主要农田生态系统氮素行为与氮肥高效利用研究

氮肥在我国农业生产中发挥了重要作用 ,但氮肥的不合理施用也带来了一些负面影响 ,氮肥施用不合理、利用率低 ,不仅导致氮素的大量损失、造成了浪费 ,而且还对生态环境产生不良影响 ,使农田氮素成为重要的污染源之一 ,同时过量施用氮肥还严重影响了农产品品质。针对氮肥施用存在的问题 ,国内外已经开展了大量的基础研究。国家自然科学基金委员会多年来也资助了与农田生态系统氮素行为与氮肥高效利用研究相关的一些课题 ,为进一步系统开展本领域的综合研究奠定了基础。 2 0 0 2年 ,国家基金委针对氮肥施用中存在的科学问题设立了题为主要农田生态系统氮素行为与氮肥高效利用的重大项目 ,以期在国内外研究基础上 ,围绕农田生态系统氮素行为与氮肥高效利用 ,对我国主要农田生态系统中氮素的行为、作物高效利用氮肥的生理和遗传机制及调控作物高效利用氮肥的理论与方法等前沿科学问题开展跨学科的系统研究 ,为改变我国氮肥利用率低的局面提供理论依据。     

秸秆还田施氮调节碳氮比对土壤无机氮、 酶活性及作物产量的影响

秸秆的质量,特别是C/N是影响秸秆分解速率和养分释放的重要因素。在秸秆还田条件下,如何科学合理地施用氮肥是秸秆利用和优化施肥研究的关键问题。本研究以秸秆还田施入碳氮的C/N为切入点,于2012—2013年通过田间试验(设秸秆不还田不施肥、秸秆还田不施氮、秸秆还田施用无机氮肥调节C/N为10∶1、16∶1和25∶1以及秸秆还田施用有机氮肥调节C/N为25∶1处理),研究秸秆还田不同氮输入对小麦-玉米轮作田土壤无机氮、土壤微生物量氮、酶活性以及作物产量的影响。结果表明:1)在C/N为25∶1下,施用有机氮肥和无机氮肥对土壤无机氮含量无显著影响;在施用无机氮肥的情况下,C/N越低土壤无机氮含量越高。2)秸秆还田施氮提高了土壤微生物量氮含量,但是各秸秆还田施氮处理之间差异不显著;秸秆还田不同施氮处理对脲酶活性无显著影响;秸秆还田施氮提高了FDA水解酶活性,并随C/N降低呈升高趋势,施用无机氮肥的效果强于施用有机氮肥的。3)秸秆还田施用无机氮肥显著提高了小麦和玉米地上部生物量,施用无机氮肥调节C/N为10∶1和16∶1相比于C/N为25∶1提高了小麦和玉米的苗期和成熟期地上部生物量;施用有机氮肥调节C/N为25∶1相比秸秆还田不施氮对地上部生物量无显著影响。秸秆还田施用无机氮肥提高了作物产量,施用无机氮肥调节C/N为16∶1产量最高,而施用有机氮肥调节C/N为25∶1有降低作物产量的趋势。综合以上结果来看,施用无机氮肥调节C/N为16∶1较为合理。     

有机、无机肥料氮在水稻-土壤系统中的转化与分配

在农业生产中,氮肥是决定作物产量的一个重要因素.有关氮肥的施肥方法和增产效果,长期以来已有很多报道,但是,对于有机态氮肥,如绿肥以及有机、无机肥结合施用以后,肥料氮素和土壤氮素在作物—土壤系统中的转化和分配动态研究较少.有机肥和绿肥是我国农业生产中的主要肥源.解放以后,全国开始普遍施用化肥,当前有机、无机肥结合施用已是我国施肥方法中的主要特点.     

