作物杂志,2024, 第1期: 126–131 doi: 10.16035/j.issn.1001-7283.2024.01.017

所属专题: 杂粮作物

• 生理生化·植物营养·栽培耕作 • 上一篇    下一篇

减氮增施DMPP对高粱氮素吸收与利用的影响

王佳旭(), 张飞, 张旷野, 柯福来, 王艳秋, 卢峰, 朱凯()   

  1. 辽宁省农业科学院高粱研究所,110161,辽宁沈阳
  • 收稿日期:2022-06-24 修回日期:2022-09-08 出版日期:2024-02-15 发布日期:2024-02-20
  • 通讯作者: 朱凯,主要从事高粱遗传育种研究,E-mail:zhukai72@163.com
  • 作者简介:王佳旭,主要从事高粱育种与栽培研究,E-mail:w15640044750@163.com
  • 基金资助:
    国家重点研发计划(2019YFD1001700);国家现代农业产业技术体系(CARS-06-14.5-A22);辽宁省农业科学院院长基金项目(2022QN2317);辽宁省农业科学院院长基金面上项目(2021MS0504);辽宁省农业科学院学科绩效后补助项目(2022-HBZ-1008)

Effects of Reducing Nitrogen Fertilizers and Increasing DMPP on Nitrogen Absorption and Utilization in Sorghum

Wang Jiaxu(), Zhang Fei, Zhang Kuangye, Ke Fulai, Wang Yanqiu, Lu Feng, Zhu Kai()   

  1. Sorghum Research Institute, Liaoning Academy of Agricultural Sciences, Shenyang 110161, Liaoning, China
  • Received:2022-06-24 Revised:2022-09-08 Online:2024-02-15 Published:2024-02-20
  • Contact: Zhu Kai

摘要:

设置盆栽试验,以高粱品种辽糯10为试验材料,以常规施氮量(300 kg/hm2)为对照,N1~N3处理氮肥施用量呈10%梯度递减,分别为270、240和210 kg/hm2,N4~N6处理在N1~N3基础上增施3%的3,4-二甲基吡唑磷酸盐(DMPP),磷、钾肥施用量均为75 kg/hm2。结果表明,随着氮肥施用量减少,相对叶绿素含量(SPAD值)、干物质积累量、氮素积累总量、干物质生产效率、氮素干物质生产效率、氮素农艺效率和氮肥利用率等逐渐降低,增施DMPP后高粱生长发育恢复至常规施肥水平。与对照相比,N5处理(减氮20%配施3% DMPP)氮素积累总量增加4.67%;穗粒重和千粒重分别增加3.72%和5.58%;干物质生产效率增加8.77%;氮素干物质生产率增加1.14%,氮素农艺效率增加5.75%;氮肥利用率和氮肥农学利用率分别增加15.47%和45.12%。综上,氮肥施用量减少20%时,增施正常施氮量3%的DMPP可以提高高粱干物质生产效率及氮素利用率,具有一定的增产潜力。

关键词: 高粱, 氮肥减施, 硝化抑制剂, 干物质, 氮素利用率

Abstract:

This research was set as a pot experiment, the sorghum variety Liaonuo 10 was used as the experimental material, and the conventional nitrogen application rate (300 kg/ha) was used as the control (N0), N1-N3 treatments showed a 10% gradient decrease in nitrogen fertilizer application rate (270, 240 and 210 kg/ha), N4-N6 treatments were combined with 3% 3,4-dimethylpyrazole phosphate (DMPP) on the basis of N1-N3, the application rates of phosphorus and potassium fertilizers were both 75 kg/ha. The results showed that, with the reduction of nitrogen fertilizer application, relative chlorophyll content (SPAD value), dry matter accumulation, total nitrogen accumulation, dry matter production efficiency, nitrogen dry matter production efficiency, nitrogen agronomic efficiency, and nitrogen fertilizer utilization rate gradually decreased. After the application of DMPP, the growth and development of sorghum returned to the level of conventional fertilization. Compared with the N0, the total nitrogen accumulation of N5 treatment (20% nitrogen reduction + 3% DMPP) increased by 4.67%; the grain weight per ear and 1000-grain weight increased by 3.72% and 5.58%, respectively; the dry matter production efficiency increased by 8.77%; the nitrogen dry matter production efficiency increased by 1.14%, and the nitrogen agronomic efficiency increased by 5.75%; the nitrogen fertilizer use efficiency and nitrogen fertilizer agronomic efficiency increased by 15.47% and 45.12%, respectively. In conclusion, when the nitrogen fertilizer application rate was reduced by 20%, adding 3% DMPP of the normal nitrogen application rate could improve the dry matter production efficiency and nitrogen utilization rate in sorghum, and had a certain potential for increasing yield.

