种植密度和施肥方式对春播鲜食糯玉米产量、品质及氮素吸收利用的影响

【目的】适宜的种植密度和施肥方式是实现玉米高产优质高效的重要措施。为此,我们研究了不同密度和施肥方法组合对春播鲜食糯玉米产量、品质和氮素吸收利用的影响,旨在建立实现鲜食糯玉米高产、优质及轻简施肥的栽培技术体系。【方法】田间试验于2021、2022年在江苏南通进行,供试品种为江苏省主推鲜食糯玉米品种“苏玉糯11号”。试验采用裂区设计,主区为密度水平：4.5×10⁴ (D1)、5.25×10⁴ (D2)、6.0×10⁴ (D3)、6.75×10⁴ (D4)、7.5×10⁴ (D5)株/hm²;副区为施肥模式,在总施氮(N)量225 kg/hm²条件下,设置常规基施普通复合肥N 75 kg/hm²+6叶期追施尿素N 150 kg/hm² (CF)、缓释型复合肥一次性基施(SF-b)和6叶期一次性追施(SF-t) 3种施肥方式。在玉米吐丝期和鲜食期,测定生物量和氮素积累量,在鲜食期测定鲜果穗产量和鲜...     

黑河流域水资源供需平衡与配置研究

水资源合理配置是水资源高效利用的重要手段,同时是水资源可持续利用的核心问题。针对黑河流域水资源利用现状与存在的问题,运用系统分析理论与方法,对黑河流域水资源需求、供水能力、水资源配置与供需平衡进行了分析与讨论。结果表明:在50%保证率下,黑河流域2015年、2020年和2030年需水量分别为3.271×10⁹ m³,3.041×10⁹ m³和3.071×10⁹ m³,供水量分别为2.841×10⁹ m³,2.972×10⁹ m³和3.033×10⁹ m³,缺水量分别为4.30×10⁸ m³,0.69×10⁸ m³和0.38×10⁸ m³,缺水率分别为13.15%,2.27%和1.24%。针对流域水资源现状,应采取提高工业用水重复利用率、调整农业种植结构、大力发展高效节水技术等措施。继续加强流域水资源高效管理,改善流域生态环境,提高流域内水资源可持续利用能力。     

松嫩平原秸秆还田对连作春玉米氮素供应与吸收的影响

为探明松嫩平原秸秆还田对连作春玉米氮素供应与吸收的影响,在松嫩平原中南部,采用框栽和¹⁵N同位素标记的方法,设置5个秸秆还田量,分别为0(CK)、9.20、18.40、27.60和36.80 t·hm^-2,均施入¹⁵N标记的尿素350 kg·hm^-2(纯氮量约160 kg·hm^-2),开展秸秆还田试验。结果表明,秸秆还田改变了春玉米对肥料氮和土壤氮的利用比例,在一定秸秆还田量条件下,随着秸秆还田量的增加,苗期春玉米植株氮素积累中肥料氮所占比例增加,而拔节期后则呈相反趋势。通过方程拟合可知,秸秆还田量低于12.49 t·hm^-2时可以较CK提高当季氮肥利用率,高于12.49 t·hm^-2时则低于CK。秸秆还田不利于春玉米苗期和拔节期生长;秸秆还田量为11.25 t·hm^-2时,最有利于春玉米产量的形成,秸秆还田量高于23.96 t·hm^-2时则会引起减产。综上,在松嫩平原中南部,配施尿素350 kg·hm^-2时,最适秸秆还田量为11.25 t·hm^-2。本试验较系统地研究了玉米不同秸秆还田量对土壤供氮和下茬玉米氮素吸收的影响,为科学解析秸秆还田与土壤供氮关系提供了依据。     

