油菜季施磷结合秸秆还田提高油菜–水稻轮作体系的产量和磷肥利用率

  【目的】  探究秸秆还田和减磷处理对油–稻轮作周年物质生产和磷素利用的影响。  【方法】  田间试验在四川绵阳进行,种植制度为油菜–水稻复种。设置秸秆不还田(T1)和秸秆还田(T2)两种模式,4个施磷模式:油–稻两季均不施磷(P1)、油菜施P₂O₅ 120 kg / hm2–水稻季施P₂O₅ 90 kg / hm2 (P2)、油菜季施P₂O₅ 120 kg / hm2–水稻季不施磷(P3)、油菜季不施磷–水稻季施P₂O₅ 90 kg / hm2 (P4)。分析了油菜、水稻及周年干物质积累、产量以及磷素利用。  【结果】  施磷显著提高了油–稻轮作周年产量、干物质积累量和吸磷量。与P2相比,P3提高了油–稻两季干物质积累量、花后茎叶干物质转出量和吸磷量,其油–稻周年的产量、干物质积累量和吸磷量分别提高10.14%～27.65%、8.39%～9.71%、1.86%～5.65%;而P4处理较P2处理提高水稻季干物质积累量、花后茎叶干物质转运量和水稻产量,但降低了油菜季干物质积累量和油–稻两季的吸磷量,其周年产量增加4.47%～14.88%,但周年干物质量和吸磷量分别降低3.03%～10.07%、14.27%～22.76%。在磷肥利用方面,P3、P4较P2周年磷肥吸收利用率分别增加92.70%、51.72%。秸秆还田提高油菜–水稻周年的产量、干物质积累量、吸磷量。  【结论】  油菜–水稻轮作体系下,将全年磷肥用量降低至P₅O₂ 120 kg/hm2且全部施在油菜上,不仅满足油菜对磷肥的需求,而且水稻对油菜秸秆还田带来的磷素营养的吸收利用显著高于磷肥,进而显著促进了油菜–水稻体系的周年磷素吸收和利用,提高干物质积累和转运,实现轮作体系的高产高效。相反,仅在水稻季施磷肥,无论是否水稻秸秆还田,都难以满足油菜的磷素营养,降低轮作体系的周年产量和磷肥效率。因此,在油–稻轮作体系,采用油菜季施磷120 kg / hm2,配合秸秆还田是实现减磷并稳产高效的组合技术。     

天津市设施菜地施肥现状及减施潜力和对策

  【目的】  设施菜地存在施肥量过大、肥料利用率低、环境污染等问题。通过对天津市设施菜地施肥现状调查，明确设施菜地施肥现状和存在问题，为制定科学合理的施肥方案提供依据。  【方法】  本研究对天津市193个设施蔬菜地块施肥现状展开调查，明确设施菜地施肥特征，估算肥料总养分和化肥养分减施潜力。  【结果】  天津市日光温室平均养分施用总量为N 775.6 kg/hm2、P₂O₅ 715.5 kg/hm2和K₂O 524.9 kg/hm2，显著大于塑料大棚对应养分平均施用总量N 670.9 kg/hm2、P₂O₅ 584.5 kg/hm2和K₂O 425.3 kg/hm2 (P < 0.05)。有机肥是设施菜地养分的主要来源，对日光温室和塑料大棚N、P₂O₅和K₂O各自施用总量的贡献均超过50%。日光温室和塑料大棚中，化肥对磷 (P₂O₅) 施用量的贡献分别为44.2%和48.8%。从养分施用方法看，N、P₂O₅和K₂O基施比例日光温室分别为79.4%、80.2%和73.5%，塑料大棚分别为70.2%、78.2%和67.4%，P₂O₅基施比例大于N和K₂O。日光温室和塑料大棚平均养分施用比例 (N∶P₂O₅∶K₂O) 分别为1.00∶0.92∶0.69和1.00∶0.87∶0.63。相比推荐施肥量，天津市设施蔬菜N和P₂O₅普遍施用过量，甘蓝和白菜K₂O投入不足。设施菜地总养分 (N + P₂O₅ + K₂O) 减施潜力在31.5%～65.0%，化肥养分减施潜力在22.4%～66.6%。  【结论】  天津市设施菜地养分以基施为主，其中化肥基施比例偏高，追肥养分比例过低，养分总量过量施用现象普遍。设施菜地基施化肥和追肥中P₂O₅比例偏高，养分结构不合理。主要设施蔬菜中，茄子、番茄和芹菜的N和P₂O₅施用总量远超过各自推荐施肥量，化肥养分减施潜力较大，是设施蔬菜肥料减施关注的重点。     

设施早熟西瓜和甜瓜的化肥施用现状及减施潜力

  【目的】  调查陕西省设施栽培西瓜 (Citrullus lanatus)和甜瓜 (Cucumis melo) 施肥现状、养分输入特征和养分管理中存在的问题，为实现西瓜和甜瓜化肥合理减施，改善品质，增加农户经济效益提供科学依据和技术支撑。  【方法】  选取西瓜、甜瓜栽培面积大的农户，且使调查农户均匀覆盖主产区，采用实地走访记录方式，在调研陕西设施早熟西瓜、甜瓜产量水平，农户施用有机肥、化肥种类及施用量、施肥方式等基础上，依据当地目标产量、肥料试验文献数据，推荐区域合理施肥量，并对推荐施肥量进行田间验证，根据推荐施肥量对农户施肥现状进行评价并分析化肥的减施潜力。  【结果】  设施栽培西瓜、甜瓜主产区肥料 (化肥 + 有机肥) N、P₂O₅、K₂O养分投入量平均分别为582、412、541 kg/hm2和1059、763、842 kg/hm2，其中化肥N、P₂O₅、K₂O平均施用量分别为266、213、304 kg/hm2和315、317、281 kg/hm2；西瓜、甜瓜化肥N、P₂O₅、K₂O养分平均用量分别为各自推荐量的1.8、3.6、2.3倍和2.9、6.3、3.1倍，养分表观盈余量分别为455、369、388 kg/hm2和980、728、692 kg/hm2，养分利用率仅为4.6%～28.3%。西瓜化肥氮、磷和钾施用过量的农户分别占79.6%、88.9%和79.6%，化肥氮、磷和钾减施潜力分别为46%、72%、57%；甜瓜化肥氮、磷和钾施用过量的农户分别占74.9%、91.0%和74.9%，化肥氮、磷和钾减施潜力分别为65%、84%和68%，西瓜和甜瓜化肥总减施潜力 (N + P₂O₅ + K₂O) 分别为57%和73%。西瓜、甜瓜有机肥中氮素养分占养分总用量的比例分别为39.5%和65.8%，比例总体上适宜；西瓜和甜瓜化肥N∶P₂O₅∶K₂O投入比例分别为1.0∶0.8∶1.1和1.0∶1.0∶0.9，P₂O₅占比过高；水肥一体化条件下西瓜、甜瓜基施化肥 (N + P₂O₅ + K₂O) 占化肥施用总量 (基肥 + 追肥) 的比例分别达91.2%和59.4%，基施养分比例过高。  【结论】  本研究区域西瓜、甜瓜养分总投入中，有机养分比例适宜，但存在化肥投入过量，尤其是磷施用比例过高的问题；在水肥一体化栽培技术下，存在基施养分比例过高、养分盈余量大、养分利用率低的问题。生产实践中，亟待根据西瓜、甜瓜养分需求规律，制定精准施肥量和适宜的养分比例，建立区域合理施肥技术体系，最终实现西瓜化肥氮、磷和钾平均施用总量减少46%、72%和57%，甜瓜化肥氮、磷和钾平均施用总量减少65%、84%和68%。     

