控释氮肥用量对油菜产量和氮肥利用效率的影响

在氮肥一次性施用条件下，研究控释氮肥对安徽江淮地区油菜产量、氮素吸收及氮肥利用效率的影响，明确控释氮肥的适宜用量，为本区域冬油菜轻简化施肥提供依据。2016—2017年度在安徽省江淮流域油菜主产区布置控释氮肥不同用量施用效果田间试验。试验共设6个控释氮肥用量梯度，分别为 0、60、120、180、240和300 kg·hm^-2和1个常规氮肥180 kg·hm^-2。结果表明，一次性基施氮肥180 kg·hm^-2的条件下，控释氮肥处理（CRU180）油菜籽粒、氮含量、氮积累量均显著高于普通尿素处理；同时，CRU180处理也显著提高了氮肥表观利用率、农学效率和偏生产力。比较控释氮肥不同用量，随着施氮量的增加，油菜各部位生物量和氮素积累量逐渐增加，其中籽粒产量在氮用量180 kg·hm^-2时处于较高水平，显著高于低施氮量各处理（CRU120和CRU60），继续增加施氮量产量没有显著增加；籽粒、茎秆和角壳的氮素积累量均以CRU300处理最高，CRU240次之，但二者显著降低了氮收获指数和氮肥利用率各指标。综合来看，控释氮肥用量为180 kg·hm^-2时能在维持油菜籽粒产量不降低的的条件下，保持较高的氮肥利用效率。基于油菜产量与控释氮肥用量的线性加平台模型，本区域控释氮肥一次施用的最佳用量为166.4 kg·hm^-2。     

控释氮肥对稻油产量及氮肥利用的影响

在2009-2011年连续3年4季田间试验条件下,研究树脂包膜尿素和普通尿素不同掺混比例对水稻-油菜轮作系统中的作物产量和氮肥利用率的影响。结果表明,与当地农民习惯施用普通尿素处理(N 180 kg·hm^-2)相比,等氮量下控释氮肥与普通尿素用量为7:3的控释氮肥处理水稻和油菜增产效果最好, 平均产量分别为9 934和2 117 kg·hm^-2,增产7.00%和17.03%;控释氮肥处理水稻和油菜的氮肥吸收利用率平均分别增加9.76～25.84和3.85～10.67个百分点,氮肥农学利用率和偏生产力也有显著增加。     

稳定氮肥用量对夏玉米产量和氮肥利用率的影响

通过大田小区试验,研究了稳定氮肥不同用量对夏玉米产量、养分累积量、氮肥利用效率及经济效益的影响。结果表明,与不施稳定氮肥相比,稳定氮肥施氮量90、150、210 kg·hm^-2和270 kg·hm^-2分别增产36.7%、62.1%、76.6%和81.9%,地上部氮素总累积量分别增加39.0%、60.3%、79.0%和113.4%,经济效益分别增加36.1%、61.2%、72.7%和77.1%;与农民习惯施用氮肥相比,高量稳定氮肥用量210 kg·hm^-2和270 kg·hm^-2分别增产7.3%和10.5%,地上部氮素总累积量分别增加3.2%和23.0%,经济效益分别增加9.7%和11.4%。施用稳定氮肥促进夏玉米对氮素的吸收累积,高量210 kg·hm^-2和270kg·hm^-2处理较习惯施氮提高总吸氮量。施用稳定氮肥各处理氮肥表观利用率和农学效率显著高于农民习惯施氮,偏生产力高于农民习惯施氮,生理效率除270 kg·hm^-2处理外,高于农民习惯施氮。稳定氮肥施氮量在210 kg·hm^-2时,能较好地协调玉米高产与稳定氮肥合理利用的统一。     

