基于养分专家系统的棉花推荐施肥效应

【目的】研究棉花养分推荐施肥专家系统在新疆南疆棉花生产中应用的可行性。【方法】2021年在新疆沙雅县的海楼村和库木巴格村进行田间试验。共设8个处理：NE,基于养分专家系统的推荐施肥配比;NE+OM,养分专家系统推荐施肥基础上,施用有机肥代替部分化肥;FP,常规习惯施肥;OPTS,当地农技推广部门推荐施肥;CK,不施肥;NE-N,NE推荐基础上不施氮肥;NE-P,NE推荐基础上不施磷肥;NE-K,NE推荐基础上不施钾肥。【结果】棉花养分专家系统推荐施肥能显著提高籽棉产量、提升经济效益。海楼村和库木巴格村NE较FP增产10.2%和7.95%,产投比提高10.9和8.7;较OPTS增产11.66%和10.13%;产投比提高17.6和11.9。棉花养分专家系统推荐施肥配比也能显著提高棉花养分吸收和肥料利用率,其中海楼NE的氮、磷、钾养分吸收较FP提高10.33%、3.67%、11.79%,较OPTS提高5.63%、3.62%、17.21%。海楼村和库木巴格村NE的氮、磷、钾肥料利用率较FP提高14.83、18.47、36.83和23.82、18.30、79.91个百分点;较OPTS提高23.9...     

基于产量反应的粮食作物养分专家系统微信版应用

【目的】针对我国小农户生产中肥料施用不合理导致肥料利用率低等现状,建立基于产量反应和农学效率的养分专家系统微信版,研究其在三大粮食作物上的应用效果。【方法】2017—2018年在水稻、玉米和小麦主产区10个省份(吉林省、黑龙江省、湖北省、安徽省、江西省、湖南省、内蒙古自治区、山西省、山东省和河北省)开展了225个田间试验,从施肥量、产量、净效益和肥料利用率方面对养分专家系统微信版进行矫正和改进,每个试验包括6个处理:(1)NE处理,基于养分专家系统推荐施肥处理;(2)FP处理,基于农民习惯施肥措施处理;(3)ST处理,基于测土施肥或当地农技部门推荐施肥处理;(4)基于NE处理的不施氮处理;(5)基于NE处理的不施磷处理;(6)基于NE处理的不施钾处理。【结果】总体而言,与FP和ST处理相比,NE处理降低了氮肥和磷肥施用量,平衡了钾肥用量,而水稻、玉米和小麦产量增加了0.1～0.6 t/hm~2。NE处理降低了肥料花费,但水稻、玉米和小麦均增加了净效益,与FP相比,分别增加了1 798、895和528元/hm~2;与ST相比,分别增加了894、360和365元/hm~2。【结论】应用大量的田间试验数据,采用计算机软件技术,形成了养分专家系统微信版,并通过田间验证进行了校正和改进。其在土壤测试条件不具备或测试结果不及时的情况下,养分专家系统是一种简便、易操作的指导施肥新方法。     

