不同降水年型对马铃薯水分利用效率及水分生产潜力开发的影响—以武川县为例

基于田间试验数据,研究降水对武川县马铃薯水分利用效率及水分生产潜力的影响,为农牧交错带马铃薯产业可持续发展与生态建设提供科学依据。试验采用由低到高11个不同肥力梯度处理,测量马铃薯每个生育期内耗水量及产量,应用农业生态区域法计算当地马铃薯水分生产潜力。研究表明:丰水年(2008)旱平地马铃薯水分利用效率平均值为48.3 kg/hm2.mm,而旱坡地只有36.8 kg/hm2.mm,平地水分利用效率是坡地的1.3倍。枯水年(2009)旱平地水分利用效率平均为33.3kg/hm.2mm,旱坡地平均为22.1kg/hm.2mm,平地水分利用效率是坡地的1.5倍。2008年马铃薯水分生产潜力为5079.8kg/hm(2干物质),2009年为4146.8kg/hm(2干物质)。丰水年旱平地马铃薯平均开发度为76%,旱坡地为46%。合理配合水肥及田间管理,会使武川县马铃薯生产具有一定的提高潜力。     

降水量与施磷量对黑土区玉米产量及磷素吸收利用的影响

在自然降水条件下采用滴灌补水措施,研究不同降水量及施磷量对黑土区玉米产量、磷素吸收积累及磷肥利用率的影响。结果表明,降水量及施磷量的增加会增加玉米植株干物质量的积累,进而促进玉米产量的形成。施磷量较降水量对玉米产量的影响更为显著,适量的降水量与施磷量有利于玉米产量的增加。各处理中以W3(自然降水+200 mm)、P3(施磷220 kg/hm~2)处理产量最高,达13 914 kg/hm~2。各处理随施磷量的增加,磷肥利用率降低,随降水量的增加磷肥利用率增加。玉米植株磷素积累在同一降水条件下,随施磷量的增加呈先增加后减小的趋势。适磷条件下,适宜降水量可显著提高玉米植株磷素积累量。W3(自然降水+200 mm)、P2(施磷110 kg/hm~2)处理为最优处理,当年降水量为508 mm,玉米产量可达13 119 kg/hm~2;磷肥利用效率最高,达19.7%。     

PAL肥料增效剂对黄土旱塬春玉米产量及光合特性的影响

2008～2010年在陇东黄土旱塬进行春玉米田间试验,研究PAL肥料增效剂对黄土旱塬春玉米产量、水分利用效率(WUE)及光合特性的影响。结果表明,在相同施氮量情况下,配施凹凸棒(PAL)肥料增效剂玉米增产效果明显,施氮量180 kg/hm2、配施PAL肥料增效剂90 kg/hm2的处理春玉米产量和水分利用效率最高,3年平均分别为11 637.6 kg/hm2和43.8 kg/(mm.hm2),较不施肥处理分别增加14.4%和13.0%,较相同施氮量不配施PAL处理分别增加6.0%和5.4%,产量性状优,具有较高的光合速率、气孔导度、蒸腾速率和叶片水分利用效率。     

低温冷凉地区超高产春玉米群体生长分析研究

以“三合模式”为基础,从产量构成、光合性能、源库3方面对东北雨养玉米产区产量水平高于1.5×104kg/hm2的不同密度玉米群体进行研究。结果表明:在东北雨养地区玉米要获得高于1.5×104kg/hm2的产量,须选择耐密性品种,密度介于80000～87000株/hm2,叶片光能持续期长,吐丝后光合势大于2.87×106m2/(d·hm2),叶面积比率与叶面积维持在合理水平,生育期平均净同化率大于5.21g/(m2·d),营养生长时期相对生长率迅速,吐丝到灌浆期相对生长率稳定,吐丝后干物质积累量高于16192.48kg/hm2,转化率大于83.6%,经济系数维持在0.5左右。     

气候变化对福建省牧草气候生产潜力的影响

以福建省为研究区域,研究牧草生产力与气候条件的关系及其对气候变化的响应.结果表明,近50a来,福建省气温呈现升高趋势,平均每10 a升高0.2℃;年降水量变化总体上呈不显著的增加态势;牧草气候生产潜力随年代的变化呈先减后增的趋势;空间上以厦门地区最高,三明地区最低.降水量对福建省牧草气候生产潜力的影响明显高于气温.若未来温度每降低1℃,降水减少1 mm时,牧草气候生产潜力分别降低318.3 kg·hm~(-2)·a~(-1)和22.7 kg·hm~(-2)a~(-1).     