稳定氮肥用量和施用方式对水稻产量和氮肥效率的影响

通过田间小区试验,研究了稳定氮肥用量及施用方式对水稻产量、氮素累积量、氮肥利用效率、经济效益及土壤养分含量的影响。结果表明,与不施稳定氮肥相比,100%稳定氮肥一次施用、100%稳定氮肥分次施用、85%稳定氮肥一次施用和70%稳定氮肥一次施用分别增产53.1%、61.6%、39.7%和36.7%,植株地上部氮素总累积量分别增加64.0%、80.9%、36.0%和32.3%,经济效益分别增加50.4%、59.5%、37.4%和34.5%。与农民习惯等氮施肥相比,稳定氮肥一次施用和分次施用分别增产5.7%和11.6%,植株地上部氮素总累积量分别增加9.9%和21.2%,经济效益分别增加5.8%和12.2%。等氮施用稳定氮肥较农民习惯施肥促进水稻对氮素的吸收累积,提高了产量,分次施用达到显著性差异。稳定氮肥一次施用和分次施用氮肥表观利用率和农学效率高于农民习惯施氮,且分次施用达到显著性差异,生理效率和偏生产力3处理无显著性差异。施用稳定氮肥能够提高土壤碱解氮含量,且随着施用量增加而增大。稳定氮肥施氮量在240 kg N·hm^-2且基肥与分蘖肥6:4分次施用时,能较好地协调水稻高产与稳定氮肥合理利用的统一。     

春玉米产量、氮肥效率及土壤矿质氮对施氮的响应

为了提高氮肥增产效益,减少对环境的污染,通过田间试验研究了施氮量对春玉米产量、氮肥效率及土壤矿质氮的影响。结果表明,施氮量较低时,春玉米籽粒产量随施氮量增加显著增加,当施氮量高于180 kg·hm^-2时,产量保持不变或有减少趋势。氮肥农学利用率、氮素吸收效率、氮素偏生产力和氮收获指数均随着施氮量增加显著降低,氮肥表观利用率和氮肥生理利用率均先增加后降低。从苗期到收获期,施氮处理0~60 cm土层硝态氮含量呈现"上升-下降-上升-下降-稳定"的变化趋势,而60~120 cm土层硝态氮在春玉米生长后期有增加的趋势。随着土层加深,土壤硝态氮含量呈波浪式下降,施氮量240 kg·hm^-2和300 kg·hm^-2处理在60~100 cm土层硝态氮含量均显著高于其他处理。随着施氮量增加,0~120 cm土层硝态氮累积量显著增加,当施氮量超过240kg·hm^-2时,土层中累积的硝态氮存在着较大的淋溶风险。综合考虑产量、氮肥效率和环境效应,179~209 kg N·hm^-2是本试验条件下春玉米的合理施氮量。     

油菜专用控释尿素用量对冬油菜产量和氮素吸收的影响

【目的】明确不同冬油菜种植区域油菜专用控释尿素用量对冬油菜产量和氮素吸收的影响,验证油菜专用控释尿素一次性施用的可行性和适宜用量,为指导冬油菜轻简化生产提供依据。【方法】于2015-2016年分别开展油菜专用控释尿素静水释放试验和田间埋袋养分释放以及控释尿素用量施用效果田间试验。油菜专用控释尿素用量试验布置于冬油菜3个主产地区--湖南衡阳、江西九江和湖北武穴。试验共设5个氮肥用量梯度,分别为0、60、120、180和240 kg N·hm^-2,探究油菜专用控释尿素对不同区域冬油菜产量和氮素吸收的影响。【结果】田间埋袋试验结果表明,油菜专用控释尿素的缓释期在150 d左右,累积释放量为83.4%,与冬油菜氮素需求吻合。施用油菜专用控释尿素可以调控收获密度,增加冬油菜的单株角果数和每角粒数。与不施氮处理相比,单株角果数、每角粒数分别增加15.0-81.5角/株和0.2-2.4粒/角,收获密度随氮肥用量增加或降低协调群体与个体。3个产地的籽粒产量均在施氮量达到180 kg N·hm^-2时最高,分别较不施氮增产1 118、1 088和2 049 kg·hm^-2。用线性加平台模型拟合的最佳控释尿素用量,湖南衡阳、江西九江和湖北武穴分别为174、180和192 kg N·hm^-2。油菜专用控释尿素施用显著增加地上部生物量、氮素含量和氮素积累量。在收获期时,随氮肥用量增加,茎秆中的氮素分配比例逐渐增加,籽粒中氮素积累分配比例减小,而角壳的氮素分配比例保持在10%左右。不同时期氮肥利用率存在差异,苗期最小,花期最大,收获期居中,分别为19.20%-23.45%、50.69%-56.89%和39.39%-46.71%。苗期和花期的氮肥利用率随着施氮量的增加,出现先增加后降低的趋势,在控释尿素用量为180 kg N·hm^-2时达到最大;收获期的氮肥利用率随着施氮量的增加呈降低趋势。【结论】油菜专用控释尿素一次性施用可以增加油菜各生育时期的氮素吸收、促进油菜生长发育,提高收获密度、单株角果数和每角粒数,增加油菜产量。不同冬油菜主产区所需专用控释尿素推荐用量差异不大,平均为180 kg N·hm^-2。     

