施氮量和密度互作对玉米产量和氮肥利用效率的影响

[目的]施氮量、种植密度等主要栽培措施的互作效应,往往使氮肥利用效率难以估计和评价,定量分析施氮量和密度互作下玉米产量和氮肥利用效率(NUE)响应的生理过程,对玉米高产氮高效栽培具有参考价值. [方法]以郑单958为材料,在3个种植密度(4.5、7.5和10.5万株/hm2)和3个施氮量(N0、150和300kg/hm2)条件下进行田间试验.在14叶展期(V14)、吐丝期(R1)、灌浆期(R3)和成熟期(R6)取样,采用长宽系数法测定叶面积后,将样品分为叶片、茎秆(含叶鞘、雄穗)和雌穗(R1、R3);在成熟期,将样品分为茎秆(包括叶片、茎鞘、苞叶、穗轴)和籽粒两部分,记录干质量,测定植株及籽粒全氮含量.分析了玉米碳氮积累与产量形成和氮肥吸收利用的关系. [结果]与N150相比,N300既没有提高玉米群体碳氮积累总量,也没有提高个体生产能力,氮肥利用效率较低;N150和D10.5条件下,玉米产量和氮肥利用效率最高,说明减氮增密是协同提高玉米产量和氮肥利用效率的重要途径.施氮和增密的氮素积累优势主要受V14-R3阶段干物质积累的驱动,且这种关系在花前V14前后就已经建立.V14-R3阶段干物质积累速率与氮素积累速率呈显著正相关,施氮和增密明显促进氮素积累对干物质积累的响应强度.施氮和增密下玉米以花前较低氮浓度获得较高氮积累量,也说明其花前氮积累是以花前大量茎叶干物质积累为前提,花后氮积累则主要取决于雌穗干物质积累.氮密互作对氮收获指数(NHI)无显著影响,而适宜施氮和增密显著提高HI,说明减氮增密获得较高的氮肥利用效率,而与籽粒中氮素分配多少无关,主要取决于籽粒中干物质分配的多少. [结论]施氮量和密度互作通过影响干物质积累量、产量和氮积累量影响氮肥利用效率.合理减氮增密通过促进V14-R3阶段作物生长率和花后物质生产,驱动充足的氮素积累和干物质分配,实现产量与氮肥利用效率的协同提高.