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...     

应用 15N分析施氮量对弱筋小麦氮素吸收利用与产量的影响

为分析氮素水平对弱筋小麦植株氮素吸收利用的影响,以弱筋小麦品种宁麦13和扬麦13为材料,设置不同施氮水平(N 105、210和315 kg·hm-2),应用~(15)N示踪分析技术研究弱筋小麦植株氮素积累、转运与利用的变化。结果表明,弱筋小麦开花期、成熟期植株及成熟期籽粒氮素积累量均随施氮量增加而显著增加;来源于肥料氮和土壤氮均随施氮量增加而增加,且来源于土壤氮比例显著高于肥料氮。籽粒蛋白质含量随施氮量的增加而增高。弱筋小麦花后营养器官氮素向籽粒的转运率为29.44%～41.25%,对籽粒氮素积累的贡献率为36.51%～60.89%,均随施氮量的增加而降低。2个小麦品种的氮肥生产效率、氮肥利用效率均表现为N105N210N315,且N315处理的氮素收获指数低于N105、N210处理,即弱筋小麦籽粒氮肥生产效率、氮肥利用效率随施氮量的增加而降低。本试验条件下,保证弱筋小麦籽粒品质的同时,又有相对较高的籽粒产量、氮肥生产效率和氮素利用效率,适宜的施氮量应在105～210 kg·hm-2之间。     

施氮模式对夏玉米产量和籽粒灌浆的影响

为进一步明确夏玉米在基肥和拔节期施肥的基础上增施吐丝肥的增产机理,于2011年在中国农业大学吴桥试验站布置了田间试验。共设置4种施氮模式:即模式Ⅰ,施氮量90 kg·hm-2(播前90 kg·hm-2);模式Ⅱ,施氮量190 kg·hm-2(播前150 kg·hm-2+拔节40 kg·hm-2);模式Ⅲ,施氮量250 kg·hm-2(播前90 kg·hm-2+拔节160kg·hm-2);模式Ⅳ,施氮量300 kg·hm-2(播前50 kg·hm-2+拔节150 kg·hm-2+吐丝100 kg·hm-2)。本研究对比分析了不同施氮模式对夏玉米产量和籽粒灌浆的影响。结果表明,在施基肥和拔节肥的基础上,再追施吐丝肥,与不施吐丝肥的模式相比,其吐丝后11~20 d、21~30 d、31~40 d内,每天增加的枯叶数分别减少0.01~0.02片、0.01~0.05片、0.02~0.04片;吐丝后穗位叶SPAD值的峰值有所提高,灌浆中后期SPAD值下降延缓;模式Ⅳ与模式Ⅲ相比灌浆速率峰值提高8.5%,籽粒体积得到显著提高。夏玉米吐丝后籽粒的吸氮量显著提高(模式Ⅳ籽粒吸氮峰值分别是模式Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的1.65倍、1.45倍、1.31倍),氮收获指数增加2.5~13.3个百分点,穗粒数增加。与穗粒数相比,吐丝期增施氮肥(模式Ⅳ)对千粒重的促进更显著,可改善夏玉米产量因子和部分穗部性状,与模式Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ相比,分别增产200 kg·hm-2、300 kg·hm-2、400 kg·hm-2。夏玉米增施吐丝肥可以延缓吐丝后光合面积下降,从而为籽粒灌浆提供较多的源,最终提高粒重和产量。     

施氮对夏玉米碳氮代谢及穗粒形成的影响

以夏玉米杂交种郑单958为材料,对不同施氮水平下玉米产量、产量构成、粒数形成关键期植株体的碳氮代谢及碳氮代谢的关键酶进行了研究。结果表明,氮肥对玉米产量的影响主要体现在对穗粒数、穗粒重的影响上。施氮量为180.kg/hm2时,显著促进玉米穗粒数、穗粒重的增加;施氮量增加至240.kg/hm2时,促进作用下降。施氮明显促进大喇叭口期至灌浆期植株体的碳氮代谢,使碳氮代谢的关键酶硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)和蔗糖磷酸合成酶(SPS)活性提高,增强光合产物的积累和运输,从而满足生殖生长的需求,促进穗粒数的形成,提高产量。在抽丝前供氮充足的前提下,抽丝期施氮对增产意义不大。     