Key words: Sorghum, Nitrogen fertilizer reduction, Nitrification inhibitor, Dry matter, Nitrogen utilization efficiency

表1

不同处理氮肥及硝化抑制剂施用量

处理
Treatment
氮肥
Nitrogen fertilizer
硝化抑制剂
Nitrification inhibitor
N0 300
N1 270
N2 240
N3 210
N4 270 1.38
N5 240 1.38
N6 210 1.38

图1

不同施氮量对SPAD值的影响 不同字母表示在0.05水平上差异显著,下同。

图2

不同施氮量对干物质积累量的影响

图3

不同施氮量对氮素积累总量的影响

表2

不同施氮量对干物质及氮素干物质生产率的影响

处理
Treatment
干物质生产效率
Dry matter production
efficiency (%)
氮素干物质生产率
Nitrogen dry matter
production efficiency (%)
N0 154.02±1.02c 1.75±0.02a
N1 153.73±1.04c 1.74±0.02a
N2 151.95±1.34d 1.71±0.01ab
N3 151.54±1.52d 1.62±0.01b
N4 165.30±1.31a 1.76±0.02a
N5 167.53±1.14a 1.77±0.02a
N6 161.46±1.26b 1.73±0.01ab

图4

不同施氮量对氮素农艺效率的影响

表3

不同施氮量对氮素及氮肥农学利用率的影响

处理
Treatment
NUE 氮肥农学利用率
Agronomic efficiency of nitrogen fertilizer
N0 27.80±1.14c 17.73±1.02b
N1 25.56±1.16d 16.68±1.19b
N2 22.38±1.12e 8.63±1.01c
N3 17.43±1.27f 4.46±0.96d
N4 32.88±1.64a 27.13±1.24a
N5 32.10±1.58a 25.73±1.15a
N6 30.71±1.57b 18.43±1.08b