养分专家系统推荐施肥对棉花产量及肥料效率的影响

【目的】新疆棉花种植中存在肥料用量较多和不合理施用带来的肥料利用率低问题,建立基于产量反应和效率的棉花推荐施肥方法棉花养分专家系统 (Nutrient Expert for Cotton, NE),研究其在棉花上的应用效果。【方法】2020年,田间试验在库尔勒市和尉犁县,共设置 7个处理,分别为棉花养分专家系统推荐施肥(NE),在棉花养分专家系统推荐施肥(NE)的基础上设置减素处理包括不施氮(NE-N)、不施磷(NE-P)和不施钾(NE-K)处理,以及测土配方施肥(OPTS)、习惯施肥(FP)和不施任何肥料(CK)。【结果】库尔勒市和尉犁县试验点,棉花养分专家系统推荐NE处理与OPTS处理、FP处理籽棉产量差异均不显著,NE处理分别比FP处理增产4.0%和4.2%,经济效益提高11.34%和9.96%。NE处理促进了棉花对氮、磷、钾养分的吸收利用。库尔勒市和尉犁县NE处理氮磷钾肥偏生产力分别为31.0、49.0、67.4 kg/kg和27.2、59.0、59.5 kg/kg,两地氮磷肥偏生产力显著高于FP处理,在库尔勒市钾肥偏生产力显著高FP处理,而尉犁县高于FP处理,但差异不显著;库尔勒市和尉犁县2个试验点,氮磷肥农学效率NE处理显著高于FP处理,钾肥农学效率均NE处理和FP处理差异不显著。库尔勒市氮磷钾肥农学利用效率分别为6.5、3.8、3.2 kg/kg;尉犁县氮磷钾肥农学利用效率分别为13.8、9.9、11.2 kg/kg;库尔勒市和尉犁县NE处理氮磷钾肥回收利用率分别为42.3%、10.7%、32.2%和54.0%、8.1%、29.1%,均显著高于FP处理,分别提高23.7、8.5、19.6和28.1、6.7、7.5个百分点。【结论】棉花养分专家系统指导优化了氮、磷、钾肥的施用量和施用方法, 不仅增加了产量,提高了经济效益,而且促进了棉花对氮磷钾养分的吸收、利用和棉田土壤养分平衡,提高了肥料利用率。     

基于养分专家系统的小麦-玉米推荐施肥效应研究

【目的】探求冬小麦-夏玉米轮作体系科学施肥技术。【方法】采用田间试验研究了小麦、玉米养分专家系统和国际农化服务中心（Agro Services International Inc,ASI）法推荐施肥对冬小麦-夏玉米轮作周期产量、经济效益、养分积累量、肥料利用效率及周年磷钾素平衡的影响。【结果】施肥显著增加冬小麦、夏玉米产量,新郑市航空港区和鹤壁轮作周年分别增产24.75%-65.26%和8.18%-35.53%,施氮分别增产31.14%和24.40%、施磷增产11.62%和9.42%、施钾增产11.52%和8.64%,施氮、磷和钾肥平均增收9 369、4 095和3 923元/hm²。养分专家系统推荐施肥较习惯施肥,植株氮、磷和钾积累量分别增加了7.87%、12.72%和4.79%,分别增产6.63%和4.63%,增收18.27%和20.48%,产投比为4.01,与ASI推荐施肥效果相当。基于养分专家系统推荐施肥的周年氮、磷和钾肥平均农学效率分别为10.99、10.67和10.69 kg·kg^-1,氮、磷和钾肥当季利用率分别为35.82%、22.30%和45.33%。冬小麦、夏玉米秸秆全量还田下,推荐磷钾肥量可实现周年磷钾素分别盈余49.6和71.5 kg·hm^-2。【结论】小麦（玉米）养分专家系统推荐施肥优化了氮磷钾肥配比,促进了冬小麦和夏玉米对氮、磷、钾养分的吸收利用,在冬小麦-夏玉米轮作体系中较习惯施肥具有增产增收效果,肥料利用效率较高,实现了周年磷钾素养分盈余,方便快捷,可在冬小麦-夏玉米轮作区推广应用。     

基于产量反应的棉花推荐施肥效应

[目的]评价棉花养分专家系统在棉花养分管理中的应用效果,比较养分专家推荐施肥对新疆昌吉棉花产量、经济效益、养分吸收和肥料利用率的影响.[方法]通过田间试验,共设置6个处理,分别为棉花养分专家系统推荐施肥(NE)、不施氮肥(NE-N)、不施磷肥(NE-P)、不施钾肥(NE-K)、测土配方施肥(OPTS)和习惯施肥(FP)...     