施氮量对稻茬弱筋小麦籽粒氮代谢及灌浆的影响

为探讨施氮量对稻茬弱筋小麦籽粒氮代谢相关酶活性和籽粒蛋白质合成的影响,在大田试验条件下,设置0、75、150、225、300 kg·hm^-2 5个施氮水平,研究不同施氮处理对小麦籽粒氮代谢关键酶活性、籽粒可溶性蛋白、游离氨基酸含量及灌浆特性的影响。结果表明,在0～300 kg·hm^-2施氮范围内,随着施氮量的增加,小麦灌浆期硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)、谷丙转氨酶(GPT)、谷草转氨酶(GOT)活性呈上升趋势,与不施氮处理相比,施氮处理下灌浆期试验点一和试验点二小麦籽粒NR活性提升了0.48%～28.26%和9.49%～23.02%、GS活性提升了7.65%～46.46%和15.97%～57.32%、GPT活性提升了18.79%～74.20%和10.31%～65.13%、GOT活性提升了-5.58%～55.23%和29.76%～66.59%。小麦灌浆期籽粒游离氨基酸、可溶性蛋白、籽粒蛋白质含量和各蛋白质组分含量均随施氮量的增加而增加,当施氮量高于225 kg·hm^-2时,小麦籽粒蛋白质含量超过国家弱筋小麦蛋...     

不同抗旱性小麦气体交换特性和生物量积累与分配对水氮的响应

为了探讨小麦对环境变化表现出的选择性差异,通过设计再裂区田间试验,以3个春小麦品种(和尚头、西旱2号和宁春4号)为材料,设置2个灌水水平(充分灌水4 500 m3·hm-2和有限灌水3 000m3·hm-2)和5个施氮水平(0、75、150、225、300 kg·hm-2),研究了不同抗旱性春小麦品种的光合特性、生物量积累与分配、产量构成因素对水分和氮素的响应。结果表明,增加灌水量和施氮量,3个品种叶片净光合速率、气孔导度、蒸腾速率和器官生物量均增加;施氮过量(和尚头和西旱2号超过150kg·hm-2,宁春4号超过225kg·hm-2)时4个指标均降低。有限灌水、低施氮或过量施氮时,春小麦倾向于增加穗粒数和千粒重;充分灌水、中等施氮时,倾向于增加总生物量。在水氮充足时,宁春4号能获得更高的穗粒数和千粒重;在水氮资源严重限制时,和尚头能够维持产量构成因素恒定;无论水氮充足与否,西旱2号的总生物量与籽粒产出均居中等水平。本试验丰富了不同抗旱性春小麦与水分、氮素的互作结果,得出了3个品种在不同水氮条件下生物量分配和产量构成因素的选择倾向,为明确作物在胁迫环境下的资源利用和产量响应提供了一定的科学依据。     