施氮量对江汉平原中低产田小麦产量及氮素吸收利用的影响

为探究江汉平原地区中低产田小麦种植的最适施氮量,以适宜长江中下游流域种植的小麦品种郑麦9023与扬麦23为材料,设置0、135、180和225 kg·hm^-24个纯氮施用量,研究施氮量对小麦籽粒产量及产量构成、氮素利用效率以及部分农艺性状的影响。结果表明,当施氮量在0～225 kg·hm^-2范围内时,随着施氮量的增加,氮肥偏生产力和氮肥农学利用效率逐渐降低,而小麦的旗叶相对叶绿素含量(SPAD)值、有效穗数、穗粒数和生物量逐渐增加,同时籽粒产量在施氮量为225 kg·hm^-2时最高,但与180 kg·hm^-2施氮量处理并无显著差异。在0～180 kg·hm^-2施氮量范围内,氮肥的增施可显著增加植株干物质积累量、氮素积累量和收获指数。在180 kg·hm^-2施氮量处理的基础上继续增施氮肥至225 kg·hm^-2,并未显著增加小麦各生育时期植株干物质积累量。在不同施氮量处理下,扬麦23较郑麦9023平均增产19.8%,且有效穗粒数较多、穗...     

高氮密植栽培对湘两优900产量形成及氮利用效率的影响

为探明湘两优900在热带稻区的高产性和适应性,在海南三亚进行4个施氮水平(0、150、225、300 kg·hm^-2)和2个移栽密度(25.0×10⁴、16.7×10⁴ hills·hm^-2)大田栽培试验,研究施氮水平和移栽密度对湘两优900产量形成和氮肥利用率的影响。结果表明,施氮水平和移栽密度对湘两优900产量影响显著,产量随着施氮水平和移栽密度的提高而显著增加,以施氮量300 kg·hm^-2与移栽密度16.7×10⁴ hills·hm^-2组合的产量最高(15.32 t·hm^-2),其增产优势主要表现为有效穗数多,地上部干物重和叶面积指数(LAI)大,叶绿素含量和净光合速率(Pn)高。施氮水平与移栽密度对氮肥吸收利用效率有影响,且施氮水平起显著作用。施氮量为300 kg·hm^-2时,氮肥吸收利用率最大(44.5%),增加施氮量能显著提高氮肥利用率,同时也会显著降低氮素吸收效率、氮生理效率、氮肥效率。从产量和氮肥利用效率综合考虑,施氮量300 kg·hm^-2与移栽密度25.0×10⁴ hills·hm^-2是本试验条件下的最优密肥组合。本研究结果为超级杂交稻在热带稻区(海南)推广应用提供了科学依据。     

基于DNDC模型的环渤海典型小流域农田氮素淋失潜力估算

为了定量评价流域尺度氮素污染的可能性并探明氮素污染的主要来源,以期指导农业生产实际保护农田生态环境,该文主要运用农业生态系统生物地球化学模型(DNDC)模拟的方法,以环渤海典型小流域——小清河流域为例,在GIS流域数据库支持下对该流域氮素淋失潜力进行了估算。研究结果表明,2006年小清河流域年均氮淋失负荷范围为10.44×103～36.86×103t,平均为23.65×103t。以当年氮肥投入总量222.2×103t计算,该流域平均氮素流失量占氮肥投入的10.6%。不同地区氮素淋失空间分布差别较大,与氮肥施用量的空间分布规律大体一致。其中,44%和27%的地区氮素潜在淋失量分别集中在20～40和>40～80kg/hm2,这些地区主要分布在小清河两侧沿岸及寿光市大部分地区,给流域水环境造成了较大影响。研究结果显示流域氮淋失存在较大的空间区域差异,根据不同地区的实际情况进行水氮管理,减少氮素的无效丢失十分必要。     

氮肥用量对花生氮素吸收与分配的影响

为明确花生氮素吸收与分配规律,以花育25号为试验材料进行土柱栽培试验,采用¹⁵N 示踪法研究氮肥用量对花生不同器官氮素同化吸收与积累分配的影响。结果表明,当施氮量超过90 kg·hm^-2(N2)时,花生植株各器官干物质量及氮素积累量基本不再显著增加。籽仁干物重在3个施氮量(N1、N2、N3) 条件下分别较不施氮增加2.61%、5.32%和1.88%,且在施氮量90 kg·hm^-2(N2)时最高,为19.00 g/株。同一施氮量条件下,花生不同器官¹⁵N 积累量表现为籽仁> 叶> 茎>果壳>根;在不同施氮量条件下,¹⁵N 在花生各器官积累量随施氮量增加而增加。N2增加了¹⁵N 在籽仁中的分配比例,降低了茎和叶片中的分配比例,促进氮素由营养器官向生殖器官转运,提高了¹⁵N 在籽仁中的积累量,其氮肥利用率分别较N1、N3和N4提高22.77%、17.56%和28.13%。综上,本试验条件下施用90 kg·hm^-2氮素(N2)可提高花生籽仁干物重,增加氮素积累量和氮肥利用率。一元二次方程模拟结果表明,77.19 kg·hm^-2为花生产量最高的最适施氮量。本研究结果为花生氮肥利用率及氮肥的合理施用提供了理论依据。     

