气候变化对我国主要粮食作物产量的影响及适应措施

过去几十年气候变化对我国主要粮食作物产量产生了重要影响,为了研究作物产量对气候变化的响应和适应,保障粮食安全,基于国内相关研究文献,分析归纳了研究方法,综述了国内小麦、玉米和水稻等主要粮食作物产量对气候变化的响应和适应,得出如下结论:（1）作物产量对气候变化响应的研究方法主要包括田间试验观测、统计分析和作物模型模拟等方法,其中田间观测法最直观,统计分析法可操作性强、应用最为普遍,作物模型模拟机理性强,可以定量描述气候因子对作物产量的影响,外推效果好;（2）近几十年来,小麦生育期内气温升高和辐射变化使我国北方小麦增产0.9%~12.9%,南方小麦减产1.2%~10.2%;气候变暖对玉米产量贡献率为-41.4%~0.4%;水稻生育期内气温升高和辐射增强有利于东北地区水稻产量增加,增产贡献率为1.01%~3.29%,而辐射减弱对长江流域等南方主要水稻种植区的水稻产量（长江流域晚熟稻除外）产生不利影响;（3）未来气候变化情境下小麦应从延长生殖生长期、增加籽粒数量和提高收获指数等方面培育新品种应对气候变暖对作物产量的不利影响;耐高温和长生殖生长期的玉米品种可以用来应对气温、降水等气候因子的变化;水稻则应选育耐高温品种应对气温和辐射等因子的变化所带来的作物生产上的风险。     

基于密度联网试验和Hybrid-Maize模型的内蒙古 玉米产量差和生产潜力评估

采用科学方法对内蒙古玉米产量差与生产潜力进行定量化研究,对合理规划内蒙古玉米增产途径及产业发展具有重要意义。本研究采用品种×密度联网试验和Hybrid-Maize模型模拟相结合的方法,利用2006年以来内蒙古各生态区历年高产攻关田的最高实测产量和各区域农户平均产量,对内蒙古全区和6大生态类型区的玉米产量差和生产潜力进行了系统分析。结果表明,各生态区的模拟产量、高产纪录、试验产量、农户产量皆表现为从东到西逐步提高。内蒙古玉米模拟产量潜力为14.9 t×hm~(-2),高产纪录产量为14.4 t×hm~(-2),试验产量为11.1 t×hm~(-2),农户产量分别实现了模拟产量潜力的49%、高产纪录产量的51%和试验产量的66%。基于模型模拟的产量差(YGM)、基于高产纪录的产量差(YGR)和基于试验产量的产量差(YGE)分别为7.5 t×hm~(-2)、7.0 t×hm~(-2)和3.8 t×hm~(-2)。基于YGE的短期生产潜力达3 525.2万t,是当前总产水平的1.6倍,短期增产潜力为1 191.9万t。其中,内蒙古东部的呼伦贝尔、兴安盟、通辽、赤峰4盟市对全区的增产贡献率将达61%,西部的呼和浩特市、巴彦淖尔市为16%。造成较大YGE主要原因是栽培管理措施不当,缩小YGE需要针对限制各生态区玉米增产的实际问题,通过栽培技术综合改良、技术简化和技术入户来逐步实现。     

气候变化条件下中国灌溉面积变化的产量效应

灌溉可以有效缓解气候变化对粮食生产的不利影响。采用中国不同区域2006-2019年实际灌溉用水量,对4个气候模式(GFDL-ESM2M,Had GEM2-ES,IPSL-CAM5-LR,MIROC5)驱动下的3种作物模型(GEPIC、PEPIC和LPJml)的灌溉用水量进行评估,优选模拟结果较好的前5个模式组合,分析RCP2.6和RCP6.0情景下,2021-2050年中国玉米、水稻、大豆和小麦产量变化,评估灌溉面积扩张的增产效应。结果显示:未来气候变化下,2021-2050年降水量的增加使得中国水稻和大豆以及北方地区玉米和小麦产量均呈现增长趋势,其中东北80%左右的地区和西北70%左右的地区玉米产量将提高0.2～0.8 t/hm~2,东北85%左右的地区水稻和大豆增产幅度分别超过1.0、0.5 t/hm~2,东北90%左右的地区和西北75%左右的地区小麦产量增幅分别介于1.0～2.0、0.5～1.0 t/hm~2之间。降水量的减少使得西南南部地区的玉米和小麦产量均下降0.2 t/hm~2左右。不同区域玉米和小麦的增产效应差异明显,由于北部地区光热条件较差、小麦基础产量较低,使得小麦灌溉增产潜力(1%～11%)以及增产效率((0.12±0.06)kg/m~3)均较高,北部地区小麦的灌溉面积扩张可有效应对气候变化的不利影响。     

