大到小依次为NH+4-N处理、NO-3-N处理、NO-3-NH+4处理。淹涝胁迫对NH+4-N处理的GS活性没有明显影响,但却导致NO-3-N处理叶片的NR活性明显下降,降低幅度高达60%以上;同时,淹涝胁迫也造成NO-3-N处理的木质部伤流...

采用砂培培养方法,比较研究淹涝与否和不同氮形态(铵态氮、硝态氮以及铵硝态氮以1∶1混合)对苗期玉米伤流液流量及组分的影响。结果表明,与非淹涝胁迫条件相比,在淹涝胁迫处理的第3天,铵态氮处理玉米的根、茎鞘和整株的生物量干物质量显著增加,当胁迫延长至7 d时,其叶的生物量干质量的增加幅度也达差异显著性水平。此时,其根、茎鞘和叶的生物量干物质量明显高于硝态氮处理,且其中茎鞘的生物量干物质量也明显高于铵、硝混合处理。尽管在遭受淹涝胁迫3 d时,铵态氮处理的伤流液流量及其中的可溶性糖的量均明显降低,但当胁迫时间延长至7 d时,其根系活力明显增高,伤流液的流量及其中的可溶性糖的量也均恢复至非淹涝胁迫条件下...