施氮量与行距对冬小麦品质性状的调控效应

在当今小麦产量不断提高的同时,籽粒品质逐渐受到人们的重视,不同的栽培措施会对小麦籽粒品质产生一定影响。为探明施氮量与行距互作对强、中筋小麦品质的调控效应及小麦类型间差异,于2013—2014年在中国农业科学院作物科学研究所中圃场试验田,以强筋小麦‘济麦20’和中筋小麦‘中麦8号’为试验材料,采用裂区试验设计,以施氮量(150 kg·hm-2、210 kg·hm-2、270 kg·hm-2)为主区,行距(12 cm、20 cm)为裂区,供试品种为小裂区,研究田间高产栽培条件下不同施氮量和行距配置对不同类型冬小麦品质的影响。结果表明,‘济麦20’和‘中麦8号’花后蛋白质积累量、成熟期籽粒蛋白质及其组分含量均随施氮量和行距增加而显著提高,且在低氮条件下施氮效果较为显著。在270 kg·hm-2施氮量水平下,增大行距对2个小麦品种灌浆后期籽粒蛋白质积累量的影响存在显著差异。在20 cm行距条件下,210 kg·hm-2施氮量有利于强筋小麦‘济麦20’硬度、出粉率、湿面筋含量、沉降值及粉质参数等品质指标的改善,而270 kg·hm-2施氮量能够有效提高中筋小麦‘中麦8号’磨粉品质和粉质参数;2个筋型小麦面包体积和面包评分均随着施氮量的增加而升高,而2个小麦品种容重随施氮量的增加而显著下降。当施氮量在150 kg·hm-2以上时,增大行距,‘济麦20’和‘中麦8号’加工品质均能够显著提升,即在20 cm行距水平下2个筋型小麦加工品质较好。适当的施氮量和合理的行距配置能够提高小麦籽粒品质,本试验条件下,‘济麦20’和‘中麦8号’籽粒品质在行距20 cm、施氮量分别为210 kg·hm-2和270 kg·hm-2时达到最优。说明适当增加施氮量和增大行距均有利于强、中筋冬小麦品质的改善。     

不同形态氮肥及其运筹对春玉米产量和农艺性状的影响

通过3年田间定位试验,研究不同氮肥管理方式对春玉米产量、地上部吸氮量和收获指数的影响。结果显示,连续3年不同形态氮肥(尿素、硫铵和硝钙)、氮肥运筹(全部底肥即"一炮轰"和基追比1∶2)、传统施氮量(190kg.hm-2)、减氮20%(150kg.hm-2)处理条件下,春玉米籽粒产量(10612～11906kg.hm-2)、收获指数(0.46～0.50)和地上部吸氮量(192～214kg.hm-2)没有显著差异;施肥与不施肥、不施氮肥处理相比,产量增加显著。通过农艺性状对玉米产量的通径分析表明,穗粒数和行粒数通过直接和间接作用对产量起重要影响,而不同氮肥处理对百粒重影响不明显,百粒重对产量的直接和间接作用也没有达到显著水平。玉米收获后,除不施肥处理外,不同氮肥处理间0～100cm土壤剖面的硝态氮含量没有显著差异。说明在正常年份,施氮150kg.hm-2与磷钾配施,可以达到吉林春玉米高产的目的。     

控释/普通尿素配施对春玉米籽粒灌浆特性及产量的影响

为探究旱地春玉米籽粒灌浆特性及产量对控释尿素输入的响应,以‘先玉698’为供试材料,在相同氮肥条件下(施氮区纯N均为225 kg·hm-2),设置4种控释/普通尿素不同配比,以不施氮肥为对照(CK),比较普通尿素基施N 150 kg·hm-2+小口期追施N 75 kg·hm-2(T1)、控释尿素基施N 75kg·hm-2+普通尿素基施N 75 kg·hm-2+小口期追施N 75 kg·hm-2(T2)、控释尿素基施N 150 kg·hm-2+普通尿素基施N 75 kg·hm-2(T3)、控释尿素基施N 225 kg·hm-2(T4)对玉米生长发育及产量的影响。结果表明,控释尿素在玉米生育后期可以维持相对较高的叶面积指数(LAI)和SPAD值,延缓植株衰老。与单施普通尿素相比,控释尿素与普通尿素不同配比混施处理下,玉米籽粒灌浆过程中最大灌浆速率(Gmax)、籽粒灌浆速率最大时的生长量(Wmax)和灌浆持续期(T)均有明显提高。与CK相比,施氮区玉米籽粒的Gmax分别提高0.67%(T1)、7.39%(T2)、5.06%(T3)、7.38%(T4)。控释尿素和普通尿素配比施用,可以显著增加玉米穗粒数,降低秃尖率,进而增加玉米产量。不同配施条件下,T2的产量最高,为12.11 t·hm-2。施氮处理较CK分别增产12.43%、25.75%、19.03%、17.22%。综上,合理的氮肥配施(T2)有利于延缓植株衰老,优化籽粒灌浆进程。本研究对宁南山区氮素高效利用及玉米轻简化栽培具有重要意义。     

