氮素实时管理对冬小麦产量和氮素利用的影响

为实现氮素效率和小麦产量的协同提高,以山东省泰安市和兖州市为试验地点,连续2年在4个田块上进行了基于土壤硝态氮测试的氮素实时管理试验。与农民习惯施肥相比,优化施氮处理提高产量0.87%～10.44%,平均5.82%;而氮肥用量减少38.61%～53.29%,平均46.70%;氮素吸收效率、氮素表观利用率和氮素农学效率分别增加36.67%～85.69%、58.49%～267.69%和34.16%～410.58%;氮肥偏生产力升高74.23%～124.87%;产/投比提高78.50%～112.09%。说明应用土壤硝态氮测试进行小麦氮肥实时实地管理达到了减少氮肥用量,提高氮素利用效率,增加产量和经济效益的目的。     

不同施氮措施对冬小麦氮肥利用率和土壤硝态氮积累的影响

为了提高氮素的经济效益,减少氮素产生的农业面源污染,采用大田试验的方法,在子牙河流域研究不同氮肥用量和施肥措施对冬小麦产量、氮肥利用效率和土壤硝态氮残留的影响。结果表明,与习惯施肥相比,优化施肥措施在氮素总量降低30%、磷钾肥用量不变的基础上,冬小麦产量略有增加,但差异不显著。优化施肥措施的4个处理显著提高了冬小麦的氮肥利用率和农学效率,其中氮肥利用率比习惯施肥提高了18.95%~51.21%。与习惯施肥相比,冬小麦收获期1.2 m土层硝态氮残留,优化施肥、优化施肥+有机肥、优化施肥-秸秆还田、缓控肥+有机肥分别减少116.25,70.80,63.81,108.95 kg/hm2。综合经济效益与生态效益,施氮量减少30%的优化施肥和施氮量减少53%的控释氮肥措施均比农民习惯施肥更合理,是值得推荐的氮肥措施方式。     

河北露地蔬菜土壤硝态氮淋溶特征及影响因素研究

为提高氮素的利用率和经济效益,减少氮素对环境和地下水产生的污染,以河北露地蔬菜土壤为研究对象,采用田间定位试验和室内分析相结合的方法,研究不同氮肥用量对甘蓝及白菜产量、氮肥利用效率、土壤硝态氮含量和硝态氮淋溶的特征及影响因素。结果表明:施氮量、降雨量和灌溉方式对硝态氮的淋失有显著影响,施氮量越高,土壤及淋溶液硝态氮含量越高、蔬菜产量及氮肥利用率越低、氮淋失风险越大。其中,优化施氮量OPT处理效果最明显,与农民习惯用量FP相比,产量增加9.2%、氮肥利用率提高8.3%~30.6%、土壤及淋溶液硝态氮的含量分别降低1.3%和43.2%。综合经济效益与生态效益,优化施氮量OPT处理最为合理,是增加农民收入和环境友好型的推荐施肥量。     

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。     

不同氮肥措施对小麦-玉米轮作农田无机氮分布和累积的影响

为了提高氮素的经济效益,减少氮素产生的农业面源污染,采用田间定位试验的方法,在子牙河流域研究不同氮肥用量和施肥措施对冬小麦-夏玉米轮作农田无机氮分布和累积以及对产量和氮肥利用效率的影响.结果表明,小麦-玉米轮作周期后,无机氮的分布和累积以均以硝态氮为主,从硝态氮分布看,土壤硝态氮含量随着施氮量的增加而显著增加,玉米收获...     

施氮对夏玉米氮素利用及土壤硝态氮积累的影响

为了进一步研究施用氮肥对夏玉米氮素利用及土壤硝态氮积累的影响,寻求夏玉米合理施氮量,以‘郑单958’为试材进行大田试验,研究施氮量对夏玉米氮素利用及土壤硝态氮积累变化的影响。结果表明,施氮量在0~260 kg/hm2范围内,夏玉米产量随其增加显著提高,当施氮量高于260 kg/hm2时,产量有减少趋势;氮素的利用率随施氮量的增加也逐渐降低。在玉米整个生育时期土壤硝态氮含量呈现先下降而后缓慢上升的趋势,随着施氮量增加,各土层硝态氮含量而提高。适量施氮可促进玉米对氮素的吸收利用,进而提高玉米产量,但过量施氮导致硝态氮在土壤中大量积累,增大了污染环境风险。在超高产栽培条件下,从玉米产量、氮素利用率和土壤硝态氮积累情况综合考虑,夏玉米合理施氮量应控制在195~260 kg/hm2范围之内。     

