棉花氮肥高效利用生理机制研究

基本信息
批准号:31271665
项目类别:面上项目
资助金额:84.00
负责人:杨国正
学科分类:
依托单位:华中农业大学
批准年份:2012
结题年份:2016
起止时间:2013-01-01 - 2016-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:袁道军,李成芳,徐正华,祝珍珍,陈亮,陈求柱,宋学贞,王强,张杰锟
关键词:
棉花氮代谢氮肥后移氮肥利用生理机制
结项摘要

Cotton production, playing an important role in China's national economy, is now facing new problems for its sustainable development, such as rising of production cost (fertilizer comsumption, labor price), low fertilizer utilization rate, high eutrophycation of water body, and stagnation of cotton yield. In which, low fertilizer utilization rate (30 - 35% for N fertilzer) is the fundamental factor..Results including ours indicated that, among the normal 3 splits applications of N, first bloom application (FBA) had the highest N utilization rate, followed by peak bloom application (PBA), and pre-plant application (PPA) had the lowest for the high yielding cotton plant. Therefore, postponing the application of N fertilizer by minimizing the N split ratio for PPA and maxmizing the ratio for PBA enhanced cotton yield, increased the amount of N absorbed, improved the N utilization rate, and at the same time minimized the release of nutrients to the environment..The proposed program is going to, based on the N utilization features of high yielding cotton stated above, adopting the major commercialized cotton variety, 15N isotope tracing technique, under the condition of both pot and field trials, detect the responses of cotton characteristics in its growth progress, yield formation, dynamics of biomass and nutrients accumulation, N metabolism such as N (15N) absorption, transportation, distribution, and transformation (absorption rate, distribution destination and percentage, amount of different N contained chemicals and related enzymes activity), 15N amount retained and scattered in the soil of plowing layer, as affected by the application stage, ratio and rate of N during the flowering and boll setting period - - the period most N absorbed. The purposes of the proposed program are to make awareness in the field of the characteristics of N metablism and N fertilizer utilization for high yielding cotton plant, to understand the relationships between N efficient utilization and N metabolism, and N metabolism and cotton yield formation..Therefore, the proposed research would be beneficial to the effort to develop more efficient technique of fertilization for cotton production, and beneficial to the awareness of cotton physiological mechanism of N efficient utilization as well.

我国棉花生产的持续发展面临新挑战,如生产成本(施肥量、劳动力价格)较高,肥料利用率较低,水体富营养化较重,棉花产量徘徊等。其中肥料利用率低(其中N肥利用率30-35%)是决定因素。.研究表明,高产棉花对初花肥N利用率最高,盛花肥其次,底肥最低;因而减少底肥、增加花铃肥施N比例可提高棉花产量、棉株吸N量、N肥利用率、同时减少环境释放量。基于棉花N肥利用规律,拟采用主推棉花品种、15N示踪、盆栽和大田试验,研究花铃期不同施N时期、不同施N比例、不同施N数量时,棉花生育进程、产量形成、生物质和养分积累动态、N吸收、分配、转化等代谢特性(包括吸收速度、分配方向和强度、不同形态N含量、及相关酶活性动态)、以及15N土壤残留与分布等变化,以了解高产棉花N代谢特点,揭示N肥高效利用与棉花N代谢、N代谢与产量形成之间的联系。.可见本研究有助于探索棉花高效施肥技术、明确棉花高效利用N肥的生理机制。