锌肥不同施用方式及施用量对我国主要粮食作物增产效果的影响

【目的】施用锌肥是改善作物缺锌、 提高产量和籽粒锌含量的重要措施。锌肥的施用效果受多种因素的影响,通过总结自70年代以来锌肥施用对我国主要粮食作物小麦、 玉米、 水稻产量的影响,分析不同年代、 锌肥施用方式、 锌肥用量对这三大作物产量影响的进程,探讨锌肥的适宜用量和施用方式。【方法】利用万方数据库、 中国知网,查阅了1970至2013年间,我国主要粮食作物水稻、 小麦和玉米锌肥施用相关的田间试验文献333篇,剔除文献中没有产量数据、 没有具体施肥相关信息如施肥量、 施肥方式等文献,有效样本数总计为1656个。采用相关分析、 方差分析等统计分析方法,Microsoft Excel 2010软件分析。【结果】锌肥增产效果受锌肥施用方式、 施用量、 年代的影响,具体结果如下, 1)锌肥施用方式土壤施用、 叶面喷施和种子处理在小麦上的平均增产率分别为11.3%、 10.0%和11.1%; 在玉米上的平均增产率分别为13.7%、 12.7%和12.1%; 水稻上的平均增产率分别为15.0%、 9.8%和9.7%。与叶面喷施和种子处理相比,无论是小麦、 玉米还是水稻,土施锌肥的增产效果最好。2)锌肥施用量小麦、 玉米和水稻的增产率随土施锌肥量增加而增加,当施锌量达到一定量后,随施肥用量的进一步增大,增产率有所降低。小麦、 玉米和水稻土施锌肥的合适用量分别为1545 kg /hm2、 2030 kg/hm2、 2030 kg/hm2。小麦增产率与喷施锌肥的浓度关系不明显,叶面喷施浓度在0.4%~0.5% ZnSO47H2O时增产效果最佳; 而玉米、 水稻增产率和叶面喷施锌肥的浓度变化趋势与土施锌肥变化趋势一致。过去40年玉米和水稻适宜喷施锌肥浓度分别是0.1%~0.3%、 0.2%~0.4% ZnSO47H2O。3)施肥年代随着年代的变化,不同作物施用锌肥的增产幅度不同。随着年代的推进,同一锌肥施用方式在小麦上增产率呈逐渐增高的趋势; 锌肥土施和叶面喷施在玉米上的增产率呈下降趋势; 锌肥土施在水稻上的增产率呈下降趋势,而叶面喷施在水稻的增产率呈先降低后增加的趋势; 种子处理方式在水稻和玉米上的增产率随年代的变化不明显。【结论】施用锌肥能有效提高小麦、 玉米和水稻的产量,但是其增产效果受锌肥施用方式、 施用量、 年代的影响。因此,今后在锌肥施用方面,农户应根据作物、 土壤、 环境等条件,选择恰当的施肥方式及锌肥用量,来提高锌肥的增产效果。     

不同农艺措施对缩小冬小麦产量差和提高氮肥利用率的评价

基于中国冬小麦区14个站点近25a（1990?2015）农业气象站冬小麦观测资料、气象资料和土壤资料,利用DSSAT作物生长模型,模拟研究改变土壤养分条件、播期、种植密度和施氮量对缩小冬小麦产量差和提高N肥利用效率的影响,探索冬小麦高产高效的技术途径。结果表明：不同冬小麦站点的潜在产量区域间差异较大,其范围在7617～14242kg·hm-2。不同农艺措施对产量影响程度不同,其中提高土壤养分含量的增产潜力为53～3124kg·hm-2,对缩小产量差（缩差）的贡献率在8%以下,氮肥利用效率提高1.1～20.82kg·kg-1;播期提前的增产潜力为?327～2292kg·hm-2,其缩差贡献率为7%～17%,氮肥利用效率在?2.18～15.28kg·kg-1;增加种植密度的增产潜力为?255～699kg·hm-2,其缩差贡献率小于5%,氮肥利用效率在?1.7～4.66kg·kg-1;增施氮肥的增产潜力为0～4491kg·hm-2,其缩差贡献率为11%～33%,氮肥利用效率在?32.04～0kg·kg-1。表明增施氮肥和调整播期的增产潜力及缩差贡献率较大,提高土壤养分含量和增加种植密度次之,但是增加土壤施氮量使氮肥利用效率明显下降。     

