高英波，張慧，劉開(kāi)昌，張華斌，李源方，付希強(qiáng)，薛艷芳，錢(qián)欣，代紅翠，李宗新

優(yōu)化氮素與品種匹配可協(xié)同提高鹽堿地夏玉米產(chǎn)量和氮肥利用率

高英波1，張慧1，劉開(kāi)昌2，張華斌3，李源方1，付希強(qiáng)3，薛艷芳1，錢(qián)欣1，代紅翠2，李宗新1

（1山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院玉米研究所/小麥玉米國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室/農(nóng)業(yè)部黃淮海北部玉米生物學(xué)與遺傳育種重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，濟(jì)南 250100；2山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所，濟(jì)南 250100；3山東匯邦渤海農(nóng)業(yè)開(kāi)發(fā)有限公司，山東東營(yíng) 257000）

【】明確不同耐鹽堿型夏玉米品種產(chǎn)量形成及氮素利用特征，挖掘鹽堿地玉米氮素高效利用的生物學(xué)潛力。以耐鹽型玉米品種登海605、魯單818和不耐鹽型玉米品種魯單981、連勝188為供試材料，在不同施氮水平下（0、180和360 kg·hm-2，記作N0、N1和N2），系統(tǒng)研究了施氮對(duì)不同耐鹽堿類型玉米品種物質(zhì)積累、氮素積累、氮素分配與利用效率及產(chǎn)量形成的影響，并分析了氮肥水平和品種間的互作效應(yīng)。施用氮肥可顯著提高鹽堿地夏玉米籽粒產(chǎn)量，高氮水平下能夠提高不耐鹽型玉米品種產(chǎn)量潛力。與N1處理相比，N2處理下耐鹽型玉米品種產(chǎn)量無(wú)顯著變化，不耐鹽品種LD981和LS188 2年平均顯著增產(chǎn)9.93%和16.31%，各品種氮肥偏生產(chǎn)力（NPFP）、氮肥農(nóng)學(xué)效率（NAE）和氮肥利用率（NUE）均顯著降低?；プ餍?yīng)分析表明，產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的差異是由品種、氮肥水平及品種和氮肥水平之間的互作效應(yīng)共同作用的結(jié)果。不同氮肥水平下，耐鹽型品種比不耐鹽品種分別增產(chǎn)7.78%—27.63%（N0）、7.40%—24.87%（N1）和0.32%—9.55%（N2）；氮肥利用效率（NUE）分別提高26.65%—48.28%（N1）和1.20%—24.87%（N2）。耐鹽型品種較不耐鹽型品種具有較高的物質(zhì)生產(chǎn)和氮素吸收利用能力，在低氮下具有較高的產(chǎn)量?jī)?yōu)勢(shì)，而不耐鹽型品種在高氮水平下有利于產(chǎn)量的發(fā)揮。施氮量、品種及其互作效應(yīng)通過(guò)影響干物質(zhì)積累量、產(chǎn)量和氮素吸收轉(zhuǎn)運(yùn)影響氮肥利用效率，優(yōu)化氮肥供應(yīng)與品種匹配，能夠?qū)崿F(xiàn)鹽堿地玉米產(chǎn)量與氮肥利用效率的協(xié)同提高。

