苏丹草是一年生禾本科优质牧草,营养价值高,适口性好,再生能力强,产草量高,对自然环境具有高度的适应性,非常适合大面积种植和推广,种子生产是扩大苏丹草种植范围的先决条件。在农艺措施中氮肥对苏丹草种子生产作用显著,然而,由于氮肥施用的不合理,造成了氮素利用率降低,生产成本增加,不仅使种子产量和品质受到影响,还引发了严重的环境问题。因此,本文在拔节、抽穗和灌浆期按固定比例,采用单因素(追施尿素)6水平完全随机区组设计,研究追施氮肥对苏丹草光合特性、碳氮代谢、碳氮代谢关键酶活性、种子产量及种子产量构成因素的影响,以期为苏丹草种子生产过程的施肥管理提供科学依据,主要研究结果如下:1、追施氮肥可以促进苏丹草植株生长,扩大其单株叶面积,增加一级穗柄数、穗粒数及种子千粒重,从而使苏丹草种子产量明显增加。追施氮肥600 kg/hm2种子产量达最大,增加追肥,产量增幅明显减小,落粒率升高,种子产量降低。2、拔节期和抽穗期茎粗和茎粗日增长率随追肥量增加而增大,追肥量超过450 kg/hm2后,茎秆生长受到抑制;追施氮肥600 kg/hm2苏丹草单株叶面积及叶片长度最大,继续追肥,叶片生长速度减慢,导致单株叶面积减小。3、追施氮肥显著提高了苏丹草叶片SPAD值,追肥量超过450 kg/hm2后,SPAD值增幅不明显,在灌浆中前期追施氮肥与叶片SPAD值之间成极显著相关关系,灌浆后期也保持显著性相关。随着追氮量的增加,光合速率、气孔导度和蒸腾速率也随之增加。然而,当追肥量大于600 kg/hm2光合作用受到抑制。4、,追氮300-750 kg/hm2苏丹草叶片SPAD值日最大值出现在北京时间15:00,不追肥和追氮肥150 kg/hm2在北京时间17:00达到峰值,各处理中光合日变化除对照以外,其它处理一天中最大值均出现在北京时间13:00,蒸腾速率日变化曲线呈双峰分布,日最大值出现在北京时间15:00,气孔导度在北京时间9:00达到峰值。5、各生长阶段随追施氮肥量的增加,苏丹草茎叶总糖积累量总体呈升高趋势,当追氮量为600kg/hm2时,各生育阶段叶片中的总糖积累量最高,继续增施氮肥,总糖含量下降;苏丹草叶片全氮含量随追肥量的增加而升高,追氮600 kg/hm2,拔节期和灌浆期叶片全氮含量最高,继续增加追肥量,叶片全氮含量开始下降;追施氮肥对碳氮代谢具有明显促进作用,碳代谢进程与氮代谢相比具有延时性。6、硝酸还原酶活性随追肥量的增加而增强,在抽穗期各处理的硝酸还原酶活性与灌浆期相比更为活跃;氮肥对谷氨酰胺合成酶及蔗糖磷酸合成酶活性同样具有促进作用,追肥450 kg/hm2酶活性最强,继续追肥酶活性降低。7、碳氮代谢酶对植物体内糖分和氮素的积累起到催化和调节作用,抽穗期SPS和GS活性增强催化植株体内碳氮代谢更为旺盛,促进苏丹草营养生长和小花分化,提高结实率,使种子获得高产。灌浆期GS活性增强有利于籽粒中氮素的积累和蛋白质含量的增加,使种子产量增加。拔节期和抽穗期茎叶中全氮含量均对种子产量的形成具有显著影响,其中,叶片内氮含量作用突出,灌浆期茎叶中碳氮代谢产物向籽粒中转运、沉积,穗粒部的全氮含量与种子产量间具有极显著正相关关系。8、随追氮量增加,氮肥农学利用率、偏生产力、利用效率及生理效率呈下降趋势,追施氮肥600 kg/hm2氮肥贡献率最大,此时,氮肥利用效率相对较大,并可获最大种子产量3815 kg/hm2。综合以上结果,认为在本试验条件下,分阶段追氮600 kg/hm2为最优施肥模式。