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基本信息
- 項(xiàng)目名稱(chēng)：
- 水氮耦合對(duì)玉米根系生長(zhǎng)及水氮利用效率的影響
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類(lèi)：
- 生命科學(xué)
- 大類(lèi)：
- 自然科學(xué)類(lèi)學(xué)術(shù)論文
- 簡(jiǎn)介：
- 本試驗(yàn)于2009年6月~2010年10月在河南科技大學(xué)農(nóng)學(xué)院教學(xué)試驗(yàn)基地進(jìn)行，設(shè)置了6種水氮處理，于玉米關(guān)鍵生育時(shí)期采用立體采樣法采集了根系樣品，并在成熟期測(cè)定了玉米各器官含氮量。 創(chuàng)新之處：1.在大田條件下研究水氮耦合，特別是夏玉米生育后期水氮耦合在垂直與水平兩個(gè)方向上對(duì)玉米根系生長(zhǎng)動(dòng)態(tài)的綜合影響。2.從根系形態(tài)與時(shí)空分布角度分析不同水氮耦合處理下夏玉米水氮利用效率差異。
- 詳細(xì)介紹：
- 玉米是我國(guó)重要的糧食作物，水氮耦合是玉米生產(chǎn)中的重要管理措施。本試驗(yàn)結(jié)合豫西玉米生產(chǎn)實(shí)際，圍繞水氮利用效率低的問(wèn)題，按照“以水調(diào)肥，以肥調(diào)水”的理念，探討水氮耦合及后期施氮對(duì)玉米根系生長(zhǎng)動(dòng)態(tài)、水氮利用效率和產(chǎn)量的影響，以期為水氮調(diào)控及高效利用提供科學(xué)依據(jù)和技術(shù)參考。 本試驗(yàn)于2009年6月~2010年10月在河南科技大學(xué)農(nóng)學(xué)院教學(xué)試驗(yàn)基地進(jìn)行，設(shè)置了6種水氮處理，于玉米關(guān)鍵生育時(shí)期采用立體采樣法采集了根系樣品，并在成熟期測(cè)定了玉米各器官含氮量。 創(chuàng)新之處：1.在大田條件下研究水氮耦合，特別是夏玉米生育后期水氮耦合在垂直與水平兩個(gè)方向上對(duì)玉米根系生長(zhǎng)動(dòng)態(tài)的綜合影響。2.從根系形態(tài)與時(shí)空分布角度分析不同水氮耦合處理下夏玉米水氮利用效率差異。3.綜合考慮高產(chǎn)、節(jié)本、增效、生態(tài)、安全，兼顧水氮利用效率和產(chǎn)量的提高
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作品專(zhuān)業(yè)信息
撰寫(xiě)目的和基本思路
- 撰寫(xiě)目的： 提高旱作農(nóng)業(yè)水氮資源利用效率，探討在不同生育時(shí)期施氮肥和水分耦合條件下玉米通過(guò)根冠協(xié)調(diào)提高水氮利用率的可能機(jī)制。 基本思路： 本實(shí)驗(yàn)采用大田實(shí)驗(yàn)方法，分析得到： 一、水氮耦合對(duì)夏玉米根系生長(zhǎng)的影響 1、水氮耦合對(duì)夏玉米根長(zhǎng)密度的影響 2、水氮耦合對(duì)夏玉米根干重密度的影響 二、水氮耦合對(duì)夏玉米水氮利用效率的影響 三、水氮耦合對(duì)夏玉米產(chǎn)量的影響
科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處
- 科學(xué)性： 水分和氮肥是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)最為重要的兩大投入要素，也是可以調(diào)控的兩大重要技術(shù)措施。 先進(jìn)性： 長(zhǎng)期以來(lái)，在大田條件下進(jìn)行水氮耦合對(duì)玉米根系生長(zhǎng)影響的研究較少。 獨(dú)特之處： （1）特別是夏玉米生育后期水氮耦合在垂直與水平兩個(gè)方向上對(duì)玉米根系形態(tài)與功能的綜合影響。 （2）從根系形態(tài)與功能空間分布角度分析不同水氮耦合處理下夏玉米水氮利用效率差異。
應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義