间作与施氮对秸秆覆盖作物生产力和水分利用效率的影响

2012年3—10月在甘肃省河西走廊石羊河绿洲灌区进行大田试验,研究了不同施氮水平[0、140 kg(N)·hm-2、221 kg(N)·hm-2和300 kg(N)·hm-2]对小麦//玉米间作系统生产力、间作优势和水分吸收利用的影响。研究结果表明:当施氮量达221 kg(N)·hm-2时,小麦单作籽粒产量(5 036 kg·hm-2)和水分利用效率(25.13 kg·hm-2·mm-1)达最大值;当施氮量达300 kg(N)·hm-2时,小麦间作籽粒产量(3 078 kg·hm-2)和水分利用效率(39.76kg·hm-2·mm-1)、玉米单作籽粒产量(9 921 kg·hm-2)和水分利用效率(38.96 kg·hm-2·mm-1)、玉米间作籽粒产量(6 895 kg·hm-2)和水分利用效率(46.31 kg·hm-2·mm-1)达最大值;当施氮量为0 kg(N)·hm-2时,小麦相对于玉米的竞争力(0.049)达最大值;当施氮量为300 kg(N)·hm-2时,小麦//玉米间作的土地当量比(1.33)达最大值;当施氮量为140 kg(N)·hm-2时,小麦相对于玉米的水分竞争比率(0.98)达最大值。与单作相比,小麦//玉米间作具有显著的间作产量优势和水分利用优势。间作方式中小麦的竞争能力大于玉米;小麦、玉米两作物对水分生理需求时间有效性差异是小麦//玉米间作高效利用水分资源的基础,合理施氮能促进间作种植产量优势和水分利用优势的发挥。     

滴灌施氮对春玉米氮素吸收、土壤无机氮含量及氮素平衡的影响

为解决吉林省半干旱区滴灌施肥条件下氮肥合理施用问题,通过2年(2015—2016年)田间试验,研究了覆膜滴灌条件下施氮量(0,70,140,210,280,350kg/hm~2)对春玉米产量、氮素吸收利用、土壤剖面无机氮含量变化及氮素平衡的影响。结果表明:施氮量在70~210kg/hm~2范围内玉米产量随施氮量的增加显著增加,当施氮量超过210kg/hm~2后,处理间产量无显著差异;将玉米产量(y)与施氮量(x)拟合,得出最佳施氮量分别为195.1,201.0kg/hm~2。施氮显著提高了玉米各生育时期氮积累量,其中灌浆期和成熟期氮积累量以施氮量210kg/hm~2处理最高。氮素当季回收率、农学利用率和偏生产力均随施氮量的增加而下降。玉米成熟期0-200cm剖面土壤硝态氮和铵态氮含量随土层深度增加呈逐渐下降的趋势;施氮提高了0-200cm土壤硝态氮和铵态氮含量,其中施氮量280,350kg/hm~2处理40-200cm土层硝态氮含量显著高于其他施氮处理。玉米吸氮量、土壤无机氮残留量和氮表观损失量与施氮量呈极显著的正相关;玉米吸氮量、土壤无机氮残留量和氮表观损失量分别占增加纯氮的21.6%~23.3%,33.0%~37.4%,41.0%~43.7%。综上所述,在本试验条件下,综合产量、氮素吸收利用、土壤剖面无机氮含量变化及氮素平衡等因素,在吉林省半干旱区滴灌施肥适宜施氮量应控制在195~210kg/hm~2。     

