土壤不同氮素水平对玉米光合特性影响的初步研究

不同施氮方式对玉米壤质草甸土土壤pH及全氮磷钾含量的影响董环1，刘慧颖1，韩瑛祚1，安景文1，娄春荣1（1.辽宁省农业科学院环境资源与农村能源研究所, 辽宁沈阳 110161 ）摘要：本试验测定了越冬前后耕层土壤的pH值、全氮、全磷和全钾的变化，分析了氮素优化减量、秸秆还田和缓控释尿素的应用对耕层土壤pH值和全氮磷钾的变化趋势。

结果显示：季节性冻融和冬季雨雪作用能够提高耕层土壤的pH值，降低耕层土壤的氮素含量，由于玉米根系泌钾和微生物矿化作用的双重作用，耕层土壤全钾含量有明显增加；秸秆还田能够提高氮磷钾的有效性和流动性，改善土壤供肥能力，促进玉米吸收养分；缓控释尿素能够持续降低耕层土壤的pH值，促进磷素的吸收。

关键词：pH；全氮；全磷；全钾；土壤0引言当前氮肥投入日益增多，氮素利用率低，造成经济和资源浪费，给人类生存环境也带来巨大风险。

以往对土壤全氮磷钾的研究多以长期定位试验为主，分析不同年份间的全氮磷钾的变化趋势[1]-[4]；或着重研究采用不同的施氮方式、施氮数量、施肥配比、管理措施、肥料种类等来提高氮素的利用率[5]，关于季节性冻融对土壤pH值和土壤全氮的影响研究鲜见报道。

本研究采用不同的施氮方式，通过分析对比不同方式下耕层土壤的pH值、全氮磷钾的变化趋势，探讨不同的施氮方式对耕层土壤pH值、全氮磷钾的影响机理。

以期为农业生产中氮素的优化减量施用和新型肥料的推广应用提供理论依据。

1材料与方法1.1试验地点试验于2009年布置在辽宁凌海市农业技术推广中心科技示范场，位于凌海市新庄子镇曹家村。

供试土壤为耕型壤质草甸土，2008年11月采取基础土样，耕层土壤化学性质描述如下表1：表1 耕层土壤化学性质描述表Table 1 Chemical properties of topsoil土壤层次全氮N(%)全磷%全钾%有机质%pH风干水份硝态氮(mg/kg)铵态氮(mg/kg)速磷(mg/kg)速钾(mg/kg)0-20cm 0.141 0.098 2.219 2.270 7.1 2.200 30.34 0.70 55.900 1771.2试验设计试验采用随机区组设计，共设5个处理，每个处理3次重复，每一个小区面积为30.8平方米。

氮素水平对植物光合作用的影响唐辉（浙江农林大学亚热带森林培育国家重点实验室培育基地临安 311300）摘要：从氮素对植物叶片叶绿体结构、叶绿体色素含量、光合参数、叶绿素荧光参数的影响，氮素水平与叶片含氮、磷量、叶片氮含量与叶绿素含量、光合速率与叶片氮含量之间的相关性分析,探讨氮素对植物光合作用的影响，介绍了植物氮素营养研究的进展。

关键字：氮素；光合速率；叶绿体；叶绿素氮素是调控植物叶片光合能力的最有效因子之一，适量施用氮肥可增加叶片含氮量, 提高叶片的光合速率, 延缓叶片光合功能的衰老进程。

氮素是调控植物叶片光合能力的最有效因子之一，影响了光合作用的各个环节，包括影响叶片叶绿素含量、光合速率、暗反应主要酶活性以及光呼吸等，直接或间接影响着光合作用。

适量施用氮肥可增加叶片含氮量，提高叶片的光合速率，延缓叶片光合功能的衰老进程。

Makino A等[1]研究发现叶片中超过一半的氮被分配到光合器官。

Field等[2]、Sage等[3]、Walcroft等[4]的研究还发现植物的光合能力和单位叶面积上氮的含量是相关的。

1 对叶片叶绿体超微结构的影响高等植物在捕获的光能超过其光合作用所需要的能量时，过多的能量会以非光化学猝灭（qN）形式耗散掉，以保护光合机构免遭破坏[5]叶片吸收的过剩光能还以体内分子氧吸收的形式得以消耗，这种形式的直接结果是导致各种活性氧分子(ROS)的大量产生[6]，并直接引起细胞膜系统的伤害及膜脂的过氧化，甚至导致细胞的死亡[7]。

