不同施氮水平对耐密宜机收玉米干物质积累与分配的影响

doi:10.11924/j.issn.1000-6850.casb2023-0126

中国农学通报 ›› 2023, Vol. 39 ›› Issue (25): 1-10.doi: 10.11924/j.issn.1000-6850.casb2023-0126

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不同施氮水平对耐密宜机收玉米干物质积累与分配的影响

兰慧青¹^,²(), 张向前²^,³(), 程玉臣²^,³, 师晶晶¹^,², 陈宣伊¹^,², 步恒通¹^,², 白东星¹^,², 路战远¹^,²^,³(), 刘雅杰¹^,², 陈丽荣⁴

¹ 内蒙古大学生命科学学院，呼和浩特 010020
² 内蒙古自治区退化农田生态修复与污染治理重点实验室，呼和浩特 010031
³ 内蒙古自治区农牧业科学院，呼和浩特 010031
⁴ 蒙草生态环境（集团）股份有限公司，呼和浩特 010070

收稿日期:2023-02-10 修回日期:2023-07-07 出版日期:2023-09-05 发布日期:2023-08-28
通讯作者: 张向前，男，1984年出生，内蒙古赤峰人，研究员，博士，研究方向：土壤耕作与农业生态。通信地址：010031 内蒙古自治区呼和浩特市昭君路22号内蒙古自治区农牧业科学院，Tel：0471-5295611，E-mail：zhangxiangqian_2008@126.com。路战远，男，1964年出生，内蒙古赤峰人，研究员，博士，研究方向：保护性耕作与农业生态。通信地址：010031 内蒙古自治区呼和浩特市昭君路22号内蒙古自治区农牧业科学院，Tel：0471-5295611，E-mail：lzhy281@163.com。
作者简介:
兰慧青，女，1996年出生，内蒙古呼和浩特人，硕士研究生，研究方向：作物栽培与农业生态。通信地址：010020 内蒙古自治区呼和浩特市锡林郭勒南路49号内蒙古大学，Tel：0471-5295611，E-mail：2759352312@qq.com。
基金资助:
内蒙古自治区“科技兴蒙”重点专项“创建鄂尔多斯国家可持续发展议程创新示范区项目”(2021EEDSCXSFQZD011-2); “内蒙古自治区人才引进项目”(2020YJ007); “内蒙古自治区草原英才个人培养项目”(CY2020016)

Effects of Different Nitrogen Application Levels on Dry Matter Accumulation and Distribution in Maize with Density Tolerance and Suitable Machine Harvesting

LAN Huiqing¹^,²(), ZHANG Xiangqian²^,³(), CHENG Yuchen²^,³, SHI Jingjing¹^,², CHEN Xuanyi¹^,², BU Hengtong¹^,², BAI Dongxing¹^,², LU Zhanyuan¹^,²^,³(), LIU Yajie¹^,², CHEN Lirong⁴

¹ College of Life Science, Inner Mongolia University, Hohhot 010020
² Inner Mongolia Key Laboratory of Degradation Farmland Ecological Remediation and Pollution Control, Hohhot 010031
³ Inner Mongolia Academy of Agricultural and Animal Husbandry Sciences, Hohhot 010031
⁴ Mengcao Ecological Environment (Group) Co. LTD., Hohhot 010070