- 農(nóng)田水肥資源缺失與水肥利用率低造成的資源浪費(fèi)與環(huán)境污染普遍共存，而水氮耦合是提高作物對(duì)水和氮肥的利用效率, 節(jié)約水、氮資源和防止生態(tài)環(huán)境污染的重要環(huán)節(jié)。本研究通過(guò)“以水調(diào)肥，以肥調(diào)水”，為水氮綜合利用與調(diào)控提供科學(xué)依據(jù)，對(duì)玉米水分和氮素的協(xié)調(diào)，實(shí)現(xiàn)水氮綜合高效利用和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重大意義，符合目前我國(guó)建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)的要求。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 摘要：在大田條件下，研究了水氮處理對(duì)玉米根系生長(zhǎng)分布及水氮利用效率的影響，結(jié)果表明：玉米根長(zhǎng)密度(RLD)與根干重密度(RDWD)均有明顯的時(shí)空變化。隨著生育進(jìn)程，玉米R(shí)LD和RDWD均先升高后降低，峰值出現(xiàn)在吐絲后20d。在垂直方向上，隨著土層的加深，行中玉米R(shí)LD和RDWD呈不斷降低趨勢(shì)；而行間玉米R(shí)LD和RDWD先升高后降低，峰值均出現(xiàn)在10-20cm土層。水氮處理對(duì)玉米R(shí)LD和RDWD時(shí)空變化都有著明顯影響。灌溉和后期補(bǔ)氮處理明顯提高了玉米生育后期行中和行間RLD和RDWD，延緩了根系的衰老。灌水處理提高了玉米氮肥利用率、氮收獲指數(shù)和氮素吸收效率，但降低了水分利用率，施氮肥提高了水分利用率，而后期補(bǔ)氮明顯提高了玉米氮肥利用率、氮收獲指數(shù)和氮素吸收效率，顯著提高了產(chǎn)量。 關(guān)鍵詞：水氮耦合 玉米 根系分布 水利用效率 氮肥利用率
獲獎(jiǎng)情況
- 無(wú)
鑒定結(jié)果
- 無(wú)
參考文獻(xiàn)
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同類(lèi)課題研究水平概述
- 作物根系與地上部是一個(gè)相互依賴(lài)、相互作用的統(tǒng)一體，根系的生長(zhǎng)發(fā)育狀況和地上部的生長(zhǎng)發(fā)育狀況息息相關(guān)。玉米根系和地上部生物量之間、根長(zhǎng)和地上部生物量、根系干重與綠葉面積之間存在顯著相關(guān)。同時(shí)，水肥條件也是影響玉米根系生長(zhǎng)的重要條件，不同的水肥處理對(duì)玉米根系的形態(tài)建成與功能的發(fā)揮亦有不同影響。研究表明在漬澇條件下．根系主要集中在表土層，單株根系干重較小，最大日增量在大喇叭-吐絲階段．最大日減量在吐絲后15天至成熟階段，而在干旱條件下，根系下扎速度較快且較深，深層土壤根量分布較多，衰減緩慢，玉米單株根系干重較大．且增加較快，最大日增根量在拔節(jié)-大喇叭口階段，最大日減根量在吐絲-吐絲后15天。施氮對(duì)根的生長(zhǎng)有局部刺激作用，局部增施氮肥能夠改變根的生長(zhǎng)。牟金明等認(rèn)為底施氮肥增加了地上及0～40 cm土層玉米根系干重。王啟現(xiàn)等研究表明施氮增加了0～130cm土層中根系干重、長(zhǎng)度、根長(zhǎng)密度、表面積和根系活力，提高0～40cm中根重和根表面積比例。施氮期主要影響上層土中根長(zhǎng)、根半徑和根系活力，推遲施氮期能提高根系活力和20～40cm土層中根長(zhǎng)。胡田田等采用分根裝置研究了不同根區(qū)氮素的吸收利用特征，表明不同灌水條件對(duì)玉米根系氮素吸收速率有顯著影響。交替灌溉后恢復(fù)供水條件下根系的氮素吸收速率顯著增大，表現(xiàn)出明顯的補(bǔ)償效應(yīng)，同時(shí)交替灌溉增強(qiáng)了玉米對(duì)非灌水區(qū)氮素的吸收利用，可提高作物的氮素生產(chǎn)效率。并且胡田田等的研究還發(fā)現(xiàn)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的施肥與灌溉實(shí)踐中，一方面要避免灌水過(guò)多、施肥不足導(dǎo)致的水分利用效率降低，另一方面要避免因施肥量相對(duì)過(guò)大降低水分有效性，從而導(dǎo)致水分利用效率減少的副作用發(fā)生，對(duì)農(nóng)作物需協(xié)調(diào)供應(yīng)水分和氮素，才能實(shí)現(xiàn)水氮綜合利用。氮素與水分對(duì)產(chǎn)量的影響存在顯著的互作效應(yīng)。 根系是作物吸收水分和養(yǎng)分的主要器官，其大小及在土壤中的分布與作物對(duì)礦質(zhì)元素和水分的吸收能力密切相關(guān)。國(guó)際干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究中心把根系生長(zhǎng)情況作為抗旱鑒定的指標(biāo)之一。前人對(duì)玉米根系生長(zhǎng)分布及生理活性與產(chǎn)量的關(guān)系、玉米根系對(duì)環(huán)境因子的反應(yīng)等多方面及水氮（肥）處理對(duì)辣椒、棉花、春小麥、春玉米等作物進(jìn)行了大量研究，對(duì)水肥單因子的產(chǎn)量效應(yīng)關(guān)系研究的也較為清楚。但是在大田條件下進(jìn)行水氮耦合對(duì)玉米根系生長(zhǎng)影響的研究較少，特別是在玉米生育后期施用氮肥對(duì)玉米根系衰老動(dòng)態(tài)和水氮利用效率影響方面的研究還鮮見(jiàn)報(bào)道。
