包膜尿素对夏玉米产量及碳氮代谢的影响

以玉米杂交种郑单958为材料,研究基施包膜尿素(120 kg/hm²和90 kg/hm²纯N,下同)和分施普通尿素(1∶1和1∶2 ∶1的比例,总量均为120 kg/hm²)对夏玉米产量、产量构成、干物质生产及碳氮代谢的影响。结果表明,基施包膜尿素120 kg/hm²和分施(1∶2∶1)普通尿素效果基本一致,在子粒产量、穗粒数、生物产量及氮素累积量等方面均显著优于基施包膜尿素90 kg/hm²和分施(1∶1)普通尿素。前二者的子粒干物质和氮素累积主要来源于灌浆期叶片的光合生产和根系的吸收,表明基施包膜尿素120 kg/hm²和分施(1∶2∶1)普通尿素,均有利于增大并延长叶片的光合生产能力和根系的吸收能力。另外,乳熟至灌浆中期,包膜尿素处理的植株营养器官总糖含量处于较合理的水平。     

氮肥后移对春玉米子粒灌浆特性及内源激素的影响

以陕科9号为材料,2019～2020年在陕西榆林灌溉区进行大田试验,在总施氮量相同、基肥和大喇叭口期追肥分别占总施氮量20%和40%条件下,设置4个施氮处理,传统施氮(拔节肥40%,N1)、氮肥后移10%(拔节肥30%+花粒肥10%,N2)、氮肥后移20%(拔节肥20%+花粒肥20%,N3)和氮肥后移30%(拔节肥10%+花粒肥30%,N4),分析各处理子粒灌浆特性、内源激素含量和产量构成。结果表明,氮肥后移各处理2年玉米产量均显著高于传统施肥,N3处理产量最高。氮肥后移增加子粒灌浆速率最大时生长量(W_max)、最大灌浆速率(G_max),延长子粒灌浆活跃期;氮肥后移过量(N4),子粒灌浆参数受到不良影响。同时,N3处理子粒生长素(IAA)含量达到峰值时均较N1处理显著增加51.7%,玉米素(ZR)含量显著增加16.7%,赤霉素(GA₃)含量显著增加28.9%,脱落酸(ABA)含量显著降低18.2%。在陕西灌溉春玉米区,总施氮量270 kg/hm²时,拔节期追肥54 kg/hm²、大喇叭口期追肥108 kg/hm²、花后7 d追肥54kg/hm²为该区玉米高产的优化施氮制度。     

秸秆还田配施氮肥对春玉米氮素利用及土壤氮素平衡的影响

通过8年田间定位试验，研究玉米秸秆还田配施氮肥对春玉米产量、剖面土壤无机氮积累、氮素平衡和氮肥利用效率的影响。结果表明，通过线性加平台回归方程，求得2012~2019年最高玉米产量所需的适宜施氮量依次为202.7、193.7、182.2、171.2、163.6、156.1、150.7和150.5 kg/hm²。氮素表观损失量和土壤残留矿质氮量均随着施氮量增加而显著增加，两者与施氮量之间均呈显著正相关。每增加10 kg/hm²施氮量，土壤残留矿质氮量、氮素表观损失量分别增加9.09~10.34、5.89~7.34 kg/hm²。当施氮量超过150 kg/hm²时，各处理间玉米吸氮量差异不显著，土壤残留矿质氮、氮素表观损失量之间差异均达显著水平（P<0.05）。随着施氮量增加，氮肥利用率呈先增加后减小趋势，当施氮量为150 kg/hm²时，两年氮肥利用率分别达到最高（75.2%和92.3%）。当施氮量为210~330 kg/hm²，剖面土壤无机氮残留量显著增加，造成土壤无机氮在土壤深层（60~100 cm）的大量累积。     

半干旱地区玉米高产栽培经济施氮量研究

2005～2006年在半干旱区玉米高产田上进行了氮肥经济用量研究。结果表明:玉米最高产量施N量为143.5～145.0 kg/hm²,经济产量施N量为98.2～111.7 kg/hm²;经济施N比不施氮肥增产8.01%～12.89%;经济施N比最高产量施N节约用N量31.8～46.8 kg/hm²。     

膜下滴灌春玉米氮素吸收规律与增产效应

研究春玉米膜下滴灌条件下氮肥对玉米氮素吸收、干物质积累以及氮肥的增产作用,提出试验条件下的最佳施氮量.结果表明,增加施氮量能够增加膜下滴灌春玉米地上部干物质积累及氮素吸收能力,过量施氮导致干物质及氮素累积降低;玉米产量随着施氮量增加而增加,300 kg/hm²时达到最高产量,此时氮肥农学效率、氮肥利用率以及生理利用率均达到最大.采用二次曲线拟合,计算最佳施氮量为291.80 kg/hm²,此时最高产量为14 964.54 kg/hm².     