氮肥对不同耐低氮性玉米品种氮素吸收利用及氮素平衡的影响

以前期筛选的不同耐低氮性玉米品种正红311和先玉508为试验材料,通过田间裂区试验研究氮肥(0,90,180,270,360,450kg N/hm~2)对不同耐低氮性玉米品种氮素吸收利用及氮素平衡的影响。结果表明:施氮显著提高玉米的氮素积累、氮素转运和氮素表观损失,而收获指数、氮收获指数、氮素干物质生产效率、氮素产谷效率、氮素吸收效率、氮肥利用效率、氮肥生理效率、氮肥农学效率和氮肥偏生产力等随施氮量增加显著降低。与低氮敏感品种先玉508相比,耐低氮品种正红311氮素积累量、氮素转运量和产量更高,而氮素转运率、转运贡献率、收获指数及氮收获指数更低。正红311叶片较高的物质生产能力有利于其生育后期的氮素吸收和物质生产,使其氮肥吸收效率、氮肥利用效率、氮肥农学效率和氮肥偏生产力均显著高于先玉508,而氮素表观损失显著低于先玉508。川中丘陵山区土层瘠薄,土壤保肥保水能力差,随施氮量增加玉米氮素表观损失量和损失率均显著增加,耐低氮品种正红311具有较强的氮素吸收能力,能显著提高氮素的吸收利用效率从而有效减少氮素的表观损失。因此,在川中丘陵山区中低氮水平下推广种植耐低氮品种正红311既能充分发挥其产量优势,又能有效的控制氮素的表观损失。     

水氮调控对设施土壤有机氮组分、全氮和矿质氮的影响

为探讨水氮调控对设施土壤有机氮组分、全氮和矿质氮的影响,通过膜下滴灌设施番茄田间定位试验,采用灌水下限(W_1、W_2、W_3)和施氮量(N_1、N_2、N_3)的两因素三水平随机区组设计,研究水氮调控对休耕期0—30cm土层土壤有机氮组分、全氮和矿质氮的影响。结果表明,不同水氮调控下,设施土壤有机氮主要是以酸解态氮为主,总体表现酸解态氮大于非酸解态氮含量。土壤有机氮组分在酸解态氮和非酸解态氮中分配比例差异明显。土壤有机氮各组分含量及占全氮比例的大小顺序为氨基酸氮/氨态氮未知氮氨基糖氮。除氨基糖氮,其余酸解态氮各组分和酸解总氮含量及其占全氮比例均随着土层深度的增加而降低,不同土层含量差异显著(P0.05)。土壤全氮、矿质氮和总有机氮含量随土层深度的增加也呈降低趋势,且含量差异达到极显著水平(P0.01)。除氨基糖氮,全氮与其他有机氮各组分、酸解总氮间均达到极显著正相关(P0.01);矿质氮仅与酸解氨态氮及酸解总氮的影响达到极显著(P0.01)和显著正相关(P0.05)。灌水下限、施氮量及水氮交互对设施土壤全氮、矿质氮和总有机氮及有机氮组分影响均达到极显著水平(P0.01)。因此,设施土壤氮素含量的变化与水氮管理模式紧密相关。氨态氮和氨基酸氮是设施土壤中最主要的有机氮形态,是土壤活性氮中的主要组分,亦是土壤供氮潜力的表征。考虑土壤供氮潜力,灌水下限35kPa、施氮量300kg/hm~2为该设施生产下最优的水氮管理措施。     

Nitrogen Rate Influence on Pearl Millet Yield,Nitrogen Uptake,and Nitrogen Use Efficiency in Nebraska