夏玉米；品種；氮肥水平；產(chǎn)量；氮肥利用效率；鹽堿地

0 引言

【研究意義】土壤鹽堿化是一個(gè)世界性的資源和生態(tài)問(wèn)題，是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)主要的非生物脅迫因子之一。據(jù)第二次全國(guó)土壤普查資料統(tǒng)計(jì)，我國(guó)可供開(kāi)發(fā)利用的鹽堿地多達(dá)1 300萬(wàn)hm2，占我國(guó)耕地總面積10%左右。其中，黃河三角洲地區(qū)現(xiàn)有鹽堿耕地多達(dá)30萬(wàn)hm2[1]，是中低產(chǎn)田利用的主要對(duì)象，糧食增產(chǎn)潛力巨大。玉米是我國(guó)第一大作物，近年來(lái)玉米總產(chǎn)量的增加主要來(lái)自種植面積增加和單產(chǎn)水平提高的雙重貢獻(xiàn)[2]。在單產(chǎn)增加難度較大的背景下，挖掘鹽堿耕地的潛力，增加玉米種植面積，對(duì)提高我國(guó)玉米總產(chǎn)進(jìn)而保障國(guó)家糧食安全具有重要意義?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】氮肥對(duì)玉米增產(chǎn)效應(yīng)明顯，但受鹽堿地土壤環(huán)境（高含鹽量，高pH）影響，氮肥利用效率較低，進(jìn)而影響玉米生長(zhǎng)發(fā)育[3-5]。農(nóng)戶往往通過(guò)增施氮肥來(lái)提升玉米產(chǎn)量，氮肥的過(guò)量施用不僅導(dǎo)致氮肥利用率顯著下降，同時(shí)也對(duì)生態(tài)環(huán)境構(gòu)成潛在威脅[6]。前人研究表明，合理施用氮肥能改善鹽堿地玉米生長(zhǎng)環(huán)境，提高葉面積指數(shù)、作物生長(zhǎng)速率、凈同化率和產(chǎn)量[7-13]。同時(shí)，氮素還能提高作物抗逆性，減緩衰老[14-15]，改善植物細(xì)胞滲透能力[16]和物質(zhì)生產(chǎn)能力[17]，是作物提高產(chǎn)量的關(guān)鍵因素。玉米對(duì)氮素的吸收、利用能力存在顯著的基因型差異[18-19]，充分挖掘玉米自身的生物學(xué)潛力也是實(shí)現(xiàn)玉米高產(chǎn)和氮肥利用效率的重要途徑之一。因此，優(yōu)化氮素供應(yīng)與品種匹配，協(xié)同提高鹽堿地玉米產(chǎn)量及氮肥利用效率（NUE），對(duì)玉米生產(chǎn)節(jié)本增效和環(huán)境安全都具有重要意義?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】前人主要通過(guò)調(diào)整施氮量、時(shí)期及施肥方式等措施來(lái)提高玉米產(chǎn)量及氮肥利用效率，從挖掘品種自身生物學(xué)潛力及優(yōu)化氮素供應(yīng)與品種匹配的角度入手的研究較少，尤其是在鹽堿地條件下的相關(guān)研究鮮見(jiàn)報(bào)道。【擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題】本研究從不同耐鹽型品種對(duì)氮素吸收利用的差異角度入手，研究施氮對(duì)其氮素吸收利用特征及產(chǎn)量形成的影響，旨在明確不同耐鹽型玉米品種的氮素利用特征及其差異性，為鹽堿地玉米氮素高效利用及耐鹽堿玉米品種的選育與評(píng)價(jià)提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2016年和2018年的6月至10月（2017年夏玉米播種后遇暴雨導(dǎo)致出苗困難，試驗(yàn)失?。┰谏綎|省農(nóng)業(yè)科學(xué)院黃河三角洲匯邦博士科研工作站（118°37′E，37°47′N）進(jìn)行。2016和2018年試驗(yàn)進(jìn)行期間月降雨量見(jiàn)圖1，數(shù)據(jù)來(lái)源于匯邦博士科研工作站小型氣象站。試驗(yàn)地土壤含鹽量2.49‰，0—40 cm土壤pH 8.0，有機(jī)質(zhì)18.4 g·kg-1，全氮1.1 g·kg-1，速效氮24.8 mg·kg-1，速效磷10.1 mg·kg-1，速效鉀168.5 mg·kg-1，前茬為冬小麥。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

本試驗(yàn)在前期品種鑒選[20]研究基礎(chǔ)上，選用耐鹽堿玉米品種登海605（DH605）、魯單818（LD818），不耐鹽堿玉米品種魯單981（LD981）、連勝188（LS188）為供試材料，種植密度為60 000株/hm2。試驗(yàn)設(shè)不施氮（N0：0）、優(yōu)化施氮（N1：180 kg·hm-2）、高量施氮（N2：360 kg·hm-2）3個(gè)處理，隨機(jī)區(qū)組排列，小區(qū)面積120 m2，3次重復(fù)。每個(gè)處理磷（P2O5）、鉀（K2O）肥用量分別為90 kg·hm-2和150 kg·hm-2，做種肥一次施入，氮肥按照4﹕6分為種肥與小喇叭口期（第9片展開(kāi)葉期）施入。其中氮肥為尿素（46%），磷肥為過(guò)磷酸鈣（18%），鉀肥為硫酸鉀（50%）。2016年于6月18日播種，10月1日收獲，2018年于6月20日播種，9月28日收獲。其他田間管理措施同一般高產(chǎn)田。