Received:2023-02-10 Revised:2023-07-07 Online:2023-09-05 Published:2023-08-28

摘要/Abstract

摘要：

研究施氮水平对耐密宜机收玉米干物质积累规律的影响，对玉米适宜施氮水平选择和产量形成具有重要意义。本研究以2018年于内蒙古自治区农牧业科学院开展的氮肥长期定位试验为基础，以耐密宜机收玉米‘广德5’为供试材料，设置0 kg/hm²(N₀)、120 kg/hm²(N₈)、180 kg/hm²(N₁₂)、240 kg/hm²(N₁₆)、300 kg/hm²(N₂₀)、360 kg/hm²(N₂₄)等6个施氮水平，分析苗期、拔节期、大喇叭口期、抽雄—吐丝期、灌浆期和成熟期玉米的干物质积累量和不同器官的分配比例，阐明开花后（抽雄—吐丝期向成熟期）的干物质转运规律。结果表明：（1）在施氮量为0~240 kg/hm²时，干物质积累量和产量随施氮量增加而增大，施氮量超过240 kg/hm²干物质积累量和产量则随着施氮量增加而下降，大喇叭口期后更为明显。（2）不同处理的干物质积累符合Logistic方程，氮肥施用量对干物质积累速率影响显著，促进干物质积累高峰提前。（3）随着生育时期的推进，玉米干物质在各器官的分配转运发生变化，施氮有利于生育后期营养器官中的干物质向籽粒转移，促进籽粒的发育和形成。（4）综合比较2年数据得出，施氮处理N₂₀（2020年）和N₁₆（2021年）产量比其他施氮水平较高，分别高出4.35%~45.50%、0.57%~57.19%。综合分析产量、干物质积累、各器官的分配及转运等因素，得出玉米最佳氮肥施用量为240 kg/hm²。

关键词: 施氮水平, 增密, 籽粒机收, 干物质积累分配, 产量

Abstract:

The study of the effect of nitrogen application level on the dry matter accumulation in maize with high density tolerance and suitable machine harvesting is of great significance for the selection of suitable nitrogen application level and yield formation of maize. Based on the long-term localization experiment of nitrogen fertilizer conducted by the Academy of Agriculture and Animal Husbandry Sciences of Inner Mongolia Autonomous Region in 2018, maize ‘Guangde 5’ was used as the test material, and six nitrogen application levels were set, including 0 kg/hm² (N₀), 120 kg/hm² (N₈), 180 kg/hm² (N₁₂), 240 kg/hm² (N₁₆), 300 kg/hm² (N₂₀) and 360 kg/hm² (N₂₄). Dry matter accumulation and distribution ratio of different organs at seedling stage, jointing stage, trumpet stage, tasseling to spinning stage, grout stage and mature stage were analyzed, and the dry matter transport rule after flowering (tasseling to spinning stage to mature stage) was clarified. The results showed that: (1) dry matter accumulation and yield increased with the increase of N application rate between 0-240 kg/hm², but decreased with the increase of N application rate when N application rate exceeded 240 kg/hm², especially after the large flare stage. (2) The dry matter accumulation of different treatments conformed to the Logistic equation, the application rate of nitrogen fertilizer had significant effect on dry matter accumulation rate and promoted the dry matter accumulation peak earlier. (3) The distribution of maize dry matter in various organs changed with the development of the growth period, nitrogen application was beneficial to the transfer of dry matter from vegetative organs to grains in late growth period and promoted the development and formation of grains. (4) A comprehensive comparison of the 2-year data showed that the yield of N₂₀ (2020) and N₁₆ (2021) treated with nitrogen was higher than that of other nitrogen applications. They were 4.35%-45.50% and 0.57%-57.19%, respectively. Based on the analysis of yield, dry matter accumulation, distribution and transport of organs, the optimal nitrogen application rate of maize is 240 kg/hm².

Key words: nitrogen application level, increase density, grain machine harvesting, dry matter accumulation and distribution, yield

兰慧青, 张向前, 程玉臣, 师晶晶, 陈宣伊, 步恒通, 白东星, 路战远, 刘雅杰, 陈丽荣. 不同施氮水平对耐密宜机收玉米干物质积累与分配的影响[J]. 中国农学通报, 2023, 39(25): 1-10.

LAN Huiqing, ZHANG Xiangqian, CHENG Yuchen, SHI Jingjing, CHEN Xuanyi, BU Hengtong, BAI Dongxing, LU Zhanyuan, LIU Yajie, CHEN Lirong. Effects of Different Nitrogen Application Levels on Dry Matter Accumulation and Distribution in Maize with Density Tolerance and Suitable Machine Harvesting[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2023, 39(25): 1-10.