华北平原不同施氮量对玉米产量和品质的影响研究

试验研究了5个供氮水平下不同施氮量对玉米产量和品质的影响。结果表明,不同施氮量对玉米产量和品质有不同的影响。施氮量为337.5 kg/hm²时,玉米产量最高,达到6 845.0 kg/hm²;继续增施氮肥,产量显著降低。施氮量为112.5 kg/hm²和225 kg/hm²时,蛋白质含量最高,达到了8.94%,品质最好;施氮量继续增加,玉米品质显著下降,其绝对值下降了0.13%～0.56%。225 kg/hm²为玉米最佳氮肥用量。为了进一步促进农业可持续发展,在玉米生产中应设定氮肥使用上限,减少氮肥在环境中的残留和积累,减少潜在的农田环境污染,提高氮肥增产效果。     

稻田春玉米氮、磷、钾配方施肥数学模型的初步研究

采用氮、磷、钾三因素旋转组合设计,通过计算机模拟寻优,建立了稻田春玉米--杂交晚稻种植制度中玉米产量--施肥量,玉米生产利润--施肥量数学模型:分析了氮(X₁)、磷(X₂)、钾(X₃)的主效应及交互效应与产量的关系,它们对产量的影响为氮＞钾＞磷.筛选出玉米产量≥8250kg/hm²的最优方案为:N394.96～401.25kg/hm²、P₂O₅116.99～121.8kg/hm²、K₂O 232.29～237.06kg/hm²,其比例为N∶P₂O₅K₂O=3.4∶1∶2.并筛选出玉米利润≥6800元/hm²的最优方案为:N380.60～385.55kg/hm²,P₂O₅104.73～108.03kg/hm²、K₂O222.20～225.12kg/hm².其比例为N∶P₂O₅K₂O=3.6∶1∶2.1。     

套种玉米高产施肥指标的研究与生产实践

通过研究确立了套种玉米施肥与产量的二元二次回归模型，模型经方差分析F值达极显著水平。进一步分析，该研究的三个主放因子对量的影响大小程度是氮＞磷＞钾，其相关程度为0.93。经过模拟寻优，玉米单产9000－9750kg/hm²的N、P、K施量的优化组合是：玉米施氮360kg／hm²，施P₂O₅69.8kg/hm²，施K₂062.7kg/hm²。该施肥指标通过大面积生产示范验证，玉米平均产量在940－9600kg/hm²，比常规栽培田玉米产量7411.5kg/hm²，增产1993.5－2188.5kg/hm²，增产历26.9%－29.5%。增产效果显著。生产示范产量接近目标产量，说明该方程可以为大田预测，研究所得的施肥指标可以作为小麦套种玉米高产施肥的依据。     

深松与施氮量对春玉米产量及氮素吸收利用率的影响

以郑单958为供试材料,采用裂区试验,设置深松模式为主区（CK：不深松;T1：隔行深松;T2：行行深松）,施氮量为副区（N0：不施氮肥;N1：纯氮112.5 kg/hm²;N2：纯氮225 kg/hm²;N3：纯氮337.5 kg/hm²）,研究不同栽培模式下春玉米产量形成特点和氮素吸收利用特征。试验结果表明,深松与施氮量对春玉米产量的影响均达到显著水平,行行深松和隔行深松产量分别较不深松高9.62%和8.81%;N2、N1和N3处理产量分别较不施氮肥提高65.32%、62.60%和49.09%,穗粒数和千粒重的提高是深松和合理的施氮量显著提高春玉米产量的原因。随着氮肥用量的增加,作物氮肥偏生产力、氮肥吸收利用率和氮肥农学利用率呈降低趋势,隔行深松和行行深松的氮吸收利用率和氮肥偏生产力均高于不深松,且隔行深松的氮吸收利用率更高。     

氮肥减施下施用炭吸附聚谷氨酸叶面肥对夏玉米产量、氮素累积和转运的影响

田间试验设置正常氮和减氮20%两个施氮水平,每个氮处理下设置不喷施、3或8叶期小剂量喷施炭吸附聚谷氨酸（1.8 kg/hm²）、3或8叶期大剂量喷施（3.6 kg/hm²）等5个处理,研究氮肥减施下喷施炭吸附聚谷氨酸对玉米植株干物质和氮素累积分配及子粒产量的影响。结果表明,施氮处理对各器官干物质量的累积分配无显著影响,氮肥减施后氮素累积量明显降低,但子粒中氮素分配比例提高5.6%。与不喷施相比,3叶期喷施显著增加干物质和氮素累积量,子粒氮素分配比例在8叶期小剂量喷施下最高为61.39%,8叶期喷施显著提高了营养器官花后氮素转运量和转运效率。喷施处理显著提高了果穗行粒数,正常氮下3叶期小剂量喷施处理的产量最高为11.87 t/hm²。氮肥减施小剂量喷施下的产量与正常氮不喷施处理无显著差异,因此,在夏玉米生产中,氮肥减施20%下3或8叶期喷施炭吸附聚谷氨酸1.8 kg/hm²能够维持玉米产量。     