氮肥后移对超高产夏玉米产量及氮素吸收和利用的影响

采用田间试验研究了氮肥后移对超高产夏玉米产量、氮素吸收积累和氮肥效率的影响,旨在了解超高产夏玉米(≥ 12 000 kg hm^-2)的氮素吸收和转运特性,为实现夏玉米超高产合理施肥提供依据。结果表明,夏玉米施氮显著增产,增产幅度为9.62%~15.95%,氮肥后移比习惯施氮增产2.27%~5.33%。超高产夏玉米吐丝后氮素吸收积累量占总积累量的40.30%~47.78%,保证后期氮素养分充足供应对于夏玉米达到超高产水平至关重要;氮肥后移可促进超高产夏玉米后期的氮素吸收积累,降低夏玉米茎和叶片氮素的转运率,显著增强灌浆期夏玉米穗位叶硝酸还原酶活性,提高灌浆期叶片游离氨基酸含量,增加蛋白质产量;氮肥后移比习惯施氮的氮肥利用率提高1.88%~9.70%、农学效率提高0.96~2.21 kg kg^-1,以“30%苗肥+30%大喇叭口肥+40%吐丝肥”方式施用氮肥的产量和氮肥利用效率最佳。     

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。     

不同管理模式对春玉米土壤硝态氮累积与氮素利用率的影响

在高肥力(文水)、中肥力(祁县)、低肥力(东阳)条件下,研究了不同管理模式(无氮肥对照、农户习惯、优化处理、高产高效处理)对春玉米土壤剖面硝态氮分布、累积与氮素平衡以及氮肥利用率的影响。通过3年定位试验,结果表明,春玉米收获后0~200 cm土壤剖面硝态氮累积量,在2011,2012年3个试验点都表现为:农户习惯高产高效优化处理无氮对照。文水试验点硝态氮累积量最高,三季平均为287.7 kg/hm2,比东阳和祁县土壤硝态氮累积量分别高18.4%和11.6%。氮素表观损失在3个肥力水平都均表现为农户习惯高产高效优化处理无氮对照。作物携出量在3个肥力水平均表现为:高产高效优化处理农户习惯无氮对照。在2011,2012年氮素农学利用率均表现为:高产高效处理优化处理农户习惯,2013年氮素回收率最高为祁县。高产高效处理达67.6%。通过合理的管理模式,可以在提高产量的同时显著提高氮素的利用率,并降低土壤中硝态氮的残留量。     

有机无机肥料配合施用对设施黄瓜产量、氮素累积及硝酸盐淋溶的影响

在不同的施肥模式下,探讨有机无机配合施用对设施黄瓜产量、氮素吸收、硝态氮在土壤中的累积和淋溶的影响,明确在设施条件下黄瓜种植过程中有机肥和氮肥的最佳配施量。通过田间小区试验,结合原位土渗漏装置,进行植株、土壤和渗漏水的采集和测定进行研究。结果表明,采用有机无机肥料配合施用,黄瓜产量平均增加12.1%,增收7.1%,其中施用低量氮肥处理(OM+N1PK)的增产和增收效果更佳;采用有机无机配合施肥处理可显著增加果实中氮的累积量,单纯增加氮肥的施用只会增加植株中氮的累积量,果实中未见增加;有机无机肥料配合施用能显著降低灌溉水和硝态氮的渗漏量,在氮肥用量相同的条件下,分别可降低14.2%和26.6%;施氮量较高的处理(OM+N2PK),硝态氮在各土层出现了明显的累积。因此,有机无机肥料配合施用应适当减少化学氮肥的用量,在本试验条件下采用OM+N1PK施肥模式为最佳。     