圖1 試驗(yàn)區(qū)2016和2018年玉米生育期降雨量分布

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.3.1 干物質(zhì)測(cè)定 分別于吐絲期（R1）和成熟期（R6），選取生長(zhǎng)整齊一致且具有代表性的連續(xù)3株植株樣品，吐絲期（R1）將樣品分為葉片、莖稈（含葉鞘、雄穗）2個(gè)部分，成熟期（R6）將樣品分為莖稈、葉片、苞葉+穗軸和籽粒4個(gè)部分，于烘箱內(nèi)105℃殺青0.5 h后，75℃烘干至恒重，稱重后磨粉過(guò)篩保存。

1.3.2 氮含量測(cè)定 植株樣品采用硫酸-雙氧水法消煮，采用半微量凱氏定氮法測(cè)定吐絲期和成熟期植株樣品全氮含量。

1.3.3 測(cè)產(chǎn)與考種 成熟期收獲各小區(qū)中間5 m 3行果穗，實(shí)收測(cè)產(chǎn)，籽粒產(chǎn)量以14%含水量計(jì)算。脫粒前以均重法取20個(gè)果穗，數(shù)穗行數(shù)、行粒數(shù)，脫粒后稱取千粒重。

1.4 氮效率指標(biāo)與計(jì)算方法

氮素吸收和氮效率參照前人報(bào)道的方法[21-22]進(jìn)行計(jì)算：

氮肥農(nóng)學(xué)利用率（NAE，kg·kg-1）=（施氮處理籽粒產(chǎn)量-不施氮處理籽粒產(chǎn)量）/施氮量；

氮肥偏生產(chǎn)力（NPFP，kg·kg-1）=施氮處理籽粒產(chǎn)量/施氮量；

氮肥利用率（NUE，%）=（施氮處理地上部總吸氮量-不施氮處理地上部總吸氮量）/施氮量×100；

土壤氮依存率（SNDR，%）=不施氮處理地上部吸氮量/施氮處理地上部吸氮量×100；

營(yíng)養(yǎng)器官氮素轉(zhuǎn)運(yùn)量（NTA，kg·hm-2）= 開(kāi)花期氮素累積量-成熟期營(yíng)養(yǎng)體氮素累積量；

開(kāi)花后氮素同化量（AANAA，kg·hm-2）=成熟期籽粒氮素積累量-營(yíng)養(yǎng)器官氮素轉(zhuǎn)運(yùn)量；

氮素轉(zhuǎn)運(yùn)效率（NTE，%）=氮素轉(zhuǎn)運(yùn)量/開(kāi)花期營(yíng)養(yǎng)體氮素累積量×100；

氮素轉(zhuǎn)運(yùn)對(duì)籽粒的貢獻(xiàn)率（NCP，%）=氮素轉(zhuǎn)運(yùn)量/成熟期籽粒氮素累積量×100。

1.5 數(shù)據(jù)分析

采用Microsoft Excel 2016數(shù)據(jù)錄入與整理，分析軟件SAS 9.0 進(jìn)行方差分析，軟件Sigma Plot 12.5作圖。

2 結(jié)果

2.1 方差分析

除年份和氮肥水平對(duì)夏玉米氮素轉(zhuǎn)運(yùn)效率（NTE）、品種對(duì)夏玉米氮肥農(nóng)學(xué)利用效率（NAE）影響不顯著外，年份、品種和氮肥水平對(duì)夏玉米籽粒產(chǎn)量（GY）、穗數(shù)（EN）、穗粒數(shù)（KN）、千粒重（TGW）、氮肥偏生產(chǎn)力（NPFP）、氮肥利用率（NUE）、土壤氮依存率（SNDR）、成熟期籽粒含氮量（NAAG）、營(yíng)養(yǎng)器官氮素轉(zhuǎn)運(yùn)量（NTA）、花后氮素同化量（AANAA）和氮素轉(zhuǎn)運(yùn)對(duì)籽粒貢獻(xiàn)率（NCP）均存在顯著或極顯著影響。除夏玉米NAE外，年份和品種對(duì)各測(cè)定指標(biāo)均存在顯著交互作用；除夏玉米KN、TGW和NAE外，年份和氮肥水平對(duì)各測(cè)定指標(biāo)均存在顯著交互作用；除夏玉米EN、NAE、NTE外，品種和氮肥水平對(duì)各測(cè)定指標(biāo)均存在顯著交互作用；除夏玉米GY、EN、TGW、NPFP和NAE外，年份、品種和氮肥水平對(duì)各測(cè)定指標(biāo)均存在顯著交互作用（表1）。

