周年氮磷钾配施模式对砂姜黑土麦玉轮作体系籽粒产量和养分利用效率的影响

【目的】探讨周年不同氮磷钾配施对砂姜黑土麦玉轮作体系产量及养分利用效率的影响,明确适宜豫东南砂姜黑土麦玉一体化种植的氮磷钾配施模式。【方法】于2012—2014年连续两年在河南省周口市商水县典型砂姜黑土区设置氮磷钾不同配施大田定位试验,研究磷钾肥总用量不变、2种氮用量投入水平下麦玉两季磷钾配施模式对冬小麦-夏玉米轮作种植体系氮、磷、钾养分吸收利用及产量的调控效应。其中,氮肥设全年用量360.00kg·hm~(-2)和540.00 kg·hm~(-2)两个梯度,磷钾肥总量不变,设计4种配施方式,即麦季全磷玉米全钾(磷肥和钾肥分别全部施用于小麦季和玉米季)、麦季全磷玉米重钾(磷肥全部施用于小麦季,钾肥按麦玉两季42﹕58的比例分配)、麦季重磷玉米全钾(磷肥按麦玉两季64﹕36的比例分配,钾肥全部施用于玉米季)、麦季重磷玉米重钾(磷肥按麦玉两季64﹕36的比例分配,钾肥按麦玉两季42﹕58的比例分配)。【结果】高氮水平下麦玉两季磷钾肥分施能促进作物产量三要素的协调发展,显著提高冬小麦的穗数和夏玉米的穗长与行粒数,且两年度单季作物和全年籽粒产量均以麦季重磷且玉米季重钾P8处理最高,周年产量分别达21 274.2 kg·hm~(-2)和20 219.1 kg·hm~(-2)。砂姜黑土区冬小麦和夏玉米地上部养分含量大小均表现为氮钾磷。与低氮水平相比,高氮水平有利于提高植株地上部总氮、磷、钾的含量,然而氮素的偏生产力(NPFP)、吸收效率(NUPE)、利用效率(NUE)有所降低。磷钾肥分施不仅能促进冬小麦和夏玉米对氮素的吸收,还可有效防止元素的流失,提高作物对磷素和氮素的吸收和利用,显著提高磷钾两类元素的偏生产力(PFP)、吸收效率(UPE)。而磷钾全施在麦玉某一季作物上,由于磷肥易固定、钾肥易流失的原因,造成肥料后效减小,下茬作物因养分供给不平衡而影响作物对氮磷钾的吸收利用,致使产量降低。低氮水平下麦季重磷、玉米季重钾P4处理的氮磷钾养分利用较其他处理表现较优;高氮水平下麦季重磷、玉米季重钾P8处理的单季和周年氮素偏生产力及吸收效率均显著高于其他处理。【结论】综合考虑养分利用效率和籽粒产量,在本试验条件下,麦季重磷、玉米季重钾配施模式有利于养分效率和产量的同步提高,可作为豫东南砂姜黑土及相似生态类型区冬小麦-夏玉米轮作种植高产高效施肥的优选模式。     

不同施肥水平对红小豆生长发育及养分利用率的影响

通过连续2年的田间小区试验,探讨了不同氮磷钾施肥水平对红小豆生长发育动态、养分吸收利用的影响。结果表明:氮磷钾肥对红小豆干物质积累和产量的影响程度表现为磷氮钾;中量施肥水平的处理分枝数、单株荚数及产量均最高。本研究条件下,红小豆适宜施肥量分别为N 70~75kg/hm~2、P2O575~85kg/hm~2和K2O 75~80kg/hm~2。红小豆分枝期以后对养分的需求量明显增加,至收获时,中量施肥处理氮磷钾累积养分量分别占到了全生育期累积养分总量的85.8%,86.0%和85.2%。氮磷钾肥的表观利用率最高分别为61.2%(N1),14.0%(P2)和39.8%(K2),且氮素的利用率随施氮量增加呈递减趋势;农学效率最高分别为7.55kg/kg(N2),6.23kg/kg(P2)和5.79kg/kg(K2);生理效率分别为15.39kg/kg(N2),45.23kg/kg(P3),14.56kg/kg(K2);肥料贡献率分别为23.9%(N2),24.6%(P2)和22.9%(K2)。本试验条件下,生产100kg籽粒需要从土壤中吸收氮素5.97kg,磷素1.40kg,钾素3.09kg,氮磷钾需求比例为4.26∶1∶2.21。     