不同施氮量对棉田氨挥发的影响

为探究施氮量对棉田氨挥发的影响,试验设置0、112.5、168.75和225.0 kg·hm－2 4个施氮量,采用通气法和靛酚蓝比色法测定施肥后棉田氨挥发速率,并计算氨挥发累积损失量和损失率。结果表明：苗期施肥后,各处理的氨挥发累积损失量为2.61～5.77 kg·hm^－2,氨挥发损失率为2.81%～4.63%,占氨挥发总量的61.51%～67.79%。花铃期施肥后,各处理的氨挥发累积损失量为1.24～3.61 kg·hm^－2,氨挥发损失率为2.11%～2.70%,占氨挥发总量的32.21%～38.49%。从棉花的整个生育期来看,氨挥发总量随施氮量的增加而增加,氨挥发总量为3.85～9.38 kg·hm－2,氨挥发损失率为2.46%～3.67%。     

豫西旱地小麦—玉米种植模式下农田水分供应及水分利用效率研究

应用定位监测试验方法,系统分析了豫西旱作区降水、小麦—玉米播种时底墒、产量与水分相关性等方面的变化。结果表明:1)年度降水与生育期内降水不足、分布不均是影响小麦、玉米产量及稳定性的关键因素;2)旱作小麦—玉米一体化种植模式下,受降水量少影响,多数年份播种前土壤墒情较差;3)小麦产量与生育期内降水量相关性较低,与底墒相关性显著,小麦高产要求底墒提供100 mm以上的有效水分;玉米获得高产一方面需要较好的底墒,且更需要较多的降水(大于250 mm),降水的分布比降水量更为重要;4)不同年度间水分利用效率差异较大,玉米水分利用效率平均高于小麦0.46 kg/m~3。     

陇中旱塬不同覆盖集雨种植方式对春玉米生长特性和产量的影响

以春玉米"金凯3号"为供试材料,2015年和2016年开展两年6个不同处理大田试验,设置平地全膜覆盖(WM)、平地半膜覆盖(HM)、隔沟覆膜垄播(MRM)、全膜双垄沟播(WRF)、垄沟秸秆覆盖(SM)和露地平播(CK)6个处理,测定春玉米不同生育阶段生长特性、收获后产量、水分利用效率(WUE)及经济效益等指标。结果表明,覆盖集雨种植方式均能显著促进春玉米生长和干物质积累,提高产量、水分利用效率和经济效益。较露地平作(CK),WRF和MRM处理玉米产量和WUE分别提高了4 561.34、4 126.31 kg/hm2和14.48、12.72 kg/(hm2·mm),以全膜双垄沟播种植方式增幅最显著。试验结果表明,WRF处理纯收益最高,达5 878.26元/hm2,WM处理次之,为4 599.18元/hm2,分别较CK处理增加5 113.3 1和3 834.23元/hm2,可显著提高投入产出比。全膜双垄沟播春玉米种植由于其良好耕作生产特性,是陇中旱塬春玉米高产、稳产的优势选择。     

优化施肥对赤红壤甘蔗产量、糖分及效益的影响

在酸性赤红壤上进行甘蔗优化施肥试验研究。结果表明,优化施肥能明显促进甘蔗生长发育,提高产量、糖分含量及经济效益。优化施肥甘蔗产量达120870.0kg/hm2,比常规施肥增24181.2kg/hm2,增长25.0%;糖分含量提高0.63个百分点,产糖量20221.55kg/hm2,比常规施肥增4654.65kg/hm2,增长29.9%;净增收54012.3元/hm2,比常规施肥增11910.0元/hm2,增长28.3%,增产增收效果好。建议推广应用,提高甘蔗生产效益。     

山西省玉米气候资源利用效率分析

利用山西省境内较均匀分布的39个县(市)1991～2000年玉米单产和同期气象资料,分析了山西省玉米气候资源利用效率和玉米气候资源利用效率的区域分布特点。山西省玉米光能利用率平均为0.26%,热量利用效率平均为1.37kg/(℃·d·hm²),降水量利用效率平均为12.28kg/(mm·hm²)。玉米气候资源利用效率区域性、区域内差异明显。提高降水量和光能利用效率有助于提高气候资源综合利用效率。     