18-1目录

【目的】 弄清中国秸秆资源数量及其养分资源量,旨在为充分利用秸秆资源、提高肥料利用率、实现化肥施用零增长和保障国家粮食安全提供科学依据。 【方法】 本研究以中国主要农作物水稻、小麦、玉米、大豆、马铃薯、花生和油菜为研究对象,通过查阅中国统计数据和公开发表的文献资料对2015年中国主要农作物秸秆数量及其养分资源量进行估算,同时对各地区不同作物最佳施肥量进行统计,分析秸秆不同比例还田下氮、磷、钾输入量分别占化肥用量百分比。 【结果】 2015年中国主要农作物秸秆资源量为71878.53万t,所含的氮 (N)、磷 (P₂O₅)、钾 (K₂O) 养分资源总量分别达到625.6、197.9、1159.5万t。秸秆养分资源量以水稻、小麦和玉米三大粮食作物最大,分别占养分资源总量的33.1%、14.5%和34.2%,其他作物以油菜秸秆养分数量最高,占7.6%。作物秸秆养分数量中以玉米氮和磷养分数量最高,分别占单质养分总量的37.4%(N) 和41.5% (P₂O₅);钾养分数量以水稻最高,占36.9% (K₂O)。秸秆总量华北和长江中下游地区较多,分别占全国总量的26.4%和26.2%。秸秆养分资源总量最高的为黑龙江省,其次为河南和山东,分别占全国秸秆养分资源总量的10.3%、9.5%和6.8%。中国2015年主要农作物播种面积为1.2亿hm2,产量为6.3亿t,作物理论N、P₂O₅和K₂O需求量分别为1445.9、546.4、1652.3万t。如果将秸秆全量还田,带入农田的平均养分量可高达N 54.4 kg/hm2、P₂O₅15.5 kg/hm2和K₂O 88.1 kg /hm2,相当于化肥用量的38.4% (N)、18.9% (P₂O₅) 和85.5% (K₂O)。 【结论】 中国农作物秸秆数量及其养分资源量巨大,依据地域秸秆特点,充分合理利用秸秆养分资源,是实现化肥减施增效的重要途径。      

氮磷钾肥用量及基追比例对山药产量及养分利用的影响

  【目的】  本研究通过分析氮、磷、钾施用量及分次施用比例对冀中平原棒山药产量、养分累积特征和养分利用效率的影响，以明确棒山药的最佳养分管理方式。  【方法】  田间试验分别在河北保定随东村和西孟尝村进行，供试山药品种为当地主栽品种棒山药。在随东村进行了氮磷钾3因素4水平完全随机试验，4个施N水平为0、225、300、450 kg/hm2 (基追比均为3∶7)，4个施P₂O₅水平为0、75、150、300 kg/hm2 (均基施)，4个施K₂O水平为0、225、300、450 kg/hm2 (基追比均为4∶6)，分析山药产量及不同生长阶段地上、地下部氮磷钾累积量。在西孟尝村进行了基施不同氮、磷量和钾肥的基追比例试验，4个基施氮(N)水平为0、60、90、120 kg/hm2，除对照外追施量均为240 kg/hm2；4个基施P₂O₅水平为0、150、225、300 kg/hm2；4个钾肥基追 (追肥分别于根茎膨大初期和盛期) 比例为0∶0∶0、5∶2∶2、5∶4∶0、9∶0∶0，K₂O施用总量均为270 kg/hm2。收获期测定山药茎、叶、零余子和根茎的生物量和氮磷钾累积量。  【结果】  1) 氮肥基追比例相同时，总施N 300 kg/hm2的山药产量和氮累积量显著高于施N 225 kg/hm2，表观利用率、农学效率和偏生产力则显著高于N 450 kg/hm2处理；追施氮量相同时，基施纯N 90 kg/hm2的全株氮、钾累积量显著高于基施纯N 60 kg/hm2，但两者山药产量、地下部氮磷钾累积量及养分利用效率均无明显差异。2) 不同施磷水平下，P₂O₅ 150 kg/hm2处理的山药产量和氮磷钾累积量显著高于P₂O₅ 75 kg/hm2处理，增产7.9%；当施P₂O₅量超过150 kg/hm2时，山药产量不再增加；但施P₂O₅ 225 kg/hm2的地上部氮磷累积量以及全株氮累积量均显著高于施P₂O₅ 150 kg/hm2，两者的表观利用率也没有明显差异。3) 不同供钾水平下，总施K₂O 300 kg/hm2的山药产量和氮磷钾累积量显著高于K₂O 225 kg/hm2处理，表观利用率、农学效率和偏生产力则显著高于K₂O 450 kg/hm2处理；总施K₂O量为270 kg/hm2时，基追分施处理的山药产量、氮磷钾累积量和养分利用效率均优于一次性基施。  【结论】  适量增施氮磷钾肥有利于山药增产和养分吸收，但过量施肥并不会增加产量且降低养分利用效率。结合适种山药的土壤性质和山药养分需求特性，从保证山药产量、实现养分累积和利用效率最大化，同时兼顾维持土壤肥力角度考虑，传统水肥管理方式下最佳氮磷钾养分管理的推荐模式为:基施纯N 60～90 kg/hm2，追施N 210～270 kg/hm2，追肥分别于甩条发棵期、根茎膨大初期和盛期进行；一次性基施P₂O₅ 150～225 kg/hm2；总施K₂O 270～300 kg/hm2，基肥K₂O 120～150 kg/hm2，其余在根茎膨大初期追施一次或者于根茎膨大初期和盛期等量各追施一次。     