中国主要麦区农户小麦氮磷钾养分需求与产量的关系

【目的】明确实际生产中农户小麦产量与养分需求的关系,为科学施肥、合理减肥提供理论依据。【方法】连续两年对中国小麦主产区多点的农户调研和取样分析,研究中国春麦、旱作、麦玉和稻麦4个典型种植区域农户小麦氮磷钾养分需求量与产量的关系。【结果】中国农户小麦产量平均为6.4 t·hm-2,麦区间存在显著的产量差异,春麦、旱作、麦玉和稻麦区平均分别为6.0、4.0、7.7和5.5 t·hm~(-2),产量越高的麦区小麦生物量越大、公顷穗数越多,收获指数随产量增加而增加。全国农户小麦平均需氮量为28.1 kg·Mg~(-1),4个麦区分别为28.6、28.3、29.3和25.0 kg·Mg~(-1),产量由低产增至高产时,旱作区和麦玉区小麦需氮量分别显著降低16.9%和14.6%,春麦和稻麦区有降低趋势,但未达差异显著水平。全国小麦平均需磷量为4.0 kg·Mg~(-1),4个麦区分别为4.5、3.2、4.1和4.1 kg·Mg~(-1),产量从低产增至高产时,麦玉和稻麦区分别显著降低11.4%、17.8%,旱作区需磷量降低8.6%,差异亦未达显著水平,春麦区低产时需磷量最低为3.7 kg·Mg~(-1),产量从偏低提高到高产水平时也显著降低21.4%。农户小麦平均需钾量为21.5 kg·Mg~(-1),各麦区存在显著差异,4个麦区分别为26.5、17.1、23.3和18.8 kg·Mg~(-1),产量由低产增至高产时,4个麦区需钾量分别降低4.0%、4.4%、12.7%和19.9%,仅稻麦区差异显著。【结论】中国各麦区农户的小麦产量存在显著差异,养分需求量与产量的关系因麦区而异,总体来看,随产量增加,小麦氮、磷、钾养分需求量呈降低趋势。可见,在向农户推荐肥料用量时,需针对不同区域,结合农户田块的小麦产量水平、作物养分需求特性和土壤养分供应能力,确定合理的养分需求量,避免肥料施用过量或不足。     

控释肥对小麦/玉米农田土壤硝态氮累积和迁移的影响

【目的】利用田间试验研究树脂包膜控释尿素对冬小麦夏玉米产量、肥料表观利用率、氮肥表观损失量、土壤硝态氮的累积和迁移规律的影响,为一次性施肥技术的发展提供重要的理论指导。【方法】对冬小麦-夏玉米轮作的大田试验设置3个处理:(1)不施氮(CK);(2)普通尿素优化施肥处理(OPT,基施50%,小麦返青、玉米拔节50%);(3)树脂包膜尿素一次性施肥处理(CRF,80%OPT施氮量)。小麦OPT和CRF处理氮用量分别为180和144 kg·hm~(-2),玉米OPT和CRF处理氮分别为210和168 kg·hm~(-2),小麦磷钾的施用量分别为P2O5 90 kg·hm~(-2)、K2O 60 kg·hm~(-2),玉米磷钾的施用量分别为P2O5 60 kg·hm~(-2)、K2O 60 kg·hm~(-2),肥源分别为过磷酸钙和氯化钾。在小麦返青期、拔节期、孕穗期和收获期以及玉米苗期、拔节期、灌浆期和成熟期按照20 cm土层采集0—100 cm土壤剖面土样进行分析,在收获时收集植株叶片及籽粒样品进行养分分析并测定其产量。【结果】与优化施肥相比,控释肥在减少20%施氮量的情况下,小麦产量达到7.87 t·hm~(-2),地上部总氮吸收量为209 kg·hm~(-2),玉米产量和吸氮量分别为7.57 t·hm~(-2)和142 kg·hm~(-2),不仅保证了小麦、玉米的产量和地上部总氮吸收量,小麦玉米持续施用控释肥还减少了土壤中氮的表观损失量。土层中硝态氮素累积主要发生在40—60 cm土层,控释肥能够有效减少硝态氮在0—100 cm土层中的累积量,同时减缓硝态氮向深层土壤迁移的速率。【结论】在冬小麦-夏玉米体系中,控释肥能够实现减量施氮不减产,同时减少氮肥损失,降低土壤中硝态氮的累积和迁移,降低环境风险。     

宁夏油用向日葵氮磷钾吸收规律研究

为了进一步提高宁夏向日葵氮磷钾肥料利用率,完善栽培技术,试验选用油用型向日葵品种LD1616作为供试材料,采用田间试验方法,研究了油葵各个器官氮磷钾养分含量及干物质含量积累,分析了油葵各个器官对氮磷钾养分的吸收特点。研究结果表明:影响油葵籽粒、茎叶产量的肥料因素均为氮素磷素钾素。NPK(OPT)处理养分吸收最多,缺少一种养分吸收量相对减少,以缺少氮素的减少幅度最大,以缺少钾素的减少幅度最小。氮磷钾肥料的利用率排序为氮钾磷。氮素、磷素农学效率有明显的增产效果,施用钾肥效果不明显。     

水氮管理模式对粳稻养分吸收的影响

以寒地粳稻为试验材料,在节水控灌与常规灌溉条件下,研究了不同氮肥水平对水稻养分吸收的影响。结果表明:节水控灌降低了水稻分蘖期的氮素积累量,提高了抽穗期和成熟期水稻氮素积累量。施氮能够显著提高植株氮素积累量,且氮素积累量随着施氮量的提高而增加。同一施氮水平下,磷素积累量表现为节水控灌高于常规灌溉,不同生育时期植株磷素积累量均随氮素水平的提高而增加,积累量最高值先后出现在氮肥125 kg·hm~(-2)和150 kg·hm~(-2)水平处理。与常规灌溉相比,节水控灌提高了成熟期植株钾素积累量,对分蘖期至抽穗期钾素积累量无影响,施氮肥能够提高水稻植株的钾素积累量。     