养分专家系统推荐施肥对玉米产量及肥料利用率的影响

为实现玉米科学施肥,通过田间试验探讨了养分专家系统推荐施肥对玉米产量、效益、养分吸收及肥料利用率的影响。结果表明,养分专家系统推荐施肥具有较好的增产增收效果,较农民习惯施肥平均增产5.8%,平均增收1 588.5元/hm2;养分专家系统推荐施肥可促进玉米对氮磷钾养分的吸收利用,氮磷钾的利用率较农民习惯施肥分别平均提高14.5%、1.9%和9.5%。     

养分专家系统推荐施肥对夏玉米生理特性及产量的影响

为探究养分专家系统推荐施肥对夏玉米生理特性的影响,于2019年6月—10月在河南省鹤壁市、新乡市两地同步开展肥效田间试验,设置农户施肥(FP)、经验施肥(ST)、养分专家推荐施肥(NE)、在NE基础上施用缓控释肥(RNE,50％包膜氮肥,施肥量同NE)、在NE基础上不施氮肥(NE-N)、在NE基础上不施磷肥(NE-P)、在NE基础上不施钾肥(NE-K)共7个处理.以夏玉米浚单22为试验品种,于关键生育时期测试叶片叶绿素、冠层光合有效辐射、光合速率和叶片解剖结构,并于成熟期测定产量,分析计算肥料利用特征,研究不同施肥措施对夏玉米产量和光合生理特性的影响.结果 表明:基于养分专家系统的推荐施肥(NE、RNE)处理较肥料减施状态下(NE-N、NE-P、NE-K)处理分别增产28.69％、23.23％、22.89％,较FP平均增产16.62％、11.40％.氮、磷、钾合理施用有效降低叶片胞间CO2浓度、提高净光合速率,并且对叶片解剖结构和叶绿素含量具有积极影响,光合有效辐射分量在夏玉米整个生育期内对产量的影响较大.进一步研究表明,NE处理氮、磷、钾肥料利用率平均为29.63％、15.23％、40.55％,肥料农学效率分别是11.95、22.59、24.49 kg?kg-1.综上可知,氮磷钾合理施肥显著改善夏玉米生育期叶片的光合性能,提升肥料利用率,促进干物质的合成,提高了夏玉米产量.     

养分专家系统推荐施肥对水稻产量的影响

[目的]验证水稻养分专家系统(NE)在淮南市潘集地区的应用效果。[方法]通过田间小区试验,设置养分专家系统推荐施肥NE及不施氮(NE-N)、磷(NE-P)、钾(NE-K)和空白无肥的对照CK,并与测土配方施肥ST和农民习惯施肥FP相比较。水稻成熟期考察产量性状,测定籽粒产量。[结果]NE对水稻生长发育具有明显的促进作用,并能显著提高籽粒产量。相较于FP和ST,NE平均节氮23.1%和14.9%,磷肥投入较FP增加12.4%而与ST持平,钾肥用量比FP增多41.6%较ST节省16.6%,氮磷钾比例较为适宜。NE较不施氮、磷、钾的对照分别增产23.68%～72.48%、7.05%～16.05%、5.35%～19.27%,平均增长42.66%、11.63%和12.28%;与CK和FP相比,NE产量相应提高25.90%～84.31%和8.05%～16.17%,平均增产52.95%和12.19%,与ST产量基本持平。氮磷钾的增产效应顺序为NK=P。[结论]水稻养分专家系统NE具有很好的节肥增产效果和技术优势。     

小麦化肥减施与不同轮作方式的周年养分平衡及经济效益分析

[目的]研究小麦化肥减量条件下不同轮作方式土壤养分平衡及经济效益差异,探索适宜陕西关中小麦玉米轮作区的小麦轮作方式,为减少化肥投入,提高农民经济收入提供思路与科学依据.[方法]于2018-2020年在陕西武功镇开展田间试验,随机区组设计.设玉米-小麦轮作农户施肥(CWF)、玉米-小麦轮作推荐施肥(CWR)、绿肥-小麦轮...     

不同施肥处理对玉米产量及子粒养分积累的影响

以郑单958玉米为材料,在田间采用小区试验,设置8个施肥处理(OPT,OPT-N,OPT-P,OPT-K,CK,FP,FP-N,FP-P,FP-K),研究了施肥对玉米产量及子粒养分积累的影响,结果表明:配方施肥处理(OPT)玉米产量最高,达到11 442 kg/hm2,分别比常规施肥(FP)和对照(CK)增产3.6%和30.4%;氮、磷、钾肥对玉米产量的贡献率分别是6.18%,20.69%,12.42%,磷素是供试土壤的第一养分限制因子,其次是钾素;施用氮、磷、钾肥可明显增加玉米对养分的吸收量,提高籽粒中相应养分元素含量,在此土壤条件下应重视磷肥施用,合理配施氮、钾肥.     

