松遼平原玉米帶玉米氮素效率基因型差異及綜合效益分析.pdf

1、松遼平原是我國玉米主要種植區(qū)，但由于近年來對農(nóng)田氮肥施用的不合理，產(chǎn)生了玉米經(jīng)濟(jì)效益低、氮肥利用率低的現(xiàn)象，同時也對土壤環(huán)境造成一定程度的威脅。所以，有必要根據(jù)不同玉米品種對氮素吸收的基因型差異，調(diào)整氮肥用量，將其調(diào)控在高產(chǎn)和環(huán)境允許的范圍內(nèi)，以達(dá)到節(jié)肥增效的目的。本文以松遼平原黑土玉米帶中心區(qū)域長春地區(qū)為試驗區(qū)，在不同肥力條件下進(jìn)行長期定點試驗，重點研究吉林省主要玉米品種基因型的最佳施氮量及其產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益、基因型的氮效率差異性和對土

2、壤產(chǎn)生的環(huán)境效應(yīng)。 根據(jù)土壤無機(jī)氮(Nmin)測試推薦施肥技術(shù)理論和各品種的吸氮規(guī)律，最終確定四密25、吉單209、農(nóng)大108和吉單180的最佳施氮量分別為：263.9-273.9kg/hm2、177.6-187.6kg/hm2、185.0-195.0kg/hm2和209.4-219.4kg/hm2；所產(chǎn)生的最佳經(jīng)濟(jì)效益為：8726元/hm2、9357元/hm2、8033元/hm2和6791元/hm2。吉單209最佳施氮量較低，

3、同時經(jīng)濟(jì)效益較高，如推廣種植，則節(jié)肥增效潛力很大。 在高低兩種肥力、不同施氮水平條件下，通過對不同基因型玉米品種的干物質(zhì)累積、氮素累積、根系分布特征進(jìn)行研究，同時分析收獲后各基因型玉米品種的土壤殘留Nmin的分布特點。研究結(jié)果表明，吉單209無論在高氮水平下還是低氮水平下對氮素的吸收能力均較強(qiáng)，與此對應(yīng)，其在根系的生物量方面也具有一定的優(yōu)勢，同一氮水平下，吉單209根干重均顯著高于其它基因型；四密25對肥料中氮素吸收能力較強(qiáng)，在

4、高氮水平下具有較高的吸氮量和生物量，但對土壤中的氮素吸收能力較差，氮素累積和干物質(zhì)累積均較低；農(nóng)大108對土壤中氮素吸收能力較強(qiáng)，但對肥料中氮素吸收較差，同時在低氮水平下，其吸氮量和生物量均較高，但產(chǎn)量較低；吉單180在兩年田間定點試驗條件下表現(xiàn)不穩(wěn)定，對土壤和肥料中的氮素吸收情況變幅較大。 2005年在不同肥力條件下對4個基因型玉米品種生育進(jìn)程中葉片的SPAD、NO3-和全氮的動態(tài)變化進(jìn)行研究分析。結(jié)果表明，無論在高氮還是低氮

5、條件下，基因型間葉片全氮均無顯著差異，而各玉米品種的葉片SPAD只在氮脅迫條件下具有基因型差異，所以二者只能作為評價玉米品種間氮素效率差異的參考指標(biāo)，而葉片硝態(tài)氮無論在低氮條件下還是高氮條件下均具有顯著的基因型差異，可以作為評價玉米品種間氮素效率的指標(biāo)。同時研究發(fā)現(xiàn)，低肥力條件下的玉米葉片NO3-隨著玉米的生長大體呈V型曲線變化，在玉米抽雄期達(dá)到最低點；而高肥力條件下的玉米葉片NO3-隨玉米的生長大體呈∽型曲線變化。 通過兩年對

6、不同肥力條件下各基因型在不同氮水平下的土壤Nmin和土壤積累NO3--N的定點測定。結(jié)果表明，吉單209對深層土壤(30-90cm)中的NO3--N具有較強(qiáng)的吸收能力。在低肥力土壤上高量投入氮肥后(＞200kg/hm2)，由于降雨的影響會造成土壤硝態(tài)氮累積量過高，超過土壤環(huán)境容量(150Nkg/hm2)，對土壤環(huán)境造成一定程度的污染壓力。而在高肥力土壤上，由于黑土團(tuán)粒結(jié)構(gòu)較好，有機(jī)質(zhì)含量較高，其環(huán)境容量比低肥力土壤要高，所以其可以承受的

7、化肥氮亦較低肥力土壤高。 綜合以上分析，吉單209無論在低氮水平下還是高氮水平下對氮素的利用能力均較高，且能獲得較高的經(jīng)濟(jì)效益，同時不會對土壤環(huán)境產(chǎn)生威脅，是較為理想的玉米品種。 對整個黑土玉米帶的農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的氮素表觀平衡進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，無論是哪一品種，過高的氮肥投入在玉米的一個生長周期后帶來的是氮素的凈損失，而且氮損失隨著施肥量的增加而加大。新立城試驗區(qū)(低肥力)各基因型表觀氮損失最高達(dá)337.7kg/hm2(吉單18