基于15N示踪技术的干旱区滴灌葡萄氮素利用分析

为研究水氮调控对干旱区滴灌葡萄氮素吸收利用的影响,以新疆鲜食葡萄弗雷为试验材料,利用¹⁵N 示踪技术,设置2种灌水处理(灌水量为4 950、5 400 m³·hm^-2,分别记作W1、W2),3种施氮处理(施氮量为177、235、292 kg·hm^-2,分别记作F1、F2、F3)进行大田试验。结果表明,各处理土壤全氮含量和¹⁵N丰度差异极显著(P<0.01),并且在0~20 cm土层出现富集现象。各器官征调氮素能力随水氮投入加大极显著增强(P<0.01)。根系、茎秆、叶片器官的生物量随着吸氮量的增加极显著提高(P<0.01),而较高施氮量(F3)不利于果实器官生物量的积累。果树吸收的肥料氮量随水氮投入的加大逐渐增加,受水氮调控影响极显著(P<0.01),果树吸收的土壤氮量大于肥料氮量。W2F1的¹⁵N标记氮肥利用率和¹⁵N标记氮肥偏生产力最高,分别为38.36%和114.20 kg·kg^-1,W2F2的产量最高,为20 253 kg·hm^-2,但与W2F1差异不显著。表明水氮投入过多会引起茎秆和叶片器官徒长且不利于提高¹⁵N标记氮肥利用率。综上所述,灌水量5 400 m³·hm^-2、施氮量177 kg·hm^-2(W2F1)是兼顾经济效益与生态效应的可行水氮运筹模式。本研究结果为干旱区滴灌葡萄高产高效种植提供了参考。     

神府─东胜煤田开发对乌兰木伦河河道淤积与输沙的影响

神府─东胜煤田自1987-1993年开发以来,河道露天采煤、矿区建设排弃的大量土石碴堆积于河道或岸坡,导致河床淤积严重,输沙量骤增.乌兰木伦河下游50km净淤积1310.5×10⁴m³,平均年增加187.2×10⁴m³,输沙量比采矿前增加70%,平均年增加735×10⁴t.文中对河道淤积的泥沙来源和采矿排弃物流失量进行了深入分析,并提出该流域治理的建议与对策.     

基于InVEST模型的青弋江流域土壤侵蚀与影响因素研究

为探究安徽省青弋江流域土壤侵蚀的演变规律和驱动因素，采用InVEST模型对该流域2000—2018年的土壤侵蚀特征开展了研究，量化了不同土地利用类型、海拔、坡度下土壤侵蚀状况，并借助地理探测器对流域土壤侵蚀影响因素进行分析。结果表明：(1)2000年、2010年、2018年该流域平均土壤侵蚀模数分别为15.29,14.14,10.74 t/(hm²·a),侵蚀总量分别为1.08×10⁷,1.00×10⁷,0.76×10⁷ t,呈现逐渐减小特征；(2)流域内土壤侵蚀空间差异显著，呈现“北低南高”的分布格局；(3)不同土地利用类型土壤侵蚀模数大小表现为裸地>草地>林地>耕地>建设用地>水体，全流域林地侵蚀量最大，占总侵蚀量的73.71%;(4)地形因子对流域内土壤侵蚀存在显著影响，坡度是青弋江流域土壤侵蚀主导因子，因子间交互作用对土壤侵蚀的解释力均大于单因子，其中坡度与年降水量和土地利用的协同作用解释力最强，分别达22.93%和22.29%;(5)坡地坡度降缓及增加草地和林...     