玉米精确施肥系统的研究与应用

以玉米施肥为突破口,将人工智能技术与全球定位系统(GPS)和地理信息系统(GIS)技术相结合,以玉米养分平衡法数学模型为核心,采用面向对象技术,开发研制了玉米精确施肥专家系统。该系统主要解决玉米产量预测和精确施肥2大问题,最终为用户打印出包含预测产量、推荐品种、建议施肥量、效益分析情况在内的玉米精确施肥咨询单。该系统的应用可降低玉米生产成本,使农民增产增效,实现低投入高产出。     

养分专家系统推荐施肥在大葱上的应用效果

为验证养分专家系统在大葱生产上推荐施肥效果,在山东省3个大葱主产地区共9个农户地块上开展了田间验证试验。结果表明,养分专家系统在大葱生产上节肥增收效果明显,相比农民常规施肥和官方推荐施肥总养分投入分别降低了32.3%、29.8%,并实现了大葱产量的增加,亩增经济效益分别为404、512元。养分专家系统可根据地块的具体情况实时实地进行准确推荐施肥,方便快捷,可在生产上大力推广。     

牛粪秸秆堆肥替代20%全量化肥对麦玉轮作系统耕层土壤全量养分的影响

连续2 a(2018—2019、2019—2020)以单施化肥(CK-F)为对照,研究牛粪秸秆堆肥6 000(M1-20%F)、9 000(M2-20%F)kg/hm²施用量下,小麦、玉米两季替代20%全量化肥对土壤全量养分的影响。结果表明,小麦-玉米轮作第1年,M1-20%F、M2-20%F处理小麦分别增产0.52%、13.90%,玉米分别增产17.65%、50.28%。轮作第2年,替代处理小麦产量略有下降;M1-20%F处理玉米产量略有下降,M2-20%F处理玉米增产8.21%。替代处理耕层土壤全氮、全磷含量均高于对照,其中M2-20%F处理在玉米成熟期增加趋势明显;土壤全钾含量有增加趋势;土壤有机质含量在玉米季成熟期总体上增加,在小麦第1季成熟期增加,第2季成熟期略有下降。与各处理当季播种时耕层养分含量相比,所有处理耕层土壤全氮含量小麦第1季成熟期均减少,第2季均增加;M1-20%F处理玉米季全氮含量减少,M2-20%F处理增加。耕层土壤全磷、全钾、有机质含量小麦第1季成熟期增加,第2季减少;玉米第2季成熟期土壤养分含量均增加。轮作第1年,与各处理对应轮作系...     

焦作市养分综合平衡法定量施肥专家系统

<正>一、小麦—玉米双季秸秆非完全翻压直接还田轮作系统施肥设计(一)计算模式磷、钾与小麦氮素:肥料养分施用量=作物目标产量养分输出补充量+养分损失补充量+地力培肥养分补充量,简化表示式为:入=出+损+培。夏玉米氮素:肥料养分施用量=作物目标产量养分输出补充量+养分损失补充量+地力培肥养分补充量+小麦地表覆盖还田氮素损失量。(二)施肥计算养分综合平衡法中目标产量养     