郭卫东等[8]研究的电镜结果直观地反映了这一变化历程，缺氮处理条件下，佛手叶片叶绿体内的基质区域肿大，片层结构疏松，片层间隙严重；极度缺氮处理中叶绿体结构进一步恶化，大部分的叶绿体出现肿胀，片层结构疏松，导致细胞质出现泡化，叶绿体外膜消解，片层结构紊乱并散乱地分布在胞质中。

2 对叶绿体色素含量的影响氮素与光合作用具有密切关系，叶片氮含量影响叶片中光合色素含量和核酮糖1,5-二磷酸羧化酶（Rubisco）的含量和活性。

2023学年第一学期高中生物学教学质量调研试卷考生注意：1．本场考试时间100分钟。

试卷共8页，满分100分，答题纸共2页。

2．作答前，在答题纸正面填写姓名、准考证号。

将核对后的条形码贴在答题纸指定位置。

3．所有作答务必填涂或书写在答题纸上与试卷题号对应的区域，不得错位。

在试卷上作答一律不得分4．用2B铅笔作答选择题、编号选填题，用黑色字迹钢笔、水笔或圆珠笔作答其他题。

一、土壤氮量与植物生理（19分）1.玉米是重要的粮食产物，土壤氮量作为化学信号会影响玉米的代谢和发育。

图1示不同浓度的NO3-对玉米根部细胞中生长素合成基因（M）部分碱基序列的影响。

（1）植物细胞中含有氮元素的化合物包括：__________（编号选填）①脱氧核糖核酸②纤维素③ATP④ATP合酶（2）欲研究M基因的表达情况，可检测细胞内是否存在相应的（）A.M基因B.mRNAC.tRNAD.rRNA（3）据图1及所学知识推测，土壤氮条件对玉米根部细胞的影响是（）A.氮含量差异改变了M基因的碱基序列B.低氮条件改变了遗传信息的传递方向C.高氮条件抑制了M基因的转录D.低氮条件和生长素对根的生长具有协同作用研究小组通过大田试验，研究某种玉米在不同种植密度、不同施氮水平下叶片的光合作用能力。

种植密度：87000株/hm2（D1）；99000株/hm2（D2）；施氮水平：不施氮组(N0)；高氮组360kg/hm2(N360)；检测方法：在叶表面安装可检测CO2气体量变化的仪器。

在晴朗天气条件下实验并处理数据，玉米叶片的净光合速率（P n）如图2所示。

（4）玉米的光合作用离不开ATP的参与，以下相关说法正确的是（）A.低温会破坏ATP合酶结构，从而降低光合速率B.ATP合酶的作用与类囊体膜内外的H+浓度差有关C.固定CO2时，需要ATP提供能量D.三碳化合物的还原需要ATP合酶的驱动（5）欲获得不同条件下玉米的光合速率，本实验设计中可检测并记录的数据有（）A.检测白天CO2的吸收速率，得到净光合作用速率B.检测白天CO2的吸收速率，得到总光合作用速率C.检测白天O2的释放速率，得到净光合作用速率D.检测夜间CO2的释放速率，得到呼吸作用速率（6）下列能说明种植密度与净光合速率关系的实验组合是（）A.N0D1和N0D2B.N0D2和N360D2C.N360D1和N360D2D.N0D1和N360D1（7）研究者欲增加施氮水平为180kg/hm2的低氮组（N180），基于上述资料和研究，预测该组实验的结果更接近_________________（N0/N360）组实验，分析产生该现象的原因。

27年 月总第 期2016 5 36高效施肥不同控氮比对春玉米产量、效益及氮肥利用率的影响摘要：通过田间试验，研究相同氮肥用量条件下，不同比例包膜控释尿素( CRU ) ( 100%、75%、60%、45%、30% )与普通尿素混合施用对春玉米产量、经济效益及氮肥利用率的影响。

