夏玉米施氮量对后茬冬小麦土壤氮素供应与利用的影响

在冬小麦施氮144 kg/hm2的基础上,研究了夏玉米4个施氮量(0,90,180,270和360 kg/hm2)对后茬冬小麦生长期间土壤硝态氮含量变化、无机氮供应以及小麦氮素吸收与利用的影响。结果表明:与玉米不施氮(简称不施氮)相比,玉米施氮(简称施氮)0~200 cm土壤硝态氮含量在冬小麦生长期间显著增加,自冬小麦拔节起,0~40,0~130和0~200 cm 3层深的土壤硝态氮含量均随着玉米施氮量(简称施氮量)的增加而明显递增;与冬小麦播种时相比,不施氮0~130 cm土壤无机氮减少156 kg/hm2,施氮90 kg/hm2该层土壤无机氮富积41 kg/hm2,且富积量随着施氮量继续增加而递增;随着施氮量增加,冬小麦收获时的植株吸氮量和子粒氮素积累量均增加;当施氮量低于180 kg/hm2时,植物氮素积累量在不同施氮量之间无显著差异;当施氮量低于270 kg/hm2时,不同施氮量的子粒氮素积累量差异不明显。在本试验条件下,冬小麦子粒氮肥利用率随着施氮量增加而递增,但差异不显著。     

综合农艺管理对夏玉米氮效率和土壤硝态氮的影响

通过对播种方式、播种时间、施肥时期及用量和收获时间等农艺措施的优化组合,设置综合农艺管理和施氮量试验,研究了对夏玉米氮效率和土壤硝态氮积累的影响。结果表明,随着施氮量的增加,氮肥偏生产力显著提高,氮肥农学利用效率显著下降,氮素利用效率和氮收获指数先增加后降低,施氮184.5 kg hm^-2时达到最高;施氮显著提高了花前氮素积累量和0~30 cm土层硝态氮累积量;0~30 cm土层硝态氮累积量随施氮量的增加逐渐提高,即单一氮肥运筹下,氮效率不能持续提高,且土壤硝态氮积累量却因增施氮肥而逐渐升高。综合农艺管理的再高产高效处理(Opt-2)的氮肥偏生产力、氮肥农学利用效率、氮素利用效率和氮收获指数均最高;花前氮素积累量较低,收获后植株氮素积累总量高于农民习惯处理且低于超高产处理;玉米收获后,0~30 cm、30~60 cm和60~90 cm土层硝态氮累积量均低于农民习惯处理,即通过优化的综合农艺管理,夏玉米氮效率显著提高,生育期内氮素积累趋势合理,玉米收获后土壤硝态氮积累量较低。     

氮肥施用量对华北集约化农区作物产量和土壤硝态氮累积的影响

为优化华北集约化农区冬小麦-夏玉米轮作体系氮肥用量,通过田间小区试验研究不同氮肥用量对土壤硝态氮累积以及作物产量的影响。结果表明,试验区小麦籽粒产量最高施氮量为309 kg/hm2,最佳经济效益施氮量为291 kg/hm2。玉米籽粒产量最高施氮量为213 kg/hm2,最佳经济效益施氮量为199 kg/hm2。随着施氮量和种植年限的增加,0~200 cm剖面土壤硝态氮累积量明显增加。施氮量最高的N4处理(小麦季施氮量375 kg/hm2、玉米季施氮量300 kg/hm2)与种植第1季相比,第2季小麦收获后土壤硝态氮累积量增加56.06%,第2季玉米收获后增加62.07%。随着施氮量的增加,100~200 cm土壤硝态氮累积量所占总量的比例明显增加。小麦季和玉米季施氮量均为150 kg/hm2时,小麦和玉米的氮肥利用率最大,分别为46.61%和37.51%。综合考虑氮肥用量对作物产量以及土壤硝态氮的淋失风险,提出华北集约化农区小麦施氮量应控制为250~300 kg/hm2,玉米施氮量应控制为150~200kg/hm2,以保证作物高产,防止过量肥料氮累积,减少淋溶风险。     