减量施磷对温室菜地土壤磷素积累、迁移与利用的影响

【目的】针对过量施磷问题,定位研究日光温室蔬菜生产磷肥减施潜力,明确适宜施磷范围。【方法】以北方温室蔬菜主栽种类黄瓜和番茄为研究对象,采用冬春茬黄瓜-秋冬茬番茄种植模式,在基础土壤有效磷(Olsen-P)40.2 mg·kg~(-1)下,设计不施磷肥(P0)、减量施磷(P1)和农民常规施磷量(P2)3个磷肥用量水平。P0、P1、P2处理对应黄瓜单季施磷肥(P_2O_5)0、300、675 kg·hm~(-2),番茄单季施磷肥(P_2O_5)0、225、675 kg·hm~(-2)。3年6季定位研究蔬菜生产磷素盈亏、土壤有效磷供应与迁移,分析产量变化,推荐合理施磷范围。【结果】(1)农民常规施磷量年盈余磷480.0 kg P·hm~(-2)·a~(-1),每盈余磷100 kg P·hm~(-2)主根区0—20 cm土层Olsen-P增加2.7mg·kg~(-1),3年0—20 cm土层Olsen-P平均含量70.2 mg·kg~(-1),2010年番茄季0—20 cm土层磷素饱和度(DPSM3)为80%,磷素土壤深层迁移明显。(2)减量施磷较农民常规磷量下降61.1%,3年磷素盈余量下降71.0%—77.3%,0—20 cm土层Olsen-P含量下降18.6%—43.5%,3年均值为49.3 mg·kg~(-1),接近瓜果类蔬菜Olsen-P农学阈值,关键生育期磷素吸收量无显著变化,产量保持在中高水平不降低;经过3年种植,0—20 cm土层DPSM3下降21个百分点,20—60 cm土层Olsen-P平均含量下降9.3%—30.1%,减施磷肥有效缓解了土壤磷素深层迁移。(3)不施磷肥导致土壤磷素亏缺,蔬菜从土壤中每攫取磷100 kg P·hm~(-2),P0处理0—20 cm土层Olsen-P含量下降3.4 mg·kg~(-1),3年0—20 cm土层Olsen-P平均含量30.5 mg·kg~(-1),虽产量没有显著降低,但是2008年番茄高产下(140 t·hm~(-2))磷素吸收量较P1、P2处理下降19.8%—30.0%,产量呈降低趋势。(4)依据上述推荐:土壤有效磷含量≥40 mg·kg~(-1)的温室,冬春茬黄瓜产量水平170 t·hm~(-2)下施用P_2O_5不宜超过300 kg·hm~(-2),秋冬茬番茄产量水平100 t·hm~(-2)下施用P_2O_5不宜超过225 kg·hm~(-2)。【结论】华北平原温室蔬菜生产减施磷肥潜力较大。对于种植一段时间(≥3年)的温室,较农民常规减施磷60%,可以显著改善磷素盈余状况,缓解土壤有效磷积累,降低土壤磷素深层迁移量,保证黄瓜番茄持续中高产水平生产。     

地表覆盖对旱地小麦氮磷钾需求及生理效率的影响

【目的】研究地表覆盖对黄土高原旱地冬小麦氮磷钾需求和生理效率的影响,为促进黄土高原旱地冬小麦高效优质生产提供可靠的理论依据和实践经验。【方法】通过田间试验,以裸地休闲为对照,研究地膜覆盖、秸秆覆盖、种植绿肥和秸秆覆盖+种植绿肥对冬小麦籽粒产量、籽粒养分含量、籽粒产量形成和籽粒养分含量形成的氮磷钾需求及生理效率的影响。【结果】地膜覆盖降低了籽粒产量形成的需氮量,提高了籽粒产量形成的氮生理效率,从而使冬小麦籽粒产量显著增加6%;秸秆覆盖降低了地上部吸氮量,使籽粒产量减少7%;种植绿肥和秸秆覆盖+种植绿肥提高了籽粒产量形成的氮磷钾养分需求量、降低了籽粒产量形成的养分生理效率,从而使籽粒产量均减少5%。地膜覆盖提高了籽粒氮含量形成的需氮量,降低了氮生理效率,从而使籽粒含氮量降低8%,地膜覆盖增加了地上部吸钾量,使籽粒含钾量增加4%;秸秆覆盖的籽粒含氮量降低4%,但它的籽粒磷和钾含量分别提高6%和4%,这与降低籽粒磷钾含量形成的养分需求量、提高磷钾生理效率有关;种植绿肥提高了籽粒氮含量形成的氮生理效率,从而使籽粒氮含量增加8%;秸秆覆盖+种植绿肥对籽粒氮和磷含量无显著影响,但籽粒含钾量增加4%,归因于提高了籽粒钾含量形成的钾生理效率。【结论】地膜覆盖降低籽粒产量形成的需氮量,提高籽粒产量形成的氮生理效率,从而提高籽粒产量;但增加了籽粒氮含量形成的需氮量、降低了籽粒氮形成的氮生理效率,不利于籽粒含氮量提高。秸秆覆盖不利于作物养分吸收,从而影响籽粒产量和养分含量形成。种植绿肥和秸秆覆盖+种植绿肥提高了籽粒氮磷钾养分需求量、降低它们的生理效率,从而降低籽粒产量。种植绿肥可提高籽粒氮含量形成的氮生理效率,从而提高籽粒氮含量。因此,旱地小麦生产中为保证籽粒产量和营养品质,需增加地膜覆盖和秸秆覆盖的氮肥用量;夏闲期种植绿肥是旱地土壤培肥的重要措施,但需注意其可能带来的减产风险,应结合区域降水情况因地制宜。     