我国蔬菜化肥减施潜力与科学施用对策

本文基于国家大宗蔬菜产业技术体系养分管理岗位团队“十一五”和“十二五”计划对全国蔬菜的试验和调查结果(共1227个农户地块，其中578个设施蔬菜地块，649个露地蔬菜地块)，细致分析了我国蔬菜化肥和有机肥使用本底及施肥中存在的主要问题。分析结果表明，1) 我国蔬菜化肥养分 (N + P₂O₅ + K₂O) 用量平均为1092.0 kg/hm2，是全国农作物化肥养分用量 (328.5 kg/hm2) 的3.3倍，其中设施和露地蔬菜化肥养分用量平均分别为1354.5和 859.5 kg/hm2，分别是全国农作物化肥养分用量的4.1和2.6倍。2) 我国蔬菜肥料 (化肥 + 有机肥) 中氮、磷和钾各自总用量普遍超量，主要设施蔬菜N、P₂O₅和K₂O施用总量平均分别是各自推荐量的1.9、5.4和1.6倍，主要露地蔬菜N、P₂O₅和K₂O施用总量平均分别是各自推荐量的2.7、5.9和1.5倍，区域间蔬菜肥料养分用量不均衡现象突出，蔬菜种类间肥料养分用量差异大。3) 有机肥和基施化肥中的N、P₂O₅、K₂O比例不合理，P₂O₅占比明显过高。设施栽培蔬菜总养分投入、有机肥养分和基施化肥养分N∶P₂O₅∶K₂O分别为1.00∶0.85∶0.94、1.00∶1.10∶0.88和1.00∶0.95∶1.09；露地蔬菜三者比例平均分别为1.00∶0.63∶0.56、1.00∶1.01∶0.84和1.00∶0.90∶0.67。4) 基肥化肥养分用量比例普遍过高，设施和露地蔬菜平均分别达到45.7%和51.0%，其中华北、华东、华中和西南地区设施蔬菜基肥化肥养分比例平均在45.5%～68.7%之间，华中地区露地蔬菜基肥化肥养分比例平均高达63.0%。5) 按合理施肥条件下设施蔬菜有机肥替代化肥45%、露地蔬菜有机肥替代化肥35%的比例估算，主要设施蔬菜化肥养分减施潜力平均在34.8%～67.1%之间，主要露地蔬菜化肥养分减施潜力在41.9%～76.8%之间。我国主要菜区今后在减少N、P₂O₅、K₂O投入总量的同时，应高度重视协调N、P₂O₅、K₂O比例以及化肥的基追肥比例，改进磷肥使用策略，并制订化肥精准减量、有机肥替代化肥、施用专用新型化肥、推广水肥一体化技术等技术对策。     

党参氮磷钾施肥效应与最优施肥量研究

目的利用数学模型研究氮、磷、钾不同配比对党参产量以及有效成分含量的影响,以确定试验区党参的施肥模式和最优的氮磷钾配比,为党参规范化栽培提供依据。方法采用氮、磷、钾三因素二次D-饱和最优设计,进行了田间试验,建立了氮、磷、钾的施肥量编码值与党参根产量、党参炔苷含量以及党参多糖含量的效应函数。结果氮、磷、钾肥对党参产量的影响大小依次为氮 > 钾 > 磷;氮、磷、钾肥对党参炔苷含量的影响为磷 > 氮 > 钾;氮、磷、钾肥对党参多糖含量的影响为磷 > 钾 > 氮。寻优结果表明,目标产量在2100～2500 kg/hm2范围内,95%的置信区间所对应的优化施肥量为N 128.4～174.1 kg/hm2、P₂O₅ 49.26～80.41 kg/hm2、K₂O 45.31～70.42 kg/hm2;炔苷含量高于0.75 mg/g,95%的置信区间所对应的优化施肥量为N 128.5～196.6 kg/hm2、P₂O₅ 77.09～118.0 kg/hm2、K₂O 41.34～53.72 kg/hm2;多糖含量高于22.50%,95%的置信区间所对应的优化施肥量为N 96.04～141.6 kg/hm2、P₂O₅ 61.53～88.33 kg/hm2、K₂O 40.22～75.83 kg/hm2。结论党参高产优质高效栽培最优施肥量为N 128.5～141.6 kg/hm2、P₂O₅ 77.09～80.41 kg/hm2、K₂O 45.31～53.72 kg/hm2,N、P₂O₅、K₂O的最优施肥量配比为1∶0.54～0.63∶0.32～0.42。     

吉林春玉米氮磷钾养分需求与利用效率研究

【目的】 明确吉林春玉米的氮、磷、钾养分需求和利用效率,为区域春玉米的高效合理施肥提供技术参数。 【方法】 整理2005—2013年国家测土配方施肥项目在吉林省开展的680个 “3414”田间试验,选取N₀P₀K₀、N₀P₂K₂、N₂P₀K₂、N₂P₂K₂和N₂P₂K₀ 5个处理,研究氮、磷、钾肥对春玉米籽粒产量、植株养分吸收量的影响,明确产量、养分吸收量与土壤基础养分供应能力的关系,评估春玉米的氮、磷、钾养分需求量和利用效率。 【结果】 吉林春玉米在氮磷钾配施处理 (N₂P₂K₂) 获得最高的籽粒产量和植株养分吸收量,平均产量达9.6 t/hm2,玉米氮、磷、钾养分平均吸收量分别为N 190.8 kg/hm2、P₂O₅ 87.0 kg/hm2和K₂O 215.1 kg/hm2。与不施肥处理相比,氮磷钾配施处理平均增产42.5%,植株氮、磷、钾养分吸收量平均分别提高57.5%、64.2%和49.5%。在其他养分充分供应基础上,增施氮、磷、钾肥平均分别增加吸收N 57.2 kg/hm2 (42.9%)、P₂O₅ 19.2 kg/hm2 (28.4%) 和K₂O 32.1 kg/hm2 (17.5%)。以缺素处理植株养分吸收量表征土壤养分基础供应能力,发现氮磷钾配施处理玉米产量和养分吸收量均随土壤基础养分供应能力的提高而逐渐上升,变化趋势均符合显著的对数关系。经测算,吉林春玉米氮磷钾配施处理生产百公斤籽粒平均需吸收N 1.98 kg、P₂O₅ 0.90 kg和K₂O 2.24 kg,比例为1∶0.45∶1.13。减氮、减磷和减钾处理的百公斤籽粒氮、磷、钾素需求量平均分别为N 1.69 kg、P₂O₅ 0.79 kg和K₂O 2.11 kg,与氮磷钾配施处理相比均显著下降,而且试验点间变异也明显增大。目前,吉林春玉米生产中氮、磷、钾肥的平均养分回收利用效率分别为33.7%、27.5%和45.3%,而平均生理利用效率分别为28.8、52.8和28.3 kg/kg。 【结论】 吉林春玉米对肥料养分的依存度较高,合理施肥是保持高产高效的重要前提。      