施氮量对垄作小麦氮肥利用率和土壤硝态氮含量的影响

以平作为对照,研究了垄作种植方式下施氮量对冬小麦氮肥吸收利用、0~100 cm土层土壤硝态氮含量以及产量的影响。在一定范围内增加施氮量,小麦的氮肥利用率降低,土壤氮的贡献率降低,小麦植株内的氮素积累量增加,收获指数提高,产量增加。低氮(0~66 kg hm^-2)条件下,小麦生育期间土壤硝态氮淋洗损失的可能小,小麦收获后0~100 cm土体内不会累积大量硝态氮。施氮量在165~264 kg hm^-2时,60~100 cm土体内土壤硝态氮含量增加,出现硝态氮下移趋势。种植方式影响小麦的氮肥利用效率,垄作种植小麦氮肥利用率和产量均高于平作小麦。垄作种植麦田60~80 cm土体内土壤硝态氮含量相对较高,而平作种植麦田80~100 cm土层硝态氮含量相对较高。种植方式对氮肥利用率的影响大于施氮量的影响, 但施氮量对氮素收获指数、籽粒产量以及经济系数的影响大于种植方式的影响。本试验条件下,2种种植方式在施氮量为纯氮165 kg hm^-2时可以获得较高的氮肥利用率和氮素收获指数,平作小麦氮肥利用率为35.75%~36.41%,而垄作小麦为45.32%~47.25%; 但2种种植方式的小麦都是施氮量为纯氮264 kg hm^-2时获得最高产量, 平作和垄作小麦的最高产量分别达8 078.31 kg hm^-2和
8 212.27 kg hm^-2。     

潮土区夏玉米高产与环境友好的氮肥投入量研究

为了明确河南省潮土区夏玉米高产与环境友好双赢的氮肥投入量,通过田间试验,研究了不同施氮量对夏玉米产量、土壤剖面无机氮残留量及氮肥利用率的影响。结果表明:施氮能够显著提高玉米籽粒产量、植株地上部吸氮量和土壤无机氮残留量。随着施氮量增加,玉米产量先增加后降低,以施氮量187.5 kg/hm~2处理最高,150 kg/hm~2和225 kg/hm~2处理次之,三者差异不显著;植株地上部吸氮量先增加后降低,187.5 kg/hm~2处理最高;氮肥利用率逐渐下降;土壤中硝态氮残留量增加;土壤硝态氮残留量与施氮量呈显著正相关关系(R2=0.986,n=6)。综合考虑玉米产量、土壤硝态氮残留量及氮肥利用率,144.4~187.5 kg/hm~2是潮土区夏玉米高产与环境友好双赢的氮肥投入量。     

不同氮效率玉米品种对土壤硝态氮时空分布及农田氮素平衡的影响

阐明不同氮效率玉米品种对土壤硝态氮时空分布及农田氮素平衡的影响, 是挖掘品种氮素高效利用的生物学潜力, 提高氮素供应与作物需求的匹配度, 进而提高氮肥利用效率的重要途径。本研究以氮高效玉米品种郑单958、金山27和氮低效玉米品种蒙农2133、内单314、四单19为材料, 在不同施氮量下(0、300和450 kg hm^-2), 系统研究了不同氮效率玉米品种对土壤硝态氮时空分布、农田氮素平衡的影响, 并分析了植株氮积累量与土壤硝态氮累积量的关系。结果表明, 不同施氮水平下, 氮高效品种的产量、氮素吸收效率、氮肥利用率都显著高于氮低效品种; 相关分析表明植株氮素积累量与土壤硝态氮累积量呈显著负相关。从土壤硝态氮时空分布来看, 随生育进程, 土壤硝态氮含量最大土层逐渐下移, 下移速率不受品种氮效率影响, 其年际间差异与降雨量差异显著相关; 但吐丝后氮高效品种的60~100 cm土壤剖面内硝态氮含量显著低于氮低效品种, 差异达显著水平; 收获后土壤硝态氮残留量则表现为氮低效品种显著高于氮高效品种, 且随施氮量的增加显著增加。从农田氮素平衡来看, 品种的氮效率显著影响农田土壤氮素残留及表观损失, 氮低效品种的农田氮素表观损失是氮高效品种的2.2倍(300 kg hm^-2)和1.5倍(450 kg hm^-2), 且年际间差异较大。因此, 不同氮效率品种通过对氮素的差异性吸收显著影响农田氮素平衡。选用氮高效品种可显著降低土壤中硝态氮残留和表观损失, 降低氮素淋溶风险, 是提高氮肥利用率的有效途径。     