我国主要粮食作物施用锌肥增产效果的整合分析

锌是作物必需的营养元素,但我国主要粮食作物施锌的增产效果及其影响因素并不清楚。通过收集87篇文献,基于Meta分析研究了小麦、玉米和水稻等锌肥施用的增产效果及其关键影响因素。结果表明:小麦、玉米和水稻施用锌肥平均增产9.9%,其中水稻和玉米的增产率相似且均显著高于小麦。三类粮食作物锌肥土施增产率为8.2%,增产效果好于喷施,但相同施锌量条件下喷施的增产效果较好。水稻、玉米和小麦锌肥的合适用量范围分别为21～30、21～30和11～20 kg/hm²,锌肥的增产效果为华中地区水稻和小麦好于玉米,东北地区玉米好于水稻和小麦。此外,水稻、玉米和小麦锌肥增产幅度随着年代发生变化,2011年之后呈逐渐增高的趋势。综上所述,施用锌肥能有效提高粮食作物的产量,但是其增产效果受作物种类、施用方式、施用量、施用时期等因素的影响。因此,锌肥的施用要考虑多种因素条件,应选择合理的施用方式和施用量来提高锌肥的增产效果。     

基于县域的地膜覆盖粮食增产潜力分析

根据中国各地区1999～2001年地膜使用量和作物产量，以小麦、玉米、水稻3种主要粮食作物为研究对象，在调查单位播种面积地膜使用量的基础上，求得全国各县的地膜覆盖率；在此基础上，通过文献资料收集整理3种作物的地膜增产率，求出地膜覆盖单位播种面积的粮食增产潜力。研究表明：中国的地膜覆盖率大多在1%～10%的范围内，粮食单位播种面积增产潜力大多在1000～1500 kg/hm²范围内，但是各地区的差异较大，而地膜覆盖率相对较低和增产潜力相对较大的县主要集中在中国的东部和中部地区。因此，今后一段时间中国地膜应重点考虑投入东部和中部地区。最后，在此基础上，设定两种合理的情景假设，预测了中国总的粮食增产潜力。     

黑垆土长期施肥对冬小麦-玉米轮作产量的影响

为探明作物在黑垆土长期不同施肥条件下的产量变化趋势,寻求既能提高土壤肥力又能获得高产的黑垆土科学施肥模式,以1978年在陇东旱塬建立的长期不同施肥制度定位试验数据为基础,对作物产量及肥料增产贡献率进行分析。结果表明,在36 a不同施肥处理下,各平衡施肥处理均使作物增产,氮磷肥与有机肥配施处理尤为显著,与不施肥处理相比,小麦与玉米增产分别达120.57%、193.14%;单施氮肥对产量的贡献率呈下降趋势,单施厩肥呈上升趋势,而氮磷肥配施、氮磷肥与有机肥配施、氮磷肥与秸秆配施的增产贡献率则在波动中保持相对稳定的态势。     

彭阳县炭洼小流域坡改梯后作物产量变化

2013—2016年连续4年对彭阳县炭洼小流域坡改梯地区重点作物产量的跟踪监测结果表明:坡改梯后主要作物产量总体呈显著增产趋势,与坡耕地相比,1～2年梯田小麦产量显著下降、3～5年梯田基本持平、5年以上梯田显著增产;不同年限梯田玉米产量均较坡耕地显著增加,1～2年、3～5年和5年以上梯田玉米产量比坡耕地分别增加58.68%、26.47%和26.73%,且1～2年梯田玉米增产尤为显著,3～5年和5年以上梯田玉米产量没有显著差异;坡改梯后马铃薯产量总体呈增加趋势,1～2年和3～5年梯田马铃薯产量比坡耕地增加显著,增产幅度分别为66.19%和15.10%,5年以上梯田增产幅度不大,只有1.56%。推荐1～2年梯田先锋种植作物次序为马铃薯、玉米,3～5年梯田为玉米、马铃薯,5年以上梯田为玉米、马铃薯、小麦。     