洱海流域北部农田养分平衡及残留特性研究

为减少农田氮磷流失,改善洱海水质、遏制富营养化发展,以洱海流域北部8个乡（镇）为研究区域,采用现场调查与分析测试相结合的方法研究了洱海流域北部10种典型轮作模式的施肥量、作物养分吸收量、农田养分盈余量以及土壤养分残留状况,对不同轮作模式农田养分平衡及残留特性进行了分析评价。结果表明,水稻-大蒜轮作模式下有机肥和氮肥的投入量显著高于其他模式,水稻-蔬菜作物轮作模式的磷肥投入量显著高于其他模式;不同轮作模式间土壤养分残留差异性以硝态氮最为突出：水稻-大蒜轮作条件下土壤硝态氮残留量达43.4mg.kg-1,明显高于其他轮作模式;10种轮作模式均处于养分盈余状态,以水稻-大蒜轮作模式养分盈余量最大,为1258.8kgN.hm-2和1472.7kgP2O5.hm-2;养分盈余量差异主要凸现在小春季作物上;土壤中易流失的硝态氮、铵态氮和速效磷与氮磷肥的投入量和养分盈余均呈显著相关。表明水稻-大蒜和水稻-蔬菜轮作是洱海流域农田环境污染风险较高的种植模式,需要重点防控。     

基于减少土壤硝态氮淋失的作物搭配种植模式研究进展

农业生产中为获得较高作物产量而投入大量的化学肥料,同时不合理的田间管理措施使硝态氮在土壤中大量累积,增加了淋溶风险。不同作物搭配生长及种植模式在协同提高作物产量、充分利用光热资源、提高集约化生产能力方面是一种有效的栽培措施,同时在高效利用土壤养分、改善生态环境、降低硝态氮污染方面具有很大潜力。本文从不同类型作物搭配生长及不同种植模式(设施蔬菜与填闲作物、粮食作物与经济作物、粮食作物与粮食作物、粮食作物与露地蔬菜、蔬菜与蔬菜)方面综述了高效利用土壤氮素、降低土壤硝态氮累积与淋失的效果,并根据不同类型作物特点进行了机理上的解释。文末以搭配作物根系为突破点对作物种植模式进行了研究展望。     

鄱阳湖生态经济区农作物生产碳效率的时空变化

提高农作物生产的碳效率是实现低碳农业的重要途径之一,对我国应对气候变化、实现减排目标有着重要的意义。本研究基于鄱阳湖生态经济区主要农作物生产过程中的碳投入量和产出量,对鄱阳湖生态经济区县域农业碳效率进行了估算,分析了研究区农作物生产碳效率的时空变化。结果表明:(1)鄱阳湖生态经济区农作物碳的生产效率从2000年的9.27 kg·kg-1(CE)增长到2010年的10.16 kg·kg-1(CE),经济效率由2000年的10.73 Yuan·kg-1(CE)下降到2010年的9.25 Yuan·kg-1(CE),生态效率从2000年的1.76 kg(C)·kg-1(CE)上升至2010年的1.94 kg(C)·kg-1(CE);(2)鄱阳湖生态经济区农作物碳效率的空间分布呈现较为明显的集聚特征,主要年份高效率区大都集中于该区的东南部地区,低效率区主要集中在九江地区各县(市);(3)在碳投入一定的情况下,农作物碳的生产效率受农业发展水平和农作物经济产量的影响,经济效率受粮食产量和价格的影响,生态效率则主要受农业碳产出的影响。(4)鄱阳湖生态经济区大部分县(市)为碳汇区,且高碳汇区逐年增多。     

华北平原不同种植制度对粮食作物氮素利用和土壤氮库的影响

冬小麦-夏玉米一年两熟是华北平原粮食作物的主要种植制度,存在氮肥利用率低、土壤氮素过量累积问题。为探索华北平原氮素高效利用的适宜种植制度,采用15N示踪技术,基于3 a田间定位试验,对一年两熟冬小麦-夏玉米的常规水氮和优化水氮、两年三熟冬小麦-夏玉米-春玉米与冬小麦-夏大豆-春玉米及一年一熟春玉米3种种植制度的作物产量、15N利用率、氮素去向和土壤氮库表观平衡进行研究。结果表明,两年三熟的冬小麦-夏玉米-春玉米产量为32 248.52 kg/hm2,分别比一年两熟和一年一熟提高22.16%和52.88%;15N利用率为33.36%,比一年一熟提高26.12%。3种植制度的氮肥去向最高为土壤残留,其次为作物吸收和损失,两年三熟冬小麦-夏玉米-春玉米的作物吸氮量最高为151.82 kg/hm2,土壤氮库表观盈余量为21.22 kg/hm2,显著低于其他种植制度。综合分析,冬小麦-夏玉米-春玉米两年三熟在稳产高产和提高氮素利用率上具有可持续的潜力,是华北平原未来较为理想的种植制度。     