表1 品種、氮肥水平以及二者交互作用對(duì)夏玉米產(chǎn)量、產(chǎn)量構(gòu)成、氮素積累轉(zhuǎn)運(yùn)及利用效率的影響

GY：籽粒產(chǎn)量；EN：穗數(shù)；KN：穗粒數(shù)；TGW：千粒重；NPFP：氮肥偏生產(chǎn)力；NAE：氮肥農(nóng)學(xué)利用效率；NUE：氮肥利用率；SNDR：土壤氮依存率；NAAG：成熟期籽粒含氮量；NTA：營(yíng)養(yǎng)器官氮素轉(zhuǎn)運(yùn)量；AANAA：花后氮素同化量；NTE：氮素轉(zhuǎn)運(yùn)效率；NCP：氮素轉(zhuǎn)運(yùn)對(duì)籽粒貢獻(xiàn)率。*在0.05水平上差異顯著，**在0.01水平上差異顯著，***在0.001水平上差異顯著，ns 無(wú)顯著差異

GY: Grain yield; EN; Ear number; KN: Kernel number; TGW: Thousand-grain weight；NPFP: Nitrogen partial factor productivity; NAE: Nitrogen agronomic efficiency; NUE: Nitrogen use efficiency; SNDR: Soil nitrogen dependency rate; NAAG: N accumulation amount of grain; NTA: Nitrogen translocation amount; AANAA: Assimilating amount of nitrogen after anthesis; NTE: Nitrogen translocation efficiency; NCP: Nitrogen contribution proportion. * represents significantly different at 0.05 probability level, ** represents significantly different at 0.01 probability level, *** represents significantly different at 0.001 probability level, ns represents no significant difference at 0.05 probability level

2.2 施氮水平對(duì)不同耐鹽型夏玉米產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

施用氮肥可顯著提高不同耐鹽型夏玉米品種收獲穗數(shù)、千粒重和穗粒數(shù)，進(jìn)而提高籽粒產(chǎn)量，穗粒數(shù)增加主要是行粒數(shù)增加引起（表2）。與N0處理相比，在N1和N2處理下，DH605 2年平均增產(chǎn)29.69%和33.44%，LD818平均增產(chǎn)27.33%和29.56%，LD981平均增產(chǎn)27.78%和40.48%，LS188 平均增產(chǎn)32.56%和54.17%；與N1處理相比，N2處理下耐鹽型玉米品種DH605和LD818產(chǎn)量提高，但差異不顯著，不耐鹽品種LD981和LS188 2年平均增產(chǎn)9.93%和16.31%。同一氮肥水平下，產(chǎn)量在N0和N1處理下都表現(xiàn)為耐鹽型品種顯著高于不耐鹽型品種。在N0處理下，DH605 2年平均產(chǎn)量分別比LD981和LS188高11.74%和27.63%，LD818 2年平均產(chǎn)量分別比LD981和LS188高7.78%和23.12%；N1處理下，DH605 2年平均產(chǎn)量分別比LD981和LS188高13.40%和24.87%，LD818 2年平均產(chǎn)量分別比LD981和LS188高7.40%和18.27%；N2處理下，各品種間籽粒產(chǎn)量無(wú)顯著差異。