控释尿素对春玉米产量、氮效率及氮素平衡的影响

为明确控释尿素在春玉米上的应用效果及土壤氮素平衡状况,在黑龙江省双城、宾县、哈尔滨、肇源地区通过2011-2012年两年四点次田间小区试验,研究普通尿素与控释尿素（控释期90 d的树脂包膜尿素）混合施用对春玉米产量、氮肥效率（NUE）及土壤氮素盈亏的影响。结果表明,春玉米产量、植株吸氮量均随着施氮量的增加而增加。与普通尿素一次性基施相比,控释尿素能够提高玉米产量、植株吸氮量、氮肥表观利用率、氮农学效率（ANUE）及氮肥贡献率（FCR）。在相同氮素施用水平下（100%、75%、50%氮肥用量）,100%基施控释尿素比100%基施普通尿素各处理玉米产量分别平均增加391、427、291 kg·hm^-2;氮肥表观利用率提高5.9%、4.9%和5.1%;氮肥农学效率提高2.0、2.6 kg·kg^-1和2.6 kg·kg^-1;氮肥贡献率增加2.7%、3.1%和2.4%。处理4（普通尿素40%基肥,60%追施）和处理5（40%普通尿素与60%控释尿素混合一次性基施）玉米产量、植株吸氮量、氮肥表观利用率、氮农学效率差异不显著。氮素表观亏缺量随着氮肥用量的增加而降低。与100%普通尿素作基肥一次性施入相比,100%控释尿素一次性基施降低氮素表观损失量15.0 kg·hm^-2;40%普通尿素与60%控释尿素混合一次性基施降低氮素表观损失率23.9 kg·hm^-2。可见,普通尿素与控释尿素分别以40%和60%的比例混合施用在黑龙江省玉米生产上是可以推广和借鉴的氮素管理方式。     

控施氮肥与尿素配施对玉米生长、养分吸收及产量的影响

本文通过田间试验,研究几种控释肥与尿素的配施对玉米干物质积累、氮素吸收及产量的影响。结果表明,与不施氮处理(CK)相比,施用氮肥具有显著的增产效果,控释氮肥70%与普通尿素30%处理(CRU70%)的玉米产量显著高于普通尿素100%(CRU0%),增产6.0%,在成熟期,CRU70%处理的地上部干物质积累量和氮素积累量均显著高于CRU0%,处理CRU 70%的氮肥当季回收率,农学效率和偏生产力均显著高CRU 0%处理,分别提高20.8%、36.5%、6.1%。综合玉米产量、养分吸收利用及经济效益,控释氮肥70%与普通尿素30%配施可发挥两种氮肥的优势,获得显著的增产效果,提高经济效益。     