浙江省浦江县作物氮磷投入效应的TechnoGIN分析

该文以浦江县近10a作物种植结构变化为基础,以农户农业生产调查为样本数据,运用TechnoGIN模型对浦江县近十年的经济作用养分投入情况分析,对照经典试验数据得出经济作物养分投入已严重过剩,仅浦江县2006年水果、蔬菜和苗木的养分过剩量分别占浦江县该年氮肥、磷肥总投入量的35.2%和28.6%,养分利用效率均低于20%。因此,如何规范经济作物的农业养分投入不仅是减少生产成本增加农业经济效益的重要途径,更是减少农业面源污染的的迫切需要。     

3种蔬菜种植模式下土壤氮素平衡的比较研究

氮素利用效率用于反映当季作物从肥料中同化的氮量,这在农业生产实践中至关重要。不合理的氮肥施用将导致土壤板结、地下水污染以及作物品质下降等一系列问题,因此近年来备受关注。本文以中国农业大学曲周试验站日光温室有机蔬菜生产长期定位试验为基础,借鉴前人对于氮素平衡的研究方法,即氮盈余=氮输入(肥料氮+移栽苗带入氮+灌水带入氮)氮输出(收获物带出氮),研究2011年春季有机、无公害和常规3种温室茄子种植模式下土壤氮素表观平衡的盈余变化。结果表明:有机、无公害、常规3种种植模式下,土壤耕层0~20 cm土壤全氮含量差异极显著,其中有机生产模式最高,为2.6 g·kg 1,无公害生产模式为1.7 g·kg 1,常规生产模式最低,为1.3 g·kg 1;3种种植模式下氮素的总输入分别为1 150 kg·hm 2、1 182 kg·hm 2、1 433kg·hm 2,总输出分别为178 kg·hm 2、135 kg·hm 2、116 kg·hm 2,茄子单季产量分别为93 458 kg·hm 2、93 320kg·hm 2、90 209 kg·hm 2,最终氮素盈余量分别为971 kg·hm 2、1 046 kg·hm 2、1 317 kg·hm 2。有机种植模式与无公害和常规种植模式相比,茄子单季产量分别提高0.1%和3.6%,氮素盈余分别降低7.2%、26.3%。综上,有机种植模式对耕层土壤的氮素累积贡献最大,且较无公害和常规种植模式相对高产。有机模式土壤氮盈余较少,表现出较高的氮素利用效率。本研究结果可为选择高产、健康的种植模式提供参考依据。     

水足迹视角下四川省主要粮食作物种植结构优化及用水效率分析

作为粮食主产区,四川省农业用水占比高但农业用水效率低,季节性和区域性缺水严重,导致农业用水压力巨大。为了探究作物用水规律,提高作物用水效率,该研究基于水足迹理论量化四川省3种主要粮食作物用水量,并以此为基础构建蓝水和灰水足迹最小化,经济收益最大化的多目标优化模型,得到不同节水情景（5%、10%和15%）下的最优作物种植结构,最后通过用水效率指数分析优化前后各地农业用水效率。结果表明：1）2001—2021年间,四川作物生产用水呈现下降趋势,空间上由东北向西南逐渐减少,空间差异大。2）在节水5%、10%和15%情景下,种植结构优化结果均显示水稻和小麦面积调减,玉米面积调增;作物蓝水足迹在3种情景下均减少。3）研究时段内,作物用水效率在逐渐提升,并且呈现出“东南高-中间低”态势;经种植结构优化后,发现增加玉米种植面积,适当减少水稻、小麦种植面积,对提高作物用水效率有利。研究结果对农业水资源管理,提升作物用水效率,保障粮食安全具有参考价值。     