施钾对小麦/ 玉米产量及土壤钾素平衡的影响

为指导河南小麦/玉米生产中钾肥的合理施用,于2010-2012年在高、中和低三种土壤供钾水平的试验点,研究了施钾量及施钾技术对小麦/玉米轮作产量、钾肥利用效率及土壤钾素平衡的影响。结果表明,在高钾、中钾和低钾土壤上施用钾肥,玉米分别增产4.76%～12.49%、7.56%～16.08%和7.01%～22.61%;小麦分别增产6.87%～13.87%、11.19%～18.57%和18.71%～27.49%。在不同供钾水平土壤上小麦钾肥利用效率均高于玉米,钾肥偏生产力表现为高钾点>中钾点>低钾点,高钾点钾肥当季利用率较高,低钾点的农学效率较高;当施钾量为90、135 kg·hm^-2时,小麦和玉米均以钾肥分2次施用效果较好;施钾量为45 kg·hm^-2时,玉米以底施较好,小麦以追施较好。低钾和中钾点在施钾量大于45 kg·hm^-2时,基本就能维持土壤钾素平衡,而高钾点则在施钾量大于90 kg·hm^-2时土壤钾素才有盈余。综合来看,高、中和低钾点适宜的钾肥用量分别在45、90、135 kg·hm^-2左右,以钾肥分2次施用效果较好。     

不同降水年型下旱地深翻时间和施肥方式对小麦产量及水肥利用率的影响

为提高旱地小麦自然降水和肥料利用效果以实现稳产高产栽培,通过3个不同降水年型田间试验,研究了晋南旱地麦田休闲期深翻时间和氮、磷施用方式对小麦群体、产量及水肥利用率的影响。结果表明,休闲期降水量及其分布、深翻时间和施肥方式共同影响旱地小麦播前0~200 cm土壤蓄水量、产量、水肥利用效率。休闲期丰水年较平水年和枯水年分别增产75.29%和170.39%,播前0~200 cm土壤贮水量分别多42.77 mm 和116.91 mm,水分利用效率分别高2.94和8.77 kg·mm^-1·hm^-2,氮、磷利用效率也较高。8月中上旬深翻蓄水效果较好,可促进小麦植株和籽粒对氮、磷的吸收,增加冬前茎数和穗数,8月中旬深翻较7月中旬深翻增产5.43%~18.15%,播前0~200 cm土壤贮水量增加12.12~18.45 mm,水分利用效率和磷素利用率也较高。与播种前配施氮、磷肥相比,8月中上旬深翻时配施磷肥,播种前施入氮肥,可提高冬前和拔节期茎数、穗数和穗粒数,促进氮、磷积累和转运,从而增产,同时提高收获期0~200 cm土壤贮水量和水分利用率。在当前气候、栽培条件下,晋南丘陵旱地不同降水年型下均以8月中上旬深翻配施磷肥,播种前施入氮肥可提高土壤渗水特性,最大限度纳秋雨蓄墒,增加小麦冬前和拔节期茎数和穗数,提高产量和水肥利用效率。     

高海拔(西藏)半干旱地区玉米全膜双垄沟播栽培技术探析

采用田间试验,设全膜双垄沟播、全膜平作和裸地平作3种种植方式,测定玉米各生育时期的土壤含水量、干物质量、光和速率、产量和产量构成因子,分析不同处理的土壤耗水量、贮水量、含水量垂直变化以及水分利用效率,探讨全膜双垄沟播下玉米土壤水分的动态变化和利用效率。结果表明,覆膜可使玉米出苗提前2 d,促进玉米前期营养生长并提前灌浆5 d,覆膜处理的整个生育期缩短8 d。全膜双垄沟播处理的产量和水分利用效率最高,分别为27 309 kg/hm~2、69.2 kg/(hm~2·mm),同时生育期耗水量最小(394.5 mm),能够提前灌浆,减少灌浆时期耗水量。收获后,全膜平作和裸地平作处理的土壤水分出现亏缺,各土层贮水量均减少,全膜双垄沟播处理的各土层土壤含水量均高于播前。全膜双垄沟播处理的玉米净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)和气孔导度(Gs)显著高于其他处理,收获时各处理的子粒和秸秆干物质累积量均表现为全膜双垄沟播全膜平作裸地平作。     