黄土高原旱地小麦产量差异与产量构成及氮磷钾吸收利用的关系

【目的】针对我国黄土高原旱地小麦低产田块多、分布范围广、农户地块间产量差异大的问题,探索影响旱地小麦产量的关键因素,为缩小产量差异、提高旱地小麦产量提供理论依据。【方法】对分布在我国黄土高原的山西、陕西旱地小麦主产区的282个农户麦田0—100 cm土壤和小麦植株取样分析。将小麦产量分为高、中、低三组,分析了小麦产量差异与产量构成、氮磷钾吸收利用的关系。【结果】调查农户冬小麦产量平均为3815 kg/hm2,中、低产组分别比高产组低32%和57% (P < 0.05);高产组籽粒平均含氮量较低产组低7%,但磷钾含量和茎叶氮磷钾含量差异不显著。与高产组相比,中、低产组生物量分别低27%和50%,收获指数低5%和13%,穗数低15%和31%,穗粒数低19%和41% (P < 0.05);地上部吸氮量低28%和51%,吸磷量低32%和55%,吸钾量低28%和50% (P < 0.05)。低产组氮收获指数分别比高、中产组低5%和4%,磷收获指数低4%和3%,钾收获指数低13%和8%。高产组小麦的需氮量较中、低产组分别低5%和12% (P < 0.05),需磷量没有显著差异;高、中产组小麦的需钾量亦无显著差异,但分别较低产组显著低5%和15%。高产组小麦的氮生理效率较中、低产组分别高4%和11%,产量分组间小麦的磷生理效率同样没有显著差异;高、中产组小麦的钾生理效率无显著差异,分别较低产组显著高16%和10%。【结论】黄土高原旱地农户田块小麦产量存在显著差异,其中由氮素营养不同引起的干物质累积转移、产量构成和养分吸收分配的变化是导致产量差异的重要原因。缩小旱地小麦产量差异的切入点在于氮素调控。基于作物产量形成的养分需求优化肥料投入,结合改进栽培,促进小麦干物质累积,提高穗数和穗粒数,从而实现产量普遍提升。     

河北平原中低产区小麦与玉米生产现状及增产潜力分析

本文基于2000—2013年MODIS/NDVI遥感信息与主要粮食作物的统计数据,分析了河北平原中低产区冬小麦和玉米生产的时空格局,并利用各县粮食作物主要生育期累积NDVI的逐年值、14年的最大值及单产统计数据,采用最小二乘法原理,进行数值曲线拟合,构建了单产遥感估测模型,估算了河北平原中低产区冬小麦和玉米的增产潜力。结果表明:1)冬小麦在邯郸和衡水的最大生产力水平较高,在沧州、廊坊及邢台中部的最大生产力水平较低,即后者挖掘增产潜力之后也很难达到前者的最大生产力水平;玉米的最大生产力水平普遍较高,挖掘增产潜力后均可达到较高的生产力水平。2)冬小麦和玉米总产增产潜力在沧州和邯郸较大;冬小麦单产增产潜力多低于10%,平均增产356 kg?hm?2(5.87%);玉米单产增产潜力多高于10%,平均增产798 kg?hm?2(12.33%);单产增产潜力区域分布不同,冬小麦为廊坊保定沧州邯郸邢台衡水,玉米为邢台邯郸保定沧州衡水廊坊。3)以河北平原近14年来作物累积NDVI的最大值估算的全区冬小麦增产潜力为3.90亿kg,玉米增产潜力为9.62亿kg,二者合计可增产13.52亿kg,约相当于区域冬小麦和玉米理论可达增产潜力的1/5。本文估测粮食作物增产潜力的方法可以应用于估测多尺度范围、不同作物的增产潜力,研究结果可为相关部门的决策和管理提供依据。     