天津市水稻田土壤养分与施肥情况调研分析

2018年4月,在天津市主要水稻种植区域选择18个代表点,通过采集土样和理化指标检测、施肥情况调查,并与2008年土壤检测、农户施肥调查历史数据进行比较分析。结果表明:当前水稻田土壤肥力处于中高水平,10年来,pH值降低0.2,有机质提高1.4 g·kg~(-1),水溶性盐提高0.97 g·kg~(-1),全氮降低0.1 g·kg~(-1),有效磷增加14.1 mg·kg~(-1),速效钾增加14 mg·kg~(-1);天津市水稻施肥水平提高明显,平均施氮磷钾纯养分总量减少18.9 kg·hm~(-2),纯氮增加2.7 kg·hm~(-2),五氧化二磷减少51 kg·hm~(-2),氧化钾增加29.4 kg·hm~(-2)。施肥成本平均减少600元·hm~(-2),有效降低了施肥量,施肥结构不断调整;最后,针对水稻田土壤养分状况和施肥现状,提出了水稻田施肥原则和建议措施。     

不同施磷水平下甘薯干物质积累及其氮磷钾养分吸收特性

为探明磷素用量对甘薯干物质积累和养分吸收利用的影响效应。以甘薯品种宁紫薯1号为研究对象,设置1个不施肥对照(P1),6个施磷量水平:不施磷对照(P_2O_5)0 kg/hm~2(P2)、施磷(P_2O_5)37.5 kg/hm~2(P3)、施磷(P_2O_5)75 kg/hm~2(P4)、施磷(P_2O_5)112.5 kg/hm~2(P5)、施磷(P_2O_5)150 kg/hm~2(P6)、施磷(P_2O_5)300 kg/hm~2(P7),在甘薯整个生育期内定期取样,测定甘薯地上茎叶和地下块根干物积累量和养分含量,分析各生育期磷素用量对氮、磷、钾养分累积量的影响效应,明确不同施磷水平下甘薯干物质积累及其氮磷钾养分吸收特性。结果表明:1适量增施磷肥有利于提高甘薯干物质积累量,生育前期(60 d)和后期(120 d)是磷肥影响甘薯干物质积累增加的关键时期,过量施磷不利于提高块根干物质含量;处理P5(112.5 kg/hm~2)在生长后期保持了较高的干物质日增长量和阶段累积率是其获得最终高产的关键条件。2不同施磷量对甘薯茎叶和块根氮、磷、钾养分的吸收利用有显著影响,适量施磷可以促进甘薯茎叶对氮、磷素吸收和块根对钾素的吸收利用;过量施磷不利于提高甘薯块根对氮、磷、钾养分的吸收利;当施磷量为112.5 kg/hm~2,甘薯表现出较高氮磷钾养分累积吸收量,从而获得了较高经济产量,而当施磷量超过112.5 kg/hm~2时,甘薯块根钾素累积吸收量反而下降。3施磷水平对磷素的利用效率影响很大,磷肥用量为112.5 kg/hm~2时,磷素吸收利用率最高;合理适量施磷可以促进植株对磷素的合理吸收与分配利用,过量施磷不是提高甘薯磷素吸收利用率的有效途径。因此,磷素用量对甘薯干物质积累和养分吸收利用有显著影响,适量增施磷肥有利于提高甘薯干物质积累量,可以促进甘薯茎叶对氮、磷素吸收和块根对钾素的吸收利用,在本试验条件下施磷量112.5 kg/hm~2甘薯实现高产高效的最优磷肥运筹模式。     

渭北旱地麦田配施有机肥减量施氮的作用效果

为了探讨陕西渭北旱地冬小麦有机无机配施的减氮效应及机理,于2011年10月至2014年6月在陕西省渭南市白水县进行了连续三年的田间小区定位试验,探究不同氮肥用量(0、75、150、225、300 kg N·hm~(-2))与有机肥(猪粪30 t·hm~(-2))配施对冬小麦产量、氮肥利用率(NUE)、土壤硝态氮残留及土壤养分的影响,明确当地最适宜的有机无机配施比例。结果表明:有机无机配施处理的产量、地上部吸氮量和NUE较单施化肥处理分别提高6.9%、29.3%和34.3%,且以有机肥与150 kg N·hm~(-2)氮肥配施处理效果最佳;有机无机配施显著改善0~20 cm土壤养分状况,土壤有机质、全氮、速效磷和速效钾含量分别较单施化肥处理提高6.1%、8.2%、90.4%和94.8%,但当施氮量大于150 kg N·hm~(-2)时,配施有机肥显著增加0~200 cm硝态氮残留量(43.7~188.8 kg·hm~(-2)),加大硝态氮淋溶风险;有机肥分别与75、150 kg N·hm~(-2)氮肥配施相比单独施用150、225 kg N·hm~(-2)氮肥处理在产量上无显著差异,却显著提高了NUE(27.4%和45.3%),并降低60 cm土层以下硝态氮含量。综合上述研究结果,在渭北旱地冬小麦生产中,在有机肥(猪粪)30 t·hm~(-2)的基础上配施75~150 kg N·hm~(-2)的氮肥(有机氮∶无机氮=1∶0.46~0.91),可以保证小麦高产优质,并降低氮素淋溶风险。     