宁夏扬黄灌区有机肥配施氮肥对滴灌春玉米生长和产量的影响

通过两年田间定位试验,采用裂区设计,设有机肥为主处理,氮肥为副处理,研究滴灌条件下有机肥与氮肥配施对玉米生长和产量的影响,滴灌条件下砂质土壤春玉米田有机肥和氮肥配施的最佳施用量,为土壤培肥、化肥减施以及提高宁夏扬黄灌区玉米产量提供理论依据。结果表明,玉米产量以有机肥3 000 kg/hm^2配施300 kg/hm^2氮肥处理最高,比不施肥处理增产50.65%;其次为有机肥4 500 kg/hm^2配施300 kg/hm^2氮肥和有机肥4 500 kg/hm^2配施225 kg/hm^2氮肥处理,分别较不施肥增产48.78%和46.83%。根据宁夏中部干旱带扬黄灌区土壤培肥和玉米增产需要,建议推荐有机肥施用量为3 000~4 500 kg/hm^2,配施氮肥用量225~300 kg/hm^2。     

气候变化对甘肃农牧交错带主要粮食作物生产潜力的影响

为探讨热量、降水量及辐射资源变化对甘肃农牧交错带作物气候生产潜力的影响,基于甘肃农牧交错带45个气象站点1971-2020年的逐日气象资料以及主要粮食作物（春小麦、冬小麦和春玉米）生育期资料,利用数量统计分析方法计算3种粮食作物的气候生产潜力。结果表明,近50年来,甘肃农牧交错带春小麦、冬小麦和春玉米生育期内平均气温和降水量均呈上升趋势,太阳辐射量呈下降趋势;光合生产潜力、光温生产潜力和气候生产潜力分别从北到南、东北到西南和南到北呈递减趋势。热量变化对甘肃农牧交错带3种粮食作物的气候生产潜力有正效应,气候生产潜力平均增速分别为32.17、48.11和48.35 kg·hm^-2·a^-1。降水变化对该区域大部分地区春小麦和春玉米气候生产潜力有正效应,气候生产潜力平均增速分别为5.10和7.16 kg·hm^-2·a^-1;降水变化对部分区域冬小麦气候生产潜力产生负效应,气候生产潜力平均降速为0.12 kg·hm^-2·a^-1。辐射变化对该区域大部分地区3种粮食作物的气候生产潜力有负效应,气候生产潜力平均降速分别为1.81、2.35和8.66 kg·hm^-2·a^-1。总体来看,气候资源变化对甘肃农牧交错带大部分地区春小麦、冬小麦和春玉米气候生产潜力表现出正效应,但对临洮、灵台和靖远等地区的春玉米气候生产潜力有负效应。     

秸秆还田配施氮肥对麦田氮素平衡和籽粒产量的影响

为明确秸秆还田配施不同水平氮肥下麦田的氮素平衡状况,在夏玉米秸秆全部还田的基础上设置了不同的氮肥处理,测定了小麦植株全N含量、土壤硝态氮含量、氮肥氨挥发量和籽粒产量,分析了麦田不同土层硝态氮含量和积累量的变化趋势以及施氮量对氮素利用效率和麦田氮素平衡的影响。结果表明,小麦植株氮含量、植株氮素总积累量、籽粒产量均随施氮量的增加而显著增加;施加氮肥使氮素养分利用率、氮肥偏生产力显著降低。与播种时期土壤硝态氮含量相比,成熟期硝态氮含量降低,且施氮处理下土壤硝态氮含量、硝态氮积累量高于不施氮处理;硝态氮积累量主要分布在麦田土壤表层,与施氮量成正相关关系。施氮量为0、160、220、280kg·hm~(-2)时,硝态氮淋失量分别为5.04、13.10、17.10、37.26kg·hm~(-2)。氮肥的氨挥发速率在施肥后第一天达到最高,随后逐渐降低,遇到降雨或灌溉迅速降低至不施氮处理的氨挥发水平,氮肥氨挥发量与施氮量及时间存在正相关关系。160、220、280kg·hm~(-2)施氮量处理下,氮肥氨挥发量分别为0.65、0.77、1.01kg·hm~(-2)。从麦田氮素平衡来看,不施氮肥处理耗竭土壤氮素资源;施氮量为160kg·hm~(-2)时,有消耗土壤氮的风险;施氮量为220kg·hm~(-2)时,氮素投入与氮素输出保持平衡;施氮量为280kg·hm~(-2)时,有大量氮素损失到环境中的风险。为有效控制氮素淋溶和氨挥发损失,兼顾产量和节约生产成本,该区推荐施氮量为220kg·hm~(-2)。     

