基本信息
- 項目名稱：
- 水氮耦合對玉米根系生長及水氮利用效率的影響
- 小類：
- 生命科學
- 大類：
- 自然科學類學術論文
- 簡介：
- 本試驗于2009年6月~2010年10月在河南科技大學農學院教學試驗基地進行，設置了6種水氮處理，于玉米關鍵生育時期采用立體采樣法采集了根系樣品，并在成熟期測定了玉米各器官含氮量。 創(chuàng)新之處：1.在大田條件下研究水氮耦合，特別是夏玉米生育后期水氮耦合在垂直與水平兩個方向上對玉米根系生長動態(tài)的綜合影響。2.從根系形態(tài)與時空分布角度分析不同水氮耦合處理下夏玉米水氮利用效率差異。
- 詳細介紹：
- 玉米是我國重要的糧食作物，水氮耦合是玉米生產中的重要管理措施。本試驗結合豫西玉米生產實際，圍繞水氮利用效率低的問題，按照“以水調肥，以肥調水”的理念，探討水氮耦合及后期施氮對玉米根系生長動態(tài)、水氮利用效率和產量的影響，以期為水氮調控及高效利用提供科學依據(jù)和技術參考。 本試驗于2009年6月~2010年10月在河南科技大學農學院教學試驗基地進行，設置了6種水氮處理，于玉米關鍵生育時期采用立體采樣法采集了根系樣品，并在成熟期測定了玉米各器官含氮量。 創(chuàng)新之處：1.在大田條件下研究水氮耦合，特別是夏玉米生育后期水氮耦合在垂直與水平兩個方向上對玉米根系生長動態(tài)的綜合影響。2.從根系形態(tài)與時空分布角度分析不同水氮耦合處理下夏玉米水氮利用效率差異。3.綜合考慮高產、節(jié)本、增效、生態(tài)、安全，兼顧水氮利用效率和產量的提高
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作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 撰寫目的： 提高旱作農業(yè)水氮資源利用效率，探討在不同生育時期施氮肥和水分耦合條件下玉米通過根冠協(xié)調提高水氮利用率的可能機制。 基本思路： 本實驗采用大田實驗方法，分析得到： 一、水氮耦合對夏玉米根系生長的影響 1、水氮耦合對夏玉米根長密度的影響 2、水氮耦合對夏玉米根干重密度的影響 二、水氮耦合對夏玉米水氮利用效率的影響 三、水氮耦合對夏玉米產量的影響
科學性、先進性及獨特之處
- 科學性： 水分和氮肥是農業(yè)生產最為重要的兩大投入要素，也是可以調控的兩大重要技術措施。 先進性： 長期以來，在大田條件下進行水氮耦合對玉米根系生長影響的研究較少。 獨特之處： （1）特別是夏玉米生育后期水氮耦合在垂直與水平兩個方向上對玉米根系形態(tài)與功能的綜合影響。 （2）從根系形態(tài)與功能空間分布角度分析不同水氮耦合處理下夏玉米水氮利用效率差異。
應用價值和現(xiàn)實意義
- 農田水肥資源缺失與水肥利用率低造成的資源浪費與環(huán)境污染普遍共存，而水氮耦合是提高作物對水和氮肥的利用效率, 節(jié)約水、氮資源和防止生態(tài)環(huán)境污染的重要環(huán)節(jié)。本研究通過“以水調肥，以肥調水”，為水氮綜合利用與調控提供科學依據(jù)，對玉米水分和氮素的協(xié)調，實現(xiàn)水氮綜合高效利用和農業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重大意義，符合目前我國建設資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會的要求。
學術論文摘要
- 摘要：在大田條件下，研究了水氮處理對玉米根系生長分布及水氮利用效率的影響，結果表明：玉米根長密度(RLD)與根干重密度(RDWD)均有明顯的時空變化。隨著生育進程，玉米RLD和RDWD均先升高后降低，峰值出現(xiàn)在吐絲后20d。在垂直方向上，隨著土層的加深，行中玉米RLD和RDWD呈不斷降低趨勢；而行間玉米RLD和RDWD先升高后降低，峰值均出現(xiàn)在10-20cm土層。水氮處理對玉米RLD和RDWD時空變化都有著明顯影響。灌溉和后期補氮處理明顯提高了玉米生育后期行中和行間RLD和RDWD，延緩了根系的衰老。灌水處理提高了玉米氮肥利用率、氮收獲指數(shù)和氮素吸收效率，但降低了水分利用率，施氮肥提高了水分利用率，而后期補氮明顯提高了玉米氮肥利用率、氮收獲指數(shù)和氮素吸收效率，顯著提高了產量。 關鍵詞：水氮耦合 玉米 根系分布 水利用效率 氮肥利用率