控释氮肥对寒地黑土玉米产量及氮素吸收利用的影响

为了进一步明确氮肥施用效率，采用田间定位试验方法，研究了控释氮肥和普通氮肥配合施用对寒地黑土玉米产量、氮肥利用及氮素平衡的影响。试验设5个处理，(1)不施氮肥(CK);(2)全部普通氮肥基施(BU);(3)全部控释氮肥基施(CRU);(4)农民习惯施肥，即40%BU基肥，60%BU追肥(FP);(5)60%CRU与40%BU混合基施(MBC)。结果表明，控释氮肥与普通氮肥配合施用(MBC)能显著提高玉米产量、经济效益和氮肥利用率(NUE),减少氮素在土壤剖面中的残留，降低氮素损失。与FP相比，MBC处理3年平均增产6.9%(P<0.05),增收27.8%(P<0.05),氮素吸收增加5.8%(P<0.05),氮肥利用率显著增加14.7%(P<0.05)。且0～30 cm、30～60 cm、60～90 cm土壤剖面中土壤无机氮(SIN)累积量分别占总量的44.8%～51.8%、32.2%～34.9%、15.5%～21.6%。控释氮肥与普通氮肥配合一次性基施(MBC),土壤剖面SIN累积量在0～90 cm剖面中，MBC处理较FP降低10%(P<0.05),在6...     

不同氮肥用量及施用模式对直播油菜产量的影响

开展5个氮肥施用水平、3种不同施用模式的油菜直播田间试验,结果表明:在相同氮肥用量情况下,尿素分次施用在油菜不同部位生物量和氮素积累量以及氮肥利用率高于尿素一次性施用处理;氮肥用量在中高氮量下,油菜专用缓控释氮肥的地上部总积累量及氮肥利用率大于施用尿素处理;氮肥在氮肥用量达到180 kg/hm~2时油菜不同部位生物量和氮素积累量以及氮肥利用率达到最大。     

不同施氮处理对水稻油菜轮作土壤氮素供应与作物产量的影响

【目的】探究不同施氮处理对水稻油菜轮作区土壤氮素养分及作物产量的影响,并重点分析不同处理在水稻油菜轮作间的差异及原因。【方法】2014—2015年在成都市典型水稻油菜轮作区进行连续两年小区定位试验,试验处理包括不施氮(CK)、单施尿素(UR)、40%控释氮肥+60%尿素(40%CRU)和单施控释氮肥(CRU)。研究不同处理对水稻油菜轮作条件下土壤无机氮、酶活性、作物产量及氮素利用率的影响。【结果】(1)相较UR处理,40%CRU处理能显著提高水稻生育中后期土壤无机氮含量;油菜蕾薹期到成熟期,土壤无机氮含量随控释氮肥添加量的增加而增大,40%CRU、CRU处理间无显著差异。(2)各施氮处理相比,在作物生育前期UR处理土壤脲酶和蛋白酶活性最高。随生育期推进,添加控释氮肥处理土壤酶活性均高于UR处理,但40%CRU、CRU处理间差异较小。两季作物相比,水稻季土壤脲酶和蛋白酶活性整体均呈升高-降低的趋势,孕穗期出现峰值;而油菜季土壤脲酶活性随生育期发展逐渐降低,添加控释氮肥处理蛋白酶活性先升高后降低。(3)水稻油菜产量均以40%CRU处理最大,两年水稻产量分别较UR处理增产597.04 kg·hm~(-2)(2014年)和582.61 kg·hm~(-2)(2015年),提高了7.50%—7.83%;油菜增产391.19 kg·hm~(-2)(2014年)和378.49 kg·hm~(-2)(2015年),提高了15.39%—16.70%。产量与构成因子的回归方程显示,水稻穗粒数和结实率与产量呈显著正相关,40%CRU处理穗粒数较UR处理提高15.17%(2014年)和17.72%(2015年),结实率提高4.49%(2014年)和4.44%(2015年)。油菜产量与每角粒数和总角果数相关性显著,40%CRU处理每角粒数最多,总角果数较UR处理两年分别增加8.98%(2014年)和13.80%(2015年)。(4)施氮显著提高水稻油菜成熟期地上部分氮积累量,且均以40%CRU处理最大。相较其余施氮处理,40%CRU处理的水稻成熟期氮积累量提高了6.21%—21.83%(2014年)、6.51%—20.74%(2015年),油菜成熟期氮积累量提高了8.42%—24.74%(2014年)、9.39%—22.77%(2015年)。施氮处理能有效提高水稻油菜作物的氮肥表观利用率、氮肥偏生产力和氮肥农学利用率,且均以40%CRU处理最优,CRU处理次之。【结论】添加控释氮肥的处理可有效改善水稻油菜生育中后期的土壤酶活性与氮素供应,显著增加水稻和油菜作物产量,提高氮素利用率。其中,控释掺混尿素处理土壤的氮素供应适宜,能有效促进作物对氮素的吸收利用,产量水平更大。     

