一、课题来源与背景 黑龙江省农业科学院佳木斯分院主要承担黑龙江省科技厅"三江平原主要作物育种栽培科技创新服务平台"项目，而"应用15N示踪法研究玉米不同器官氮素吸收特征及增产效果"是其中子课题之一，具体开展"玉米不同生育期叶片叶绿素及叶面积指数动态变化规律研究"，"玉米不同生育期各器官干物质积累及运转变化研究"，" 玉米不同生育期各器官氮素吸收积累动态研究"，" 玉米不同器官氮肥吸收利用率研究"4个方面研究与示范工作，研究的作物主要玉米。 二、研究的目的意义 黑江省地处我国玉米带最北部，玉米种植几乎遍布全省，近几年来黑龙江玉米面积越来越大，总产达800-1200万吨，单产仅在4000-5000公斤/公顷，玉米产量占我省粮豆产量的40%以上，玉米商品率在70%以上，每年大约有300万吨以上销往省外和国外，因此玉米在黑龙江省粮食生产中占有举足轻重的地位，并对我国粮食安全和玉米市场有较大的影响。制约黑龙江省玉米发展的瓶颈之一是单产低，而科学施肥是提高单产的有效途径。 作物生长所需要的多种元素中，氮尤为重要，是限制生长和产量的首要因素。然而为了提高单产，化肥的用量越来越大，不科学的施肥，造成肥料浪费严重，目前中国氮肥利用率仅为28%-41%，而其余部分由于氨的挥发、淋失、硝化与反硝化作用造成氮肥损失，使投入生产成本过高，土壤质量退化、环境污染严重等问题。 玉米是高需氮作物，特别是生育后期对氮素需求大，而玉米施肥没有合理方法，农民习惯玉米追肥一次，且追肥以表施为主，这就容易造成玉米氮肥施用不合理，肥料利用率低，后期玉米容易出现脱肥现象，造成减产。如果明确玉米不同时期各器官对氮素的吸收及积累特性，其结果将对玉米施肥提供理论基础，从而会提高玉米单产水平，黑龙江省玉米总产将会大幅提高，随之而来的农民收入水平将会显著提高。 三、主要论点与论据 （1）不同追氮方式提高了供试玉米不同生育期株高，至成熟期分别提高11.9%～20.7%和9.1%～17.7%，且氮肥深追比氮肥浅追提高2.3%～7.9%；显著提高了寒地玉米叶面积指数，拔节至蜡熟期较CK和PK分别提高10.7%～44.4%和6.9%～34.0%；吐丝到吐丝后40d，显著提高不同部位叶片SPAD值，以氮肥深追二次最高。 （2）不同追氮方式提高了供试玉米穗长、穗粗、轴粗和穗位高，显著降低了秃尖长度；提高了供试玉米产量，较CK和PK分别提高78.0%～99.7%和54.4%～73.2% ，且氮肥深追较氮肥浅追提高8.76%～12.2%。 （3）不同追氮方式提高供试玉米单产收入、纯收益，提高产投比，其中氮肥深追二次、氮肥深追一次产量收入比氮肥浅追一次每1hm2分别多2062.1元、574.7元，纯收益分别多1762.1元、274.7元。 （4）采用 15N 标记技术在寒地玉米上研究表明，与不施氮肥相比，施氮处理提高了不同器官干物质积累量，和氮素含量，显著提高了氮素积累量。氮肥深追与浅追相比，显著提高了不同器官 15N 积累量，提高籽粒中 15N 的分配率。氮肥深追好于氮肥浅追，且以氮肥二次深追植株不同器官氮素积累量最高。 （5）在氮肥总量不变条件下，寒地玉米对 15N 标记氮肥的残留率为14.57 %～13.66 %，氮肥损失率为27.62 %～16.62 %（P＜0.05），随着氮肥深追次数增加而降低。氮肥利用率提高14.08 %～26.00 %（P＜0.05），氮肥贡献率提高0.64 %～3.57 %，随着氮肥的追施次数增加而增加。 （6）玉米关键时期追施氮肥改善了穗部性状，从而提高产量，与不施氮肥相比，产量提高36.24 %～50.72 %（P＜0.05），氮肥深追与浅追相比，产量提高6.35 %～10.63 %（P＜0.05），氮肥二次深追是比较好的施肥方法。 四、创见与创新 本研究创新点是在寒地玉米上应用15N同位素示踪技术，明确不同时期追肥后玉米各器官氮素吸收及利用率变化情况，及土壤中氮素转化情况及残留情况，对于指导玉米科学施肥将提供理论依据。 五、社会经济效益、存在问题 黑龙江省是我国农业大省，国家粮食的重要储备基地，近几年来，受国际形势的影响，黑龙江省玉米面积不断扩大，虽总产提高，但由于生产水平及肥料施用不合理，玉米单产并不高。本技术的应用，可以减少氮素由于表施所造成的氮素损失，提高氮肥的利用率，保护环境，提高玉米产量，社会效益、经济效益十分显著。 黑龙江省是现代化农业大省，机械化程度很高，以往农民受机械化水平低限制，多次追肥费时费力，导致农民不愿多次追肥，现在除少数地方地区外机械化水完全能够达到技术要求，因此本项目的实施完全可行。

黑龙江省农业科学院佳木斯分院

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