图/表 8

参考文献 39

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年份	播种	出苗	苗期	拔节期	大喇叭口期	抽雄—吐丝期	灌浆期	成熟期
2020年	4/25	5/11	6/8	6/26	7/8	8/2	9/9	10/8
2021年	5/5	5/20	6/16	6/27	7/20	7/29	9/1	10/10

年份	播种	出苗	苗期	拔节期	大喇叭口期	抽雄—吐丝期	灌浆期	成熟期
2020年	4/25	5/11	6/8	6/26	7/8	8/2	9/9	10/8
2021年	5/5	5/20	6/16	6/27	7/20	7/29	9/1	10/10

年份	处理	苗期	拔节期	大喇叭口期	抽雄—吐丝期	灌浆期	成熟期
2020年	N₀	5.14b	11.86c	67.33b	123.33d	218.63c	243.07c
	N₈	6.60b	20.34ab	101.00a	198.33c	308.73b	342.17b
	N₁₂	8.79a	18.85ab	103.00a	212.67bc	341.73ab	356.67ab
	N₁₆	6.47b	15.47bc	119.67a	237.67a	359.50a	383.83a
	N₂₀	6.08b	25.14a	106.33a	224.33ab	338.17a	389.83a
	N₂₄	6.04b	19.48ab	104.67a	213.67abc	325.47ab	341.70ab
2021年	N₀	2.51d	12.43c	81.92b	122.62c	210.07c	279.83c
	N₈	4.93ab	21.64ab	98.71ab	157.16b	285.80b	365.96b
	N₁₂	4.01c	18.76ab	109.33a	172.88ab	340.67a	383.39ab
	N₁₆	4.42bc	15.80bc	116.38a	178.60a	327.05ab	419.25a
	N₂₀	5.49a	24.71ab	108.06a	173.13ab	331.97ab	361.05b
	N₂₄	5.59a	20.03ab	105.37a	153.04b	299.00ab	345.31b

年份	处理	苗期	拔节期	大喇叭口期	抽雄—吐丝期	灌浆期	成熟期
2020年	N₀	5.14b	11.86c	67.33b	123.33d	218.63c	243.07c
	N₈	6.60b	20.34ab	101.00a	198.33c	308.73b	342.17b
	N₁₂	8.79a	18.85ab	103.00a	212.67bc	341.73ab	356.67ab
	N₁₆	6.47b	15.47bc	119.67a	237.67a	359.50a	383.83a
	N₂₀	6.08b	25.14a	106.33a	224.33ab	338.17a	389.83a
	N₂₄	6.04b	19.48ab	104.67a	213.67abc	325.47ab	341.70ab
2021年	N₀	2.51d	12.43c	81.92b	122.62c	210.07c	279.83c
	N₈	4.93ab	21.64ab	98.71ab	157.16b	285.80b	365.96b
	N₁₂	4.01c	18.76ab	109.33a	172.88ab	340.67a	383.39ab
	N₁₆	4.42bc	15.80bc	116.38a	178.60a	327.05ab	419.25a
	N₂₀	5.49a	24.71ab	108.06a	173.13ab	331.97ab	361.05b
	N₂₄	5.59a	20.03ab	105.37a	153.04b	299.00ab	345.31b

年份	处理	回归方程	R²	v_max/[g/(株·d)]	t/d
2020	N₀	y=243.07/(1+46.26e^-0.0628^x)	0.941	3.82	61.06
	N₈	y=342.17/(1+50.82e^-0.0779^x)	0.895	6.66	50.43
	N₁₂	y=356.67/(1+39.58e^-0.0749^x)	0.968	6.68	49.11
	N₁₆	y=383.83/(1+58.29e^-0.0713^x)	0.929	6.84	57.02
	N₂₀	y=389.83/(1+63.12e^-0.0761^x)	0.924	7.42	54.47
	N₂₄	y=341.70/(1+55.54e^-0.0721^x)	0.962	6.16	55.72
2021	N₀	y=279.83/(1+110.34e^-0.0615^x)	0.936	4.30	76.48
	N₈	y=365.96/(1+73.38e^-0.0604^x)	0.975	5.53	71.12
	N₁₂	y=383.39/(1+94.69e^-0.0757^x)	0.993	7.26	60.11
	N₁₆	y=419.24/(1+93.92e^-0.0666^x)	0.949	6.98	68.21
	N₂₀	y=361.05/(1+64.72e^-0.0765^x)	0.999	6.91	54.51
	N₂₄	y=345.31/(1+60.74e^-0.0696^x)	0.991	6.01	59.00

