【摘 要】
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氮素（N）作为玉米生长必需的大量营养元素之一,是限制植株生长发育及产量形成的关键因子。近年来,氮肥的大量施用对全球玉米产量的增加确实发挥了重要作用,但同时也促使了农业生产成本的增加,并导致作物营养水平下降、土壤肥力降低、水源污染、土壤酸化和大气层被破坏等一系列环境问题,究竟氮肥施加量为多少才既能保证玉米高产稳产的同时,也可以保证其籽粒品质最为优异,这是一个值得研究的科学问题。本研究在2018和20
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氮素（N）作为玉米生长必需的大量营养元素之一,是限制植株生长发育及产量形成的关键因子。近年来,氮肥的大量施用对全球玉米产量的增加确实发挥了重要作用,但同时也促使了农业生产成本的增加,并导致作物营养水平下降、土壤肥力降低、水源污染、土壤酸化和大气层被破坏等一系列环境问题,究竟氮肥施加量为多少才既能保证玉米高产稳产的同时,也可以保证其籽粒品质最为优异,这是一个值得研究的科学问题。本研究在2018和2019两年间,以糯玉米晋糯20（JN20）和晋单糯41（JDN41）两个玉米品种为试验材料,在大田环境下,设置不同施氮处理,研究施氮量对糯玉米植株的农艺性状、光合特性、产量、氮代谢和籽粒营养品质的影响。主要结果如下:1.糯玉米开花期,在一定施氮范围内,糯玉米株高、茎粗和棒三叶叶面积随施氮量的增加而增加;灌浆期糯玉米棒三叶叶片的SPAD值和净光合速率在授粉15 d后逐渐降低,而增加氮肥施用量能够在一定程度上增加叶片持绿时间,减缓叶片净光合速率下降速度;施氮量的提高还会导致两个糯玉米品种行粒数和百粒干重的显著增加,并且JN20穗长逐渐增大,秃尖长无明显变化,JDN41则是秃尖长度逐渐减小,穗长无明显变化。最终JN20在N2(240 kg·hm-2)处理下,各农艺性状达到最大值,而JDN41除株高、茎粗和棒三叶叶面积在N3(360 kg·hm-2)处理下达到最大值,其余性状也在N2处理下为最大值。2.糯玉米灌浆期植株地上部和根系生物量、氮素积累量随时间推进逐渐下降,而籽粒生物量和氮素积累量逐渐升高。在一定施氮范围内糯玉米各部位生物量随施氮量的增加而增加,并且与低氮处理相比,提高施氮量会减少地上部和根系向籽粒的氮素转运量。最终随施氮量的增加,糯玉米产量也随之升高,并在N2(240 kg·hm-2)处理下,达到最大值。提高氮肥施加量可以显著提高两个糯玉米品种JN20和JDN41籽粒中NR和GS的活性。3.两糯玉米品种在两年间授粉后15 d至35 d这段时间内,植株氮收获指数、氮素转运率、贡献率、氮素利用效率、氮肥偏生产力和氮肥农学利用效率均基本表现出随时间推进而逐渐升高的变化趋势;氮素吸收效率则在授粉15 d后逐渐增加,并在授粉30 d时达到最大值。在不同施氮处理下,氮素吸收效率、氮肥偏生产力和氮肥农学利用效率在糯玉米灌浆期均随氮肥施加量的提高而降低;糯玉米氮素转运率和贡献率在灌浆期基本表现出随施氮量的升高先降低后升高的变化趋势;而氮收获指数和氮素利用效率仅在灌浆后期表现为随施氮量的升高而降低。4.糯玉米在授粉15 d后,籽粒中清蛋白、球蛋白、可溶性糖和赖氨酸等含量随时间推进逐渐降低,醇溶蛋白、谷蛋白、总蛋白和亚硝酸盐等含量则会随籽粒成熟而逐渐积累。并且在一定施氮量范围,籽粒中清蛋白、醇溶蛋白、谷蛋白、总蛋白、可溶性糖和赖氨酸等含量均随施氮量的增加而增加,而在过量施氮后反而不再有显著增长,甚至还会有一定程度的下降,而亚硝酸盐含量与氮肥施加量呈显著正相关。5.糯玉米随籽粒逐渐成熟其中总淀粉、支链淀粉和直链淀粉的含量也随之增长,并且支链/总淀粉的比值一直维持在一个较为稳定的范围内。在一定施氮范围内糯玉米JN20和JDN41籽粒中总淀粉、支链淀粉含量和支链淀粉/总淀粉的比值表现出随施氮量的提高而逐渐增大的变化趋势,而直链淀粉含量则随施氮量的升高而降低。糯玉米灌浆期籽粒AGPase、SSS和SBE活性随时间推进,表现出先上升后下降的单峰变化曲线,并基本在授粉后20 d时三种酶的活性均达到峰值;GBSS和DBE活性在授粉15～35 d这一时间段内逐渐下降。在一定施氮范围内,糯玉米籽粒中AGPase、SSS、SBE和DBE活性随施氮量的增加而增加,而过量施氮并未继续显著增加这些酶的活性;与它们表现相反的是GBSS活性,其随施氮量的升高而逐渐下降。6.糯玉米灌浆期JN20籽粒花青素含量随籽粒成熟积累量逐渐增加,而合成速率逐渐下降。且在一定施氮范围内,籽粒花青素积累量随施氮量的升高而升高,并在N2(240kg·hm-2)处理下达到最大值。糯玉米JN20籽粒中PAL、F3H和DFR活性相比于灌浆前期,在灌浆期后期活性增强,ANS和UFGT活性则降低。在不同施氮处理下PAL、DFR和UFGT活性在灌浆前期随施氮量的升高而升高,在灌浆后期则表现相反;F3H活性在前期N1(120 kg·hm-2)处理下最高,后期又以N0(0 kg·hm-2)处理下最高。
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