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作物杂志,2022, 第2期: 215–221 doi: 10.16035/j.issn.1001-7283.2022.02.030

• 生理生化·植物营养·栽培耕作 • 上一篇    下一篇

施氮量和种植密度对芝麻光合速率、产量和氮肥利用率的影响

李丰1(), 高桐梅1, 苏小雨1, 魏利斌1, 王东勇1, 田媛1, 李同科2, 杨自豪2, 卫双玲1,*()   

  1. 1河南省农业科学院芝麻研究中心/农业农村部黄淮海油料作物重点实验室/河南省特色油料作物基因组学重点实验室,450002,河南郑州
    2平舆县农业科学技术试验站,463400,河南平舆
  • 收稿日期:2021-09-18 修回日期:2021-11-15 出版日期:2022-04-15 发布日期:2022-04-24
  • 通讯作者: 卫双玲
  • 作者简介:李丰,研究方向为芝麻栽培和生理,E­mail： lifeng4090@126.com
  • 基金资助:
    国家特色油料作物产业技术体系(CARS­14­1­14);河南省重大科技专项子课题(20130011600­4);河南省农业科学院自主创新项目(2020ZC53);河南省农业科学院自主创新项目(2021ZC7);中国博士后科学基金资助项目(2020M672239)

Effects of Nitrogen Rate and Planting Density on Photosynthetic Rate, Yield, Nitrogen Use Efficiency of Sesame

Li Feng1(), Gao Tongmei1, Su Xiaoyu1, Wei Libin1, Wang Dongyong1, Tian Yuan1, Li Tongke2, Yang Zihao2, Wei Shuangling1,*()   

  1. 1Henan Sesame Research Center, Henan Academy of Agricultural Sciences/Key Laboratory of Oil Crops in Huang-Huai-Hai Plains, Ministry of Agriculture and Rural Affairs/Henan Key Laboratory of Specific Oilseed Crops Genomics, Zhengzhou 450002, Henan, China
    2Pingyu County Agriculture Science and Technology Experimental Station, Pingyu 463400, Henan, China
  • Received:2021-09-18 Revised:2021-11-15 Online:2022-04-15 Published:2022-04-24
  • Contact: Wei Shuangling

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PDF (PC)

240

摘要：

为探明施氮量和种植密度对芝麻光合速率、产量及氮肥利用效率的影响,以白芝麻品种郑太芝1号为材料,设置纯氮0、60、100和140kg/hm2 4个施氮水平以及11.25、18.75和26.25万株/hm2 3个种植密度水平,对芝麻光合速率、产量及氮肥利用率进行分析。结果表明,同一施氮量条件下,随着种植密度的增加,叶片净光合速率、叶绿素相对含量、氮肥收获指数、单株蒴数及千粒重逐渐降低,而植株秸秆氮和总氮量逐渐提高;氮肥吸收利用率和氮肥农学利用率以18.75万株/hm2处理最高。100kg/hm2施氮量处理产量最高,2年中分别较不施氮肥处理增产19.70%和16.91%。同一密度下,叶片净光合速率、单株蒴数、单蒴粒数和千粒重随着施氮量的增加而升高,不同密度处理以18.75万株/hm2处理产量最高,2年较11.25万株/hm2处理分别增产15.30%和16.69%。不同处理组合中施氮量100kg/hm2、密度18.75万株/hm2处理的产量最高,且氮肥吸收利用率为50%以上,氮肥农学利用率为4.27kg/kg以上,是白芝麻高产高效的最优组合。

关键词: 芝麻, 施氮量, 种植密度, 光合速率, 产量, 氮肥利用率

Abstract:

To investigate the effects of nitrogen rate and planting density on photosynthetic rate, seed yield and nitrogen uptake and use efficiency of sesame, the white sesame variety Zhengtaizhi 1 was used as experimental material with four nitrogen application levels of 0, 60, 100 and 140kg/ha and three planting densities of 112 500, 187 500 and 262 500 plants/ha. The results showed that the net photosynthetic rate (Pn) and chlorophyll content (SPAD) of leaves, nitrogen harvest index, the number of capsules per plant, and 1000-grain weight of sesame decreased gradually with the increase of planting density under the same nitrogen application level, while the nitrogen of plant straw and total nitrogen increased gradually. The nitrogen recovery efficiency and agronomic efficiency were the highest at the planting density 187 500 plants/ha. Among the four nitrogen application levels, the yield of nitrogen aoplication with 100kg/ha treatment was the highest which increased by 19.70% and 16.91% in two years, respectively, compared with the treatment without nitrogen fertilizer. Under the same planting density, the Pn of leaves, the number of capsules per plant, grains per capsule, and 1000-grain weight increased with the increase of nitrogen application levels. The yield of planting density with 187 500 plants/ha treatment was the highest, and compared with 112 500 plants/ha treatment, its yield increased by 15.30% and 16.69% in two years, respectively. The 100kg/ha nitrogen application levels with the planting density of 187 500 plants/ha contribute to obtaining the highest yield. In addition, the nitrogen uptake and use efficiency were more than 50%, and the agronomic utilization rate of nitrogen fertilizer reached more than 4.27kg/kg, which was the optimal combination for high-yield and efficient production of white sesame.

Key words: Sesame, Nitrogen rate, Planting density, Photosynthetic rate, Yield, Nitrogen use efficiency

表1

2016-2017年施氮量和种植密度对芝麻盛花中期叶片Pn和SPAD的影响

处理
Treatment		 2016 2017
Pn [μmol/(m2·s)] SPAD Pn [μmol/(m2·s)] SPAD
N1D1 25.38±0.21b 42.85±0.71c 25.86±0.38cd 44.18±1.12ef
N1D2 24.00±0.65c 41.26±0.32d 25.09±0.20de 42.33±0.36gh
N1D3 20.40±0.12e 38.80±1.09e 21.96±0.61g 40.90±0.62h
N2D1 25.21±0.12bc 46.04±0.61b 26.00±0.64cd 47.32±0.30bcd
N2D2 24.79±0.14bc 43.70±0.86c 25.29±0.23d 45.73±0.28de
N2D3 21.48±0.17de 42.90±0.44c 23.56±0.51f 42.97±0.74fg
N3D1 25.87±0.74ab 48.07±0.99a 27.21±0.37ab 49.73±0.51a
N3D2 25.85±1.11ab 45.93±0.67b 26.31±0.90bc 47.20±0.97bcd
N3D3 22.70±0.83d 43.27±0.36c 24.27±0.16ef 46.71±0.27cd
N4D1 26.82±0.64a 46.09±0.32b 27.39±0.15a 47.43±0.14bc
N4D2 25.83±0.56ab 46.71±0.52b 26.08±0.29cd 48.49±0.49ab
N4D3 21.64±0.74de 43.71±0.29c 24.01±0.54f 46.88±1.88bcd
N ** ** ** **
D ** ** ** *
N×D ns * ns *