2.3 施氮水平對(duì)不同耐鹽型夏玉米干物質(zhì)積累的影響

施用氮肥能夠顯著提高夏玉米地上部干物質(zhì)積累量（圖2）。2016年，與N0處理相比，施氮下各品種單株籽粒重和單株總干物重均顯著提高；與N1處理相比，N2處理下耐鹽型夏玉米品種DH605和LD818單株籽粒重和單株干物重?zé)o顯著差異，不耐鹽型夏玉米品種LD981和LS188單株籽粒重顯著增加7.07%和3.09%（＜0.05）。2018年，與N0處理相比，N1和N2處理下不同耐鹽型夏玉米品種地上部各器官干物重和單株總干物重均顯著增加；與N1處理相比，N2處理下耐鹽型夏玉米品種DH605和LD818單株籽粒重和單株干物重?zé)o顯著差異，不耐鹽型夏玉米品種LD981和LS188單株籽粒重增加18.25%和19.70%（＜0.05），單株干物重增加12.30%和10.63%（＜0.05）。

2.4 施氮水平對(duì)不同耐鹽型玉米品種氮肥利用效率的影響

隨施氮量增加，除DH605土壤氮依存率（SNDR）降低不顯著外，其余品種氮肥偏生產(chǎn)力（NPFP）、氮肥農(nóng)學(xué)效率（NAE）、氮肥利用率（NUE）和土壤氮依存率（SNDR）均顯著降低（＜0.05）（表3）。與N1處理相比，DH605 N2處理的NPFP、NAE、NUE和SNDR 2年平均分別降低48.58%、43.71%、42.31%和4.78%；LD818分別降低48.98%、44.96%、38.22%和6.53%；LD981分別降低45.45%、29.97%、31.11%和9.16%；LS188分別降低42.12%、17.76%、24.67%和10.52%。

在同一氮肥水平下，NPFP和NUE均表現(xiàn)為耐鹽型品種顯著高于不耐鹽型品種，SNDR總體上表現(xiàn)為不耐鹽型品種高于耐鹽型品種。N1處理下，DH605的NPFP 2年平均分別比LD981和LS188高12.41%和24.91%，NUE高36.12%和58.72%，LD818的NPFP 2年平均分別比LD981和LS188高6.51%和18.35%，NUE高17.17%和36.63%；N2處理下，除DH605的NUE顯著高于LD981和LS188外，各品種間NPFP和NUE無(wú)顯著差異。

表2 施氮水平對(duì)不同耐鹽型夏玉米產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成的影響

同列不同小寫(xiě)字母表示同一品種內(nèi)不同處理5%水平差異顯著。下同

Values followed by different small letters within a column under the same hybrid treatment are significantly different at 0.05 probability level. The same as below

柱上不同大寫(xiě)字母表示4個(gè)品種在不同氮素供應(yīng)水平下地上部干物質(zhì)積累總量差異顯著（P＜0.05），不同小寫(xiě)字母表示同一品種在不同氮水平下不同部位干物質(zhì)積累差異顯著（P＜0.05）

2.5 施氮水平對(duì)不同耐鹽型夏玉米氮素轉(zhuǎn)運(yùn)分配的影響

施用氮肥能顯著提高籽粒含氮量（NAAG）、營(yíng)養(yǎng)器官氮素轉(zhuǎn)移量（NTA）及開(kāi)花后氮素同化量（AANAA）（表4）。與N0處理相比，DH605 N1處理的NAAG、NTA和AANAA 2年平均分別提高55.61%、20.18%和81.09%，N2處理分別提高64.86%、20.28%和81.29%；LD818 N1處理分別提高38.14%、18.13%和86.06%，N2處理分別提高49.65%、23.14%和84.32%；LD981 N1處理分別提高35.31%、43.15%和41.22%，N2處理分別提高51.58%、48.46%和60.06%；LS188 N1處理分別提高39.44%、33.98%和40.22%，N2處理分別提高55.02%、56.14%和49.53%。

2016年，各品種氮素轉(zhuǎn)運(yùn)效率（NTE）總體上表現(xiàn)為隨施氮量增加呈增加趨勢(shì)，耐鹽型玉米品種DH605和LD818的氮素轉(zhuǎn)運(yùn)對(duì)籽粒的貢獻(xiàn)率（NCP）顯著降低，不耐鹽型玉米品種LD981和LS188的NCP無(wú)顯著變化。2018年，耐鹽型玉米品種DH605和LD818的NTE（這可能是受2018年8月份降雨較多且比較集中影響）和NCP總體上表現(xiàn)為隨施氮量增加呈顯著降低趨勢(shì)，不耐鹽型玉米品種LD981和LS188的NTE無(wú)顯著變化，但NCP表現(xiàn)為顯著增加趨勢(shì)。