氮钾配施下施磷对冬小麦群体发育特性、冠层光截获及产量的影响

【目的】明确一定氮钾配施条件下不同施磷水平对冬小麦群体发育特性、冠层截获光合有效辐射(IPAR)及产量的影响,同时分析IPAR与LAI之间的相关性,为在一定氮钾配施下筛选出适宜的磷肥用量提供理论依据。【方法】以郑麦7698为试验材料,设低氮低钾N_1K_1(N 225 kg·hm~(-2)、K_2O 150 kg·hm~(-2))、低氮高钾N_1K2(N 225 kg·hm~(-2)、K_2O 225 kg·hm~(-2))、高氮低钾N_2K_1(N 300 kg·hm~(-2)、K_2O 150 kg·hm~(-2))、高氮高钾N_2K_2(N 300 kg·hm~(-2)、K_2O 225 kg·hm~(-2))4个氮钾配施比例,每个氮钾配施设置5个施磷水平:P0(不施磷)、P1(P_2O_5 150 kg·hm~(-2))、P_2(P_2O_5 225 kg·hm~(-2))、P~(-2)3(P_2O_5 300 kg·hm2)、P4(P_2O_5 375 kg·hm-),共20个处理。对小麦群体动态、叶面积指数(LAI)、开花后干物质积累、冠层截获光合有效辐射(IPAR)、产量等指标进行测定分析。【结果】(1)在4种氮钾配施下,施P_2O_5 0—225 kg·hm~(-2)时,随施磷量的增加,总茎蘖数、开花后干物质积累及LAI均增加,施P_2O_5超过225 kg·hm~(-2)时,各指标均有所下降,以施P_2O_5 225 kg·hm~(-2)水平群体指标最佳。(2)氮钾配施固定条件下,不同施磷水平小麦冠层截获光合有效辐射值(IPAR)的大小顺序均为P_2P1P3P4P0,且P_2水平IPAR值最高,增幅最大。不同氮钾配施下以N_1K_1条件IPAR增幅最多。(3)4种氮钾配施条件下IPAR与LAI均呈指数正相关关系,N_1K_1、N_1K2、N_2K_1、N_2K_2条件下不同施磷水平小麦IPAR与LAI的拟合系数分别为0.8492、0.8363、0.7321、0.8081。产量与LAI在二阶多项式函数关系上拟合度较好,拟合系数为0.7145。(4)从3个年度各处理产量来看,适当增施磷肥有利于提高小麦的籽粒产量,但磷肥增加到一定程度小麦产量又呈下降趋势,不同氮钾配施下N_1K_1处理产量水平最高,氮钾配施固定条件下,不同施磷水平的产量及增产率均为P_2(P_2O_5 225 kg·hm~-2))时最高。【结论】本研究条件下,N_1K_1P_2(N_225 kg·hm~(-2)、K_2O 150 kg·hm~(-2)、P_2O_5 225 kg·hm~(-2))处理可以优化小麦群体结构,提高LAI,增加开花后干物质积累,提高IPAR和籽粒产量。     

优化施肥下长江流域冬小麦产量及肥料增产效应

【目的】针对长江流域冬小麦不合理施肥带来的肥料利用率低的现状,探讨冬小麦产量分布特征及施用氮、磷和钾肥料的增产效应,为长江流域冬小麦肥料减施增效和优化养分管理措施提供依据。【方法】本文数据来源于国际植物营养研究所(IPNI)于2000—2018年在我国长江流域开展的田间试验,以及在中国知网(CNKI)数据库通过检索字段或字段组合(冬小麦、冬小麦+产量及冬小麦产量+肥料利用率等)得到的此期间关于长江流域冬小麦田间试验的论文,共1 732个田间试验。试验处理包括:优化施肥处理,农民习惯施肥,以及在优化施肥和农民习惯施肥基础上的不施氮肥、不施磷肥和不施钾肥处理,以探究长江流域各省(市)(四川、云南、贵州、重庆、湖北、安徽、江苏、浙江和上海)冬小麦在优化施肥下的可获得产量、产量反应、相对产量、农学效率和偏生产力特征。【结果】我国长江流域冬小麦优化施肥处理下的平均产量为6.6 t·hm~(-2),其中安徽省平均产量水平最高,为7.3 t·hm~(-2),重庆市最低,为3.6 t·hm~(-2)。施用氮、磷和钾肥的平均产量反应分别为2.3、0.9和0.6 t·hm~(-2),但变异范围较大。氮、磷和钾肥平均相对产量分别为0.6、0.8和0.9,氮是小麦产量的主要限制因子。优化施肥处理的氮、磷和钾肥的平均农学效率分别为12.6、11.6和7.7 kg·kg~(-1),平均偏生产力分别为34.0、78.9和73.4 kg·kg~(-1)。与农民习惯施肥措施相比,优化施肥处理平均增产0.5 t·hm~(-2),增幅为8.8%;氮、磷、钾肥的农学效率分别提高了41.1%、121.1%和84.6%;偏生产力分别提高了42.4%、23.5%和25.4%。【结论】优化施肥有效提高了长江流域冬小麦的产量和养分利用率,但各省(市)间存在一定差异且省(市)内变异较大。四川、云南、湖北和江苏省的部分地区具有较低的产量反应,说明具有较高的土壤养分供应,应因地制宜地制定养分优化管理方案。分析长江流域优化养分管理措施下的小麦产量反应和肥料利用率等参数,可以确定氮为小麦产量的第一限制因子。     