采用QUEFTS建立向日葵推荐施肥模型养分特征参数

  【目的】  汇总我国向日葵主产区的产量和施肥效应数据，构建基于产量反应与农学效率的推荐施肥模型，为向日葵科学施肥提供依据。  【方法】  收集整理2002年以来在向日葵主产区进行的向日葵肥料田间试验和公开发表的文献等共483个，计算产量反应、农学效率、肥料利用效率等特征参数。采用QUEFTS法预估向日葵地上部氮 (N)、磷 (P)、钾 (K)养分吸收。  【结果】  我国主要产区向日葵籽粒产量平均为3334.9 kg/hm2，秸秆产量平均为7222.7 kg/hm2，收获指数为0.32 kg/kg。籽粒中N、P₂O₅和K₂O养分含量平均分别为25.0、4.7和8.5 g/kg，秸秆中平均分别为8.4、1.2和32.8 g/kg，地上部N、P₂O₅和K₂O养分吸收量平均分别为145.7、55.1和318.5 kg/hm2。N、P₂O₅和K₂O养分收获指数平均分别为0.59、0.66和0.11 kg/kg，施用N、P和K的内在效率 (IE) 分别为23.8、63.8和11.3 kg/kg，籽粒需要的养分吸收量 (RIE) 分别为43.2、16.4和94.9 kg/t。应用QUEFTS模型估算，目标产量为最高产量的60%～70%时，生产1 t籽粒地上部需要吸收N 40.8、P₂O₅ 15.8和K₂O 78.1 kg，N∶P₂O₅∶K₂O养分需求比例为2.58∶1.00∶4.93。N、P和K肥的产量反应 (YR) 分别为621.9、467.0和361.3 kg/hm2。不施用N、P和K的相对产量 (RY) 分别为0.82 (n = 1071)、0.87 (n = 914) 和0.90 (n = 1108)。相对产量与施肥产量反应之间呈显著的线性负相关，N、P和K相对产量与施肥产量反应关系的决定系数 (R2) 分别达到了0.712*(n = 1071)、0.693* (n = 914) 和0.763* (n = 1108)。向日葵N、P和K肥的增产量和农学效率二者间存在着显著的指数曲线关系，决定系数 (R2) 分别达到了0.634* (n = 1061)、0.697* (n = 905) 和0.702* (n = 1092)。其关系式分别为AE_N = 0.0152YR_N0.8796；AE_P = 0.0269YR_P0.8797；AE_K = 0.0229YR_K0.9009。  【结论】  通过向日葵养分增产量(产量反应)与相对产量，及产量反应与农学效率的相关关系可计算出养分需要量。氮肥推荐可依据氮肥的增产量和农学效率来确定，磷、钾肥推荐除考虑其增产量及吸收量外，还需考虑一定目标产量下地上部的养分移走量、上季残效和通过秸秆还田的归还量。     

水分养分协同对冬小麦干物质运转和氮吸收利用的影响

【目的】 研究水分养分协同对冬小麦光合产物运转和氮素吸收利用的调控效应，旨在寻求提高冬小麦水肥利用效率的途径。 【方法】 采用防雨棚下测坑试验方法，于2015和2016年在黄淮海平原河南新乡连续进行了2 年田间试验。试验采用二因子 (土壤水分调亏度和施肥水平) 随机区组设计。3个土壤水分调亏度为轻度调亏、中度调亏和重度调亏，相对含水量分别为田间持水量的60%～65%、50%～55%和40%～45%；3个施肥水平为高施肥水平 (N 240 kg/hm2、P₂O₅ 240 kg/hm2、K₂O 240 kg/hm2)，中等施肥水平 (N 180 kg/hm2、P₂O₅ 180 kg/hm2、K₂O 180 kg/hm2) 和低施肥水平 (N 120 kg/hm2、P₂O₅ 120 kg/hm2、K₂O 120 kg/hm2)。共9个水肥组合，三次重复。利用氮同位素示踪技术研究不同水肥组合对植株氮吸收、分配与利用的影响。 【结果】 在高施肥水平下，中度水分调亏 (50%～55%) 可促进小麦营养器官花前贮藏物质向籽粒再运转；在中等施肥水平下，叶片花前贮藏同化物再运转量以轻度水分调亏为最高；在低施肥水平下，各营养器官花前贮藏同化物再运转量和再运转率随水分调亏度加重呈提高趋势。不同施肥水平下营养器官花前贮藏同化物总运转量对籽粒产量的贡献率随水分调亏度加重呈提高趋势。 【结论】 水分调亏提高了籽粒中来自花前营养器官贮藏物质转运的比例。水分调亏与养分调节相结合可有效调控小麦植株对肥料氮的吸收、积累和利用。低施肥水平 (N 120、P₂O₅ 120、K₂O 120 kg/hm2) 和轻度水分调亏 (60%～65%田间持水量) 组合是本试验条件下节水减肥高产高效方案。      

