当前位置:首页 >> 人才培养 >> 中国农业大学硕士研究生论文开题报告
    
  双击自动滚屏  
中国农业大学硕士研究生论文开题报告

发表日期:2012年5月14日  本页面已被访问 13697 次

 

 

中国农业大学

硕士研究生论文开题报告

 

 

                   所在院系  资源与环境学院  

                         植物营养学      

                   学生姓名  张永杰          

                   入学时间  200992 

                   导师姓名  米国华   教授   

         课题名称 不同土壤类型上氮素

对玉米根系生长及衰老的调节

                  

 

 

 

中国农业大学研究生院制

填表时间2010 5 21


一、立论依据(以下各项均可加页)

(包括课题的研究意义,国内外研究现状分析,附主要的参考文献)

1研究意义及背景

  20世纪80年代以来我国的粮食总产与化肥用量同步快速增长,我们用9%的耕地养活了世界上20%的人口,在这段时间里化肥的贡献率达到了50%[1],然而到了90年代化肥的使用量在大幅度的增加,而玉米等粮食植物的产量却不再增加,化肥利用率极其低下,有关数据表明:从1989年到2002年的13年间,我国的化肥用量增加84%,而粮食产量只增加了12%[2]。这样不仅造成了化肥的浪费,而且还使生态环境遭到了严重的破坏。造成这一结果的主要原因是我们过分的依赖于化肥的投入来改变植物的生长环境,而忽略了作物自身的潜力[1]。高产作物中养分利用率的低效已经被广大研究者所认同[3]。在现在及今后的相当一段时间内作物高和产高效将成为农业科学研究的主题。

根系是作物吸收水分和养分的主要器官,其生长的大小、形态、结构、构型及在土壤中的分布决定了其对土壤中矿质元素和水分的吸收能力,同时根系的生长状况影响着玉米地上部分的光合产物的转化与分配,进而影响到地上部籽粒的形成,最终决定了玉米的产量。另一方面根系的生长又具有“趋水性”和“趋肥性”,大部分的农业措施如耕地、施肥、灌溉等都可以影响到根系的生长、分布[4-5],水分与养分对根系又有可调控的作用。因此了解土壤性状、土壤养分、土壤水分对玉米根系的生长与分布的影响,进而通过养分和水分对玉米根系生长的调控来实现玉米的高产和对水肥资源的高效利用,具有十分重要的现实意义。

从诸多研究试验中我们可以发现:单独研究根系、土壤剖面养分分布的例子很多,或者是大多数研究者只研究单一因素(如施氮量、施氮时期、水分胁迫、土壤容重等)对土壤根系分布的影响,很少有研究者将能够在大田中将不同土壤和不同梯度下养分的动态分布二者对根系的互作所产生的分布影响结合起来进行研究。

本试验从不同土壤、不同氮水平总体上对土壤根系的影响上出发,来研究玉米根系分布,旨在获得能够高效获取氮素的理想根构型,为玉米的高产高效栽培技术提供一定的理论基础。

2国内外研究现状

关于N肥对玉米根系生长的影响已有不少报道,王启现等[6]认为,增施氮肥能够明显提高0-130cm土层内单株玉米根干重,使土壤中上层根系和超深层(100-130cm)根系比例增加,下层根系比例降低,施肥期推迟有利于超深层根系发育,根重增加。Drew[7]研究表明施氮对根的生长有局部刺激作用,局部供氮影响根的生长。Anderson[8]认为增施氮肥可以不改变根重,而使根长增加,即增施氮肥可以使根变的细长。MaizlishNA.等[9]进行的田间试验也表明:玉米根长随施N肥量增加而增加。