不同施氮水平对耐密宜机收玉米干物质积累与分配的影响

Effects of Different Nitrogen Application Levels on Dry Matter Accumulation and Distribution in Maize with Density Tolerance and Suitable Machine Harvesting

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处理	器官	苗期	拔节期	大喇叭口期	抽雄—吐丝期	灌浆期	成熟期
N₀	叶	67.08	69.20	49.01	22.97	12.66	8.50
	鞘	32.92	30.80	15.35	13.51	8.54	6.04
	茎			35.64	44.32	27.59	20.71
	苞叶				9.19	7.62	3.98
	轴+籽粒				10.00	43.59	60.78
N₈	叶	68.75	59.86	43.56	21.68	11.88	9.16
	鞘	31.25	40.14	17.16	11.93	6.58	4.97
	茎			39.27	36.97	21.92	17.54
	苞叶				11.76	6.05	5.36
	轴+籽粒				17.65	53.57	62.98
N₁₂	叶	66.67	61.98	42.39	19.28	10.83	8.25
	鞘	33.33	38.02	16.83	11.13	6.05	5.47
	茎			40.78	36.68	20.97	20.23
	苞叶				10.66	5.56	3.65
	轴+籽粒				22.26	56.59	65.61
N₁₆	叶	68.43	66.59	41.23	19.78	12.98	8.25
	鞘	31.57	33.41	16.71	11.22	6.40	5.47
	茎			42.06	38.71	22.53	20.23
	苞叶				9.68	5.75	3.65
	轴+籽粒				20.62	52.34	62.40
N₂₀	叶	69.02	62.10	40.75	18.13	11.53	8.98
	鞘	30.98	37.90	16.30	11.59	6.51	5.47
	茎			42.95	39.82	22.77	17.19
	苞叶				9.36	5.22	5.22
	轴+籽粒				21.10	53.97	63.15
N₂₄	叶	69.61	65.22	44.59	22.46	11.16	8.78
	鞘	30.39	34.78	15.92	11.23	6.04	4.58
	茎			39.49	38.69	22.84	19.32
	苞叶				11.23	4.71	3.71
	轴+籽粒				16.38	55.24	63.61

处理	器官	苗期	拔节期	大喇叭口期	抽雄—吐丝期	灌浆期	成熟期
N₀	叶	78.91	68.73	36.21	26.91	13.77	8.07
	鞘	21.09	31.27	18.18	14.10	8.03	5.81
	茎			45.60	47.30	27.13	20.25
	苞叶				7.34	5.05	3.93
	穗轴				4.35	8.98	8.46
	籽粒					37.04	53.48
N₈	叶	70.87	60.88	35.90	25.95	12.11	8.65
	鞘	29.13	39.12	16.59	14.85	7.18	5.67
	茎			47.50	47.60	24.61	16.76
	苞叶				7.58	4.55	3.79
	穗轴				4.03	8.86	8.23
	籽粒					42.69	56.91
N₁₂	叶	73.96	61.63	38.72	25.07	12.82	7.18
	鞘	26.04	38.37	16.46	15.81	7.05	5.75
	茎			44.82	45.05	23.09	18.35
	苞叶				9.06	5.68	3.64
	穗轴				5.01	9.69	8.30
	籽粒					41.68	56.78
N₁₆	叶	69.89	67.30	33.80	24.64	10.91	7.56
	鞘	30.11	32.70	13.79	12.13	7.13	4.34
	茎			52.41	48.49	24.77	18.68
	苞叶				8.59	4.89	3.25
	穗轴				6.16	8.58	7.08
	籽粒					43.72	59.09
N₂₀	叶	60.56	61.84	36.71	26.95	12.01	8.28
	鞘	39.44	38.16	16.31	11.74	7.39	4.84
	茎			46.98	48.52	21.81	18.28
	苞叶				8.66	5.36	3.98
	穗轴				4.12	7.86	8.92
	籽粒					45.57	55.7 0
N₂₄	叶	69.01	64.50	37.33	29.57	13.24	7.53
	鞘	30.99	35.50	20.25	15.03	7.47	4.83
	茎			42.43	44.87	22.88	18.26
	苞叶				6.53	5.71	3.57
	穗轴				4.00	8.67	8.55
	籽粒					42.03	57.26