不同氮肥运筹对东北春玉米氮素吸收和土壤氮素平衡的影响

在吉林省榆树市粮食高产示范区,以先玉335为试验材料,通过田间试验研究不同氮肥运筹对春玉米的生长、产量及土壤氮素平衡的影响。结果表明,适宜氮肥运筹方式能显著提高玉米产量,施氮量200 kg/hm2,全部用作基肥不追肥(基追比1∶0)处理前期氮素供应过量,导致氮素向子粒转运量减少,过多保留在营养体中,致使产量和氮素利用效率相对其他处理较低;氮肥1/5基施,2/5拔节期追施,2/5大喇叭口期追施(基追比为1∶2∶2)的处理有较高的氮肥农学利用率、氮肥利用率和氮肥偏生产力。玉米生育期田间氮肥的表观损失主要由一次性过量施肥造成,增大拔节后追肥比例增加了收获后土壤的无机氮残留。对氮肥的调控应结合作物养分不同阶段需求及土壤养分供应,达到玉米高产和提高氮肥利用效率,减少氮肥损失对环境带来的危害。     

A Knowledge-Based Model for Nitrogen Management in Rice and Wheat

Abstract

Excessive nitrogen fertilization results in low nitrogen-use efficiency. To improve nitrogen management for high yield and high nitrogen efficiency in rice and wheat, we developed a knowledge-based nitrogen fertilization model by integrating the quantitative relationship between N fertilization and yield target with respect to N supply and demand balance. The total amount of nitrogen and ratio of basal to top dressing nitrogen could be determined by this nitrogen fertilization model, and the desirable nitrogen fertilizer strategies could be made under the conditions of different climates, soil types and managements. Furthermore, the function of dynamic regulation of pre-designed N dressing rate could be determined by using the nitrogen fertilization model on the basis of actual growth status under a specific production system. The nitrogen fertilization model is evaluated using the data from field experiments of rice and wheat at Nanjing, and the results on crop growth pattern and N use showed that the grain yield and N recovery were markedly improved by the N fertilization plan given by the model. The nitrogen fertilization model can be used as guidance for quantifying N fertilization strategy in cereal crop production.     

吉林省黑土区玉米氮肥减施效果研究

针对目前吉林省黑土区玉米种植过程中氮肥用量偏高导致的氮肥利用率低、氮素残留高等问题,在习惯施氮量的基础上设降低10%、20%、30%、40%的不同氮肥减量处理,研究减氮对春玉米干物质积累、子粒产量、氮素利用效率及土壤中无机氮积累的影响。结果表明,伏龙泉和米沙子试验点降低20%氮肥用量、开安试验点降低30%氮肥用量玉米子粒产量无显著降低,减氮处理显著提高氮肥的利用效率。降低氮肥用量可减少玉米收获后耕层土壤中无机氮的积累(硝态氮)。玉米施氮量在223 kg/hm2时玉米收获后耕层土壤无机氮含量与播种前基本一致。吉林省黑土玉米种植区适当降低氮肥用量不会显著影响玉米产量,同时会提高氮肥利用效率,减少玉米收获后耕层无机氮的积累。     

氮肥运筹对玉米干物质及氮素积累转运和产量的影响

2015~2016年进行田间氮肥试验,研究分次施肥和施氮量对玉米干物质、氮素积累特性和产量的影响。供试品种为郑单958,采用二因素裂区设置,主区2种施氮方式,全部基施和50%基施+50%大喇叭口期追施;副区68、113、181、249 kg/hm²4种施氮量,对照为不施氮肥,测定干物质和氮素积累量以及产量与产量构成。结果表明,追施氮肥前,一次性基施比分次施肥的干物质及氮素积累量高;追施氮肥后,分次施肥比一次性基施的干物质及氮素积累量高,分次施肥且施氮量为181 kg/hm²时整个生育期干物质和氮素积累量最高。各处理间的子粒产量和产量结构达显著差异水平,通过施氮量与产量的模拟方程显示,理论最高产量为9288.95 kg/hm²,对应的施氮量为202.93 kg/hm²。综合以上结果,说明基施90.5 kg/hm²+追施90.5 kg/hm²的氮肥运筹可获得玉米较高产量。     