项目摘要

在前人和本课题组已有研究结果的基础上,采用主推棉花品种、15N示踪技术,在盆栽和大田(中等土壤肥力)试验条件下,研究了推迟播种、增加密度、减少肥料用量时,棉花的适宜施肥(N)时期、适宜施N数量,以及相应条件下棉花生物学特性、营养特性、N代谢特性等。.1.棉花一次施肥适宜时期探讨.固定施N量225 kg/ha(N:P2O5:K2O=1:0.3:1),全部肥料(含15 kg/ha硼砂)于开花后1次施用时期(开花后天数,DAF)设置5个处理:0DAF(开花当天),5DAF,10DAF,15DAF,20DAF,对照(底肥:初花肥:盛花肥=3:4:3)。.大田试验随机区组设计,4次重复,小区面积左右,5月20日直播,密度6株/m2。盆栽试验采用PVC桶(h45 cm,Ф35 cm),装土45 kg/盆。5月20日直播,每盆3株,15N标记。.1.1见花施肥棉花产量达到1130-1380 kg/ha,高于或相当于对照,高于湖北省平均产量。表现为单位面积铃数增加,生物质累积特征值最合理,生物质量最大,向生殖器官分配数量最多;棉田冠层积温较低。.1.2见花施肥棉株对养分累积量最大,累计特征值最合理,向生殖器官的分配量最大;与对照氮磷钾累积动态特征值接近。因此棉花肥料利用效率最高,达到61%。.1.3见花施肥棉花叶柄硝态氮含量维持较高或最高水平,尤其是上部叶片;棉花叶片亚硝态氮、游离氨基酸、可溶性蛋白质、可溶性糖等代谢产物含量水平合理,叶片硝酸还原酶等酶活性较强。.2.棉花一次施肥适宜N肥用量探讨.见花施肥,N肥用量设置5个水平(处理)(kg/ha):120,150,180,210,240。磷钾肥用量,按N180水平N:P:K=1:0.3:1计算。另外施硼砂15 kg/ha。.大田和盆栽试验设置同前。.2.1N180处理棉花产量最高或较高(1260 – 1370 kg/ha),其差异主要来源于单位面积铃数(盆栽棉花铃重、衣分也有差异),年际间趋势一致。.2.2N180处理棉株生物量最高达到1000 – 1200 g/m2,尤其是其生殖器官生物量达到最大值;其棉株生物质累积特征合理。.2.3N180处理棉株养分吸收量最大,分配到生殖器官的量也最多,年际间趋势一致。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

近 40 年米兰绿洲农用地变化及其生态承载力研究

近 40 年米兰绿洲农用地变化及其生态承载力研究

DOI:
发表时间:2020
2

转录组与代谢联合解析红花槭叶片中青素苷变化机制

转录组与代谢联合解析红花槭叶片中青素苷变化机制

DOI:
发表时间:
3

疏勒河源高寒草甸土壤微生物生物量碳氮变化特征

疏勒河源高寒草甸土壤微生物生物量碳氮变化特征

DOI:10.5846/stxb201912262800
发表时间:2020
4

水氮耦合及种植密度对绿洲灌区玉米光合作用和干物质积累特征的调控效应

水氮耦合及种植密度对绿洲灌区玉米光合作用和干物质积累特征的调控效应

DOI:10.3864/j.issn.0578-1752.2019.03.004
发表时间:2019
5

动物响应亚磁场的生化和分子机制

动物响应亚磁场的生化和分子机制

DOI:10.13488/j.smhx.20190284
发表时间:2019

杨国正的其他基金

相似国自然基金

1

棉花“省工、减肥”高效生产的群体建成及生理机制研究

批准号:31771708
批准年份:2017
负责人:杨国正
学科分类:C1311
资助金额:62.00
项目类别:面上项目
2

玉米单交种氮肥利用效率及其杂种优势演进特征与生理机制

批准号:31460329
批准年份:2014
负责人:王志刚
学科分类:C1310
资助金额:50.00
项目类别:地区科学基金项目
3

水稻覆膜旱作增产和氮肥高效利用机理环境及效应研究

批准号:39970420
批准年份:1999
负责人:樊小林
学科分类:C1512
资助金额:13.00
项目类别:面上项目
4

根系微生物组在水稻氮肥高效利用中的功能研究

批准号:31801945
批准年份:2018
负责人:张婧赢
学科分类:C1512
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目