表4

不同施氮量对穗粒重和千粒重的影响

处理
Treatment
穗粒重
Grain weight per ear
千粒重
1000-grain weight
N0 76.93±1.21b 28.52±0.34b
N1 75.78±1.31b 28.14±0.37b
N2 73.21±1.54b 27.89±0.56bc
N3 70.22±1.69c 26.70±0.67c
N4 82.34±1.52a 30.23±0.38a
N5 79.79±1.39a 30.11±0.36a
N6 78.48±1.66a 29.49±0.37a
[1] 邹剑秋, 王艳秋, 柯福来. 高粱产业发展现状及前景展望. 山西农业大学学报(自然科学版), 2020, 40(3):2-8.
[2] 高杰, 李晓荣, 封广才, 等. 贵州新老两代糯高粱品种(系)产量和氮肥利用率的差异. 华北农学报, 2021, 36(增1):275-281.
[3] 董二伟, 王成, 丁玉川, 等. 高粱生长及其土壤环境对不同培肥措施的响应. 华北农学报, 2017, 32(2):217-225.
doi: 10.7668/hbnxb.2017.02.032
[4] 李顺国, 刘猛, 刘斐, 等. 中国高粱产业和种业发展现状与未来展望. 中国农业科学, 2021, 54(3):471-482.
doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2021.03.002
[5] 张飞, 王佳旭, 张旷野, 等. 低氮逆境下氮高效高粱群体微环境及光合荧光应答效应研究. 山西农业大学学报(自然科学版), 2021, 41(3):32-41.
[6] Zhang X, Davidson E A, Mauzerall D L, et al. Managing nitrogen for sustainable development. Nature, 2015, 528(750):51-59.
doi: 10.1038/nature15743
[7] 王媛, 王劲松, 董二伟, 等. 长期施用不同剂量氮肥对高粱产量、氮素利用特性和土壤硝态氮含量的影响. 作物学报, 2021, 47(2):342-350.
doi: 10.3724/SP.J.1006.2021.04091
[8] 曹晓燕, 武爱莲, 王劲松, 等. 施氮量对高粱产量、品质及氮利用效率的影响. 作物杂志, 2021(2):108-115.
[9] 巨晓棠, 张翀. 论合理施氮的原则和指标. 土壤学报, 2021, 58(1):1-13.
[10] 刘鹏. 高粱不同基因型氮效率差异及其对低氮胁迫的生理响应. 太原:山西大学, 2018.
[11] 张满利, 陈盈, 隋国民, 等. 氮肥对水稻产量和氮肥利用率的影响. 中国农学通报, 2010, 26(13):230-234.
[12] 赵营, 同延安, 赵护兵. 不同供氮水平对夏玉米养分累积、转运及产量的影响. 植物营养与肥料学报, 2006, 12(5):622-627.
[13] 韩丽君, 薛张逸, 谢昊, 等. 干湿交替灌溉与硝化抑制剂对水稻产量及土壤性状的影响. 作物杂志, 2022(2):222-229.
[14] 陆玉芳, 施卫明. 生物硝化抑制剂的研究进展及其农业应用前景. 土壤学报, 2021, 58(3):545-557.
[15] 王莉, Saman B, 侯扶江. 生物硝化抑制剂(BNI)在提高农业生产系统中氮利用率方面的研究进展. 草业科学, 2020, 37 (3):592-601.
[16] 于春晓, 张丽莉, 杨立杰, 等. 减氮配施抑制剂及鸡粪提高尿素氮在稻田土壤中的转化及利用. 植物营养与肥料学报, 2021, 27(9):1581-1591.
[17] 崔磊, 李东坡, 武志杰, 等. 不同硝化抑制剂对红壤氮素硝化作用及玉米产量和氮素利用率的影响. 应用生态学报, 2021, 32(11):3953-3960.
doi: 10.13287/j.1001-9332.202111.022
[18] 鲁艳红, 聂军, 廖育林, 等. 氮素抑制剂对双季稻产量、氮素利用效率及土壤氮平衡的影响. 植物营养与肥料学报, 2018, 24(1):95-104.
[19] 段文静, 马彤彤, 张永江, 等. 氮肥中不同硝化抑制剂DCD添加比例对棉花生长发育及产量的影响. 植物营养与肥料学报, 2020, 26(11):2095-2106.