中国玉米小麦产量与氮肥利用效率同步提高的研究进展

Achieving both high yield and high nitrogen use efficiency (NUE) simultaneously has become a major challenge with increased global demand for food, depletion of natural resources, and deterioration of environment. As the greatest consumers of N fertilizer in the world, Chinese farmers have overused N and there has been poor synchrony between crop N demand and N supply because of limited understanding of the N uptake-yield relationship. To address this problem, this study evaluated the total and dynamic N requirement for different yield ranges of two major crops (maize and wheat), and suggested improvements to N management strategies. Whole-plant N aboveground uptake requirement per grain yield (N _req) initially deceased with grain yield improvement and then stagnated, and yet most farmers still believed that more fertilizer and higher grain yield were synonymous. When maize yield increased from < 7.5 to > 12.0 Mg ha^-1, Nreq decreased from 19.8 to 17.0 kg Mg^-1 grain. For wheat, it decreased from 27.1 kg Mg^-1 grain for grain yield < 4.5 Mg ha^-1 to 22.7 kg Mg^-1 grain for yield > 9.0 Mg ha^-1. Meanwhile, the percentage of dry matter and N accumulation in the middle-late growing season increased significantly with grain yield, which indicated that N fertilization should be concentrated in the middle-late stage to match crop demand while farmers often applied the majority of N fertilizer either before sowing or during early growth stages. We accordingly developed an integrated soil-crop system management strategy that simultaneously increases both grain yield and NUE.     

气候变化对四川盆地主要粮食作物生产潜力的影响

基于四川盆地1961—2018年63个气象台站的逐日气象资料和1981—2018年46个农业气象观测站的主要粮食作物(水稻、玉米和冬小麦)生育期资料,利用逐级订正的方法计算作物气候生产潜力,分析太阳辐射、气温、降水及气候变化对四川盆地主要粮食作物气候生产潜力的影响,研究旨在为提高区域农业生产力并保障农业可持续发展提供科学依据。结果显示:1961—2018年四川盆地作物多年平均气候生产潜力的分布为水稻由西向东递增,玉米在盆地北部和西南偏高、其他地区偏低,冬小麦南北高、中部低。辐射量减小对3种作物气候生产潜力的影响为负效应;平均气温升高对作物气候生产潜力的影响为正效应;降水量变化是作物气候生产潜力变化出现空间差异的主要原因,降水量增加对作物气候生产潜力的影响为正效应,而降水量减少为负效应。气候变化对水稻气候生产潜力的影响在盆地西南部和北部的部分地区为正效应,其余地区为负效应;气候变化对玉米气候生产潜力的影响在盆地南部和东部的部分地区为正效应,其余地区为负效应;气候变化对冬小麦气候生产潜力的影响在盆地东北部的部分地区为负效应,其余大部地区为正效应。总体来看,气候变化对四川盆地冬小麦气候生产潜力的影响最大,为9.9kg·hm~(-2)·a~(-1),而对玉米和水稻的影响分别为-1.4 kg·hm~(-2)·a~(-1)和0.5 kg·hm~(-2)·a~(-1)。为了适应气候变化,四川盆地应选育光合效率高和抗旱性强的作物品种,并加强农田管理,以提高农业生产水平并保障粮食安全。     

玉米产量潜力及超高产物质积累途径优化分析方法

作物产量潜力估计对于作物生产及超高产创建具有重要的理论指导意义。本文以玉米品种‘先玉335’为试验材料,于2005—2013年在吉林省3个不同生态类型区(乾安县、公主岭市和桦甸市)布置密度试验进行玉米超高产研究,利用获取的田间试验资料结合FAO-AEZ模型提出了一种基于优化模式的玉米产量潜力估计方法,解决了FAO-AEZ模型中收获指数常数的选择问题,并进一步建立玉米超高产生产中干物质积累途径分析方法。结果表明,玉米的产量与描述其干物质积累过程的Logistic方程参数密切相关,所建关系模型达到极显著水平(P0.01),并通过2012年和2013年实际产量统计检验;基于非线性优化理论,利用所建产量关系模型估算出乾安县和桦甸市的产量潜力,较FAO-AEZ模型潜力估计值年平均提高17.5%和16.1%;以实际生产数据作为约束条件,进一步求出乾安县、公主岭市和桦甸市产量达到15 000 kg·hm-2时的最低种植密度分别为7.7万株·hm-2、8.2万株·hm-2和7.9万株·hm-2,同时求出各生态区相应的干物质积累参数和各生育阶段的干物质积累量指标,为玉米超高产栽培播前决策和生育期调控提供理论依据。本文分析结果可作为吉林省玉米产量潜力估计及高产与超高产创建的理论依据,所建模型及相关分析方法也可作为其他地区作物产量潜力估计的参考。     