施肥配合薄膜生草二元覆盖有效提高渭北苹果的产量和品质

【目的】 合理施肥与覆盖是渭北果园高产高效的必要措施,本研究依据当地实际提出了一个优化的施肥覆盖综合措施,并进行了效果验证试验,为其改进和推广提供依据。 【方法】 田间试验于 2012～2014 年在陕西渭北旱塬白水县收水村、可仙村、田家洼村进行。对照采用的农户模式(F)为不施有机肥、果树行间裸露,基肥 N∶P₂O₅∶K₂O 用量为 300∶160_.∶120 kg/hm2;萌芽期 3 月 20 日追肥;N∶P₂O₅∶K₂O 用量为 150∶80∶60 kg/hm2。目前的推广措施为增施有机肥 22.5 t/hm2,树盘覆盖黑塑料膜,基肥 N∶P₂O₅∶K₂O 用量为 200∶120∶180 kg/hm2,追肥推迟到膨果期 8 月 10 日进行,N∶P₂O₅∶K₂O 用量为 100∶60∶90 kg/hm2;拟定的优化施肥模式(O)为:树盘四周覆盖黑色塑料膜,树行间种植小油菜覆盖土壤,有机肥增加到 45 t/hm2,氮磷钾用量不变,调整基追比例和追施时间,具体为基肥 N∶P₂O₅∶K₂O 用量为 150∶90∶135 kg/hm2,追肥在 7 月 10 日进行,N∶P₂O₅∶K₂O 用量为 150∶90∶135 kg/hm2。测定比较了三种管理措施不同时期苹果叶片和果实的养分含量及累积量,并分析了果实品质及产量。 【结果】 与现有模式相比,优化模式果树幼果期叶片 N、P、K 含量平均分别增加了 1.4%、8.4% 和 5.9%;膨果期分别平均增加了 5.6%、15.5% 和 8.1%;成熟期平均分别增加了 6.9%、5.9% 和 11.6%。果实对 N、P、K 养分吸收量为优化模式 > 现有模式 > 农户模式,三个果园优化模式管理的果实 N、P、K 养分吸收量较现有模式平均分别增加了 30.1%、31.8% 和 26.5%。优化模式能显著提高果实硬度、VC、可溶性固形物含量、可溶性糖含量及单果重,降低果实酸含量。果实商品率和糖酸比均以优化模式最高,商品率较农户模式、现有模式平均增加 22.2%、17.4%,糖酸比平均增加 42.6%、14.5%。此外,优化模式能显著提高苹果单株产量,三个试验点优化模式较农户模式和现有模式单株产量平均增加 58.7%、28.1%。 【结论】 在现有推广模式的基础上,有机肥施用量增加到 45 t/hm2,基肥和追肥 N∶P₂O₅∶K₂O 用量调整为 150∶90∶135 kg/hm2,并将追肥时期提前到 7 月 10 日幼果膨大初期,配合树盘覆盖薄膜、行间种植小油菜二元覆盖,可以更有效地提高渭北旱地果园苹果的产量和品质。      

不同轮作和氮肥分配季节下土壤氮素供应和油菜氮素吸收差异

【目的】土壤氮素供应受到土地利用方式影响,明确土壤氮素供应特性是合理施肥的基础。研究不同轮作方式下油菜季土壤氮素供应特征和油菜氮素吸收规律,可以为油菜氮肥施用提供科学依据。【方法】本试验为同田对比田间试验,采用裂区试验设计,主处理为两种轮作方式,即水旱轮作 (水稻?油菜轮作) 和旱地轮作 (棉花稻?油菜轮作);副处理为氮肥 (N 150 kg/hm2) 施用季节。每种轮作方式下设3个氮肥施用季节处理,分别为:1) 两季均不施氮肥(N_0-0);2) 水稻/棉花季施氮,油菜当季不施氮(N_150-0);3) 水稻/棉花季不施氮,油菜当季施氮(N_0-150)。通过原位矿化培养方法测定油菜不同生育期土壤氮素净矿化量,同时测定油菜在不同生育期内氮素吸收量。【结果】与两季均不施氮相比,油菜季施氮,稻油轮作下土壤氮净矿化累积量显著增加101.2 kg/hm2,油菜氮素吸收增加76.8 kg/hm2;棉油轮作条件下,土壤氮净矿化累积量显著增加了110.0 kg/hm2,油菜氮素吸收增加96.2 kg/hm2。从分配比例上分析,在油菜苗期—薹期,稻油轮作土壤氮素净矿化量占累计矿化量的52.3%,棉油轮作为64.5%,棉油轮作高于稻油轮作;然而在油菜花期—成熟期,稻油轮作土壤氮素净矿化量高于棉油轮作。与土壤氮素净矿化相一致,在油菜苗期—薹期,棉油轮作油菜氮素吸收量比稻油轮作高37.1 kg/hm2,棉油轮作有利于油菜前期氮素吸收;而油菜生长后期稻油轮作比棉油轮作多吸收氮素18.2 kg/hm2。稻油轮作有利于油菜后期氮素吸收。【结论】棉油轮作条件下,残留棉花叶片养分释放快,有利于油菜生长前期 (苗期—薹期) 土壤氮素供应;而稻油轮作条件下,残留水稻根茬养分释放慢则有利于油菜生长后期 (花期—成熟期) 土壤氮素供应。因此棉油轮作有利于油菜前期生长,稻油轮作有利于油菜后期生长。稻油轮作条件下在油菜生长前期可适量增加氮肥供应,后期降低氮肥供应;棉油轮作下在油菜生长前期适量降低氮肥供应,后期增加氮肥供应。     