结果表明，随着控释氮肥施用比例的增加玉米籽粒产量、生物产量及肥料利用率均呈现先增加后降低的趋势。

与100%普通尿素一次性基施相比，45%－75% CRU 与普通尿素配比的处理玉米增产幅度及效益较高；各配比处理平均增加氮肥农学效率3.6－6.5 公斤/公斤，增加氮肥利用率3.1%－14.9%。

其中哈尔滨地区以60% CRU 处理玉米产量效益最高，增产13.2%，增效103.6元/亩，双城地区以75% CRU 处理玉米产量效益最高，增产12.9%，增效93.5元/亩。

在黑龙江省早春冷凉的气候条件下，玉米生产不宜施用100%控释尿素，应将控释尿素比例控制在45%－75%，以达到高产高效的目的。

关键词：控释氮肥；春玉米；产量；氮肥利用率姬景红 李玉影 刘双全 佟玉欣(黑龙江省农业科学院土壤肥料与环境资源研究所，黑龙江省土壤环境与植物营养重点实验室，哈尔滨 150086 )氮肥是玉米生长发育过程中需求量最多的营养元素。

不合理的氮肥施用不但降低了氮素利用率，同时也增加了成本投入，造成环境污染[1-2]。

控释尿素与普通尿素相比，可以控制氮素的释放速率，提高氮肥利用效率[3-4]，增加作物产量[5-6]，因此，控释肥料已成为世界肥料研究的热点[7]，也是肥料产业的发展方向[8]。

然而由于生产工艺及原材料等原因，控释肥的价格偏高，生产中若完全施用控释肥，会影响经济效益。

而速效肥料与控释肥混合施用在理论上可以满足玉米对氮素的需求，是一条降低施肥成本的重要途径，已经成为大田玉米生产中推广应用的一个方向[9]。

科学合理搭配控释尿素比例可以充分发挥不同特点肥料的最佳效率，达到增产、节肥和省工的效果[10]。

玉米是我国的重要粮食、饲料加工和工业原料作物，在国民经济发展和人民生活中占有重要的地位。

在耕地面积减小，资源约束加大，生态环境恶化的情况下，要发展粮食生产，保障国家粮食安全,就必须依靠科技的力量，提高单产是满足未来玉米需求的根本途径。

氮是植物生长发育中最重要的元素，以施肥的方式补充土壤氮是实现作物高产优质的有效措施之一。

为此，本文就氮肥对玉米生长及生理特性的影响进行综述,以期为大面积提升玉米的产量及持续高产提供理论参考与技术支撑.一、氮素对玉米农艺性状的影响玉米在生长周期中易感氮不足,被称为氮指示植物,玉米农艺性状受氮肥影响明显.如果缺氮，将表现植株细弱,叶色黄绿,底部叶片逐渐向上变黄干枯，雄穗发育延迟或雌穗不能发育，成穗少,粒少,产量明显下降.当氮肥供应充足时，植株枝叶繁茂，躯体高大。

当然,过量施氮肥也会对植物生长发育造成负面影响,如植株徒长、根冠比小、营养生长过剩而影响生殖生长等.周晓舟和唐创业研究了氮磷钾对秋玉米农艺性状和植株养分的影响,认为施氮极显著增加了秋玉米的株高、穗位高、茎粗、全氮量和全磷量.宋朝玉等研究也认为，氮肥对增加株高、茎粗、穗长、行粒数、穗粒数、千粒重有显著的作用。

根系形态对氮的吸收显得尤为重要。

已有研究表明，增加氮的供应对根系生长的影响可能表现为促进、抑制作用。

当氮素缺乏时，相对较多的光合产物被根系利用，形成较大的根系,以便吸收更多的氮素，在高氮供应条件下，根系的生长量降低，从而降低其对深层养分、水分利用的能力。

对氮利用效率具有显著差异的两份玉米自交系进行研究，比较它们在不同氮水平下根系形态的动态变化以及对氮的反应。

结果表明,在氮素胁迫下，苗期根系形态直接与氮效率相关,它对氮素的高效吸收具有重要作用。

陈范骏等研究表明，西玉3号在低氮条件下，在苗期即建立了强大的根系,有利于增强全生育期氮素的吸收，因而表现出高效特性；而高光效1号的情况相反,在高氮条件下具有强大的根系,全生育期大量地吸收氮素，因而表现出高产特性。