地膜覆盖、氮肥与密度及其互作对黄土旱塬春玉米氮素吸收、转运及生产效率的影响

【目的】以紧凑型玉米品种先玉335为供试作物,研究地膜覆盖、施氮量、种植密度及其互作对春玉米氮素吸收转运及利用效率的影响,以期为黄土高原半干旱区春玉米高产高效栽培提供理论依据。【方法】2013—2014年春玉米生长季,设置覆盖方式(覆膜和不覆膜)、施氮量(2013年为0、170、200和230 kg N·hm~(-2),2014年为0、170、225和280 kg N·hm~(-2))和种植密度(5.0×10~4、6.5×10~4和8.0×10~4株/hm~2)3个因子,分析不同处理的氮素累积与转运、产量及氮肥生产效率。【结果】地膜覆盖显著增加了玉米吐丝前氮素累积量,促进了吐丝后氮素累积和吐丝前累积氮素的再转移,从而显著提高了籽粒氮素累积量和籽粒产量。覆盖方式与氮肥或密度互作显著影响春玉米氮素吸收、累积和转移。地膜覆盖条件下更多的氮肥(200—230 kg N·hm~(-2))或更高的密度(6.5×10~4—8.0×10~4株/hm~2)投入能有效促进吐丝前储存更多的氮素向籽粒转运,提高吐丝后期氮同化量及其对籽粒的贡献率,从而提高了籽粒氮素累积量;而不覆盖条件下当施氮量超过170 kg N·hm~(-2)或密度超过5.0×104株/hm~2时,吐丝后氮同化量及其对籽粒的贡献显著减少,从而导致吐丝前氮素储备的增加未能有效增加籽粒氮素累积。氮肥与密度互作显著影响氮素累积、吸收和转移。氮肥偏生产力(PFPN)和氮素收获指数(NHI)与吐丝前氮素累积量、氮素转移量、吐丝后氮素累积量及籽粒产量呈正相关,达到了显著水平。从春玉米氮素累积、转移及与产量和氮肥偏生产力关系看,全膜双垄沟播种植技术的合理施氮量为200—230 kg N·hm~(-2)、密度为8.0×10~4株/hm~2,其产量可达13.7—14.6 t·hm~(-2),PFPN可达64.8—68.7 kg·kg~(-1)。【结论】地膜覆盖与适宜的施氮量和种植密度相结合的综合管理实践,有利于促进灌浆期营养器官储存氮向籽粒转移和吐丝后氮同化的协同增加,从而实现高产和高氮肥生产力。     

不同水平氮磷钾对超级稻养分吸收和转运的影响

以两优培九为材料,研究大田不同氮磷钾养分水平下的超级稻干物质和养分累积特征及转运规律.结果表明:(1) 超级稻干物质累积高峰在中期,约累积了总量的50%.干物质累积主要受氮素影响,它们呈现显著的正相关(R=0.8554),磷钾影响不显著.(2)超级稻体内氮磷钾累积有不同的特点,氮磷累积量随超级稻生育期的延长而增加,钾累积在整个生育期表现为单峰曲线.其中氮累积主要集中在前期和中前,约占全累积量的85.4%;磷累积高峰在中期,占总量的58.0%;钾累积量也是中期最高,占累积总量的64.6%.随着氮磷钾施用水平的提高,各自养分累积量均有不同程度的增加,但除氮素与钾素对各自累积量有显著的影响外,磷素及三元素之间互作的影响基本上未达显著水平.(3) 超级稻籽粒中,氮磷钾累积量分别为99.2 ,53.2,23.8 kg/hm2(比例为4.2∶2.2∶1),其中75%氮素、70%磷素、100%钾素来自营养体.氮营养体转运率与氮素水平呈现极显著的负相关(R=0.9610),而不受磷钾明显影响;磷水平的提高有利于磷转运率上升,氮素对磷转运率的影响呈现单峰曲线关系;钾素水平的提高,钾转运率和流失率上升,氮素对钾转运率的影响与磷一样,呈现单峰曲线关系,表明过低或过高的氮素对磷钾累积不利.     

华北平原五省冬小麦产量和氮素管理的时空变异

【目的】通过对华北地区冬小麦产量及氮素管理时空变化的分析,明确华北平原五省2005—2014年冬小麦产量、效率及环境效益的演变规律。【方法】基于2005—2014年农户调研数据,分析华北平原产量、产量差与氮素管理的时间和空间变异趋势,从粮食安全、资源高效和环境保护3个维度设计了华北地区氮素可持续管理评价体系,并据此对该区目前氮素管理现状进行评价。【结果】(1)2005—2014年华北冬小麦产量均值为6.5 t·hm~(-2),呈逐年递增趋势,10年增幅达7%,产量从高到低依次为河南、安徽北部、山东、河北、江苏北部。10年产量差均值为1.4 t·hm~(-2),整体呈下降趋势,10年降幅高达47%,产量差从高到低依次为山东、河北、江苏北部、河南、安徽北部。安徽北部产量差降幅最大,产量差最小;山东省内产量差差异较大,呈东部高于西部的趋势。(2)2005—2014年华北冬小麦施氮量均值为226 kg·hm~(-2),除江苏北部外均呈增加趋势,10年平均增幅为3%,施氮量从高到低依次为江苏北部、河北、山东、安徽北部、河南。同省施氮量差异较小而省间差异明显。(3)2005—2014年华北冬小麦氮素利用效率(NUE)均值为44%,从高到低依次为河南、安徽北部、山东、河北、江苏北部。空间差异大,施氮量高的地区NUE较低。(4)2005-2014年华北冬小麦氮盈余均值为165 kg·hm~(-2),从高到低依次为江苏北部、河北、山东、河南、安徽北部。施氮量高的地区氮盈余较高。(5)2005—2014年华北冬小麦满足华北地区氮素可持续管理评价体系安全边界的县数仅占总体的2%。以该区域氮盈余及产量均值分区,其中河南省均值位于低氮盈余高产量区;山东及安徽北部均值位于低氮盈余低产量区;河北及江苏北部均值位于高盈余低产量区。【结论】2005—2014年华北地区冬小麦产量增加,产量差减小;同时氮肥投入增加,氮盈余较高,氮素利用效率低。五省中河南氮素管理较为合理,山东和安徽北部氮盈余较低,产量提升空间大;河北及江苏北部氮肥投入量高、效率低、环境压力大,将是未来华北氮素管理的重点地区。     