海南农田养分平衡状况及环境风险评价

  【目的】  海南是我国区域经济作物种植面积占比最高的省。以海南主要农作物为对象,研究海南农田养分投入强度和作物养分平衡状况,从活性氮损失、温室气体排放和水体富营养化等方面评价施肥引起的环境风险。  【方法】  根据《海南统计年鉴》中的农作物种植结构,将海南省农作物分为粮食、蔬菜、水果和其他经济作物4类。采用随机抽样方法进行大样本农户问卷调研,共获取1199个有效样本。通过统计分析定量了海南岛主要农作物和各市县养分投入强度,化肥、有机肥施用结构,计算海南岛典型农作物体系水稻–辣椒轮作、香蕉和菠萝的氮磷养分平衡;采用相应环境模型,定量评价由于施肥带来的活性氮损失、温室气体排放以及富营养化效应等环境影响。  【结果】  目前海南主要作物化肥N、P₂O₅、K₂O养分的平均投入分别为261、206、225 kg/hm2,分别高出全国平均水平10%、101%、148%,其中蔬菜磷和钾养分投入量分别高出全国平均水平164%和138%。全海南省各市县相比,沿海市县化肥养分施用强度高于中部市县,以昌江、海口的氮磷钾养分投入量大,高于投入最低的白沙、琼中等市县1.0～2.2倍。单质化肥以尿素、过磷酸钙和氯化钾为主,复合肥主要为N–P₂O₅–K₂O 15–15–15型。有机肥占总养分投入比例较低,粮食、蔬菜和水果的有机氮投入量分别为粮食、蔬菜和水果类作物总氮投入量的4%、20%和12%,低于全国平均水平。水稻–辣椒轮作、香蕉、菠萝种植体系的氮素单季盈余分别为N 520、675和668 kg/hm2,磷素单季盈余分别为P 217、277 和228 kg/hm2,香蕉和菠萝种植体系氮素盈余是环境安全阈值的8倍以上。3个作物体系中,菠萝生产的单位面积活性氮损失、单位面积温室气体排放和富营养化效应最高,分别达到N 201 kg/hm2、CO₂-eq 13112 kg/hm2和PO₄-eq 121 kg/hm2。活性氮损失的4个途径中,贡献最大的是施用环节,硝酸盐淋洗高达85%,其次是氨挥发、氧化亚氮排放和肥料生产运输阶段产生的活性氮损失。肥料生产运输过程产生的温室气体排放与施用阶段相当。肥料施用阶段排放带来的单位面积富营养化潜值大于生产阶段,氮肥和磷肥施用对富营养化效应的贡献度分别为62.5%和35.7%。  【结论】  海南省农业生产中经济作物占比高,养分投入强度大,磷、钾施用过量问题尤为突出,有机肥施用占比低,养分总体盈余高。由于经济作物多分布于沿海市县,沿海地区的养分盈余大于中部。养分施用阶段带来的环境风险远大于生产阶段。硝酸盐淋洗是活性氮损失的主要形式,氮肥和磷肥是水体富营养化的主要贡献者。菠萝生产体系的环境风险最高,其养分管理模式亟需优化。     

我国有机废弃物资源总量及养分利用潜力

  【目的】  我国有机废弃物产量巨大,理清我国有机废弃物总量及其养分资源量,有助于实现有机废弃物中养分资源的充分利用,对保障化肥使用量零增长和国家粮食安全具有重大意义。  【方法】  以我国2009—2019年间典型有机废弃物(秸秆、畜禽粪便、农村人粪尿、污泥和生活有机垃圾)的年产量为研究对象,通过查阅我国统计数据和公开发表的文献资料,对近10年我国有机废弃物总量及其养分资源量进行估算,分析有机废弃物利用潜力。  【结果】  2009—2019年有机废弃物资源量和养分总量相对稳定,平均有机废弃物总量(干重)为12.9亿t,平均养分含量(N、P₂O₅、K₂O)为4537.9万t。2019年废弃物资源量达13.11亿t (干重),相比2009年增加7.1%;养分总量达到4503.5万t,相比2009年增加3.0%。2019年有机废弃物全量还田可以输入氮(N)约1653.3万t、磷(P₂O₅)约799.6万t、钾(K₂O)约2050.6万t,分别占作物养分需求量的71.8%、75.9%和153.2%。秸秆的氮和钾养分量最大,分别占有机废弃物中单质总养分的46.3% (N)和65.8% (K₂O),磷养分量以畜禽粪便最高,占单质总养分的54.5% (P₂O₅)。  【结论】  我国近10年有机废弃物年产生量及其养分资源量保持较高水平,具有广阔的利用空间。在我国有机废弃物养分资源结构保持不变且全量还田的情况下,有机废弃物中的氮、磷、钾养分可以满足作物各类养分需求的71.8% (N)、75.9% (P₂O₅)、100% (K₂O)。     

基于西瓜产量的推荐施肥量及化肥减施潜力分析

  【目的】  针对不同区域西瓜主产区养分管理存在的问题,查清不同区域西瓜不同产量水平下养分需求量,提出化肥减施增效的关键技术措施,为西瓜产业绿色持续发展提供理论依据和技术支撑。  【方法】  基于多点肥料试验数据及收集文献中西瓜产量和养分吸收数据,分析单位经济产量养分需求量。实地调研22个西瓜主产省、市及自治区主产地种植大户西瓜产量、有机肥、化肥施用种类和量及施肥和灌水方式,结合《中国统计年鉴(2020)》中各地西瓜产量水平,依据不同区域西瓜目标产量养分需求量、土壤肥力水平调整系数,文献推荐施肥量及田间试验验证,综合确定不同产量水平下推荐施肥量,评估不同区域化肥减施潜力。  【结果】  不同省、市、自治区西瓜平均产量为11.9～58.8 t/hm2,化肥N、P₂O₅及K₂O投入量平均分别为190.7～380.7、162.9～349.5及62.7～492.5 kg/hm2;南方省市区平均产量为32.1 t/hm2,化肥N、P₂O₅及K₂O投入量平均分别为250.2、217.0及236.9 kg/hm2;北方省市区产量平均45.6 t/hm2,化肥N、P₂O₅及K₂O投入量平均分别为264.1、245.8及291.9 kg/hm2。生产1 t西瓜N、P₂O₅及K₂O需求量分别为2.0、0.83、3.3 kg。产量水平30～40、40～50、50～60、60～70及70～95 t/hm2时推荐合理的化肥施N量分别为90～120、110～150、130～170、150～205、170～230 kg/hm2,P₂O₅施用量分别为45～65、55～75、65～85、70～95、80～110 kg/hm2,K₂O施用量分别为110～150、125～170、150～205、170～230、185～250 kg/hm2。不同地区农户平均施用氮、磷、钾化肥量分别是推荐量的1.3～3.0、1.9～5.5、0.3～2.5倍,氮、磷、钾化肥的减施潜力分别为22.7%～66.5%、47.8%～81.7%、–187.1%～59.4%,平均分别为43.0%、68.7%、12.2%;全国西瓜主产区化肥氮磷养分投入均普遍过量,钾养分过量和不足并存,氮磷钾养分投入中磷肥比例偏高,南方地区化肥减施潜力大于北方。  【结论】  不同区域西瓜产量水平、施肥现状和存在的主要问题不同,生产中亟待集成优化并建立与气候、栽培季节、栽培模式相匹配的综合技术模式,应在西瓜目标产量推荐施肥总量控制下根据不同生育期养分需求合理施肥运筹;同时需考虑有机肥投入可提供的有效养分量,针对性集成水肥一体化精准管理、有机肥合理替代、测土配方施肥等关键技术,建立模式并配套技术规程,规模化示范推广,实现西瓜化肥减施增效及产业绿色可持续健康发展的目标。     

