不同玉米品种光合及氮素利用效率响应施氮量的差异研究

巴晓兰

一、研究内容

1、氮肥差异情况下的玉米光合特点

通过实验在四个氮肥梯度下研究两种不同类型玉米的叶面积指数、透光率、也绿树荧光参数等光合指标，分析在氮肥差异情况下的玉米光合特点以及光合效率变化。

2、氮肥差异情况下的玉米氮素利用率变化

通过实验在四个氮肥梯度下研究两种不同类型玉米的干物质分配情况、干物质积累量以及含氮量等数据指标，分析在氮肥差异情况下的玉米生长过程中的干物质积累变化情况以及氮素利用率变化情况。

3、氮肥差异情况下的玉米形态特征

通过实验在四个氮肥梯度下研究两种不同品种玉米的株高、叶夹角、穗位高等数据指标，分析在氮肥差异情况下不同品种玉米的生长形态特征。

二、实验设计

实验于温带半湿润气候的西部平原进行，采用裂区设计方法，每个小区实验设定为40m2，设置四个氮肥梯度水平：0（下文用N0表示，下同）、150（N150）、225（N225）、300（N300），另外选用两种不用品种的玉米作为实验材料：1.正大12，属半紧凑型品种，长成后玉米株型较为紧凑，叶面积较大。2.郑丹958，属紧凑型品种，植株上部叶片较为挺直，角度较小，叶片面积较小。种植行间距为60cm、株距为25cm。测定以下数据：第一，株高与穗位高。在每个区域内部选出10株较为生长良好的植株测定穗位高以及株高。第二，光合参数。在每个区域内部选出5株长势健壮并且无病虫害的植株，在各个喇叭口期以及吐丝期前后，与上午10：00左右利用光合仪测定玉米叶片的净光合速率以及蒸腾速率。

三、结果与分析

1、氮肥差异情况下不同玉米品种的净光合速率差异

据相关数据显示，玉米的净光合速率（由Pn表示，下同）可以表现出玉米呼吸作用与光合作用的综合强度，（图中B表示为大喇叭口期、C表示为吐丝期、D表示为吐丝后2周、E表示为吐丝后3周、G表示为成熟期，下同）两种不同种类的玉米在吐丝期的光合速率明显下降，并且正大12品种从整个生长时期来看明显高于郑丹958品种，但是郑丹958品种的下降幅度较小，这也说明半紧凑类型的玉米品种在灌浆期的净光合速率大于紧奏型玉米品种在灌浆期的净光合速率，当增加氮肥之后，两种不同类型玉米品种在吐丝期之后的净光合速率均有所提高，而且在不同时期、不同施肥水平下的两个玉米品种所表现出的净光合速率稍有不同，属于半紧凑型正大12的净光合速率随着氮肥施用量的增加呈现出先增加后降低的趋势，并且在N225的处理措施下获得最高的净光合速率;而属于紧凑型郑丹958的净光合速率与氮肥施用量成正比，此种现象表明半紧凑型的玉米品种在氮肥施用量较高时会对净光合速率产生负面影响，而紧凑型的玉米品种不会在氮肥施用较高的情况下出现净光合速率降低的现象。

2、氮肥差异情況下不同玉米品种的蒸腾速率差异

据相关数据显示，在进入吐丝期之后，两种不同类型的玉米蒸腾速率（由Tr表示，下同）均有所下降，与属于紧凑型玉米品种的郑丹958相比，属于半紧凑型品种玉米正大12所表现出的蒸腾速率较高，而且在生育期所出现的下降幅度也较为明显，此种情况说明属半紧凑品种的玉米比紧凑型的玉米在灌浆时期的蒸腾速率较为旺盛。当施加氮肥之后，属于半紧凑型的正大12的蒸腾速率随着氮肥施用量增加呈现出先增加后降低的趋势，并且在N225时获得蒸腾速率的最大值;而属于紧凑型的郑丹958的蒸腾速率与施肥量成正比，此种现象说明属于半紧凑型的玉米品种在氮肥施用较高情况下的蒸腾速率会弱，而属于紧凑型玉米品种不会出现此种现象，表现较好。

四、氮肥差异情况下的不同类型玉米的氮素利用率

由相关数据显示，在N300处理时，正大12氮素利用率为29.52%、氮素获取指数为8.52、氮肥农学效率为0.572;在N225处理时，正大12氮素利用率为35.32%、氮素获取指数为11.99、氮肥农学效率为0.598;在N150处理时，正大12氮素利用率为29.45%、氮素获取指数为6.79、氮肥农学效率为0.645。在N300处理时，郑丹958氮素利用率为32.10%、氮素获取指数为6.95、氮肥农学效率为0.593;在N225处理时，正大12氮素利用率为35.65%、氮素获取指数为8.22、氮肥农学效率为0.595;在N150处理时，正大12氮素利用率为31.01%、氮素获取指数为8.98、氮肥农学效率为0.597。当在田间施用氮肥时会玉米的氮素收获指数产生影响，但是数据差异并不明显，并且当增加氮肥含量时会对氮肥利用率产生较为明显的影响，主要变现为在氮肥存在差异的情况下，不论紧凑型品种玉米还是半紧凑型品种玉米都会呈现出随着氮肥施用量增加首先升高然后降低的趋势。氮农学效率指的是对玉米进行施氮处理与不施氮处理出现的产量差与总共施氮量的比值，可以成为反应增产情况的数据指标。属于半紧凑型玉米品种的正大12氮农学效率的会随着施肥量的增加出现先增加后上升的趋势，并且在N225时获得最大值;而属于紧凑型玉米的郑丹958的农学利用效率与施肥量成反比，此种现象表明使用较少的氮肥便可以保证属于紧凑型玉米的氮素利用率以及农学利用效率处于较高水平，而增加氮肥含量反而会使得其氮素利用率降低，造成不必要的浪费。

五、氮肥差异情况下玉米形态特征变化

1、氮肥差异情况下不同品种玉米株高变化

据有关数据显示，两种不同的玉米品种的株高均在吐丝期处于最大值，并且玉米的株高与氮肥成正比，在玉米拔节期，名为正大12的玉米品种在增加氮肥含量后，株高均有所增加，N150增加了约5%、N225增加了约7%、N300增加了约16%;而名为郑丹958，在N150增加了约10%、N225增加了约14%、N300增加了约25%;在大喇叭口期正大12在N150增加了约3%、N225增加了约6%、N300增加了约8%，郑丹958在N150增加了约3%、N225增加了约8%、N300增加了约12%;在吐丝时期，株高差异变化较小。此种数据差异表明氮肥可以增加玉米的株高，并且紧凑型郑丹958玉米品种在施氮肥后株高增加幅度明显大于半紧凑型正大12玉米品种。

2、氮肥差异情况下不同玉米品种的穗位高变化

据相关数据显示，属于紧凑型玉米品种的郑丹958的穗位高比半紧凑型玉米品种的正大12略高，并且当有意增加氮肥用量时，两种不同品种类型玉米穗位高并无较大变化，此种情况表明，玉米的穗位高不受氮元素影响。

（作者单位：166544黑龙江省肇源县三站镇农业综合服务中心）