以不同类群的18个玉米自交系为母本,6个标准测验种为父本,利用NC-II设计,组配108个杂交组合,对亲本自交系氮效率相关性状进行统计分析,并对杂交组合的产量及氮效率相关性状进行配合力分析。结果表明,吐丝期叶绿素相对含量在2个施氮处理下均与氮效率呈极显著正相关(r=0.553,0.639),可作为评价亲本自交系氮效率高低的指标;从氮效率2个构成方面来看,不施氮处理下氮利用效率起主要作用,而施氮处理下氮吸收效率起主要作用。亲本氮效率配合力分析表明,在氮高效品种选育中,应保证亲本至少有一个是氮效率一般配合力(GCA)较高的自交系,并选择由其组配的氮效率特殊配合力(SCA)高的组合;双亲的配合力氮效率总体效应(TCA)决定着组合F1代的产量及氮效率,TCA可作为选育氮高效杂交组合的理论依据。母本自交系BL12、BL48分别在施纯氮225 kg hm–2(N225)和450 kg hm–2(N450)处理下,具有较高的GCA效应,是较好的氮高效育种材料,其杂交组合BL12×178、BL48×掖478分别在N225、N450处理下表现较优,是优良的氮高效杂交组合。
以常规旋耕无秸秆还田(对照)、1年秸秆深翻还田、2年秸秆深翻还田土壤总DNA为模板,采用氨氧化细菌(Ammonia-oxidizing bacteria,AOB)的氨单加氧酶α亚基(amo A)基因特异性引物扩增AOB amo A基因,构建amo A基因文库。运用BLAST程序进行序列比较发现,玉米秸秆深翻还田土壤中分布有亚硝化弧菌属(Nitrosovibrio)、亚硝化螺菌属(Nitrosospira)和亚硝化单胞菌属(Nitrosomonas)微生物菌群,秸秆深翻还田土壤AOB amo A基因序列主要与保护性耕作、长期施肥、间作、温室和植被恢复土壤中的amo A基因序列相似;常规旋耕无秸秆还田土壤AOB amo A基因序列主要与秸秆焚烧大田土壤和内蒙古草原土的amo A基因序列相似。玉米秸秆深翻还田2年处理(SF-Ⅱ)AOB amo A基因多样性指数最高,其次是玉米秸秆深翻还田1年处理(SF-I),常规旋耕无秸秆还田(CK)最低。
阐明不同氮效率玉米品种对土壤硝态氮时空分布及农田氮素平衡的影响,是挖掘品种氮素高效利用的生物学潜力,提高氮素供应与作物需求的匹配度,进而提高氮肥利用效率的重要途径。本研究以氮高效玉米品种郑单958、金山27和氮低效玉米品种蒙农2133、内单314、四单19为材料,在不同施氮量下(0、300和450 kg hm^(-2)),系统研究了不同氮效率玉米品种对土壤硝态氮时空分布、农田氮素平衡的影响,并分析了植株氮积累量与土壤硝态氮累积量的关系。结果表明,不同施氮水平下,氮高效品种的产量、氮素吸收效率、氮肥利用率都显著高于氮低效品种;相关分析表明植株氮素积累量与土壤硝态氮累积量呈显著负相关。从土壤硝态氮时空分布来看,随生育进程,土壤硝态氮含量最大土层逐渐下移,下移速率不受品种氮效率影响,其年际间差异与降雨量差异显著相关;但吐丝后氮高效品种的60~100 cm土壤剖面内硝态氮含量显著低于氮低效品种,差异达显著水平;收获后土壤硝态氮残留量则表现为氮低效品种显著高于氮高效品种,且随施氮量的增加显著增加。从农田氮素平衡来看,品种的氮效率显著影响农田土壤氮素残留及表观损失,氮低效品种的农田氮素表观损失是氮高效品种的2.2倍(300 kg hm^(-2))和1.5倍(450 kg hm^(-2)),且年际间差异较大。因此,不同氮效率品种通过对氮素的差异性吸收显著影响农田氮素平衡。选用氮高效品种可显著降低土壤中硝态氮残留和表观损失,降低氮素淋溶风险,是提高氮肥利用率的有效途径。