施氮量对玉米光合特性及灌浆特性的影响作者：蒙彦宇景艳杰周印富来源：《农学学报》2022年第08期摘要：為了在种植高效型玉米品种时能够更合理的施用氮肥，提高氮肥利用效率，本试验以低氮高效型玉米品种‘京农科728’和高氮高效型玉米品种‘先玉335’为供试材料，设置5个氮肥处理：N1（120 kg/hm2），N2（180 kg/hm2），N3（240 kg/hm2），N4（300 kg/hm2），NCK（360 kg/hm2，本地大田生产施氮量），测定光合特性和籽粒灌浆特性相关数据。

结果表明：‘京农科728’在N2处理下拔节期和灌浆期的光合速率较NCK高，差异达显著水平；拔节期蒸腾速率较NCK高，差异达显著水平；抽雄吐丝期的细胞间二氧化碳浓度较NCK低，差异达显著水平。

‘先玉335’在N4处理下的抽雄吐丝期的光合速率、蒸腾速率、气孔导度皆显著高于NCK；在灌浆期的光合速率显著高于NCK；在抽雄吐丝期和灌浆期的细胞间二氧化碳浓度显著低于NCK。

‘先玉335’的灌浆速率在N4处理下显著高于NCK。

因此‘京农科728’施氮量在180 kg/hm2（N2）左右最为适宜；‘先玉335’施氮量在300 kg/hm2（N4）左右最为适宜。

关键词：玉米；施氮量；冀东地区；光合特性；籽粒灌浆特性中图分类号：S513文献标志码：A论文编号：cjas2020-0215Nitrogen Application Rate： Effects on Photosynthetic Characteristics and Grain Filling Characteristics of MaizeMENG Yanyu1， JING Yanjie2， ZHOU Yinfu1（1Hebei Normal University of Science and Technology， Qinhuangdao， 066600， Hebei，China； 2Yutian Agricultural and Rural Bureau， Tangshan 064100， Hebei， China）Abstract： To apply nitrogen fertilizer more reasonably and improve nitrogen use efficiency in planting highefficiency maize varieties， low-nitrogen and high-efficiency type maizevariety‘Jingnongke 728’and highnitrogen and high-efficiency type maize variety‘Xianyu 335’were used as materials， five nitrogen treatments were set up： N1（120 kg/hm2）， N2（180kg/hm2）， N3（240 kg/hm2）， N4（300 kg/hm2）， and NCK （360 kg/hm2， nitrogenapplication rate in local field production）. The photosynthetic characteristics and grain filling characteristics of the two maize varieties were measured in this experiment. The results showed that the photosynthetic rate of‘Jingnongke 728’under N2 treatment at jointing stage and filling stage was significantly higher than that under NCK， and the transpiration rate at jointing stage was significantly higher than that under NCK， the intercellular carbon dioxide concentration at the tasseling stage was lower than that under NCK， and the difference was significant. The photosynthetic rate， transpiration rate and stomatal conduc tance of‘Xianyu 335’under N4 treatment were significantly higher than those under NCK at the silking stage， and the photosynthetic rate was significantly higher than that under NCK at the filling stage. The intercellular carbon dioxide concentration during tasseling and filling stage was significantly lower than that under NCK. The grain-filling rate of‘Xianyu 335’under N4 treatment was significantly higher than that under NCK. Therefore，the optimum nitrogen application rate of‘Jingnongke 728’is about 180 kg/hm2（N2），and that of‘Xianyu 335’is about 300 kg/hm2（N4）.Keywords： maize； nitrogen application rate； eastern Hebei Province； photosynthetic characteristics； grain filling characteristics0引言玉米是中国主要的粮食作物，同时也是重要的经济作物和能源作物。