氮素对玉米生长影响

玉米是我国重要的粮食、饲料加工及工业原料作物，在国民经济发展和人民生活中占有重要地位。耕地面积减少，资源限制增加，生态环境恶化的情况下，发展粮食生产，确保国家粮食安全，必须依靠科学技术力量增加单产，这是满足未来玉米需求的根本方法。氮是植物生长发育中最重要的因素，以施肥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，本文探讨了氮肥对玉米生长及生理特性的影响，为大面积提高玉米产量、持续高产提供了理论参考和技术支持。一、氮对玉米农艺性状的影响玉米在生长周期内敏感性氮不足，被称为氮标记植物，玉米的农艺性状受到氮肥的影响很大。氮不足导致植物细长，叶黄，下部叶逐渐变黄，雄穗发育迟缓，雌穗发育不发达，穗少，粮食少，产量大减。氮肥供应充足，植物枝叶茂盛，身体高大。当然，过量施用氮肥会对植物的生长和发展产生负面影响。例如，影响植物肩章、根管费、营养的过度生长、生殖生长。周小周和唐研究了氮、p、k对秋季玉米农艺性状和植物营养成分的影响，认为施氮大大增加了秋季玉米的株高、穗高、茎厚、总氮和总磷含量。宋朝玉等研究也认为，氮肥对提高植物高度、茎厚度、耳长、绳粒数、耳粒数、千粒重量具有重要作用。根系形态对氮的吸收尤为重要。研究结果表明，氮供给的增加对根系生长的影响可能表现为促进、抑制作用。氮不足会导致更多的光合产物被根利用，形成更大的根来吸收更多的氮，在高氮供给条件下，根的生长量降低，降低深层养分、水分利用能力。研究了两种在氮利用效率上存在巨大差异的玉米自交系，比较了不同氮水平下根系形态的动态变化和对氮的反应。结果表明，在氮胁迫下，苗期根系形态与氮效率直接相关，对氮的高效吸收有重要作用。陈凡川等研究表明，西玉3号在氮低的情况下，在苗期建立了强有力的根，加强了整个生年制氮的吸收，显示出了高效的特性。高光效1号的情况相反，高氮条件下有强大的根，整个生长期吸收了大量氮，显示出高产量的特点。毕达哥林等认为，住宿是玉米人口密度增长的主要限制因素，茎的反逆转力学性质与农艺性状密切相关。大部分关于茎秆抗逆转力学性能的研究主要在茎秆粉碎强度、鞘穿刺强度和拉伸弯曲强度等指标上进行，认为玉米茎秆粉碎强度与茎秆住宿有显著的负相关关系。原纸化等随着茎秆高度的2倍增加，茎秆粗细增加到根数的2倍，茎系值不变。也就是说茎秆阻力不变。还相信，根据同一玉米品种的肥力，茎的长度、耳位置、截面大小等茎的特性不同，茎的系数不同，抗倒伏性也不同。但是在玉米群体中，高密度栽培和高氮肥施用，住宿包埋率每增加1%，约减少108公斤/hm2。二、氮与玉米光合生产的关系氮肥与光合作用的关系出现在光合叶面积大小、光合时间长度、叶片衰老等方面。添加氮肥会增加赖草和叶面积，从而增加群体的光合作用和粮食产量。施用氮肥会增加玉米叶绿素含量，但科斯塔等施氮对叶绿素的影响只能维持20 d，主要通过增加叶面积提高产量。Greef等表明，叶片氮含量0.2-1 mgn/cm2中叶绿素含量和C02通量与叶片氮含量呈正相关关系，PEP碳氧酶和RuBP碳氧酶活性随施氮量的增加而增加。Osaki等指出，成熟期施氮不会影响叶片RuBP碳氧酶活性和叶绿素含量，但会增加PEP碳氧酶活性。适宜氮肥用量，RuBP碳氧酶和PEP碳氧酶活性比较强。氮是碳同化的核心酶RuBP carboxylase、PEP carboxylase和叶绿素的重要组成部分，因此营养体的过度氮迁移会降低叶片的早期老化和光合能力。胡萍等认为，氮肥量少或过量，繁育后期的叶面积系数和耳叶叶绿素含量减少过程加快，加快叶片衰老。韩孝日等研究了不同施肥处理对玉米穗座叶光合指标的影响，认为适宜施肥量能保持穗位叶光合指标的适当状态，亮显合能保持较长的时间。玉米在一生中对穗碳水化合物的供应起着最重要的作用，叶绿素含量在抽运期间最高，成熟期最低，叶绿素含量处理谷物灌浆期间相对相似，但施氮和施氮过量处理在灌浆期间明显减少。施氮对光合速率影响很大。天基春等研究表明，氮后移处理的光合速率达到最大值时，一般推迟1 5d，光合速率的有效时间一般延长1 2d。由谷粒形成的碳、氮可以通过玉米后期碳同化、根氮吸收和营养体的碳、氮自立迁移来实现。Osaki发现，玉米中RuBP碳氧酶的更新和蛋白质合成减少了不必要的过量氮代谢消耗，促进了光合产物向谷物的运输。叶片中氮的含量对光合能力有很大影响，主要通过羧化作用，根据酶的含量起作用。黄高宝等发现，通过适量的氮供应，可以提高叶片的净Pn和NR活性，提高干物质积累和粮食产量。正江等认为，叶绿素含量和总氮含量之间存在非常重要的线性关系。氮能促进叶绿素、蛋白质、酶的合成，及时利用光合作用产物避免光合作用过度积累和抑制，因此当氮供给充足时光合作用会增加。Osaki等认为，由于营养过度的氮迁移，叶片的早期老化和光合能力会降低，氮肥量的增加，玉米叶片碳水化合物的积累明显减少，但氮量太少，叶片的C/N值过低，叶片氮代谢旺盛，光合产物的输出比例降低，对光合器官进行光合产品的反馈抑制。