施氮量对冬马铃薯氮素利用和土壤氮含量的影响

在大田条件下,以马铃薯品种费乌瑞它为试验材料,研究施氮量(N 0、80、160、240kg/hm2)对冬马铃薯氮素吸收利用和土壤氮含量变化的影响。结果表明,施氮可显著提高马铃薯根、茎、叶及块茎全N含量;施N量在0~160kg/hm2范围,马铃薯茎、叶、块茎及植株全N积累量随施N量的增加而明显增加,但继续增加施N量,茎、块茎及植株全N积累量增加不明显;马铃薯氮肥农学利用率、吸收利用率、偏生产力及氮素块茎生产效率随施N量的增加呈明显下降趋势,氮肥生理利用率和氮素收获指数呈先增加而后降低趋势。马铃薯收获后,施N量为0~80kg/hm2的种植地0~30cm土层碱解氮含量不同程度下降,施N量为160~240kg/hm2的各土层碱解氮含量显著增加,但施N量对土壤全N含量影响不明显。可见,本研究条件下施N量应控制在80~160kg/hm2。     

不同施氮量对玉米‘黔兴201’氮素吸收特性及氮效率的影响

为了探明高产玉米的氮素吸收和氮效率特性,为贵州省玉米高产合理施用氮肥提供依据。采用田间试验与室内分析相结合的方法,以杂交玉米‘黔兴201’为材料,研究5个不同施氮水平对其氮素吸收及氮效率的影响。结果表明：在一定范围内,‘黔兴201’产量随施氮量增加而增加,当施氮量为450 kg/hm2时,产量达到最大值。当施氮量在225~450 kg/hm2之间,叶片中氮素积累比例较高,茎中较低,果穗中最高,同时氮肥生理利用率比较高而稳定。氮肥吸收利用率和农学利用率随着施氮量的增加而降低。在本试验条件下,‘黔兴201’施氮量在225~450 kg/hm2,其氮肥吸收利用率、生理利用率及农学利用率较高,产量最高。     

玉米秸秆还田条件下麦田氮素运转和籽粒产量对氮肥的响应

为给秸秆全部还田条件下豫北麦玉两熟高产地区冬小麦合理施用氮肥提供理论依据,以周麦18和济麦22为试材,于2011-2013年研究了不同施氮处理(小麦全生育期不施氮肥,及底施纯氮120 kg/hm2基础上拔节期分别追施0,60,100,140,180,210 kg/hm2)下麦田土壤和植株氮素含量的动态变化,分析了不同追氮量对植株氮素吸收、麦田氮肥利用率和籽粒产量的影响。结果表明,小麦植株氮素吸收积累和籽粒产量随施氮量的增加呈单峰曲线变化,周麦18和济麦22分别在220,260 kg/hm2和120,180 kg/hm2施氮量下植株氮素吸收积累达到峰值,籽粒产量较高。麦田氮流失量随施氮量增加呈先升后降变化趋势。秸秆还田配施适量氮肥能够显著提高氮肥偏生产力、氮肥农学利用率;随着施氮量的持续增加氮肥偏生产力、氮肥农学利用率显著降低。综合来看,玉米秸秆还田条件下兼顾氮肥效率和籽粒产量,豫北麦玉两熟区周麦18适宜的氮肥配施量为220~260 kg/hm2,种植济麦22适宜的氮肥配施量为120~180 kg/hm2。     