土壤是作物根系生长的外部环境,是作物生长发育的重要介质,不同的土壤类型其理化性状不同,机械强度、土壤容重、温度热度、透气性、保肥保水性不一样,因此不同土壤类型上玉米根系的生长和分布情况以及其对氮素的反应不同。杨青华等[10]认为潮土玉米根系前期生长发育状况较好,在土壤中下扎速度慢,多集中分布在耕层;砂姜黑土玉米根系中后期生长发育状况明显优于潮土玉米根系,且根系下扎速度快,在土层内上下分布较潮土合理。李潮海等[11]研究表明,轻壤土、中壤土、轻粘土三种不同质地的土壤对玉米的根系生长具有很大的影响。在轻壤土上玉米根系“早发早衰”,在轻粘土上则表现为“晚发晚衰”而中壤土上在整个生育期中玉米根量的最大值显著高于轻壤土和轻粘土。同时在轻粘土上根系主要集中在上层,而在中壤土和轻壤土上不同层次上根系的分布比较均匀。容重是土壤主要的物理特性之一,研究结论表明,容重大的土壤其土层坚硬度大,根系生长时所遇到的阻力大,根系生长速率明显小于容重小的土壤,表现为根径较粗、分布较浅,主要集中在上层,但水平分布角度大 [12-15] 。李潮海等[16]认为根的条数随着根容重的增加而减少,根干重和根长也随着容重的增加而减少,同时下层土壤的容重还会影响上层土壤中的根系。不同的土壤类型上保水性不一样,从而影响了玉米根系的生长发育与分布,有关研究表明[17]在玉米整个生育期,无论水分条件如何玉米根系的总跟长、表层根长、都会随着施氮量的增加而增加,在开花期之前无论水分条件如何,根重、根冠比随着施氮量的增加而降低,而在灌浆期时干旱条件下氮肥对根重和根冠比无影响。另一方面不同土壤类型上由于保水保肥性不一样,造成了土壤中氮素在不同层次上的运移、转化与分布的不同,进而影响了土壤剖面中不同层次上氮素的浓度,氮素浓度的不同可能影响不同层次上根系的生长与分布。

 

参考文献:

[1]张福锁,申建波等根际生态学——过程与调控[M]北京:中国农业大学出版社,2009

[2]国家统计局.中国统计年鉴[M]北京:中国统计出版社,2003.P419

[3]张福锁,米国华,刘建安.玉米氮效率遗传改良及其应用[J]农业生物技术学报,19975(2)112-117

[4]王启现,王璞等.不同施氮时期对玉米根系分布及其活性的影响[J]中国农业科学,200336 (12) :1469 -1475  

[5]华元刚,林清火等.氮素供应对橡胶树根系生长的影响[J]中国农学通报,2006226:421-424

[6]王启现,王璞等.不同施氮时期对玉米根系分布及其活性的影响[J]中国农业科学,2003 36 (12) :1469 - 1475

[7]Drew MC , Saker L R. Nutrient supply and the growth of the seminal root system in barley : I. The effect of nitrate concentration on the growth of axes and laterals. Journal of Experimental Botany , 1973 ,24 : 1189 - 1202

[8]Anderson E L. Corn root growth and distribution as influenced by tillage and nitrogen fertilization. Agronomy Journal , 1987 , 79 : 544- 549

[9] Maiflish NAFritton DKendall W ARoot morphology and early development of maize at varying levels of nitrogen Agron ,1980,72:25-31

[10]杨青华等.不同土壤类型玉米根系生长发育动态研究[J]华北农学报,2000 ,15 (3) :88-93

[11]李潮海等.不同质地土壤对玉米根系生长动态的影响[J]中国农业科学,2004379:1334-1340

[12] Bengough A G, Young I M. Root elongation of seeding peas through layered soil of different penetration resistances. Plant and Soil, 1993,149:129-139

[13] Coelho E L, Or Dan. Root distribution and water uptake patterns of corn under surface and subsurface drip irrigation. Plant and Soil, 1999, 206: 123-126

[14] Shierlaw J, Alston A M. Effect of soil compaction on root growth and uptake of phosphorous. Plant and Soil, 1984, 77: 15-28

[15] De Fraitas P L, Zobel R W, Snyder V A. Corn root growth in soil columns with artificially constructed aggregates. Crop Science, 1999,39: 725-730

[16]李潮海等.下层土壤容重对玉米根系生长及吸收活力的影响[J] 中国农业科学 ,200538(8):1706-1711

[17]李秧秧等.土壤水分与氮肥对玉米根系生长的影响[J]中国生态农业学报,200191):13-15

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

二、研究方案(以下各项均可加页)

包括研究目标、研究内容、拟采取的研究方法、技术路线、实验方案及可行性分析和预期的研究进展)

研究目标:

在田间条件下,三种不同土壤类型上,通过氮素对玉米根层的调控,获得在不同土壤类型上能够高效吸收氮素的最佳根构型

研究内容:

通过分析黑土、冲积土、风砂土3种土壤上经过不同氮素调控的玉米根系在不同生育期(吐丝期、灌浆期)上的总根重、总跟长、根长密度以及0-80cm内每一层次(10cm为一层)上的根长、根重、根直径、根长密度等来了解每一个处理下的玉米根系生长分布情况。

通过分析土壤中不同层次上不同时期的Nmin值和土壤含水量来了解在玉米根系分布的不同层次上土壤中氮素和水分的运转与分布情况。

通过测定不同土壤上不同层次的土壤容重分析玉米根系在生长发育过程中和分布情况上所受机械阻力的影响。

技术路线:


试验方案:

试验题目:不同土壤条件下根系生长特征与土壤矿化氮高效利用

1、试验目的:土壤硝态氮向深层土壤的淋失是氮肥损失的主要途径之一。有研究表明,深层土壤中较多的根系有利于减少硝态氮的淋失。不同土壤条件下,硝态氮向土壤深层移动的速率可能不同,根系形态与分布对硝态氮的截获能力也可能不同。本试验通过研究不同土壤上、在不同的氮素调控下玉米根系的生长与分布及土壤中硝态氮的分布,旨在为找出在不同土壤上(黑土、冲积土、风砂土)能够通过氮素调控而长出能够高效吸收利用土壤矿化氮的最佳根构型。

2、试验设计:

   1) 试验地点:吉林省梨树县四棵树乡三棵树村、王家桥村、付家街村

   2) 玉米品种:先玉335

   3) 种子处理:种衣剂包衣

 4)种植密度:65000/hm2。等行距种植(60×26cm)

5)播种方法:精量点播

播期:5cm土层温度稳定通过5-6℃,气温稳定通过7-9℃5月1日

播量:保苗株数65000株/ hm2【播种量=(种子百粒重/100)×保苗株数+保苗株数×15%】

播深:开沟开在湿土上,开沟深度2-5cm ;覆土深度4cm(镇压后的深度)

6)镇压:播后及时重镇压并封闭除草。

7)田间管理:拔节期(6.5叶)结合追肥中耕(深度8cm)一次。

8)施肥方案:P2O5100kg / hm2K 2O 120kg / hm2,氮肥如下表,

代码

施氮模式

施纯氮量(kg/ hm2

施肥时期

0-N

不施氮

0

基肥和追肥比例13

70% Opt.-N

70%×Opt. N

168

Opt.-N

优化施氮

240

Con-N

传统高量施氮(农户)

270

130%Opt.-N

130%×Opt. N

312

   9) 小区设计:每小区面积60m2(6×10m), 3次重复,5个处理,共15个小区。

10) 取样情况:吐丝期、灌浆期共取玉米根系样两次,每次每小区取两株具有代表性植株。吐丝期、灌浆期共取土样两次。

11) 测定指标:土壤容重,土壤含水量,土壤Nmin;植株根系,每次取样每层根根长,根重;地上干物质重,玉米产量。

试验方法:

1土壤含水量测定:采用铝盒烘干称重法测定

2土壤Nmin测定:采用0.01mol/L氯化钙溶液将土壤中的氮素浸提,用流动分析仪分析浸提液中的硝态氮、铵态氮含量

3根长测定:先将植株根系洗净,将每层根洗净后数每层根条数,然后在扫描仪上扫描,扫描后经分析程序(WinRhizo Pro Vision 5.0a)处理

 

  预期的研究进展:

2009、072009、10    田间根系取样、产量测定、土壤Nmin分析

2009、102010、03    09年根系扫描与分析

2010、032010、05    查阅文献、设计试验

2010、052010、10    田间试验观察与取样

2010、102011、06    样品分析、数据分析、查阅文献、撰写论文。

 

 

 

三、    经费预算

支出科目

金额(万元)

计算根据及理由

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

注:预算支出科目按下列顺序填写:1、论文课题业务费2、实验材料费、3、仪器设备费


四、论文选题评议

对论文选题评议:(结合大家意见,就选题的理论、实践意义、实验设计方案、研究的预期结果及学生分析、综合问题的能力、表达能力等方面做出评议,并提出是否通过的建议)。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                    考核主持人签字:                 

 

研究方向

职称、职务

工 作 单 位

 

 

植物营养学

副教授

吉林农业大学

 

王贵满

作物栽培学

研究员

吉林梨树农业技术推广总站

 

赵丽娟

作物栽培学

研究员

吉林梨树农业技术推广总站

 

米国华

植物营养学

 

中国农业大学

 

芮玉奎

植物营养学

副教授

中国农业大学

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

参加开题报告的总人数

院(系)学位评定分委员会意见:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                       签字(盖章):                 

 

备注:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 



  双击自动滚屏  
  相关评论:    

 没有相关评论

  发表评论:    

用 户 名:
电子邮件:
评论内容:
(最多评论字数:1)

中国农业大学吉林梨树实验站 | 设为首页 | 加入收藏 | 联系我们 | 进入管理 |

联系地址:梨树县梨树镇树文街25号   联系电话:13894458926   联系人:xianyunguhe
备案号:吉ICP备11005707号