Abstract

Pearl millet is a potential dryland crop for Nebraska. Experiments were conducted in eastern Nebraska in 2000, 2001, and 2002, and in western Nebraska in 2000 and 2001. The objectives were to determine optimum nitrogen (N) rate, N uptake, and N use efficiency (NUE) for pearl millet. The hybrids “68×086R” and “293A×086R” and N rates of 0, 45, 90, and 135 kg N ha^?1 were used. Hybrids had similar yield, N uptake and NUE responses. In western Nebraska in 2000, pearl millet yield response to N rate was linear, but the yield increase was only 354 kg ha^?1 to application of 135 kg N ha^?1. In eastern Nebraska, pearl millet response to N rate was quadratic with maximum grain yields of 4040 in 2001 and 4890 kg ha^?1 in 2002 attained with 90 kg N ha^?1. The optimum N rate for pearl millet was 90 kg N ha^?1 for eastern Nebraska. For western Nebraska, drought may often limit pearl millet's response to N fertilizer.     

生物质炭与氮肥配施对土壤氮素变化和烤烟氮素利用的影响

为探明生物炭与氮肥配施对土壤中氮素循环和烤烟氮素利用的影响,采用盆栽试验,设置四个处理：5 g/盆纯氮（CK）,5 g/盆纯氮+100 g/盆生物炭（T1）,3.5 g/盆纯氮+100 g/盆生物炭（T2）,2 g/盆纯氮+100 g/盆生物炭（T3）,利用15N标记的氮肥,测定生物炭与氮肥配施条件下烤烟生长不同时期土壤中15N的残留量、不同形态氮素的含量、土壤微生物量氮和移栽后90 d烟叶对不同氮源氮素的累积量。试验结果表明：相同施氮量时,生物炭的施用可以提高土壤中15N残留量、土壤无机氮、碱解氮、微生物量氮的含量和叶片对氮素的累积量。生物炭与氮肥配施时提高了肥料氮在烟叶中的占比,使15N利用率也提高了25.4%-63.3%。与对照相比,T2处理植烟土壤中铵态氮、硝态氮、碱解氮在移栽后75 d比对照分别提高了17.3%、8.0%、7.2%,碱解氮和微生物量氮的含量在移栽后90 d时也高于对照。在本试验条件下,生物炭与氮肥配施对土壤氮素的影响是显著的,施用生物炭时减少30%氮肥用量是可行的。     

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。     

减氮配施氮肥增效剂对土壤速效氮和玉米产量的影响

过量施氮一直是玉米生产中存在的主要问题,而配施氮肥增效剂可作为减氮条件下玉米实现高产和稳产的一种重要技术措施。2016—2017年在四川省德阳市中江县合兴乡新建村设置田间试验,研究不同施氮量与氮肥增效剂配施对土壤速效氮含量和玉米干物质积累及产量的影响,为玉米减氮增产栽培技术提供科学依据。结果表明:减氮配施增效剂能够增强土壤速效氮供应能力,促进玉米干物质积累,改善产量构成,提高玉米产量,实现玉米减氮不减产。常规氮和减氮20%配施增效剂增产幅度分别为5.53%～13.97%和10.24%～17.05%,减氮配施增效剂的增产效果更好。减氮20%条件下A_2B_4脲酶活性和土壤硝态氮含量较A_2B_2、A_2B_32年平均分别降低了19.00%,15.65%和-2.97%,57.24%,土壤铵态氮含量和产量2年平均提高11.48%,248.50%和3.71%,6.18%。综上,减氮20%条件下硝化抑制剂(DCD)和脲酶抑制剂(HQ)复配土壤速效氮的供应能力最强,可实现玉米减氮不减产。     