乙烯利和氮肥对夏玉米氮素吸收与利用及产量的调控效应

以玉米品种"郑单958"为材料,在大田条件下,研究了乙烯利(0和180 g hm–2)和氮肥水平(0、75、150和225kg N hm–2)对夏玉米产量、氮素吸收和利用以及SPAD值的影响。结果表明,乙烯利处理显著降低了氮吸收量和吸收效率,但显著提高氮利用效率,其中乙烯利处理氮农学效率比对照提高了32.7%~34.6%,而且乙烯利处理对玉米产量及其产量构成因素没有显著影响;随着施氮量增加,夏玉米产量、产量构成因素和氮吸收量显著增加,而氮吸收效率、氮利用效率、氮偏生产力和氮农学效率随之降低,其中225 kg N hm–2处理氮吸收量比0 kg N hm–2处理提高了68.4%~91.8%,但225 kg N hm–2和150 kg N hm–2处理之间的氮吸收量差异不显著。乙烯利和氮肥对氮吸收量、氮吸收效率和氮农学效率具有互作效应。喷施乙烯利和增施氮肥均能提高灌浆期穗位叶SPAD值,但两者之间没有互作效应。通过相关性分析表明,夏玉米产量与吐丝期氮吸收量、收获期氮吸收量、灌浆期穗位叶SPAD值显著正相关。     

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。     

施用不同剂型基质氮肥对玉米田氨挥发与氮肥利用率的影响

为探究不同剂型基质氮肥对玉米田氨挥发损失和氮肥利用率的影响,设置8种施肥处理,包括无氮对照、常规氮肥和6种剂型（1%~6%,按1%递增）基质氮肥,测定田间氨挥发、土壤矿质氮、玉米产量及构成要素、植株氮吸收量、氮肥生理效率、氮肥表观效率、氮肥农学效率等指标。研究表明：不同剂型基质氮肥处理的田间氨挥发总量比常规氮肥处理显著减少9.5%~45.9%。田间氨挥发量随基质材料添加量的提高而减少。与常规氮肥处理相比,2%~6%剂型基质氮肥处理显著提高吐丝期土壤矿质氮含量（增幅7.1%~17.8%）、籽粒产量（增幅5.2%~19.4%）、氮肥表观效率（增幅21.1%~55.0%）和氮肥农学效率（增幅22.5%~38.1%）。可见,施用基质材料添加量≥2%的基质氮肥,可减少玉米田间氨挥发、提高玉米籽粒产量和氮肥利用率。     

微区尺度下探索缓效氮不同添加比例对玉米专用肥的肥效影响

通过田间微区埋袋试验,研究玉米专用肥中缓效氮成分不同添加比例对春玉米产量和氮素利用效率的影响,同时探讨对盐渍土壤环境变化的影响,以期找出在山西晋北轻度盐碱地上玉米生产中适合的专用肥缓效氮添加比例。结果表明:配施缓效氮不仅能够显著增加玉米干物质的积累,促进玉米对氮素的吸收,大幅增加玉米的产量,而且能有效降低土壤pH值。其中,33%缓效氮处理比普通尿素处理产量增加48.72%,成熟期玉米吸氮量和干物质积累量分别增加40.92%和21.60%。配施缓效氮能显著提高春玉米的氮素利用率,其中缓效氮添加比例为33%和50%处理分别比普通尿素处理提高30.90%和15.49%。通过添加缓效氮,土壤pH值的最大降幅为0.45个单位。综上所述,在山西晋北区域轻度盐碱耕地玉米专用肥中添加33%缓效氮,可以使氮素释放与玉米对氮素的吸收相吻合,在保证玉米高产的同时对土壤环境也有所改善。     

华北农牧交错区两种土壤类型下青饲玉米的施氮效应

针对华北农牧交错区饲草量少质差的现实问题, 在区域草甸栗钙土和沙质栗钙土条件下, 研究了氮肥不同施用量对青饲玉米产量与品质形成及肥水利用效果的影响。结果表明, 草甸栗钙土田和沙质栗钙土田施氮比不施氮青饲玉米生物产量分别增加36.1%和106.0%, 植株氮素含量分别提高108.0%和81.9%, 且在草甸栗钙土田出现氮素的奢侈吸收现象; 施氮使草甸栗钙土田玉米植株磷素含量提高10.9%, 但沙质栗钙土田玉米磷素含量降低; 玉米植株粗蛋白、粗脂肪的含量和产量均随施氮量增加而显著增加, 草甸栗钙土田分别增产1.60倍和2.10倍, 沙质栗钙土田分别增产2.74倍和1.36倍; 施氮显著提高青饲玉米的水分利用效率, 草甸栗钙土田增幅为27%~45%, 相当于多供水82.5~135.7 mm; 沙质栗钙土田增幅为95%~97%, 相当于多供水294.9~258.5 mm。故华北农牧交错区青饲玉米施氮是快速提高饲草产量和营养品质以及高效利用肥水资源的有效技术手段, 草甸栗钙土田不超过200 kg hm^-2、沙质栗钙土田不少于135 kg hm^-2, 是兼顾玉米产量、品质与肥水高效利用的适宜施氮量。     