图1

2016-2017年施氮量和种植密度对芝麻产量的影响 不同小写字母表示差异显著（P < 0.05）,下同

表2

2016-2017年施氮量和种植密度对芝麻产量及其构成因素的影响

年份
Year		 处理
Treatment		 单株蒴数
Capsule per plant		 单蒴粒数
Seeds per capsule		 千粒重
1000-seed weight (g)		 产量
Yield (kg/hm2)
2016 N1D1 90.18±2.12de 63.43±1.28def 2.874±0.054de 1436.4±43.8h
N1D2 86.56±2.14ef 65.27±1.11cd 2.862±0.025de 1590.7±65.9g
N1D3 79.50±1.40g 61.30±0.74f 2.698±0.014f 1682.3±53.5f
N2D1 104.41±2.12bc 62.37±0.38ef 2.963±0.030c 1558.3±19.8g
N2D2 100.07±2.27c 63.88±1.62de 2.933±0.061cd 1758.5±40.6de
N2D3 83.53±7.41fg 65.83±0.74cd 2.819±0.011e 1852.2±7.2c
N3D1 129.52±0.13a 67.47±2.38bc 3.053±0.036ab 1675.1±31.1f
N3D2 127.07±2.42a 70.37±0.85a 2.969±0.037bc 2065.3±19.3a
N3D3 93.33±2.33d 65.22±0.92cd 2.834±0.043e 1896.7±10.4bc
N4D1 124.87±4.86a 71.03±0.93a 3.118±0.022a 1703.8±35.1ef
N4D2 107.41±2.01b 69.24±0.71ab 3.082±0.038a 1933.9±20.5b
N4D3 85.67±3.38ef 64.38±0.50de 2.853±0.067de 1827.3±12.1cd
N ** ** ** **
D ** ** ** **
N×D ** ** ns **
2017 N1D1 91.62±3.27ef 67.71±0.24de 2.816±0.061def 1525.7±90.5f
N1D2 88.13±2.51fg 68.38±1.28de 2.755±0.042ef 1744.4±68.8de
N1D3 82.07±0.92g 63.02±1.39g 2.737±0.064f 1819.3±20.8cd
N2D1 110.46±1.76c 69.14±1.50cd 2.961±0.042bc 1706.3±48.3e
N2D2 106.81±3.22c 69.39±0.74bcd 2.913±0.086cd 1984.2±4.1b
N2D3 92.25±0.74ef 64.48±1.13fg 2.830±0.021def 2008.5±5.3b
N3D1 126.07±4.02a 72.32±0.81a 3.091±0.039a 1751.0±33.4de
N3D2 128.20±2.24a 72.01±0.93ab 3.021±0.037ab 2170.9±23.0a
N3D3 98.48±1.57d 66.34±0.89ef 2.857±0.032cde 2028.5±52.9b
N4D1 126.94±4.19a 73.49±1.24a 3.124±0.019a 1843.6±19.2c
N4D2 119.52±1.48b 71.42±1.12abc 3.069±0.039a 2067.1±56.4b
N4D3 94.57±0.84de 64.13±1.27fg 2.784±0.028ef 1995.1±35.5b
N ** ** ** **
D ** ** ** **
N×D ** * * **

图2

2016-2017年施氮量和种植密度对芝麻植株氮素积累的影响

表3

2016-2017年施氮量和种植密度对芝麻氮肥利用率的影响

处理
Treatment		 2016 2017
氮肥收获指数
NHI (kg/kg)		 氮肥吸收利用率
NRE (%)		 氮肥农学利用率
NAE (kg/kg)		 氮肥收获指数
NHI (kg/kg)		 氮肥吸收利用率
NRE (%)		 氮肥农学利用率
NAE (kg/kg)
N1D1 0.52a – – 0.53a – –
N1D2 0.49ab – – 0.48bcd – –
N1D3 0.43de – – 0.45cdef – –
N2D1 0.51a 39.08b 2.03c 0.51ab 39.60cd 3.01ab
N2D2 0.46c 39.99b 2.79b 0.46bcde 47.14ab 4.00a
N2D3 0.44cd 30.56c 2.83b 0.44def 33.05e 3.15ab
N3D1 0.50a 37.40b 2.39bc 0.49abc 41.72bcd 2.25bc
N3D2 0.47bc 51.04a 4.74a 0.48bcd 50.04a 4.27a
N3D3 0.39f 47.35a 2.14c 0.41fg 42.41bc 2.09bc
N4D1 0.45cd 37.28b 1.94c 0.46bcde 36.00de 2.27bc
N4D2 0.40ef 47.06a 2.45bc 0.42ef 47.51ab 2.30bc
N4D3 0.38f 35.48b 1.03d 0.37g 40.92cd 1.26c
N ** ** ** ** * **
D ** ** ** ** ** **
N×D ns ns ns ns ns ns
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