甘蔗氮素吸收利用的生理机制研究进展

施用氮素是甘蔗产量的重要保证,目前氮肥的过量施用已经成为阻碍我国甘蔗产业发展的主要限制因子之一,高氮肥的施用不仅增加了甘蔗生产成本,还造成了环境污染和土壤酸化。如何在持续提高甘蔗产量的同时,控制或降低氮肥的施用量,减少因氮肥过量施用带来的甘蔗生产成本上涨和环境污染,已经成为我国甘蔗产业面临的重要科学问题。本文主要从甘蔗氮素利用的生理机制,甘蔗氮素在各器官的分布特征,参与甘蔗氮素吸收、同化、运输相关酶的生理特性等方面介绍了甘蔗氮素生理研究进展,以期为提高甘蔗氮素利用效率及甘蔗氮肥高效管理提供理论依据。     

国内玉米生产中施氮方式概述

发展玉米生产主要在于科学合理的施肥.玉米对氮肥比较敏感,施氮以后可以明显增加产量.因此,氮肥是影响玉米产量的主导因素.如何通过科学合理施用氮肥来进行玉米高产高效栽培,在农业生产中具有重要意义.     

中国控释肥料的现状与发展前景

分析我国肥料目前的生产与施用情况,针对肥料(特别是氮肥)利用率低的状况,提出我国发展控释肥料的必要性,介绍了控释肥料定义、优良特性以及它的应用前景,使更多的人能够认识控释肥料,从经济、生态、社会等多方面正确地评价控释肥料,旨在为控释肥料能在我国推广应用提供理论依据。     

应用石蜡、渣油——氨水乳浊液作为碳酸氢铵生产中的挥发抑制剂的试验

碳酸氢铵(以下简称碳铵),是目前我国氮肥生产和农村施用最多的一个化肥品种。它最大的缺点是不稳定、易挥发,给包装、运输、贮存和施用带来很多困难,因而生产实践上对提高碳按质量的要求十分迫切。     

稻麦轮作系统无机氮肥高效利用研究进展

农业生产中无机氮肥的不合理施用导致氮素利用率低,大量氮素通过气体挥发、径流和淋溶损失到环境中。在前人研究基础上,总结了稻麦轮作系统中无机氮肥的使用和损失情况,比较了水稻和小麦生产中无机氮肥的损失量和主要成分,分析了稻麦轮作生产中影响无机氮肥高效利用的影响因素,同时,提出了提高稻麦生产中无机氮肥利用率的相关措施,即种植氮高效品种、有机肥与无机肥配施、氮肥运筹和改善田间栽培管理。最后,从氮高效品种的选育和应用、土壤残留氮的影响和优化肥料施用技术三个方面进行展望并提出相关建议,以期能够有效、快速解决稻麦轮作生产中无机氮肥的高效利用。     

安徽省不同区域油菜对氮肥一次性施用方式的响应

研究油菜氮肥一次性施用条件下,不同油菜产区适宜的氮肥施用方式及其在不同栽培方式上的差异,为油菜轻简化施肥提供依据。2010~2011年度在安徽省江淮和沿江油菜主产区布置移栽油菜和直播油菜的不同氮肥施用方式田间试验。结果表明,一次性基施氮肥180 kg/hm2的条件下,相同施肥方式时移栽油菜较直播油菜获得更高的产量和氮素积累。扣除移栽劳动力成本后,直播油菜在江淮地区获得较高经济效益,沿江地区移栽油菜和直播油菜效益接近。在江淮地区,移栽油菜和直播油菜均以氮肥集中施用(移栽油菜穴施、直播油菜条施)的方式获得最高产量、最大氮积累量和最优氮肥利用效率;在沿江地区则是氮肥撒施后翻耕和氮肥集中施用两种施肥方式。因此,相同施肥方式下,直播油菜虽产量较移栽油菜低,但经济效益却没有明显下降,是油菜轻简化生产的发展方向。氮肥集中施用是江淮地区的最优施肥方式,氮肥撒施后翻耕和氮肥集中施用是沿江地区的较佳选择,但选择合适的施肥方式时仍需因地制宜。     