根间作用与密度协同作用对小麦间作玉米产量及产量构成的影响

密植是间作模式下重要的增产增效技术措施,本研究旨在探讨间作适应密植的产量构成响应机制。2014—2015年连续两年在河西绿洲灌区进行田间试验,设计不隔根、尼龙网隔根(阻断根系交叉,仅有水分养分的交流)和塑料布隔根(完全阻断)3种根间作用方式,及2个玉米种植密度(9.0万株hm~(-2)和10.5万株hm~(-2)),测定地上、地下部互作对小麦间作玉米产量及产量构成因素的影响。与单作相比,地上、地下部完全作用时间作优势提高48.3%,密度增加使其间作优势增加9.7%,地下部互作对间作优势的贡献率为21.0%,增加密度使其贡献率提高5.0%,根系交叉叠加对间作优势产生的补偿效应为9.0%,地下部水养分交流互补效应为11.1%。地上、地下部完全互作下混合籽粒产量相对于单作增幅最大,高、低密度下增幅分别达58.8%~62.2%和36.1%~36.8%;间作中地下部分对小麦组分籽粒产量的贡献率为26.5%~31.5%,其中根系穿叉产生的补偿效应为12.9%~13.2%,地下部水分养分交流互补效应为12.2%~16.0%;地下互作对玉米组分籽粒产量的贡献率为9.7%~22.6%,增加密度使地下互作贡献率提高7.0%~11.0%;密度提高对不隔根和尼龙网隔根产量的贡献率分别18.1%~23.3%和12.5%~21.5%,说明根间完全作用有利于密度正效应的发挥。地下互作对小麦穗数贡献率为5.5%~11.4%,密度对小麦地下部贡献率影响差异不显著,地下互作对玉米穗数的贡献率为12.5%~16.3%,增加密度使地下互作贡献率增加3.6%~14.1%。通径分析进一步表明,不同根间作用及密植效应下间作小麦、玉米主要通过提高单位面积穗数来提高籽粒产量。本研究表明,增加密度可显著增加间作优势和地下部贡献率,地上地下完全互作有利于密植效应充分发挥,可为进一步发掘密植条件下的间作优势机理提供理论依据。     

播期对雨养旱地春玉米生长发育及水分利用的影响

为了解决陕西渭北旱塬地区玉米播种期干旱缺水造成出苗不全、不整齐,导致产量低而不稳的问题,设置6个不同播期,研究对春玉米生长发育、干物质生产、产量形成、水分利用及环境因子的影响。结果表明,随着播期的推迟,玉米的生育期明显缩短,营养生长期、营养生长与生殖生长并进期变化范围为2~19 d,生殖生长阶段则相对稳定,变化范围仅为?3~5 d。在一定的时间范围内,不同播期处理间的单株干物质生产没有明显差异,但由于受播期调整后的土壤含水量变化影响,适宜播期的玉米花后雌穗干物质积累量、籽粒产量及水分利用效率分别较早播和晚播提高4.0%~23.6%、3.9%~24.5%和6.6%~14.5%。早播影响产量的主要因素是播种期土壤含水量低而造成的出苗差,实际收获穗数不足;晚播影响产量的主要因素是生殖生长期后移,有效积温和日照时数减少造成的花后干物质积累减少、千粒重下降。适期播种可以增加田间实际收获穗数,促进雌穗花后干物质积累,提高玉米的水分利用效率。结合该区生态因素,5月4日以前适墒播种是玉米高产的有效避旱播期。研究结果可为该区春玉米抗逆避旱高产栽培提供有效的技术参考。