陕西省商洛核桃产区施肥现状评价

【目的】 了解商洛核桃园施肥情况,诊断评价商洛核桃产区施肥状况,提出合理施肥量和养分管理建议。 【方法】 2014、2016两年调查511个果园的生产和养分管理现状,分析187个果园土壤养分状况,结合该区域核桃施肥文献、土壤养分测定结果对施肥现状进行综合评价。 【结果】 商洛地区核桃园果农户均面积0.28 hm2,产量1245.4 kg/hm2;2014、2016年果农施用有机肥的养分量占总养分投入量的21.6%和20.0%,未施用有机肥农户分别占总调查农户的34.5%和12.7%;2014年化肥N、P₂O₅、K₂O投入量依次为 (189.1 ± 111.1) kg/hm2、(114.8 ± 61.1) kg/hm2、(56.9 ± 72.5) kg/hm2;2016年相应提高为 (222.4 ± 115.1) kg/hm2、(153.7 ± 80.8) kg/hm2、(77.4 ± 91.1) kg/hm2。随着施肥量的增加,调查区土壤速效氮、速效磷由2014年的 (19.02 ± 3.72) mg/kg、(16.42 ± 4.50) mg/kg显著提高到2016年的 (24.78 ± 5.12) mg/kg、(22.16 ± 4.40) mg/kg;2014、2016年调查区化肥氮投入量合理比例分别为15.0%、22.6%,不足比例为74.5%、59.5%;P₂O₅投入合理的比例为39.4%、33.9%,不足比例为44.0% 、27.3%,过量比例为16.6%、38.4%;K₂O投入合理的比例为8.3%、13.5%,不足比例高达86.2%、74.5%;有机肥合理比例为38.7%、39.2%,不足比例为61.3%、60.8%。调查区基肥以有机肥为主,追肥以尿素为主;商洛地区核桃园盛果期化肥投入最佳量应为N 220～270 kg/hm2、P₂O₅ 110～140 kg/hm2、K₂O 150～190 kg/hm2,有机肥投入氮最佳量应大于77 kg/hm2。 【结论】 调查区核桃园应适时追施氮肥,钾肥投入严重不足,磷肥呈现过量化趋势;农户忽视追肥,施肥结构不合理。今后该区域果园养分管理中,应大力改善氮、钾养分比例,合理引导磷肥的科学施用,减少养分损失带来的面源污染;最后还应该重视追肥次数和微量元素投入。      

秸秆深度粉碎均匀抛洒还田降低秸秆焚烧率并提高养分归还量

  【目的】  研究粉碎程度与还田方式对减少秸秆焚烧率及其养分损失的影响,以提升秸秆还田的科学性和可行性。  【方法】  水稻秸秆还田田间试验与模拟试验在湖南宁乡进行。田间试验设秸秆传统不粉碎条带还田 (T1)、中度粉碎条带还田 (T2)、深度粉碎均匀抛撒还田 (T3) 3个处理,T1、T2、T3的秸秆还田长度分别为39.0、14.4、5.3 cm,抛撒均匀度分别为37.7%、45.4%、87.4%。模拟试验设置与田间试验T1、T2、T3处理相对应的M1、M2、M3处理,并增加秸秆深度粉碎条带还田 (M4) 处理。早稻收获后,秸秆按照处理进行焚烧后还田,分析秸秆焚烧率,测定焚烧前及焚烧后还田秸秆灰渣的养分含量,计算养分损失量及损失率。在焚烧后第1天及在晚稻成熟期,测定土壤的氮、磷、钾和有机质含量。  【结果】  模拟试验条带还田下,秸秆粉碎程度为M4时,焚烧率显著低于M1和M2,焚烧后M4处理的灰渣中氮含量分别较M1、M2处理显著增加76.5%、73.5%,磷含量分别减少42.0%、39.1%,钾含量分别减少11.1%、10.7%,碳含量分别显著增加37.3%、36.0%。田间试验秸秆 (不含稻茬) 焚烧后,T2处理秸秆中的C、N、P₂O₅、K₂O平均损失量分别为1101.3、34.1、2.7、13.9 kg/hm2,平均损失率分别为91.1%、89.8%、22.4%、16.1%。T3处理秸秆无法焚烧,从而实现了养分理论上全量归还。与焚烧前相比,T1和T2处理平均N、P₂O₅、K₂O的养分归化比分别下降了18.8、3.2、8.2个百分点;与T1和T2处理的平均值相比,T3处理的N、P₂O₅、K₂O的养分归化比分别增加了18.7、3.5、9.1个百分点。经过秸秆焚烧后,T3处理土壤的速效氮、磷、钾含量在晚稻成熟期显著高于T1和T2处理,活性有机质含量3个处理间没有显著差异。  【结论】  秸秆深度粉碎结合均匀抛撒还田可基本防止秸秆焚烧,实现秸秆养分全量归还,降低秸秆焚烧所造成的养分损失,促进双季稻田土壤周年培肥与可持续利用。     