獲獎情況
- 無
鑒定結果
- 無
參考文獻
- [1]沈榮開，王 康 ，張瑜芳，楊路華，穆金元 ，趙立新 .水肥耦合條件下作物產量、水分利用和根系吸氮的試驗研究.農業(yè)工程學報，2001，17(5) :35～36 [2]崔玉亭.化肥與生態(tài)環(huán)境保護[M].北京:化學工業(yè)出版社,2000, pp: 5～10 [3]曹志洪.科學施肥與我國糧食安全保障[J].土壤,1998,(2):57～63 [4]張春倫,朱興明,胡思農.緩釋尿素肥效及氮素利用率研究[J].土壤肥料,1998,(6) :17 [5]陳國鋒.水資源問題淺析.長江大學學報（自然科學版),2008,5(4）：155～165 [6]武英輝，白中科.山西農業(yè)大學學報（社會科學版）,2009,8(5) :481～484 [7]楊世麗. 水氮耦合對冬小麥光合特性氮代謝及產量影響的研究. 河北農業(yè)大學碩士學位論文,2008. [8]朱筱婧, 李曉明, 張雪. 低碳農業(yè)背景下提高肥料利用率的技術途徑[ J]. 江蘇農業(yè)科學, 2010( 4 ): 15～17
同類課題研究水平概述
- 作物根系與地上部是一個相互依賴、相互作用的統(tǒng)一體，根系的生長發(fā)育狀況和地上部的生長發(fā)育狀況息息相關。玉米根系和地上部生物量之間、根長和地上部生物量、根系干重與綠葉面積之間存在顯著相關。同時，水肥條件也是影響玉米根系生長的重要條件，不同的水肥處理對玉米根系的形態(tài)建成與功能的發(fā)揮亦有不同影響。研究表明在漬澇條件下．根系主要集中在表土層，單株根系干重較小，最大日增量在大喇叭-吐絲階段．最大日減量在吐絲后15天至成熟階段，而在干旱條件下，根系下扎速度較快且較深，深層土壤根量分布較多，衰減緩慢，玉米單株根系干重較大．且增加較快，最大日增根量在拔節(jié)-大喇叭口階段，最大日減根量在吐絲-吐絲后15天。施氮對根的生長有局部刺激作用，局部增施氮肥能夠改變根的生長。牟金明等認為底施氮肥增加了地上及0～40 cm土層玉米根系干重。王啟現(xiàn)等研究表明施氮增加了0～130cm土層中根系干重、長度、根長密度、表面積和根系活力，提高0～40cm中根重和根表面積比例。施氮期主要影響上層土中根長、根半徑和根系活力，推遲施氮期能提高根系活力和20～40cm土層中根長。胡田田等采用分根裝置研究了不同根區(qū)氮素的吸收利用特征，表明不同灌水條件對玉米根系氮素吸收速率有顯著影響。交替灌溉后恢復供水條件下根系的氮素吸收速率顯著增大，表現(xiàn)出明顯的補償效應，同時交替灌溉增強了玉米對非灌水區(qū)氮素的吸收利用，可提高作物的氮素生產效率。并且胡田田等的研究還發(fā)現(xiàn)在農業(yè)生產的施肥與灌溉實踐中，一方面要避免灌水過多、施肥不足導致的水分利用效率降低，另一方面要避免因施肥量相對過大降低水分有效性，從而導致水分利用效率減少的副作用發(fā)生，對農作物需協(xié)調供應水分和氮素，才能實現(xiàn)水氮綜合利用。氮素與水分對產量的影響存在顯著的互作效應。 根系是作物吸收水分和養(yǎng)分的主要器官，其大小及在土壤中的分布與作物對礦質元素和水分的吸收能力密切相關。國際干旱地區(qū)農業(yè)研究中心把根系生長情況作為抗旱鑒定的指標之一。前人對玉米根系生長分布及生理活性與產量的關系、玉米根系對環(huán)境因子的反應等多方面及水氮（肥）處理對辣椒、棉花、春小麥、春玉米等作物進行了大量研究，對水肥單因子的產量效應關系研究的也較為清楚。但是在大田條件下進行水氮耦合對玉米根系生長影響的研究較少，特別是在玉米生育后期施用氮肥對玉米根系衰老動態(tài)和水氮利用效率影響方面的研究還鮮見報道。