再生稻栽培中氮素养分管理研究进展

近年来,再生稻因其省工、节肥和品质优在长江流域迅速发展,不仅能提高稻田复种指数、增加粮食产量,还能促进农民增产增收。科学施肥是保证再生稻产量和品质的重要措施,尤其是氮肥施用。从再生稻氮肥施用效应、再生稻氮肥用量与施用方式、再生稻对氮肥的吸收利用等方面综述国内外再生稻氮肥施用研究进展,并根据再生稻生长和养分需求规律提出肥料施用要与农机、农艺相结合,以推动再生稻施肥技术轻简化、高效化。     

氮肥减量施用技术及其对作物产量和生态环境的影响综述

氮肥对提高农作物的产量具有重要作用,但过量施氮不仅会影响作物产量和品质,还会对生态环境产生负面影响,而适当减量施氮,既能保证作物产量、提高肥料利用率,又能减少对环境的危害,从而实现农业高产、高效、持续健康的发展。本文综述了氮肥减量施用技术及其对农作物产量和生态环境影响的最新研究进展,提出了减量施肥过程中存在的问题及展望,旨在为保证作物高产和兼顾环境友好的氮肥减量施用技术提供思路和参考。     

施肥对设施土壤及作物生育的影响研究进展

该文综述了施肥措施对设施土壤及作物品质、产量的影响，指出有机肥与无机肥合理配施对土壤的可持续性利用的重要性，而过量施肥(有机肥或化肥)或偏施氮肥均导致土壤、植物养分平衡失调，作物产量和品质下降。     

施肥对设施土壤及作物生育的影响研究进展

该文综述了施肥措施对设施土壤及作物品质、产量的影响,指出有机肥与无机肥合理配施对土壤的可持续性利用的重要性,而过量施肥(有机肥或化肥)或偏施氮肥均导致土壤、植物养分平衡失调,作物产量和品质下降。     

培肥措施培肥土壤的效果与机理研究进展

土壤肥力是农业可持续发展的基础资源,培肥是维持农业土壤肥力水平最主要的措施之一,藉以补偿由于养分随农产品收获及农作物废弃物(如秸秆)带出农田对土壤养分库亏损造成的影响。如何对农田土壤进行有效培肥,达到既提高作物产量和品质,又使农田土壤保持较高肥力,同时有效控制农业面源污染,维护农田良好生态环境,已成为目前农业现代化面临的重要课题之一。本文综述了国内外有关培肥措施与土壤肥力水平关系的研究进展,重点阐述了培肥措施与土壤基本理化性状、土壤酶活性、土壤微生物肥力指标、土壤动物肥力指标之间关系的规律,并指出培肥措施与土壤肥力关系方面今后的研究重点,主要包括:有机肥的精细化高效化投入与土壤肥力关系研究、土壤动物学肥力指标的深入研究、土壤长期培肥的土壤生物学过程研究、土壤培肥与农业面源污染问题研究。本文旨在为通过合理培肥措施来提高农田土壤肥力及维护农田良好生态环境方面的深入研究提供科学依据。     

基于部分预算法的玉米大田变量施肥经济效益分析

为明确精准农业技术的应用效果和经济效益,促进精准农业技术在中国的推广应用.该研究基于田间50 m×50 m土壤碱解氮测定数据,采用目标产量模型,设计了变量施氮处方进行变量施氮试验,以相邻地块常规均一施肥区为对照.采用部分预算法评价从均一施肥措施改变为变量施肥措施后的经济效益.结果表明:变量施肥比常规统一施肥显著减少了19.4%的氮肥用量,产量增加了1.8%;从常规统一施肥改变为变量施肥后净收益增加了383.23元/hm2,增加投资部分的投资收益率为753%,远大于可接受的最低年收益率105%.综上,在规模农场采用变量施肥相关变量施肥装备和软件进行变量施肥管理可以减少氮肥施用量,增加作物产量,从而提高农场种植的经济效益,具有良好的推广价值,制定变量施肥机的购置补贴政策有利于进一步促进变量施肥技术在大规模农场的推广应用.     