传统施肥下农田土壤氮素累积特征研究

深入研究土壤中氮素的残留和移动有助于明确、解释或监测农田氮素淋失的过程。以土壤无机氮测试为主要手段,通过设置不同的田间试验处理,分析农民传统施肥下冬小麦/夏玉米轮作条件下氮素的累积迁移特征。结果表明,农民习惯施肥处理冬小麦/夏玉米轮作地土壤中残留的氮素以硝态氮为主,小麦生长季土壤硝态氮积累量在90.13~426.97 kg/hm2,玉米季为67.96~204.32 kg/hm2,存在潜在淋失的风险。除因作物不同生育期吸收不同外,N肥施用量、灌溉量等都是决定其季节动态变化的主要因素。进一步研究需寻求合理的水肥管理模式,以提高氮肥利用率,减少氮素流失造成的非点源污染。     

长期定位施肥土壤硝态氮和铵态氮积累特征及其与玉米产量的关系

为潮土中硝态氮和铵态氮的运移、积累特征及其与夏玉米产量之间的关系,以始于1978年的莱阳长期定位施肥试验为基础,在2014,2015年夏玉米收获后,分别测定0~20,20~40,40~60,60~80,80~100 cm土层硝态氮、铵态氮含量,并计算0~100 cm不同土层硝态氮、铵态氮积累量及夏玉米产量。结果表明:施用有机肥或化学氮肥均能提高土壤硝态氮或铵态氮含量及其积累量;在0~100 cm土层中各处理硝态氮的垂直迁移趋势不同,而铵态氮的垂直迁移趋势基本一致;与化肥相比,施用有机肥可滞缓硝态氮向土壤深层淋溶,但两者对铵态氮向土壤深层迁移趋势的影响不明显;长期施用有机肥、氮肥对硝态氮、铵态氮积累量的影响均达极显著水平,且对土壤硝态氮积累量存在极显著的交互效应;与长期不施肥M_0N_0(CK)相比,施肥处理(M_0N_1、M_0N_2、M_1N_0、M_1N_1、M_1N_2、M_2N_0、M_2N_1、M_2N_2)硝态氮积累量、铵态氮积累量分别显著增加112%~396%和69%~259%(P0.05);在0~20,0~40,0~60,0~80,0~100 cm各土层中,硝态氮、铵态氮积累量与夏玉米产量具有不同线性关系。研究表明,合理的有机无机肥配施可以降低土壤硝态氮、铵态氮淋溶及其积累,从而有利于提高作物产量,维持农田土壤生态系统的稳定性,促进农业可持续发展并保护地下水源。     

氮磷互作对春玉米产量及氮素吸收积累的影响

研究旨在掌握玉米适宜的氮磷肥施用量,为吉林省东部春玉米高产和氮肥高效利用提供理论依据和技术支撑。采用田间小区试验的方法,设置氮肥和磷肥各5个施肥水平,研究不同氮磷水平的配合施用对春玉米产量及氮素吸收积累的影响。结果表明:在钾肥施用量相同(K_2O 120 kg/hm~2)的条件下,适宜的氮磷互作可显著提高春玉米产量,且影响效果表现为NP;随着生育期的进行,植株氮素积累量逐渐增加,成熟期达到峰值,其中氮磷互作量为N 280 kg/hm~2、P_2O_5 110 kg/hm~2时植株氮素积累量达到峰值,为338.9 kg/hm~2;适宜的氮磷互作可提高植株氮素吸收速度和阶段积累量,在生育后期维持较高的氮素积累量,且可获得较高的氮肥利用率、氮素吸收效率和氮肥偏生产力。综合考虑产量和氮素吸收利用效率等因素,在K_2O 120 kg/hm~2条件下,施N 280 kg/hm~2、P_2O_5 110 kg/hm~2,可获得较高的氮素吸收利用率,也可使产量达到最大值,为12796.4 kg/hm~2。     