施磷量对高磷土壤小麦磷素吸收和土壤磷平衡的影响

为给高磷土壤小麦磷管理提供依据,在河南省温县速效磷为49.1 mg·kg^-1的土壤上开展2年田间试验,设置5个施磷量水平（0、45、90、135、180 kg P₂O₅·hm^-2）,研究施磷量对小麦产量、干物质积累、磷素吸收利用及土壤磷素平衡的影响。结果表明,随施磷水平的提高,小麦产量呈先增后减趋势,且两年分别在90和135 kg·hm^-2施磷量下最高。90 kg·hm^-2施磷处理显著提高小麦干物质积累量,施磷量进一步增加时干物质累积量无显著变化,叶片等各器官均表现出相似趋势。第一年小麦花后干物质转运量以90 kg·hm^-2施磷处理最高,转运效率为36.7%;第二年花后干物质转运量以135 kg·hm^-2施磷处理最高,转运效率为30.9%。小麦开花期和收获期磷素积累量均以90 kg·hm^-2施磷处理最高,施磷处理收获期吸磷量比不施磷处理增加14.5%～44.6%,开花后各器官磷素转运量和转运效率以90 kg·hm^-2施磷处理相对较高。磷肥利用率随着施磷量增加呈下降趋势,90 kg·hm^-2施磷处理下磷肥利用率相对较高,磷肥偏生产力、农学效率、表观回收率两年平均为130.8 kg·kg^-1、 10.6 kg·kg^-1、23.9%。磷肥用量高于90 kg·hm^-2时,土壤磷素呈盈余状况;在90 kg·hm^-2施磷水平下土壤磷素盈余0.1～17.3 kg·hm^-2;在施磷135 kg·hm^-2和180 kg·hm^-2时,土壤磷素盈余量分别为32.1～77.5和101.5～115.3 kg·hm^-2。这说明,在土壤磷素肥力较高的情况下,推荐施磷量90 kg·hm^-2,可促进干物质和磷素积累,提高小麦产量,同时维持合理的磷肥利用率及磷素平衡状况。     

Tracing the fate of nitrogen with <Superscript>15</Superscript>N isotope considering suitable fertilizer rate related to yield and environment impacts in paddy field

While the application rate of nitrogen fertilizer is believed to dramatically influence rice fields and improve the soil conditions in paddy fields, fertilization with low use efficiency and nitrogen loss may cause environmental pollution. In this paper, ¹⁵N-labeled urea was used to trace the fate of nitrogen at four rates (0, 75, 225 and 375 kg N/ha) of urea fertilizer over three split applications in Hangzhou, Zhejiang, in 2014. Plant biomass, the soil nitrogen content of different layers, NH₃ volatilization and N₂O emissions were determined using the ¹⁵N abundance to calculate the portion from nitrogen fertilizer. The results indicated that rice yields increased with the application rate of nitrogen fertilizer. NH₃ volatilization is the main nitrogen loss pathway, and N₂O emissions were significantly associated with nitrogen application rates in the paddy. The percent of nitrogen loss by NH₃ volatilization and N₂O emissions increased with the nitrogen application rate. This study showed that the suitable N fertilizer in a loam clay paddy, considering the yield requirements and environmental issues, is approximately 225 kg N/ha in Hangzhou, with a distribution of 50.06% of the residual in the rice and soil and 48.77% loss as NH₃ volatilization and N₂O emissions. The nitrate from fertilization mainly remained in the 0–20 cm level of the topsoil.     

不同施钾量对玉米钾素吸收利用的影响研究

采用田间试验研究了不同施钾量对玉米钾素吸收利用的影响。结果表明:玉米产量随钾肥用量提高呈缓慢上升趋势。当钾肥用量达156kg/hm²时玉米产量最高,为11177kg/hm²,与不施钾肥处理相比增产20.53%,产量差异达显著水平;不同施钾处理玉米收获后土壤速效钾含量比播种前有所降低,土壤缓效钾随钾肥施用量的增加而明显提高,土壤全钾含量变化不大;不同施钾处理,随着钾肥的施用量提高,玉米从土壤中带走钾量明显增加,当钾肥施用量在117kg/hm²以下时,土壤中的钾素亏损,不能保持土壤中钾素平衡;各处理玉米子粒中钾素含量均比其茎秆钾素含量低,随着钾肥施入量的增加,子粒茎秆中钾素含量也相应增加;不同施钾处理,钾素的利用率随钾肥的施用量的增加而减少。