施氮对稻麦轮作区小麦地上器官干物质及氮素累积运转的影响

为给长江中下游稻麦轮作区小麦的高产栽培提供理论依据,以扬麦10号为材料,设置0、93.75、168.75和243.75 kg/ha四个氮肥处理水平(分别用N0、N1、N2和N3表示),研究了施氮对小麦地上器官干物质及氮素累积运转的影响.结果表明,增施氮肥提高了小麦群体叶面积指数,N3处理与N2处理差别不大,增施氮肥不影响叶面积指数的动态变化规律.干物质量随着施氮量的增加而增大,营养器官转运率以不施氮(N0)处理最大,对籽粒的贡献率以N2处理最大.增加施氮量提高了小麦各个生长时期氮素累积量,N3处理在收获时茎秆中有较高的氮素残留,降低了氮肥利用效率.增施氮肥提高了小麦产量,N2处理与N3处理之间差异不显著.氮肥生理效率以N1最高,氮肥利用效率和农学效率均以N2最高.     

种植密度和施氮量耦合对夏玉米干物质积累及氮肥利用率的影响

以郑单958和中单909为试验材料,设4.5万、6.75万、9.0万株/km~2 3个种植密度和0、100、300、500 kg/km~2 4种施氮水平,分析种植密度与施氮量对夏玉米干物质积累量和氮肥利用率的影响。结果表明,玉米在种植密度9.0万株/hm~2,其叶面积指数、群体干物质积累量、总氮素积累量以及产量均显著高于4.5万株/hm~2密度处理。增施氮肥可显著增加玉米叶面积指数、单株干物质积累量、群体干物质积累量、总氮积累量和子粒产量。当施氮量为300~500 kg/hm~2时,叶面积指数、群体干物质积累量及产量不再提加,氮肥利用率和氮肥偏生产力大幅降低。结果表明,郑单958和中单909种植适宜模式为施氮量300~500 kg/hm~2、种植密度9.0万株/hm~2。     

不同施氮水平对春玉米氮素吸收、转运及产量的影响

采用田间试验研究吉林省中部玉米主产区不同氮水平对玉米产量、氮素吸收、转运及氮肥利用率的影响。结果表明,施用氮肥可以提高干物质最大积累速率和氮素最大吸收速率,并能提前干物质最大积累速率和氮素最大吸收速率出现的天数。在施N 60~180 kg/hm2之间,玉米产量、干物质最大积累速率、氮素最大吸收速率、转运量、转运率及子粒中养分比例等指标均有显著提高;超过N180 kg/hm2,干物质最大积累速率、氮素最大吸收速率、转运量、转运率及子粒中养分比例等指标开始下降。根据玉米产量(y)和施氮量(x)拟合得出,最高产量氮肥用量为184.2 kg/hm2,最佳经济产量氮肥用量为172.9 kg/hm2。氮素农学利用率、氮肥当季回收率及偏生产力随着氮肥用量的提高而显著降低。综合考虑提高玉米产量、效益和氮肥利用效率等方面的要求,在吉林省中部玉米主产区,适宜施氮量为172.9 kg/hm2。     

氮素调控对吉林省东部高产玉米氮素积累分配规律及产量的影响

采用田间小区试验,研究吉林省东部地区不同施氮量对高产春玉米氮素积累分配规律及产量的影响。结果表明,施氮量影响春玉米不同生育时期各生育器官氮素的阶段累积量,对累积趋势与分配规律无明显影响,不同处理对春玉米各器官氮积累量影响均表现为N300>N450>N150>N0,表明适宜的氮肥用量不仅能有效促进春玉米对氮素的吸收、累积,而且能显著提高生育后期子粒氮素的积累量,从而促进高产的形成。春玉米花前是大量累积氮素的时段,其积累量占吸收总量的67%~88%。各处理间子粒产量均达显著水平,随着施氮量增加,子粒产量呈先升高再降低的趋势。综合考虑产量、养分积累分配等因素,该地区高产田块春玉米的推荐施氮量为300~330 kg/hm2。     

前期控氮对夏玉米产量、物质生产及氮素利用的影响

试验以郑单958为材料,在79500株/hm2密度下研究了前期控氮对玉米产量、物质生产及氮素利用的影响。结果表明,在大喇叭口期施氮120kg/hm2的条件下,前期按30～60kg/hm2进行适度控氮,产量可达到10108.5～10170.0kg/hm2,氮肥利用率为32.78%～33.35%。前期适当控氮保证玉米苗期对氮素的需求,达到蹲苗的效果,控上促下,培育壮苗,提高根系的吸收和合成能力。前期适度控氮还可保持植株后期较强的光合生产能力,增强根系吸氮能力,保证子粒有充足的碳氮来源,并促进干物质及氮素向子粒的运转,实现玉米产量与氮素利用的协同提高。