施氮量对春小麦生长及土壤养分积累的影响

【目的】研究不同施氮量对拜城滴灌春小麦生长及土壤养分空间分布的影响规律,寻找适宜生长及土壤养分积累的施氮量,为科学合理、高效施用氮肥、保护麦田生态环境提供理论依据。【方法】2016年,在拜城农业试验站试验田进行,以春小麦(宁春44号)为研究对象,设置对照(0 kg/hm~2,CK)、低氮(105 kg/hm~2,N1)、中氮(210 kg/hm~2,N2)和高氮(315 kg/hm~2,N3)4个施氮量水平,分析各处理对春小麦生长(SPAD值、产量及产量构成因子和不同器官氮、磷和钾的吸收和分配)和土壤养分(有机质、全氮、速效氮)积累的影响差异。【结果】(1)春小麦在拔节、抽穗、开花和灌浆期的SPAD值随着施氮量的增加而增加,施氮量315 kg/hm~2较利于春小麦SPDA值的积累。(2)春小麦产量与穗长、总小穗数、结实小穗数、不育小穗数、穗粒数、千粒重和籽粒产量均有显著性相关性(P0.05),施氮量105、210和315 kg/hm~2的产量分别较对照增产7.2%、27.6%和42.1%,其中,施氮量315 kg/hm~2增产约114.08 kg/667 m~2。(3)不同施氮量春小麦籽粒、茎的氮、磷素分配量为籽粒茎(P0.05),而钾素的分配表现为茎籽粒(P0.05);施氮量的增加促进了春小麦对氮、磷和钾素的吸收,施氮量315 kg/hm~2较有利于氮素的吸收,施氮量210 kg/hm~2较有利于磷、钾吸收。(4)垂直方向上,各处理土壤养分随着土壤层深度的增加而逐渐降低。水平方向上,距滴管带0 cm,施氮量315kg/hm~2较有利于土壤养分(有机质、全氮、速效氮)积累;距滴管带15、30 cm,施氮量315 kg/hm~2较有利于土壤速效氮的积累,施氮量210 kg/hm~2较有利于土壤有机质、全氮的积累。【结论】综上所述,315kg/hm~2可作为新疆适宜小麦生长的施氮量,为小麦滴灌施肥技术提供科学、理论依据。     

泾惠渠灌区不同水氮供应对冬小麦氮素吸收运转的影响

【目的】研究泾惠渠灌区不同水氮供应对冬小麦植株氮素吸收运转的影响,为泾惠渠灌区提供合理的灌水施肥运筹方式。【方法】在泾惠渠灌区,通过田间小区试验研究不同灌水(W_(90)和W_(120),即灌水定额为90和120mm)和施氮(底肥60和120kg/hm~2,追肥0,60和120kg/hm~2,即施氮的底追肥处理组合为N_(60/0),N_(60/60),N_(60/120);N_(120/0),N_(120/60),N_(120/120))对冬小麦籽粒产量、各部位氮素积累量、氮素利用效率等的影响。【结果】除净积累量对籽粒氮的贡献率及氮素收获指数外,灌水和施氮对冬小麦籽粒产量、各器官氮素积累量、氮素转移量、氮素利用效率、氮肥农学利用效率均有显著影响。低水处理(W_(90))的籽粒产量、氮素积累量、氮肥农学利用效率显著高于高水处理(W120),其中产量增幅为4.88%~7.44%,植株氮素积累量增幅为6.15%~18.66%,氮肥农学利用效率增幅为19.48%~35.94%。随施氮量的增加,冬小麦籽粒产量、氮素积累量均呈显著增长趋势,其中籽粒产量表现为N_(0/0)(5 653.68kg/hm~2)N_(60/0)(6 777.71kg/hm~2)N_(60/60),N_(120/0)(7 165.63kg/hm~2)N_(60/120),N_(120/60)(7 376.92kg/hm~2)N_(120/120)(7 659.88kg/hm~2);氮素积累量表现为N_(0/0)(188.97kg/hm~2)N_(60/0)(229.49kg/hm~2)N_(60/60),N_(120/0)(275.23kg/hm~2)N_(60/120),N_(120/60)(310.00kg/hm~2)N_(120/120)(327.40kg/hm~2);当施氮量过高时,继续增加施氮量对冬小麦籽粒产量和氮素积累量的调节作用不显著。总施氮量相同的条件下,适当提高追肥的施氮比例,有利于提高产量、各器官氮素积累量及各营养器官氮素转移量,其中N_(60/60)与N_(120/0)处理相比,W_(90)和W_(120)灌水水平下籽粒产量分别提高3.92%和4.44%,各器官氮素积累量提高11.43%~27.99%,各营养器官转移量提高18.37%~71.81%;N_(60/120)与N_(120/60)处理相比,各营养器官转移量提高15.06%~39.63%。【结论】综合考虑籽粒产量、氮肥农学利用效率和氮素利用效率等因素,灌水定额为90mm、底肥施氮量60kg/hm~2、追肥施氮量120kg/hm~2,即W_(90)N_(60/120)为本试验条件下泾惠渠灌区冬小麦的最佳水氮组合。     