表3 施氮水平對(duì)不同耐鹽型夏玉米氮素利用效率的影響

3 討論

氮素營(yíng)養(yǎng)在作物的生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中起著十分重要的作用。在鹽脅迫條件下，由于氯離子與硝酸根離子的拮抗作用，玉米生長(zhǎng)易受到氮虧缺的影響[8]，進(jìn)而導(dǎo)致氮肥利用效率和產(chǎn)量降低[23]。Gadalla等[13]研究表明，施用120 kg·hm-2的氮素可顯著改善鹽脅迫下玉米的生長(zhǎng)、產(chǎn)量和氮素吸收。本研究表明，施氮可顯著提高鹽堿地夏玉米干物質(zhì)積累和產(chǎn)量，耐鹽型玉米品種DH605和LD818在施氮量為180 kg·hm-2時(shí)，成熟期單株干物重和產(chǎn)量表現(xiàn)較優(yōu)；當(dāng)施氮量增加到360 kg·hm-2時(shí)，單株干物重和產(chǎn)量無(wú)顯著增加，不耐鹽型玉米品種LD981和LS188單株干物重和產(chǎn)量則表現(xiàn)為隨施氮量增加呈顯著增加趨勢(shì)。前人研究表明，穗粒數(shù)和粒重的減少是鹽脅迫條件下玉米產(chǎn)量降低的主要原因[24-25]；也有研究表明，鹽脅迫對(duì)玉米籽粒產(chǎn)量的影響不是灌漿量的減少，而是籽粒結(jié)實(shí)率的降低[23]。本研究表明，鹽脅迫條件下，增施氮肥顯著提高不同耐鹽型玉米籽粒產(chǎn)量是穗數(shù)、粒重和穗粒數(shù)共同作用的結(jié)果，而穗粒數(shù)的增加主要是由行粒數(shù)的增加引起，產(chǎn)量形成對(duì)氮肥的響應(yīng)可能與品種的耐鹽性有關(guān)。總體表明，耐鹽型玉米品種在低氮（180 kg·hm-2）條件下，產(chǎn)量顯著高于不耐鹽型品種，高氮（360 kg·hm-2）條件下，不同耐鹽型玉米品種之間產(chǎn)量無(wú)顯著差異。氮肥施用量為180 kg·hm-2時(shí)，不能滿足不耐鹽型玉米品種對(duì)氮素的需求，進(jìn)而影響其玉米產(chǎn)量提高。