冬小麦、夏玉米高效施肥技术研究

为提高氮肥利用率以及降低农民劳动强度,2013—2014年在驻马店砂姜黑土区进行冬小麦、夏玉米田间试验,研究小麦、玉米高效施肥技术。结果表明,与单施磷钾肥相比,施用氮肥显著提高了小麦、玉米产量,小麦增产19.4%~41.8%,玉米增产16.7%~39.4%;与农民习惯施肥处理相比,优化施肥处理和等氮量控释肥一次性施入在提高产量方面效果显著,小麦增产11.2%~17.0%,玉米增产11.7%~18.4%;与优化施肥处理相比,等氮量控释肥一次性施入在提高玉米、小麦产量方面效果相当,且减少了施肥次数;与等氮量控释肥一次性施入处理相比,减量20%氮素处理存在减产风险,玉米减产幅度为5.2%~8.7%,小麦减产幅度为4.9%~7.1%。与农民习惯施肥处理相比,优化施肥处理和等氮量控释肥一次性施入在提高氮肥利用率方面效果显著,小麦氮肥利用率提高了58.3%~74.4%,玉米氮肥利用率提高了64.9%~83.7%;在降低土壤剖面硝态氮残留量方面,控释肥处理效果较好。综合分析,控释肥一次性施入处理在提高产量和氮肥利用率方面效果显著,同时减少了施肥次数,且在降低土壤剖面硝态氮残留量方面效果较好。     

减氮和秸秆反应堆对设施番茄氮素利用及土壤硝态氮累积的影响

在设施番茄栽培条件下,采用田间小区试验,设不施氮(CK)、常规施氮(FP)、氮肥减量28.6%(OPT)和氮肥减量28.6%+秸秆反应堆(OPTS) 4个处理,研究减氮和秸秆反应堆对设施番茄产量、氮素利用、果实品质及土壤硝态氮累积的影响。结果表明：与FP施肥处理相比,减氮条件下OPT和OPTS处理番茄产量分别提高10.7%和15.6%,其中OPTS处理显著提高。与FP处理相比,OPT处理番茄氮吸收总量和氮肥利用率分别提高0.40%和4.48%, OPTS处理分别提高5.57%和7.64%;与FP处理相比,OPT和OPTS处理果实硝酸盐分别显著降低35.2%和39.7%,维生素C含量分别显著提高27.1%和29.0%。相对于常规施肥处理0-100 cm土壤NO^-₃-N总累积量652.8 kg·hm^-2, OPT和OPTS处理土壤剖面NO^-₃-N总累积量分别显著减少26.3%和46.5%。综合考虑经济和环境效益,常规施肥基础上减氮28.6%结合秸秆反应堆效果最佳。     

滴灌施肥模式对玉米产量、养分吸收及经济效益的影响

【目的】通过研究不同滴灌施肥模式对玉米产量、养分吸收、土壤氮素平衡、水分利用效率及经济效益的影响,以期为吉林省半干旱区滴灌玉米的生产提供理论依据。【方法】于2018—2019年在吉林省松原市民乐村进行田间试验,设置5个处理,即覆膜滴灌水肥一体化（DFM）、浅埋滴灌水肥一体化（DF）、浅埋滴尿素处理（DIU）、浅埋滴水处理（DI）和农民习惯施肥处理（FP）,于玉米拔节期、大喇叭口期、吐丝期、灌浆期和成熟期采集植株样品,分为茎秆、叶片和籽粒三部分,测定干物质积累量及氮、磷、钾含量,分析玉米关键生育时期植株养分吸收利用特性。在玉米播种前和收获后采集0—100 cm土层土样分析土壤氮素平衡情况,采集玉米播种前和收获后0—200 cm土层土样测定土壤含水量,分析玉米水分利用效率。【结果】滴灌施肥处理（DFM、DF、DIU和DI）两年玉米的平均产量显著高于农民习惯施肥处理10.3%—20.6%,在干旱年份（2018年）的增产幅度（13.7%—27.9%）大于多雨年份（2019年）的增产幅度（7.2%—13.7%）,还提高了成熟期玉米氮、磷、钾积累量,提高幅度分别为15.7%—31.7 %（P<0.05）、11.0%—35.6%（P<0.05）和5.2%—20.9%,尤其提高了吐丝后氮、磷、钾的吸收量,分别提高63.1%—95.2%（P<0.05）、11.6%—63.0%和40.0%—110.0%（P<0.05）;水分利用效率显著提高了21.8%—33.9%,降低氮素表观损失量13.8%—92.0%。覆膜滴灌（DFM）与浅埋滴灌（DF）处理相比,在干旱年份显著提高了玉米产量和水分利用效率,而在多雨年份差异不显著,覆膜滴灌显著降低了土壤氮素表观损失量74.2%,二者净收益无显著性差异,DFM处理的产投比显著低于DF处理。在浅埋滴灌条件下,DF处理与DIU处理间的玉米产量、氮素表观损失量和水分利用效率差异均不显著;DF处理成熟期的干物质积累量和磷钾积累量显著高于DIU处理;DF处理与DIU处理的净收益和产投比均无显著性差异;DI处理在干旱年份的玉米产量显著高于FP处理13.7%,在多雨年份并不显著,还显著提高了成熟期的氮磷积累量和吐丝后的氮钾积累量,DI处理的净收益与FP处理无显著性差异,但产投比显著低于FP处理。【结论】滴灌施肥模式在半干旱区可提高玉米产量、成熟期氮磷钾积累量和水分利用效率,降低土壤氮素表观损失量,在干旱年份效果显著。覆膜滴灌技术在干旱年份优势大于浅埋滴灌,但产投比显著低于浅埋滴灌技术。浅埋滴尿素模式的产量、水分利用效率、净收益和产投比与浅埋滴灌水肥一体模式相比均无显著性差异,成本较低的浅埋滴尿素模式简化了生产环节,还可达到一定的增产效果。综上所述,在本试验条件下,浅埋滴尿素模式是适宜吉林省半干旱区玉米生产的滴灌施肥技术。     