灌溉和施氮方式对甘肃陇中黄土高原春小麦产量和土壤含水量与有效氮含量的影响

旨在研究影响小麦产量的最佳灌溉与施氮方式组合。以‘定西42号’春小麦为材料,采用水氮互作的方法,设4种灌溉量（单位面积水深50 mm、100 mm、150 mm、200 mm）和3种施肥方式（拔节期施纯氮肥40 kg/hm ²、开花期施纯氮肥40 kg/hm ²、拔节期和开花期施纯氮肥40 kg/hm ²和50 kg/hm ²）。（1）灌溉量150 mm与开花期施氮肥40 kg/hm ²处理时,小麦产量都最高。（2）灌溉量150 mm时各个土层含水量最高,不同施氮处理,各个土层含水量高低顺序为分蘖期<开花期<拔节期。（3）小麦植株耗水量随灌溉量增加而增加、水分利用效率随灌溉量增加而减少。（4）分蘖期灌溉量150 mm时各个土层硝态氮含量最高;拔节期,0~10 cm土层铵态氮和硝态氮含量最高;开花期,灌溉量150 mm和追施纯氮肥40 kg/hm ²时各个土层硝态氮和铵态氮含量最高。灌溉量150 mm和开花期施纯氮肥40 kg/hm ²方式搭配,对甘肃陇中黄土高原春小麦产量、土壤有效氮含量和水分节约最有益。     

稳定性长效氮肥对春玉米产量与效益的影响

为探索氯化铵与稳定性长效氯化铵在延长肥效、提高作物产量和较少或免去追肥等方面的作用,以稳定性长效氯化铵为材料,对其在山西榆次春玉米的产量与效益进行了研究。试验结果表明：在施入农民习惯施肥量时,与普通氯化铵相比,长效氯化铵通过改善产量构成因素显著增加玉米产量1132 kg/hm2,增加经济效益2804元/hm2,总吸氮量、氮肥利用率和氮肥农学效率分别提高了80.44 kg/hm2、33.52%和4.72 kg/kg;施氮量减少10%的长效氯化铵处理仍可与普通氯化铵常规施肥处理的玉米产量相当,并可增加经济效益308元/hm2,且总吸氮量、氮肥利用率和氮肥农学效率均有所提高;施氮量减少15%的长效氯化铵会使产量显著降低。综合经济效益和生态效益,可将稳定性长效氮肥减施10%作为当地推荐的施肥量。     

不同土层氮肥配施方式对夏玉米生长发育及氮肥利用的影响

为明确不同土层氮肥配施方式对夏玉米生长发育及氮素利用的影响,利用改进的玉米深松分层可调施肥精播机,通过设置不同肥料类型、不同土层施肥深度和比例,研究深松分层施肥技术对铁茬播种模式下夏玉米植株叶面积指数、干物质积累、产量和氮肥利用效率的影响。结果表明:在相同施氮量的条件下,使用免耕深松分层施肥技术的玉米叶面积指数、干物质积累量、产量及氮肥利用效率均显著高于传统"一炮轰"施肥技术;产量和氮肥偏生产力均增加了5.5%~7.9%。不同免耕深松分层施肥方式中,大喇叭口期追施尿素的施肥方式均较一次性施用控释肥方式获得了较高的产量、干物质积累量和氮肥偏生产力,但差异未达显著水平;其中,以免耕深松分别在8 cm和12 cm深度,按照3:7比例施入复合肥作为基肥,配合大喇叭口期追施尿素的施肥方式获得最高产量和氮肥偏生产力,产量均较传统施肥方式增加了7.9%。因此,免耕深松分层施肥技术在夏玉米免耕铁茬播种区可以达到节本增效的目的,对提高玉米产量和氮肥利用具有重要意义。     

甘蓝不同节水灌溉模式下水氮利用及氮素运移研究

为解决甘蓝过量灌溉和施肥问题,试验通过设置甘蓝不同节水灌溉模式、灌溉量和施氮量等因素,从水氮运移及其利用效率出发,探讨垄膜沟灌和膜下滴灌水肥利用规律。结果表明,膜下滴灌模式下施纯氮300 kg/hm²时产量最高,达到57135 kg/hm²。膜下滴灌处理的水分利用效率显著高于垄膜沟灌处理,其中施300 kg/hm²纯氮的水分利用效率最高。膜下滴灌模式的氮肥利用效率均显著高于垄膜沟灌模式。垄膜沟灌模式矿质态氮向下运移的深度和数量明显要大于膜下滴灌模式。收获后,整个200 cm土层矿质态氮含量均表现为垄膜沟灌高于膜下滴灌模式。     