减量施肥下小麦产量、肥料利用率和土壤养分平衡

【目的】我国化肥过量施用现象普遍,不利于生态环境保护和农业可持续生产。研究化肥减量施用对小麦产量、籽粒灌浆和肥料利用率的影响,可以为我国化肥高效施用和零增长目标提供理论依据。【方法】在四川盆地进行了两个大田试验,以习惯施肥 (N、P₂O₅、K₂O 分别为 180、120、45 kg/hm2) 为对照,设置减量施肥 (N、P₂O₅、K₂O 分别为 96、60、45 kg/hm2) 处理,测定了小麦产量及构成、籽粒灌浆、花后干物质转运、旗叶叶绿素含量、养分平衡和肥料利用率。【结果】与习惯施肥相比,减量施肥下小麦产量、穗数、穗粒数没有显著变化,小麦–玉米轮作田块小麦千粒重显著提高 5.8%。根据 Logistics 方程拟合结果,减量施肥显著提高了小麦–玉米轮作田块小麦理论最大千粒重,渐增期、缓增期籽粒净增重,对其他灌浆参数影响不显著。减量施肥下小麦干物质转运量、转运率及其对籽粒灌浆的贡献率增加 28.5%、17.5% 和 20.7%,但花后旗叶叶绿素含量下降速度加快。习惯施肥和减量施肥土壤氮素盈余分别为 22.6 和 –30.2 kg/hm2,土壤磷盈余分别为 80.4 和 22.8 kg/hm2。减量施肥后氮肥偏生产力、农学效率和表观回收率比习惯施肥提高 79.2%、69.1% 和 27.9%,磷肥偏生产力、农学效率和表观回收率提高 91.1%、72.7% 和 68.5%。【结论】本试验的两年时间内,减量施肥可以维持小麦产量,促进小麦干物质转运及其对籽粒灌浆的贡献,但花后功能叶衰退加速。减量施肥下肥料利用率提高,土壤磷素盈余降低,土壤氮素亏缺,需要在确保维持小麦产量、土壤肥力和养分平衡的基础上,继续优化减氮量。     

近14年北方冬小麦肥料产量效应变化及优化施肥方案

  【目的】  通过分析近14年来北方冬小麦肥料产量效应的多点试验数据，明确北方冬小麦产量变化特征及肥料产量效应，为该区冬小麦养分管理和合理施肥提供科学依据。  【方法】  通过我国北方冬小麦区2002—2016年96个定位监测试验，研究小麦地力产量和肥料农学效率变化趋势；通过120个田间肥料效应的检验试验，研究不同时段和不同施肥水平时氮、磷、钾在冬小麦上的产量效应；以肥料农学效率变化和施肥产量效应为依据，通过24个田间试验对习惯施用的复合肥配方进行田间校验，提出相应的节肥增效建议。  【结果】  1) 2002—2016年间，北方冬小麦区的土壤供肥能力呈逐渐增加的趋势，其平均地力产量自2002年的4721 kg/hm2增加到2016年的5828 kg/hm2，年均增加1.6%。施肥能显著增加小麦产量，但施肥增产率从2005年后呈下降趋势，由2005年的30.9%下降至2016年的20.2%。2) 2002—2016年，肥料的农学效率呈下降趋势，由2002年的9.0 kg/kg下降至2010年的6.7 kg/kg，2010年后维持在6.3～6.7 kg/kg。3) 基于不同时段氮、磷、钾在冬小麦上的产量效应函数计算出经济施肥量，其中2002—2006年间，最高产量的N、P₂O₅、K₂O施用量分别为180.5、107.4、55.9 kg/hm2；经济最佳用量分别为167.8、102.5、53.7 kg/hm2；经济合理用量 (R = 0.1) 分别为155.5、99.9、52.8 kg/hm2；2012—2016年间，最高产量的N、P₂O₅、K₂O施用量分别为184.3、125.1、52.4 kg/hm2；经济最佳用量分别为171.7、118.5、48.6 kg/hm2；经济合理用量分别为159.2、114.9、47.0 kg/hm2；优化复合肥N–P₂O₅–K₂O配方为16–20–8，比常规原配方减少氮磷钾总用量的12.0%。  【结论】  从2002年到2016年，北方冬小麦区土壤地力产量逐渐提高，虽然施肥仍有显著增产效果，但增产率和农学效率呈逐渐降低的趋势，2016年施肥增产率为20.2%，肥料农学效率维持在6.5 kg/kg。北方冬小麦N–P₂O₅–K₂O优化配方为16–20–8，推荐施肥方案为:基肥该配方肥600 kg/hm2，追施氮69 kg/hm2。     

当前我国农业生产中的养分需求分析

【目的】估算当前我国不同区域农业生产中的养分需求和化肥需求，对如何实现2020年化肥零增长以及零增长下如何进行养分资源的合理分配、科学管理和施用具有重要的指导意义和参考价值。【方法】本研究依据国家统计最新数据、研究结果和文献资料，以省级为单元，系统估算了农作物、林地、草地、水产养殖全面实现平衡施肥条件下对氮磷钾养分的需求量。在考虑有机肥养分有效还田基础上，分析当前化肥消费量与化肥需求量的差异。【结果】当前我国农业生产需要氮磷钾养分共8410万t，其中N 3746万t、P₂O₅ 2024万t、K₂O 2640万t，粮食作物、蔬菜/瓜果、果树和茶叶、油料作物、纤维作物、糖料作物、饲草/草地、水产养殖的养分需求分别占总需求的41.8%、20.8%、13.1%、5.1%、2.3%、2.1%、10.6%和2.2%。华北、长江中下游、西北、西南、东南、东北地区的养分需求分别占20.3%、23.2%、18.8%、16.8%、11.1%和9.8%，其中山东、河南和四川对养分的需求高于其他省份。当前全国化肥消费量为6023万t，其中N、P₂O₅、K₂O分别为3001万t、1943万t和1079万t，东北、华北、长江中下游、东南、西南、西北地区的化肥消费量分别占全国化肥消费量的10.6%、27.7%、24.4%、11.5%、11.4%、14.2%。我国当前有机肥养分资源潜力为N 3200万t、P₂O₅ 1440万t和K₂O 3400万t，但还田的有效养分约为N 484万t、P₂O₅ 411万t和K₂O 1273万t。有机肥还田主要在河北、河南、山东、四川和湖南省，其次是广东、广西、云南，而西北、东北及东南沿海地区各省有机肥还田的有效养分量相对较少。化肥消费与需求差表明，全国氮肥和钾肥供应不足，分别亏缺约N 261万t和K₂O 288万t，而磷肥投入过量约P₂O₅ 330万t。但不同省份和区域间化肥供需具有较大差异，东北、华北、长江中下游或东南地区的一些省份如吉林、河北、河南、山东、安徽、江苏、湖北、广东省氮磷钾肥均过量，而西北和西南地区多数省份的化肥投入不足。【结论】粮食作物是养分需求的主体，其次是蔬菜和果树。在全面实现平衡施肥的情况下，氮、钾肥投入不足，磷肥投入过量。养分需求地区间差异明显，东北、华北、长江中下游和东南沿海地区需适当减少肥料消费，而西北和西南地区需要依据需求适量增加肥料的投入。