[20] 赵欧亚, 张春锋, 孙世友, 等. 含硝化抑制剂型水溶肥对温室黄瓜产量和品质的影响. 华北农学报, 2017, 32(增1):233-238.
[21] 郝胜磊, 蔡廷瑶, 冯小杰, 等. 新型肥料对全球三大粮食作物产量和土壤生物学活性影响的Meta分析. 植物营养与肥料学报, 2021, 27(9):1496-1505.
[22] 金何玉, 张明超, 陈光蕾, 等. 硝化抑制剂对糯玉米产量和氮肥利用率的影响. 华北农学报, 2020, 35(5):171-177.
doi: 10.7668/hbnxb.20191171
[23] 徐洪超, 商靖, 刘铭荟, 等. 氮代谢相关酶的研究进展. 安徽农业科学, 2022, 50(4):17-20.
[24] 徐晓鹏, 傅向东, 廖红. 植物铵态氮同化及其调控机制的研究进展. 植物学报, 2016, 51(2):152-166.
doi: 10.11983/CBB15077
[25] 张春楠, 张瑞芳, 王鑫鑫, 等. 硝化抑制剂和微生物菌剂对甜瓜产量及氮素利用的影响. 水土保持学报, 2020, 34(6):281-287,293.
[1] 王海涛, 任春梅, 董岩, 李硕, 程兆榜, 季英华. 江苏淮安市高粱上玉米黄花叶病毒的分子检测与鉴定[J]. 作物杂志, 2024, (1): 233–238
[2] 孙远涛, 龙文靖, 李元, 刘天朋, 赵甘霖, 丁国祥, 倪先林. 45份糯高粱种质资源主要农艺性状和SSR标记的遗传多样性分析[J]. 作物杂志, 2024, (1): 57–64
[3] 郝智勇, 杨广东, 胡尊艳, 李菁华, 孙邦升, 陈林祺. 不同肥料对极早熟高粱产量、农艺性状及品质的影响[J]. 作物杂志, 2023, (6): 218–223
[4] 吴胜, 段玉, 张婷婷, 安昊, 张君, 梁俊梅, 张胜. 食葵干物质积累、转运和产量的关系以及对水氮互作的响应[J]. 作物杂志, 2023, (6): 243–251
[5] 张福耀, 平俊爱, 焦晓燕. 高粱的耐瘠性与养分高效利用研究现状与展望[J]. 作物杂志, 2023, (6): 26–34
[6] 方文英, 朱德峰, 怀燕, 陈佳麒, 陈惠哲, 王亚梁. 精准条播育秧提高单季杂交稻机插稀植群体产量的效应分析[J]. 作物杂志, 2023, (5): 124–130
[7] 杨梅, 杨卫君, 高文翠, 贾永红, 张金汕. 生物质炭与氮肥配施对灌区冬小麦干物质转运、农艺性状及产量的影响[J]. 作物杂志, 2023, (5): 138–144
[8] 凌一波, 王斌杰, 胡一民, 海那尔·毛地热合曼, 陈年来. 向日葵干物质转运及产量形成对密度与行距的响应[J]. 作物杂志, 2023, (5): 197–203
[9] 陈冰嬬, 于淼, 石贵山, 王江红, 唐玉劼, 徐晨, 李海青, 徐宁, 周紫阳, 王鼐. 优异糯高粱不育系吉5535A的创制与应用[J]. 作物杂志, 2023, (4): 260–266
[10] 张国忠, 李娟, 李毓才, 金寿林, 洪汝科, 黄大军, 普世皇, 施从波, 段自林, 马迪, 陈丽娟. 氮肥减施与移栽密度对杂交粳稻滇禾优615产量和食味品质的影响[J]. 作物杂志, 2023, (3): 109–115
[11] 罗四维, 石秀楠, 贾永红, 张金汕, 王凯, 李丹丹, 王润琪, 董艳雪, 石书兵. 滴灌的毛管间距和滴头间距对匀播冬小麦光合、干物质积累和产量形成的影响[J]. 作物杂志, 2023, (3): 230–237
[12] 张盼盼, 李川, 张美微, 赵霞, 黄璐, 刘京宝, 乔江方. 氮肥减施下添加硝化抑制剂对夏玉米植株及土壤氮素积累分配及产量的影响[J]. 作物杂志, 2023, (2): 145–150
[13] 肖继兵, 刘志, 孔凡信, 辛宗绪, 吴宏生. 基于GGE双标图的高粱品种农艺性状和稳产性分析[J]. 作物杂志, 2023, (2): 36–45
[14] 李文姗, 张俊尧, 唐江华, 徐文修, 徐清华. 艾氟迪不同滴施量对棉花生长发育及产量的影响[J]. 作物杂志, 2023, (1): 158–162
[15] 惠超, 杨卫君, 邓天池, 陈雨欣, 宋世龙, 张金汕, 石书兵. 生物炭用量对灌区春小麦干物质和氮素积累、转运及产量的影响[J]. 作物杂志, 2022, (6): 201–207
Viewed
Full text


Abstract

Cited

  Shared   
  Discussed   
No Suggested Reading articles found!