Effects of mechanized deep placement of nitrogen fertilizer rate and type on rice yield and nitrogen use efficiency in Chuanxi Plain,China

This paper investigates the yield and nitrogen use efficiency (NUE) of machine-transplanted rice cultivated using mechanized deep placement of N fertilizer in the rice–wheat rotation region of Chuanxi Plain, China. It provides theoretical support for N-saving and improves quality and production efficiency of machine-transplanted rice. Using a single-factor complete randomized block design in field experiments in 2018 and 2019, seven N-fertilization treatments were applied, with the fertilizer being surface broadcast and/or mechanically placed beside the seedlings at (5.5±0.5) cm soil depth when transplanting. The treatments were: N0, no N fertilizer; U1, 180 kg N ha^–1 as urea, surface broadcast manually before transplanting; U2, 108 kg N ha^–1 as urea, surface broadcast manually before transplanting, and 72 kg N ha^–1 as urea surface broadcast manually on the 10th d after transplanting, which is not only the local common fertilization method, but also the reference treatment; UD, 180 kg N ha^–1 as urea, mechanically deep-placed when transplanting; M1, 81.6 kg N ha^–1 as urea and 38.4 kg N ha^–1 as controlled-release urea (CRU), mechanically deep-placed when transplanting; M2, 102 kg N ha^–1 as urea and 48 kg N ha^–1 as CRU, mechanically deep-placed when transplanting; M3, 122.4 kg N ha^–1 as urea and 57.6 kg N ha^–1 as CRU, mechanically deep-placed when transplanting. The effects of the N fertilizer treatments on rice yield and NUE were consistent in the 2 yr. With a N application rate of 180 kg ha^–1, compared with U2, the N recovery efficiency (NRE), N agronomic use efficiency (NAE) and yield under the UD treatment were 20.6, 3.5 and 1.1% higher in 2018, and 4.6, 1.7 and 1.2% higher in 2019, respectively. Compared with urea alone (U1, U2 or UD), the NRE, NAE and yield achieved by M3 (combined application of urea and controlled-release urea) were higher by 9.2–73.3%, 18.6–61.5% and 6.5–16.5% (2018), and 22.2–65.2%, 25.6–75.0% and 5.9–13.9% (2019), respectively. Compared with M3, the lower-N treatments M1 and M2 significantly increased NRE by 4.0–7.8% in 2018 and 3.1–4.3% in 2019, respectively. Compared with urea surface application (U1 or U2), the yield under the M2 treatment was higher by 4.3–12.9% in 2018 and 3.6–10.1% in 2019, respectively. Compared with U2, the NRE and NAE under the M2 treatment was higher by 36.9 and 36.3% in 2018, and 33.2 and 37.4% in 2019, mainly because of higher N uptake. There was no significant difference in the concentration of nitrate in the top 0–20 cm soil under U1, U2 and M2 treatments during the full heading and maturity stages. During the full heading stage, U2 produced the highest concentration of nitrite in 0–20 cm and 20–40 cm soil among the N fertilizer treatments. In conclusion, mechanized deep placement of mixed urea and controlled-release urea (M2) at transplanting is a highly-efficient cultivation technology that enables increased yield of machine-transplanted rice and improved NUE, while reducing the amount of N-fertilization applied.     

一次性施肥稻田田面水氮素变化特征和流失风险评估

为评估单季稻一次性施肥模式中氮素径流损失风险,通过田间试验研究了一次性施肥模式中缓释氮肥类型、施用比例和氮肥施用量对田面水氮素含量的影响。结果表明:与尿素分次施肥处理(225 kg N·hm-2)相比,不同缓释氮肥(180 kg N·hm-2)一次性施肥后田面水铵态氮浓度为稳定性肥料(NIU)常规分次施肥(Urea)树脂包膜尿素(RCU)聚氨酯包膜尿素(PCU);氮肥施用量为180 kg N·hm-2时田面水铵态氮浓度随缓释氮肥施用比例增加而下降,但180 kg N·hm-2和144 kg N·hm-2处理间田面水铵态氮含量没有明显差异。尿素分次施肥和一次性施肥处理的稻田氮素径流损失风险都在施基肥后5 d。研究表明,一次性施肥模式通过缓释氮肥的应用和氮肥减量等措施,虽然基肥用量大于尿素分次施肥处理,但没有增加稻田氮素径流损失风险。     