年份	处理	叶			鞘			茎			苞叶
年份	处理	转运量/ (g/株)	转运率/ %	贡献率/ %	转运量/ (g/株)	转运率/ %	贡献率/ %	转运量/ (g/株)	转运率/ %	贡献率/ %	转运量/ (g/株)	转运率/ %	贡献率/ %
2020	N₀	7.67	27.06	5.88	2.00	11.98	1.53	4.34	7.93	3.33	1.67	14.71	1.28
	N₈	11.67	27.14	6.04	6.67	28.17	3.45	13.33	18.18	6.90	5.00	21.43	2.59
	N₁₂	13.33	32.52	6.39	5.00	21.13	2.40	14.00	17.95	6.71	10.33	45.59	4.95
	N₁₆	15.33	32.62	7.25	5.67	21.25	2.68	14.33	15.58	6.78	9.00	39.13	4.26
	N₂₀	5.67	13.93	2.61	4.67	17.95	2.15	22.33	25.00	10.30	0.67	3.19	0.31
	N₂₄	18.00	37.50	9.37	8.33	34.72	4.34	16.67	20.16	8.68	11.33	47.22	5.90
2021	N₀	10.42	31.57	6.96	1.03	5.96	0.69	1.33	2.30	0.89	-1.99	-22.11	-1.33
	N₈	9.13	22.39	4.39	2.59	11.09	1.24	13.47	18.01	6.47	-1.95	-16.35	-0.93
	N₁₂	15.82	36.52	7.27	5.27	19.28	2.42	7.55	9.69	3.47	1.70	10.83	0.78
	N₁₆	12.30	27.95	4.96	3.47	16.02	1.40	8.27	9.55	3.34	1.71	11.15	0.69
	N₂₀	16.77	35.94	8.34	2.86	14.08	1.42	18.00	21.43	8.95	0.63	4.18	0.31
	N₂₄	19.26	42.55	9.74	6.33	27.52	3.20	5.62	8.19	2.84	-2.33	-23.27	-1.18

年份	处理	百粒重/g	生物产量/(kg/hm²)	经济产量/(kg/hm²)	收获指数
2020年	N₀	24.54b	18230.00c	11900.15c	0.65a
	N₈	28.10ab	25662.50bc	15219.15b	0.59cd
	N₁₂	29.52ab	26750.00ab	15948.99ab	0.60c
	N₁₆	31.90a	28787.50ab	16592.35ab	0.58d
	N₂₀	32.76a	29237.50a	17314.50a	0.59cd
	N₂₄	30.90a	25627.50ab	15845.36ab	0.62b
2021年	N₀	26.33c	20987.25c	11785.78b	0.56b
	N₈	29.61bc	27446.75b	17518.37a	0.64ab
	N₁₂	36.75a	28754.25ab	18420.86a	0.64ab
	N₁₆	34.02ab	31443.50a	18526.47a	0.59ab
	N₂₀	32.47ab	27078.50b	18275.04a	0.68a
	N₂₄	28.69bc	25898.00b	16876.97a	0.65ab

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