基于产量的渭北旱地小麦施肥评价及减肥潜力分析

【目的】明确小农户经营模式下小麦施肥现状,为实现旱地小麦稳产增产和养分高效利用提供依据。【方法】通过连续5年对渭北旱地1 261个农户的养分管理调研,以维持旱地小麦可持续生产为出发点,基于小麦产量确定的养分需求量,评价农户施肥量,分析农户施肥的问题及减肥潜力。【结果】调研农户小麦籽粒产量介于750—9 000 kg·hm~(-2),平均4 243 kg·hm~(-2),属于低产(2 640 kg·hm~(-2)),偏低(2 640—3 780 kg·hm~(-2)),中产(3 780—4 920 kg·hm~(-2)),偏高(4 920—6 060 kg·hm~(-2)),高产(6 060 kg·hm~(-2))等级的农户依次占22.0%,22.2%,19.3%,22.8%,13.6%。农户氮肥用量介于33—454 kg N·hm~(-2),平均188 kg N·hm~(-2);磷肥介于0—435 kg P_2O_5·hm~(-2),平均125 kg P_2O_5·hm~(-2);钾肥介于0—201 kg K_2O·hm~(-2),平均19 kg K_2O·hm~(-2),农户的施氮、磷和钾量均与小麦产量无显著相关关系。从低产到高产,施氮过量(偏高+很高)的农户比例逐渐降低,由97.8%降低到18.0%;而施氮不足(偏低+很低)的农户逐渐增多,由0.7%增加到45.9%。与氮肥类似,随着产量水平提高,施磷过量的农户比例也逐渐降低,但降低幅度小,由99.3%仅降低到70.9%,即过量施磷普遍存在。与氮、磷不同,在各产量水平下至少有60%的农户施钾不足。因此,在低产、产量偏低水平,重点是施氮量偏高或很高的农户需减肥,减幅在24—144 kg N·hm~(-2)、28%—73%氮肥;在中产、偏高和高产水平,既有减肥,也有增肥,减肥的重点是施氮量偏高或很高的农户,减幅在50—181 kg N·hm~(-2)、26%—51%氮肥,增肥的重点是施氮量偏低或很低的农户,增幅在38—134 kg N hm~(-2)、41%—345%氮肥。针对农户普遍施磷过量的问题,在不同产量水平,施磷量偏高的农户应减少7—31 kg P_2O_5·hm~(-2)、23%—33%的磷肥投入;施磷很高的农户应减少85—118 kg P_2O_5·hm~(-2),61%—85%的磷肥投入。由于钾肥用量普遍不足,施钾很低或不施的农户首先应改变不施钾肥的习惯,根据不同产量水平施用钾肥13—50 kg K_2O·hm~(-2);施钾偏低的农户,应增加7—18 kg K_2O·hm~(-2)、35%—78%的钾肥。【结论】相比于传统的施肥评价中用统一的施肥量标准去评价不同产量水平的农户施肥,本文提出了基于产量的农户施肥评价和减肥潜力分析方法,适于目前中国小农户农田经营模式,可以客观、准确认识目前农户随意和过量施肥的问题,为进行有效调控施肥提供依据。     

淮河平原旱稻-小麦两熟制的土壤氮磷钾供应、养分吸收利用效率及肥料需求

在淮河平原进行田间试验,研究了旱稻小麦两熟种植系统土壤氮、磷、钾供应状况、养分吸收利用效率及肥料需求规律。结果表明:小麦产量对肥料的依赖性以及对磷和钾素的敏感程度高于旱稻。旱稻小麦两熟种植系统一个周期内的土壤氮素供应量为12.5 g/m2、磷素为3.3 g/m2和钾素为22.7 g/m2。土壤对第一季旱稻和小麦的氮、磷和钾素供应能力均显著高于第二季,表明土壤养分供应能力很大程度上受施肥的影响。旱稻氮、磷和钾肥表观利用率平均值分别为33.4%、3.0%和-8.5%,小麦分别为69.3%1、3.4%和36.9%。每生产1 t旱稻籽粒需氮素14.9~33.7 kg、磷素2.9~5.9 kg和钾素17.9~38.1 kg;每生产1 t小麦籽粒需氮素15.9~28.3 kg、磷素3.1~4.2 kg和钾素15.9~21.6 kg。在淮河平原,两季旱稻施氮、磷、钾(NPK)比不施氮(PK)处理分别显著增产18.4%、25.8%;两季小麦NPK比PK处理分别显著增产54.1%、158.7%,两季旱稻、小麦NPK处理的产量均显著高于PK处理,表明氮素是限制淮河平原旱稻小麦两熟制旱稻和小麦产量的主要肥料因素。