不同施肥管理对东北黑土区氮损失的影响

为了明确不同施肥管理的肥料利用率及其氮损失对环境的影响,采用自然降雨条件下土槽模拟试验方法,系统研究了在东北黑土玉米单作体系下不同施肥管理(尿素、秸秆还田和缓控释肥)在一次性施用条件下的农田氨挥发、氮径流淋溶损失及土壤硝态氮累积特性。结果表明:农民习惯施肥、秸秆还田施肥及控释肥氨挥发总量分别为26.1、24.2、23.9 kg N·hm-2,占化肥施用量的10.9%、10.1%、10.0%;氮径流淋溶损失分别占化肥施用量的1.4%、1.5%、0.9%,且以氮径流损失为主;土壤0~50 cm土层氮残留分别为42.2、42.3、54.6 kg N·hm-2。秸秆还田处理可以在保证产量的前提下,减少土壤氮残留、提高肥料利用率;控释肥在降雨量少的条件下氮残留相对较高,应适当降低施氮量。     

江苏设施菜地控释氮肥一次性基施增效减排效果研究

江苏设施蔬菜集约化程度高,劳动力需求大,氮肥用量大,面源污染问题突出。控释氮肥在该地区集约化蔬菜上应用后的减量、增效和减排潜力尚缺乏研究。本研究通过连续三季田间试验,设置4个施肥处理:常规施尿素氮100%N(N1)、常规施尿素氮70%N(N2)、基肥一次性施氮70%N(N3,控释氮与尿素氮的比例为7∶3)、基肥和一次追肥70%N(N4,基肥氮为控释氮,追肥氮全部为尿素氮,控释氮与尿素氮的比例为7∶3),研究其对集约化花椰菜和番茄产量、环境效应和经济效益的影响。结果表明:与N1、N2和N4相比,N3处理的产量和利润每季均为最高,花椰菜和番茄平均产量分别达到86.4 t·hm~(-2)和87.0 t·hm~(-2),利润分别达到12.0万元·hm~(-2)和12.2万元·hm~(-2),氨挥发量最低,仅为4.4 kg N·hm~(-2)和9.3 kg N·hm~(-2),三季蔬菜种植后土壤中硝态氮的残留量最低。与N1处理相比,N3处理可使花椰菜和番茄分别平均增产3.7%和21.3%,分别增收10.7%和40.3%,并分别平均减少64.0%和46.9%氨挥发。基于此,在江苏设施蔬菜种植上,与常规(N1)相比,控释氮肥与尿素7∶3混合一次性基施,可减氮30%且增效减排效果显著,值得在生产上推广应用。     

速效氮与缓控释氮配比一次性侧深施对双季稻产量、氮素利用率及氮素损失的影响

为探究在机插同步一次性侧深施肥作业方式下的速效氮与缓控释氮合理配比,保证水稻产量,提高肥料利用率,降低氮素流失,实现水稻的清洁化生产,采用田间小区试验,设置7个处理,分别为CK:不施肥,T1:农民习惯施肥(施N量早稻150 kg·hm~(-2),晚稻165 kg·hm~(-2)),T2～T6:机插同步一次性侧深施肥(施N量早稻105 kg·hm~(-2),晚稻132 kg·hm~(-2)),其中T2～T6处理的缓控释氮分别占总氮的0%、10%、20%、30%、40%。结果表明:在早稻季,各处理间产量差异不显著;晚稻季,T3～T5处理的产量间差异不显著,T6处理产量显著低于T4和T5处理;与T1处理相比,T2～T6处理的氮肥吸收利用率提高了8.08～14.10(早稻)个和6.68～26.61(晚稻)个百分点。与T2处理相比,早、晚稻T3～T6处理氨挥发累积量分别降低了5.20%～38.20%、29.41%～35.60%,田面水总氮平均浓度下降了20.90%～38.22%、7.39%～29.14%,田面水铵态氮平均浓度降低了26.26%～46.09%、42.57%～45.61%,其中T4处理早、晚稻不减产,肥料吸收利用率达到37.93%(早稻)、61.32%(晚稻),氨挥发累积量、田面水总氮平均浓度和铵态氮平均浓度分别下降37.00%、30.48%、31.88%(早稻),35.58%、12.88%、52.58%(晚稻),综合效果最好。研究表明,在湖南双季稻生产中,采用机插同步一次性侧深施肥作业方式,缓控释氮占总氮的20%较为合适。     