基于NDVI时间序列数据的施肥方式遥感识别方法

农产品生产过程时空动态监测是有机/绿色农产品认证亟待解决的问题,不同施肥方式的时空精准识别是解决该问题的关键。本文以美国加州大学戴维斯分校长期定位实验为基本材料,利用时间序列Landsat8和Sentinel-2影像研究长期施肥实验下不同施肥处理轮作地块的植被指数时间序列,对比分析不同施肥处理NDVI的差异以及NDVI与产量的相关性。结果表明:1)不同施肥处理下的NDVI时间序列曲线总体趋势相似,有机肥与化肥处理NDVI时间序列曲线差异较大;2)不同施肥处理NDVI随作物生长期呈现规律变化,生长初期和后期有机肥处理NDVI均值高于化肥处理,生长中期化肥处理高于有机肥处理;3)不同施肥处理下的NDVI与产量之间相关系数随作物生长期有规律变化,应用植被指数进行遥感估产需要考虑不同施肥处理的影响。研究成果初步探讨了利用不同施肥处理NDVI时间序列差异、NDVI与产量相关性差异区分有机肥与其他施肥方式,有望为有机/绿色农业的时空动态监测与认证提供遥感技术支持,深化遥感技术在农业领域应用。     

一种精确农业自动变量施肥技术及其实施

该文介绍一种自制的实现精确农业自动变量施肥作业的变量施肥系统。该系统基于DGPS卫星定位原理，将GPS、GIS与DDS相结合，进行施肥作业决策，决策的施肥数据写在IC卡上。当施肥机在田间工作时，通过装备在施肥机上的GPS接收的位置数据触发存储在IC卡的施肥决策指令，用该指令通过单片机去控制施肥机上的排肥轴的转速，实现精确农业自动变量施肥作业。田间试验表明，该系统能够实现精确农业意义上的变量施肥作业。     

鄱阳湖地区长期施肥双季稻稻田生态系统净碳汇效应变化特征

以江西省红壤所长期施肥红壤水稻土双季稻农田生态系统为研究对象,利用不同施肥年限作物的产量及土壤有机质含量等测定数据,结合调查获得的生态系统物质和管理投入资料,估算了不同施肥处理双季稻生态系统的碳汇效应和经济效益,并比较了不同施肥年限农田生态系统碳汇效应的变化特征。结果表明：有机肥与无机肥配施处理的净碳汇效应最强为-8.78 tC.hm-2.a-1,不施肥处理的净碳汇效应最弱为-4.86 tC.hm-2.a-1,加倍施加化肥虽提高了系统的净碳汇效应,但是作用不显著;不同施肥年限,相同施肥条件农田的作物固碳量和净碳汇效应没有显著性差异,但是土壤固碳量变化显著,施加有机肥可以维持和提高土壤的固碳能力平均达到0.41 tC.hm-.2a-1,在追求更高作物固碳量同时,提高和维持土壤的固碳能力也是提高农田碳汇效应的有效途径。有机肥与无机肥配施处理的平均经济效益为17 568 CNY.hm-.2a-1,也高于其他施肥处理。因此,适当施加有机肥不仅可以大幅提高农田生态系统的碳汇效应,还可以显著提高农业生产的经济效益,是实现低碳、高值农业的最有效措施之一。     

设施农业中存在的土壤障碍及其对策研究进展

本文综述了我国设施农业栽培中存在的土壤障害问题及其对策的研究进展。根据我国各地研究报道,设施栽种土壤存在的主要障碍是某些理化性状和生物学环境恶化、连作障碍明显。为此前人研究提出了解决设施农业中土壤障碍问题的主要对策,包括合理轮作、合理施肥、防治次生盐渍化、土壤消毒和选用抗性品种等。同时讨论了设施土壤质量的评价指标,并分析提出了今后设施农业土壤需进一步研究的问题。     

北京市郊农业生态环境的工程对策研究

农业生态环境的保护是农业生产获得持续发展的重要基础条件之一。在调查研究北京市郊农业生产和农业废弃物基本情况基础上,针对主要农业废弃物给生态环境造成的影响与危害,分析研究了将其进行处理、利用的各种可操作性工程对策,以期不断改善京郊的农业生态环境,推动农业持续发展。