氮素的吸收利用易受土壤環(huán)境、品種、施氮量、水熱條件等諸多因素的影響[4-5,19]。養(yǎng)分的轉(zhuǎn)運(yùn)量和轉(zhuǎn)運(yùn)效率是營(yíng)養(yǎng)器官養(yǎng)分向籽粒轉(zhuǎn)移輸出的重要指標(biāo)[26]，籽粒中的氮素主要來(lái)自生育后期吸收及營(yíng)養(yǎng)器官的轉(zhuǎn)運(yùn)分配[27]，吸收及轉(zhuǎn)運(yùn)的氮素被分配到籽粒中的比例對(duì)產(chǎn)量和氮肥利用效率高低有決定性作用[28]。本研究表明，施氮可顯著提高成熟期籽粒含氮量（NAAG）、營(yíng)養(yǎng)器官氮素轉(zhuǎn)移量（NTA）及開(kāi)花后氮素同化量（AANAA）。當(dāng)施氮量增加到360 kg·hm-2時(shí)，耐鹽型品種DH605和LD818的NAAG、NTA無(wú)顯著變化，但不耐鹽型玉米品種LD981和LS188的NAAG、NTA呈顯著增加趨勢(shì)，高氮水平下能提高不耐鹽玉米品種的營(yíng)養(yǎng)器官氮素轉(zhuǎn)移量（NTA），進(jìn)而提高籽粒產(chǎn)量。前人研究表明，氮素供應(yīng)充足時(shí)，營(yíng)養(yǎng)器官的氮素轉(zhuǎn)移對(duì)籽粒的氮貢獻(xiàn)率高，反之，營(yíng)養(yǎng)器官的轉(zhuǎn)運(yùn)量較大，會(huì)引起葉片的早衰，過(guò)量施肥易導(dǎo)致?tīng)I(yíng)養(yǎng)器官氮代謝旺盛，運(yùn)往籽粒的氮素減少[29]。年際間氣候變化也是影響作物氮素吸收、積累與轉(zhuǎn)運(yùn)的關(guān)鍵因子[30-31]。本研究中，2016年夏玉米生育期內(nèi)降雨量分布較為均勻，各品種氮素轉(zhuǎn)運(yùn)效率（NTE）總體上表現(xiàn)為隨施氮量增加呈增加趨勢(shì)，耐鹽型玉米品種DH605和LD818的氮素轉(zhuǎn)運(yùn)對(duì)籽粒的貢獻(xiàn)率（NCP）顯著降低，不耐鹽型玉米品種LD981和LS188的NCP無(wú)顯著變化。2018年8月中下旬降雨量較多且比較集中，玉米正處于開(kāi)花吐絲期，氮肥流失和玉米早衰導(dǎo)致開(kāi)花后氮素同化量減少，氮素轉(zhuǎn)運(yùn)效率（NTE）降低，且由于耐鹽型玉米相比不耐鹽型玉米品種具有較高的氮素吸收同化能力，進(jìn)而導(dǎo)致耐鹽型玉米品種DH605和LD818的氮素轉(zhuǎn)運(yùn)對(duì)籽粒的貢獻(xiàn)率（NCP）顯著降低，而不耐鹽型玉米品種LD981和LS188的NCP表現(xiàn)為顯著增加趨勢(shì)。

表4 施氮水平對(duì)不同耐鹽型夏玉米氮轉(zhuǎn)運(yùn)效率的影響

施用氮肥是實(shí)現(xiàn)鹽堿地玉米增產(chǎn)的重要途徑，但過(guò)量施氮并不能顯著提高產(chǎn)量，反而會(huì)導(dǎo)致氮肥利用效率降低。本研究結(jié)果表明，低氮條件下耐鹽型品種DH605和LD818較不耐鹽型品種LD981和LS188具有較高的產(chǎn)量和氮素利用效率。鹽脅迫會(huì)抑制玉米氮的吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)[12,32]，增施氮肥有助于改善鹽脅迫條件下的玉米生產(chǎn)能力[5,10,13]。前人研究表明，LD818和DH605屬于氮高效型品種，LS188為氮中效型品種，LD981為氮低效型品種，氮高效型玉米品種具有更好氮素利用和物質(zhì)生產(chǎn)能力[22,33]。本研究結(jié)果表明，品種和氮肥互作對(duì)玉米產(chǎn)量和氮肥利用效率具有顯著影響，選用耐鹽、氮高效型玉米品種可能是進(jìn)一步提高鹽堿地玉米產(chǎn)量和氮肥利用效率的重要途徑，但玉米氮高效與其耐鹽性是否具有一致性需要進(jìn)一步深入研究。玉米的產(chǎn)量和氮素吸收利用受外界環(huán)境影響較大，年際間有差異，但在同等土壤和氣象條件下，玉米品種的高產(chǎn)潛力和氮素吸收利用差異是實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效的主要因素。總體表明，鹽堿地玉米種植應(yīng)選用耐鹽、氮高效型品種，優(yōu)化氮肥供應(yīng)與品種匹配是實(shí)現(xiàn)玉米產(chǎn)量與氮肥利用效率的協(xié)同提高的關(guān)鍵途徑。

4 結(jié)論

施用氮肥能夠顯著提高鹽堿地夏玉米籽粒產(chǎn)量，同一施氮量下耐鹽型玉米品種氮素吸收效率、氮肥利用率、植株氮素吸收量顯著高于不耐鹽型品種。耐鹽型品種較不耐鹽型品種具有較高的物質(zhì)生產(chǎn)和氮素吸收利用能力，在低氮條件下具有較高的產(chǎn)量?jī)?yōu)勢(shì)，而不耐鹽型品種在高氮水平下有利于產(chǎn)量的發(fā)揮。施氮水平、品種及施氮水平和品種互作通過(guò)影響干物質(zhì)積累量、產(chǎn)量和氮素吸收轉(zhuǎn)運(yùn)影響氮肥利用效率，優(yōu)化氮肥供應(yīng)與品種匹配，能夠?qū)崿F(xiàn)鹽堿地玉米產(chǎn)量與氮肥利用效率的協(xié)同提高。