约翰还发现，叶片的氮含量增加，同化速度增加。但是，如果叶片的氮含量增加到一定程度，同化速度就不再增加。开花时植物生物量和氮含量与粮食产量呈正相关。金鸡云等研究了磷钾营养与玉米后期碳氮的关系，发现保持叶片氮量高，保持高光泽结合活性的同时，使根氮和营养体氮向子粒迁移是玉米高产和高产的关键。三、氮在玉米氮代谢中的调控玉米产量对氮肥的反应取决于施氮量和氮形态，氮肥对提高产量、质量、生产效率非常重要。Lafitte等证明了粮食产量和利用效率、施氮及施氮相关系数分别为0.72和0.85。陈国平认为玉米的氮吸收曲线基本上与干物质积累曲线一致。Arnon认为泵送前10 d泵送后2530 d是玉米吸收养分最多的时期，这35335440d的氮吸收量占总氮吸收量的70%75%。通常玉米产量随着施氮量的增加，金桂云等研究表明，适宜的氮钾比例和施肥技术可以促进玉米繁育前整个生物量的积累，以及后期干物质中亚芦荟的迁移，从而获得较高的亚粒产量。之后的研究表明，适合氮和钾量的玉米叶片可溶性蛋白质含量高，RuBP羧化酶和PEP羧基化酶活性强，收获指数和氮收获指数高，适宜的氮和钾量促进玉米营养链碳氮的运输，同时提高生育后期叶片的光合能力和根对氮的吸收。氮肥用量对硝酸还原酶活性影响很大，过量施用氮会使颗粒中氮代谢过于旺盛。玉米对氮的吸收，植物对氮的运输分布，最后在自立中的积累，成为玉米氮代谢的基本环。硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)、谷氨酸合成酶(GOGUVT)和谷氨酸脱氢酶(GDH)是植物氮代谢的关键酶，其活性高低与土壤的肥料供应能力密切相关。被植物吸收的氨氮被氨基酸或酰胺同化，大部分运输到地面。干燥作物的主要氮源为N03 1。N03-广泛积累在细胞的液泡中，无害，土壤由N03-I进入细胞，在细胞质中形成N02 1，N02在细胞质中通过亚硝酸还原酶(NiR)催化还原，还原为NH4。生成的NH4通过GS进一步转化为谷氨酰胺，然后由GOGAT形成催化谷氨酰胺，谷氨酰胺是生物合成植物中许多其他氨基酸的主要氨基捐赠者。NH .最后合成各种蛋白质或核酸等。GDH合成-酮戊二酸和氨，将氨同化和转化为植物内的有机氮化合物，直接或间接影响产量的形成。叶片氮代谢相关酶活性直接影响土壤的肥料水平，直接影响作物产量形成。硝酸还原酶(NR)与作物的吸收和氮肥的使用有关，进一步影响作物的产量和质量。大多数植物的根和叶还原硝酸盐氮。损耗率与氮供应水平、植物种类、植物年龄等诸多因素有关。通常，当外部氮供应水平较低时，根部恢复的比重较大，硝酸盐供应增加，根部恢复硝态氮的能力成为限制因素，地面上部输送的总氮以硝态氮的形式增加。Santoro等研究表明，NR活性与叶龄相关。NR活性最高时生长最大的是叶面积增加，叶龄增加，NR活性减少，硝酸盐氮相应高。外源氮的供给直接影响植物的NR活性。研究结果表明，玉米根中NR活性由氨和氨基酸控制，应用氨基酸混合物可以部分抑制根NR的诱导，抑制效果在成熟部分更明显。四、玉米叶片活性氧代谢和氮的影响叶片活性氧代谢的研究有很多超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性、丙二醛(MDA)含量。SOD是一种寿命很短的氧自由基02-磷金属酶，当作物遇到逆境脱水时，会产生大量02，对植物细胞造成危害。草坪是去除植物中02危害的保护酶。福特是体内一种保护酶，对清除逆境下产生的有害自由基有一定的作用。CAT和SOD-生物体内保护酶等对清除生物体内自由基有重要作用。MDA是质膜过氧化的主要产物，其含量水平反映了质膜过氧化的程度。叶片功能正常化和自立者的正常发育需要完全膜系统的支持，细胞内保护酶的活性与酶特性和激素控制叶片衰老有密切关系。SOD、CAT、POD活性及MDA含量与植物抗逆性有重要关系。MDA膜系统的破坏会导致新陈代谢的障碍，导致生长停滞。维持正常的膜系统，预防膜脂过氧化需要高效保护酶系统的参与。降低SOD、CAT活性，恶化膜脂过氧化，二次生物量MDA含量显着增加。提高SOD、CAT活动有助于清除生长和发育过程中产生的对生物膜有破坏作用的自由基，提高抵抗力。高POD活性会影响IAA的代谢，同时抑制某些生长核心酶活性。作物的保护酶活性很大程度上受氮水平的影响。Sun群等研究表明，在玉米苗期施用适量氮肥，可以有效提高细胞保护酶活性，特别是SOD活性较低的氮对照组显着提高，对维持细胞膜结构的稳定性，防止膜脂过氧化具有重要作用。杨清等认为，通过应用氮，有效减少对细胞内生物有害的活性氧的产生和积累，提高活性氧的去除能力，在一定程度上减缓叶片的老化和光合功能的下降，从而提高磁粉产量。异归平等通过对春玉米高产后期叶片的保护酶活性及膜脂过氧化的不同施肥处理，认为氮、磷、钾都有一定的适宜性，玉米可以有效地延缓高产后期叶片衰老，促进高产的形成，而氮、