施氮量对花生产质量及氮肥利用率的影响

采用大田裂区随机区组设计试验,研究了施氮量对不同品种花生产质量和氮肥利用率的影响,以期为豫南砂姜黑土区花生高产优质和氮肥高效利用提供合理的施氮依据。研究结果表明,随着施氮量的增加,不同花生品种荚果产量均呈增加趋势,施氮量为180 kg/hm2时,豫花23、远杂9102和远杂6的花生产量均最高,分别比不施氮的增产30.45%、25.96%和21.46%;随着施氮量的增加,豫花23花生仁中蛋白质含量和粗脂肪含量均呈抛物线变化趋势,而远杂6和远杂9102花生仁中蛋白质含量呈增加趋势,粗脂肪含量呈降低趋势;除了施氮降低远杂6和远杂9102花生仁中蛋氨酸含量外,施氮均能增加其他花生蛋白质组分的含量;远杂9102的氮利用率最高,为36.7%;豫花23的农学效率和氮肥偏生产力均最大,分别为6.9 kg/kg和36.9 kg/kg。本试验条件下,豫花23、远杂6适宜的施氮量为180kgN/hm2,花生产量分别为5330.36 kg/hm2、5002.98 kg/hm2,远杂9102适宜的施氮量为135 kgN/hm2,花生产量为5199.40 kg/hm2。     

控释尿素对水稻产量、氮肥利用率及土壤硝态氮含量的影响

为探讨等量氮肥及合理节肥条件下,控释尿素对水稻的增产效应及氮素的高效利用,通过田间试验,比较分析了控释尿素(CRU)和普通尿素(CU)在不同施用量下对水稻产量、氮肥利用率及土壤硝态氮含量的影响。结果表明：CRU100%处理的产量最高,达8986.5 kg/hm²,较同等氮素用量的CU100%处理增产380.7 kg/hm²,差异呈显著水平。CRU3/4处理与CU100%处理,以及CRU1/2处理与CU100%处理之间产量差异不显著。这说明与普通尿素相比,控释尿素减少1/4~1/2的氮素用量时也能达到同样的产量水平。氮肥利用率以CRU1/2处理最高,达68.3%,较同等氮素用量的CU1/2处理提高20.6个百分点。同时,控释尿素还可明显降低水稻土壤中硝态氮的含量,减少硝态氮向土壤深层渗漏数量,以减轻对地下水污染风险。     

节水减氮对土壤硝态氮分布和冬小麦水氮利用效率的影响

针对当前关中平原冬小麦生产中氮肥投入过量、灌溉水资源不足的问题,研究节水减氮栽培模式下冬小麦籽粒产量、水氮利用及硝态氮淋失情况,能为确定冬小麦节水减肥环保增效的生产模式提供理论依据。于2017—2019年在陕西杨凌开展冬小麦节水减氮田间栽培试验,采用二因素裂区设计,施氮量为主处理,灌水量为副处理,设施氮量处理N300 (300 kg hm~(–2))、N225 (225 kg hm~(–2))、N150 (150 kg hm~(–2))、N75 (75 kg hm~(–2))、N0 (不施氮)和灌水量处理W2 (1200 m~3 hm~(–2))、W1 (600 m~3 hm~(–2))、W0 (0),分析小麦产量、水氮利用效率及土壤硝态氮淋失情况。结果表明,2017—2018年和2018—2019年小麦季灌水处理较不灌水处理分别增产14.88%～15.01%和4.11～4.16倍,但处理间差异不显著,而越冬期灌水600 m~3 hm~(–2)土壤硝态氮淋失风险显著降低。在越冬期灌水600 m~3 hm~(–2)处理下, 2017—2018年施氮量150 kg hm~(–2)处理产量最高, 2018—2019年则是施氮量225 kg hm~(–2)处理产量最高,但2018—2019年施氮量150 kg hm~(–2)处理在较高产量基础上获得较高的氮肥利用效率,土壤硝态氮淋失量也较施氮量225 kg hm~(–2)处理2个年度分别降低了15.87%和10.20%。因此,施氮量150 kg hm~(–2)配合越冬期灌水600 m~3 hm~(–2),能够在保障产量的基础上,提高水氮利用效率,降低硝态氮淋失风险,实现关中平原冬小麦生产节水减肥环保增效的目标。