粮食作物种植视角下东北粮食主产区耕地利用的时空分化特征

作物种植是耕地最直接的利用方式。基于粮食作物种植视角研究耕地利用问题,是耕地利用领域研究的进一步细化,也是粮食安全的基础。该研究以东北粮食主产区典型地域为研究区,基于主要粮食作物大豆、玉米和水稻的不同耕地利用方式,以乡镇为单元,综合运用标准差椭圆、重心模型及探索性空间数据分析法,阐明2016—2019年研究区粮食作物的耕地利用空间分化特征。结果表明:1)研究区主要粮食作物的耕地利用结构变化明显,大豆与玉米的耕地种植面积出现明显"剪刀差"变化特征,水稻的耕地种植面积基本保持稳定。2)研究区主要粮食作物的耕地利用空间分布呈现"西北-东南"动态格局,种植大豆和玉米的耕地利用重心位于研究区的中东部地区,分别向东偏南和西偏南方向迁移。3)研究区种植主要粮食作物的耕地利用结构具有较强的正负空间关联性,正相关类型聚集性较强,表现出明显的区域一致性;负相关类型无明显聚集区域,面积较小,且零星分布。研究结果较好地反映了种植结构调整政策实施阶段研究区种植主要粮食作物的耕地区域空间布局分化和耕地种植结构的空间关系,为区域种植结构调整及保障粮食结构性安全提供科学依据。     

2000-2020年玛纳斯河流域的作物种植结构与需水满足度

变化环境条件下干旱绿洲水土资源的高效利用一直广受关注。玛纳斯河流域分布着新疆最大、最典型的绿洲农耕区,其水土资源高效利用无疑应基于对种植结构和需水满足度（供水量/需水量）时空演变规律的了解。基于谷歌地球引擎（Google Earth Engine,GEE）平台并通过区域调查和调研,该研究利用面向对象的随机森林分类,建立流域地物遥感识别模型,分析当地2000-2020年种植结构的变化过程,探讨种植结构变化与膜下滴灌棉花水分供应状况和需水满足度间的关系。结果表明：基于GEE平台,融合简单非迭代聚类图像分割算法和随机森林分类算法可快速、准确识别流域地物,总体精度约90%;近20年,流域种植作物始终以棉花为主,占耕地总面积的80%以上,受益于膜下滴灌技术的节水、抑盐等功效,中、下游盐碱荒地不断被开垦为棉田,致使其面积以每年约101 km2的速度增长,但棉田面积增长与灌溉水资源供给的矛盾日益突出,棉花需水满足度显著下降,尤其是水资源相对匮乏的下游灌区及需水旺盛的夏灌期,2020年流域下游棉花夏灌期需水满足度已降至约46%,种植结构的调整和优化已势在必行。研究可为玛纳斯河流域水资源配置及农业种植结构优化提供科学依据。     

基于水氮管理与种植结构优化的作物丰产高效管理策略

河西走廊农业生产受到水资源短缺与农业资源利用效率低的限制,制约着该地区的种子、粮食生产与农业可持续发展战略。该研究构建了考虑作物水氮需求量、降雨量、土壤初始含氮量的水氮管理制度优化方法,并结合所构建的考虑空间尺度作物产量与水氮利用效率的多目标种植结构优化方法,为河西走廊制种玉米、大田玉米和小麦制定丰产高效的水氮管理与种植结构调整策略,从而实现作物产量和水氮利用效率的协同提升。结果显示：优化的水氮管理制度相比管理现状可减少单位面积灌水量9.1%～27.3%、施氮量26.6%～50.0%;以作物产量和水氮利用效率最大为目标,以种植面积、产量需求和水氮投入量为约束,调整制种玉米、大田玉米和小麦的种植面积与空间分布,优化后制种玉米和小麦种植面积减少、大田玉米种植面积增加,总种植面积减少4 874.8 hm2,且作物种植空间分布较优化前差异明显;水氮管理与种植结构优化协同作用可以在水氮用量分别减少0.29×109 m3和3.36×107 kg的情况下,作物总产量提升0.16×109 kg,区域灌溉水生产力和氮肥利用效率分别提升0.62 kg/m3和18.97 kg/kg。该研究可以为产粮区和缺水区的作物丰产高效和农业可持续发展提供科学指导与决策参考。