土壤培肥及养分管理关键技术对玉米的影响

通过田间试验,研究了不同的施肥量对土壤养分及玉米产量的影响。结果表明:施肥后玉米的形态、生物量、产量等均比不施肥的情况下表现要好,而同为施肥情况下,施用量的不同,表现也不尽相同,综合各方面表现,处理NE处理FP处理CK。     

养分专家推荐施肥对杭州湾南岸冬小麦产量、效益及养分利用效率的影响

为评价小麦养分专家系统(nutrient expert, NE)推荐施肥对冬小麦化肥减量效果、产量效应、经济效益和养分利用效率的影响,本文对杭州湾南岸冬小麦主要种植区的3个小麦试验进行分析,结果发现,小麦专家推荐施肥较农户习惯施肥量显著降低,氮、磷、钾肥分别降低了71.08、15.92、35.58 kg·hm^-2;小麦专家推荐施肥较农户习惯施肥平均增产80.0 kg·hm^-2,试验点氮、磷、钾养分内部效率平均为7.72、9.84、16.19 kg·kg^-1,氮、磷、钾肥偏生产力平均为39.83、17.83、58.75 kg·kg^-1,氮、磷、钾养分农学效率平均为7.72、9.84、16.19 kg·kg^-1,氮、磷、钾养分回收率平均为39.83%、17.83%、58.75%,均高于农户习惯施肥处理;小麦养分专家推荐施肥较农户习惯施肥的经济效益平均增加200.0元·hm^-2,增加了农户收入,提高了养分利用效率,可以在杭州湾南岸小麦主产区推广应用。     

控释氮肥在小麦玉米轮作体系中的养分高效利用研究

通过对连续7年小麦玉米轮作体系中施用控释肥田间定位试验玉米收获后土壤样品的测定和分析,研究了在不同施氮条件对玉米产量、肥料利用率、硝铵态氮累积和分布、土壤全氮和有机质含量等的影响。结果表明,施用氮肥对夏玉米与冬小麦有显著的增产作用,但过量施用氮肥会造成籽粒减产,小麦和玉米产量的最高增产幅度分别为6.0%~287%、5.5%~71.9%。等氮条件下,施用控释氮肥可以增加土壤中全氮和有机质的含量,减少肥料养分的淋溶与挥发损失,从而显著提高肥料利用率。控释氮肥在小麦玉米轮作上一次性基施取得高产的小麦最佳施氮量范围为120~240 kg/hm~2,玉米最佳施氮量范围为150~300 kg/hm~2。