Hole fertilization in the root zone facilitates maize yield and nitrogen utilization by mitigating potential N loss and improving mineral N accumulation

Reducing environmental impacts and improving N utilization are critical to ensuring food security in China.  Although root-zone fertilization has been considered an effective strategy to improve nitrogen use efficiency (NUE), the effect of controlled-release urea (CRU) applied in conjunction with normal urea in this mode is unclear.  Therefore, a 3-year field experiment was conducted using a no-N-added as a control and two fertilization modes (FF, furrow fertilization by manual trenching, i.e., farmer fertilizer practice; HF: root-zone hole fertilization by point broadcast manually) at 210 kg N ha^–1 (controlled-release:normal fertilizer=5:5), along with a 1-year in-situ microplot experiment.  Maize yield, NUE and N loss were investigated under different fertilization modes.  The results showed that compared with FF, HF improved the average yield and N recovery efficiency by 8.5 and 22.3% over three years, respectively.  HF had a greater potential for application than FF treatment, which led to increases in dry matter accumulation, total N uptake, SPAD value and LAI.  In addition, HF remarkably enhanced the accumulation of ¹⁵N derived from fertilizer by 17.2% compared with FF, which in turn reduced the potential loss of ¹⁵N by 43.8%.  HF increased the accumulation of N in the tillage layer of soils at harvest for potential use in the subsequent season relative to FF.  Hence, HF could match the N requirement of summer maize, sustain yield, improve NUE and reduce environmental N loss simultaneously.  Overall, root-zone hole fertilization with blended CRU and normal urea can represent an effective and promising practice to achieve environmental integrity and food security on the North China Plain, which deserves further application and investigation.     

Utilizing comprehensive decision analysis methods to determine an optimal planting pattern and nitrogen application for winter oilseed rape

Oilseed rape is one of the most important oil crops globally. Attaining the appropriate cultivation method(planting pattern and nitrogen level) is necessary to achieve high yield, quality and resource utilization efficiency. However, the optimal method for oilseed rape varies across countries and regions. The objective of the present study was to determine an appropriate cultivation method, including planting pattern and nitrogen application, for winter oilseed rape in northwestern China. Two planting patterns: ridge film mulching and furrow planting(RFMF) and flat planting(FP), and six nitrogen(N) amounts: 0(N0), 60(N60), 120(N120), 180(N180), 240(N240), and 300(N300) kg N ha–1 were applied across three growing seasons(2014–2017). Three comprehensive decision analysis methods: principal component analysis, grey correlation degree analysis and the combined entropy weight and dynamic technique for order preference by similarity to ideal solution method were used to evaluate the growth and physiological indicators, nutrient uptake, yield, quality, evapotranspiration, and water use efficiency of winter oilseed rape. Planting pattern, nitrogen amount and their interaction significantly affected the indicators aforementioned. The RFMF pattern significantly increased all indicators over the FP pattern. Application of N also markedly increased all the indicators except for seed oil content, but the yield, oil production and water use efficiency were decreased when N fertilizer exceeded 180 kg N ha–1 under FP and 240 kg N ha–1 under RFFM. The evaluation results of the three comprehensive decision analysis methods indicated that RFMF planting pattern with 240 kg N ha–1 is an appropriate cultivation method for winter oilseed rape in northwestern China. These findings are of vital significance to maximize yield, optimize quality and improve resource use efficiencies of winter oilseed rape.