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The coordination of nitrogen optimization with matched variety could enhance maize grain yield and nitrogen use efficiency of summer maize in Saline land

GAO YingBo1, ZHANG Hui1, LIU KaiChang2, ZHANG HuaBin3, LI YuanFang1, FU XiQiang3, XUE YanFang1, QIAN Xin1, DAI HongCui2, LI ZongXin1

(1Maize Research Institute, Shandong Academy of Agricultural Sciences/National Engineering Laboratory of Wheat and Maize/Key Laboratory of Biology and Genetic Improvement of Maize in Northern Yellow-huai River Plain, Ministry of Agriculture, Ji’nan 250100;2Crop Research Institute, Shandong Academy of Agricultural Sciences, Ji’nan 250100;3Huibangbohai Agricultural Development Co., Ltd., Dongying 257000, Shandong)

【】In order to achieve synergistic promotion of both maize grain yield and nitrogen use efficiency (NUE) under salt stress, it is essential to explore the performance difference of different salt-tolerant maize varieties on yield formation, nitrogen uptake, transport and utilization, to excavate biological potential of maize varieties using nitrogen, so as to provide matched maize variety for the optimized nitrogen application regime.【】In this study, salt-tolerance maize varieties Denghai605, Ludan818 and salt-sensitive maize varieties Ludan981 and Liansheng188 were separately used to systematically study the effects on accumulation and distribution of dry matter and nitrogen, nitrogen utilization efficiency and yield formation under different nitrogen application rates of 0, 180 and 360 kg·hm-2, denoted by N0, N1 and N2 treatments in turn, as well as the interaction of nitrogen levels and maize varieties and inter-annual were analyzed.【】Suitable nitrogen application rate could significantly increase grain yield. Compared with N1 treatment, there were no difference in grain yield for salt-tolerance varieties but significant increase for Ludan981 (avg. 9.93%) and Liansheng188 (avg. 16.31%) under N2 treatment. Also, high nitrogen application (N2) got lower nitrogen agricultural efficiency (NAE), nitrogen utilization efficiency (NUE) and nitrogen partial factor productivity (NPFP) than low nitrogen application (N1). The difference in grain yield and yield components was the result from the varieties, nitrogen regimes, and their interaction. Compared with salt-sensitive maize varieties, salt-tolerance maize varieties had greater grain yield, nitrogen absorption and use efficiency across same nitrogen regime. Specifically, the grain yield of salt-tolerance maize varieties were increased by 7.78%-27.63% (N0), 7.40%-24.87% (N1), and 0.32%-9.55% (N2), respectively, while the nitrogen utilization efficiency were increased by 26.65%-48.28% (N1) and 1.20%-24.87% (N2), respectively.【】It was performance well for the salt-tolerances varieties than the salt-sensitive varieties on dry matter accumulation and nitrogen uptake and utilization. Low nitrogen application was beneficial for salt-tolerant maize variety getting higher grain yield and vice versa. The nitrogen utilization efficiency was affected by maize varieties, nitrogen regimes and its interaction, through affecting grain yield, dry matter accumulation, and nitrogen uptake and utilization. Thus, it would be an efficient strategy to achieve synergistic promotion of both maize grain yield and nitrogen use efficiency, through the coordination of nitrogen optimization with matched maize variety.

summer maize; variety; nitrogen level; yield; nitrogen utilization efficiency; saline land

10.3864/j.issn.0578-1752.2020.21.008

2020-05-20；

2020-09-09

國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（2018YFD0300602）、山東省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（2017CXGC0307，2019GNC21500）、山東省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目（SDAIT-02-07）

高英波，E-mail：yingboandy@163.com。通信作者李宗新，E-mail：sdaucliff@sina.com

（責(zé)任編輯 楊鑫浩）