不同玉米品種光合及氮素利用效率響應施氮量的差異研究

巴曉蘭

一、研究內容

1、氮肥差異情況下的玉米光合特點

通過實驗在四個氮肥梯度下研究兩種不同類型玉米的葉面積指數、透光率、也綠樹熒光參數等光合指標，分析在氮肥差異情況下的玉米光合特點以及光合效率變化。

2、氮肥差異情況下的玉米氮素利用率變化

通過實驗在四個氮肥梯度下研究兩種不同類型玉米的干物質分配情況、干物質積累量以及含氮量等數據指標，分析在氮肥差異情況下的玉米生長過程中的干物質積累變化情況以及氮素利用率變化情況。

3、氮肥差異情況下的玉米形態特征

通過實驗在四個氮肥梯度下研究兩種不同品種玉米的株高、葉夾角、穗位高等數據指標，分析在氮肥差異情況下不同品種玉米的生長形態特征。

二、實驗設計

實驗于溫帶半濕潤氣候的西部平原進行，采用裂區設計方法，每個小區實驗設定為40m2，設置四個氮肥梯度水平：0（下文用N0表示，下同）、150（N150）、225（N225）、300（N300），另外選用兩種不用品種的玉米作為實驗材料：1.正大12，屬半緊湊型品種，長成后玉米株型較為緊湊，葉面積較大。2.鄭丹958，屬緊湊型品種，植株上部葉片較為挺直，角度較小，葉片面積較小。種植行間距為60cm、株距為25cm。測定以下數據：第一，株高與穗位高。在每個區域內部選出10株較為生長良好的植株測定穗位高以及株高。第二，光合參數。在每個區域內部選出5株長勢健壯并且無病蟲害的植株，在各個喇叭口期以及吐絲期前后，與上午10：00左右利用光合儀測定玉米葉片的凈光合速率以及蒸騰速率。

三、結果與分析

1、氮肥差異情況下不同玉米品種的凈光合速率差異

據相關數據顯示，玉米的凈光合速率（由Pn表示，下同）可以表現出玉米呼吸作用與光合作用的綜合強度，（圖中B表示為大喇叭口期、C表示為吐絲期、D表示為吐絲后2周、E表示為吐絲后3周、G表示為成熟期，下同）兩種不同種類的玉米在吐絲期的光合速率明顯下降，并且正大12品種從整個生長時期來看明顯高于鄭丹958品種，但是鄭丹958品種的下降幅度較小，這也說明半緊湊類型的玉米品種在灌漿期的凈光合速率大于緊奏型玉米品種在灌漿期的凈光合速率，當增加氮肥之后，兩種不同類型玉米品種在吐絲期之后的凈光合速率均有所提高，而且在不同時期、不同施肥水平下的兩個玉米品種所表現出的凈光合速率稍有不同，屬于半緊湊型正大12的凈光合速率隨著氮肥施用量的增加呈現出先增加后降低的趨勢，并且在N225的處理措施下獲得最高的凈光合速率;而屬于緊湊型鄭丹958的凈光合速率與氮肥施用量成正比，此種現象表明半緊湊型的玉米品種在氮肥施用量較高時會對凈光合速率產生負面影響，而緊湊型的玉米品種不會在氮肥施用較高的情況下出現凈光合速率降低的現象。

2、氮肥差異情況下不同玉米品種的蒸騰速率差異

據相關數據顯示，在進入吐絲期之后，兩種不同類型的玉米蒸騰速率（由Tr表示，下同）均有所下降，與屬于緊湊型玉米品種的鄭丹958相比，屬于半緊湊型品種玉米正大12所表現出的蒸騰速率較高，而且在生育期所出現的下降幅度也較為明顯，此種情況說明屬半緊湊品種的玉米比緊湊型的玉米在灌漿時期的蒸騰速率較為旺盛。當施加氮肥之后，屬于半緊湊型的正大12的蒸騰速率隨著氮肥施用量增加呈現出先增加后降低的趨勢，并且在N225時獲得蒸騰速率的最大值;而屬于緊湊型的鄭丹958的蒸騰速率與施肥量成正比，此種現象說明屬于半緊湊型的玉米品種在氮肥施用較高情況下的蒸騰速率會弱，而屬于緊湊型玉米品種不會出現此種現象，表現較好。

四、氮肥差異情況下的不同類型玉米的氮素利用率

由相關數據顯示，在N300處理時，正大12氮素利用率為29.52%、氮素獲取指數為8.52、氮肥農學效率為0.572;在N225處理時，正大12氮素利用率為35.32%、氮素獲取指數為11.99、氮肥農學效率為0.598;在N150處理時，正大12氮素利用率為29.45%、氮素獲取指數為6.79、氮肥農學效率為0.645。在N300處理時，鄭丹958氮素利用率為32.10%、氮素獲取指數為6.95、氮肥農學效率為0.593;在N225處理時，正大12氮素利用率為35.65%、氮素獲取指數為8.22、氮肥農學效率為0.595;在N150處理時，正大12氮素利用率為31.01%、氮素獲取指數為8.98、氮肥農學效率為0.597。當在田間施用氮肥時會玉米的氮素收獲指數產生影響，但是數據差異并不明顯，并且當增加氮肥含量時會對氮肥利用率產生較為明顯的影響，主要變現為在氮肥存在差異的情況下，不論緊湊型品種玉米還是半緊湊型品種玉米都會呈現出隨著氮肥施用量增加首先升高然后降低的趨勢。氮農學效率指的是對玉米進行施氮處理與不施氮處理出現的產量差與總共施氮量的比值，可以成為反應增產情況的數據指標。屬于半緊湊型玉米品種的正大12氮農學效率的會隨著施肥量的增加出現先增加后上升的趨勢，并且在N225時獲得最大值;而屬于緊湊型玉米的鄭丹958的農學利用效率與施肥量成反比，此種現象表明使用較少的氮肥便可以保證屬于緊湊型玉米的氮素利用率以及農學利用效率處于較高水平，而增加氮肥含量反而會使得其氮素利用率降低，造成不必要的浪費。

五、氮肥差異情況下玉米形態特征變化

1、氮肥差異情況下不同品種玉米株高變化

據有關數據顯示，兩種不同的玉米品種的株高均在吐絲期處于最大值，并且玉米的株高與氮肥成正比，在玉米拔節期，名為正大12的玉米品種在增加氮肥含量后，株高均有所增加，N150增加了約5%、N225增加了約7%、N300增加了約16%;而名為鄭丹958，在N150增加了約10%、N225增加了約14%、N300增加了約25%;在大喇叭口期正大12在N150增加了約3%、N225增加了約6%、N300增加了約8%，鄭丹958在N150增加了約3%、N225增加了約8%、N300增加了約12%;在吐絲時期，株高差異變化較小。此種數據差異表明氮肥可以增加玉米的株高，并且緊湊型鄭丹958玉米品種在施氮肥后株高增加幅度明顯大于半緊湊型正大12玉米品種。

2、氮肥差異情況下不同玉米品種的穗位高變化

據相關數據顯示，屬于緊湊型玉米品種的鄭丹958的穗位高比半緊湊型玉米品種的正大12略高，并且當有意增加氮肥用量時，兩種不同品種類型玉米穗位高并無較大變化，此種情況表明，玉米的穗位高不受氮元素影響。

（作者單位：166544黑龍江省肇源縣三站鎮農業綜合服務中心）