滴灌减氮对植烟土壤无机氮变化及烟株氮积累的影响

为明确滴灌施肥条件下减量施氮对土壤无机氮变化特征、烟株氮积累规律的影响,于2016年在登封进行了田间试验,试验共设置5个处理:T0:不施氮肥;T1:常规施肥;T2:减氮15%;T3:减氮30%;T4:减氮45%。分析了0~20、20~40、40~60 cm土层无机氮含量及烟株氮积累量变化,并对0~20 cm土层无机氮含量拟合曲线及烟株氮积累拟合曲线特征值进行分析。结果表明,滴灌施肥能够显著提高栽后40、50 d时0~20 cm土层无机氮含量,显著降低栽后50 d时40~60 cm土层无机氮含量;减氮15%~30%对烟叶产量、生育期内烟株氮素积累量均无显著影响,减氮45%烟叶产量、烟株氮积累量、烟叶氮积累量分别显著下降11.52%、10.53%、10.50%;氮肥农学效率(NAE)、氮肥偏生产力(NPFP)均以T4处理最高,且随施氮量增加逐渐下降,氮肥表观利用率(ARE)以T3处理最高,氮收获指数(NHI)、氮肥生理利用率(NPE)与施氮量间无明显关系。减施氮肥土壤无机氮下降持续时间及烟株氮素快速增长时间会延长,无机氮最大下降速率及烟株最大氮积累速率降低,不利于烟株氮素快速积累。因此,综合考虑认为,在该地区条件下,滴灌施肥减氮15%~30%有利于氮肥高效应用。     

施氮对小麦产量和氮素径流损失及氮肥投入阈值的研究

为明确巢湖流域小麦季氮肥投入阈值,在连续3年田间试验条件下,研究了(2012—2014年)不同氮肥水平下(N0、N1、N2、N3、N4、N5分别为0,157.5,210.0,262.5,310.0,420.0kg/hm~2)小麦产量、植株氮素积累量、氮肥利用率、土壤无机氮残留量(0—20cm)及氮素径流流失;同时,利用回归方程模型对其间的相关关系进行拟合。结果表明:(1)与不施氮肥相比,施用氮肥可不同程度提高小麦产量,其中以N3处理增加的比例最大,为64.8%。利用二次函数分析,当施用氮肥超过290.9kg/hm~2时,小麦产量下降。(2)植株氮素累积量和氮肥利用率随施氮量的增加均呈先上升后下降的趋势,当实际施氮量为296.6kg/hm~2时,小麦地上部植株氮素积累量最高;当施氮量为158.5kg/hm~2时,氮肥利用率最高。(3)随着施氮量的增加,土壤中无机氮的残留量(0—20cm)和氮素的径流损失逐渐升高,但是在310.0kg/hm~2之前累积量无显著变化,当施氮量达到420.0kg/hm~2时,土壤中无机氮的残留量及氮素的径流流失变化明显,累积量平均达67.0kg/hm~2,流失量平均达8.3kg/hm~2。因此,施氮量过高时,会增加土壤无机氮残留及氮素径流损失的风险,对环境造成污染。结合巢湖地区土壤肥力条件,综合考虑试验施肥处理、施氮量对小麦产量、植株氮素积累量、氮肥利用率、土壤无机氮残留量(0—20cm)及氮素径流流失因素,提出适宜巢湖地区的氮肥投入阈值为157.5~262.5kg/hm~2。     

氮素管理的指标

用什么指标(indicators或indexes)来衡量不同尺度或生产体系氮素管理的优劣,是提高氮素管理水平的核心问题。近年来,国际上在氮素管理方面提出了许多新概念、方法和指标,以客观评价和改进氮素管理水平,为生产者和政策制定者提供评判标准。本文系统介绍了国际上氮素管理指标的概念、含义、计算方法及对结果的解析,包括:(1)氮素投入、收益与环境效应的关系;(2)氮素收支(budget)、氮素平衡(balance)和氮素盈余(surplus);(3)氮素利用率(Nitrogen Use Efficiency,NUE);(4)氮素利用率与氮素输入、输出及盈余的关系;(5)旱地作物收获后土体硝态氮允许残留量(Residual nitrate-N)。在此基础上,汇总了我国在不同尺度、不同土壤-作物体系氮素研究结果,初步建立了我国典型农田的氮素管理指标,为实现优良的氮素管理提供科学依据。