秸秆覆盖对旱作冬小麦农田土壤呼吸、作物产量及经济 环境效益的影响

基于2009-2011年田间试验, 研究了黄土旱塬区不同秸秆覆盖措施下冬小麦农田土壤呼吸和小麦产量变化, 计算了生产每千克籽粒产量下土壤CO₂的释放量, 并以此比较了处理间的经济 环境效益值。试验包括4个处理: 无覆盖对照(CK)、全年9 000 kg·hm^-2秸秆覆盖(M₉₀₀₀)、全年4 500 kg·hm^-2秸秆覆盖(M₄₅₀₀)和夏闲期秸秆覆盖(SF)。结果表明: 冬小麦生育期内土壤CO₂累积释放量在处理间无显著差异, 但第1年生育期为14.92~17.43 t(CO₂)·hm^-2, 显著高于第2年[12.95~13.69 t(CO₂)·hm ^-2](P<0.05), 处理和年份的交互作用不显著。与CK(产量5.03 t·hm^-2)相比, 秸秆覆盖降低了作物产量, 其中M₉₀₀₀ (4.71 t·hm^-2)与CK差异显著。经济 环境效益值计算结果显示, 冬小麦生育期内生产每千克籽粒释放2.96~3.16 kg CO₂, 处理间无显著差异。从各处理平均值看, 小麦产量以及经济 环境效益值均存在显著的年际差异, 降水偏少的第1年度作物产量(4.60~4.98 t·hm^-2)显著低于降水相对丰富的第2年度(4.50~5.47 t·hm^-2), 但经济 环境效益值(3.03~3.69 kg·kg 1、2.45~2.88 kg·kg^-1)结果相反。处理和年份对作物产量和经济 环境效益值具有显著的交互影响, 在缺水年份秸秆覆盖能够提高作物产量, M₉₀₀₀处理具有最优的经济 环境效益; 而在丰水年份, 秸秆覆盖导致产量显著下降, CK具有更好的经济 环境效益。     

四川省不同区域水稻氮肥施用效果研究

2005—2009年,在四川省不同区域布置水稻氮肥田间试验,通过研究施氮对水稻生长的影响,拟明确氮素吸收特征和氮肥利用效率,为不同区域水稻推荐施氮提供理论依据。结果表明,施用氮肥能明显提高水稻产量,成都平原区、川中丘陵区、盆周山区和川西南山地区的增产率分别为22.4%、33.7%、38.9%和33.1%。不同区域间由于地形、气候、土壤肥力等差异较大,水稻对氮素的吸收利用存在一定的差异,施用氮肥可使百千克籽粒吸氮量提高0.19 kg,当吸氮量为281.8 kg hm-2时,川西南山地区水稻产量可达10.0 t hm-2。氮肥吸收利用率以成都平原区最低(32.2%),盆周山区最高(36.7%),不同区域农学效率平均变幅为11.5~14.4 kg kg-1。地形差异是影响四川省不同区域水稻氮肥施用效果的主要因素,因此根据区域的地形差异合理调整氮肥用量是提高水稻氮肥利用率的有效途径。     

Nitrogen and phosphorus transformations as affected by crop residue management practices and their influence on crop yield

Abstract. A 15-year field experiment investigated crop residue management practices, with crop residue removal, burning and incorporation as the main treatments and nitrogen levels as subtreatments. The effects of crop residue management practices on rice and wheat yield were measured for 11 years. Surface soil samples were taken to study nitrogen and phosphorus immobilization/adsorption and their release under laboratory conditions. The field experiment indicated that residue burning and residue removal resulted in greater grain yields of rice (5.57 and 5.53 t/ha, respectively) and wheat (4.12 and 4.02 t/ha, respectively) than residue incorporation (4.51 t/ha rice and 3.72 t/ha wheat). Laboratory experiments indicated that by the addition of crop residues nitrogen and phosphorus were converted to unavailable forms through immobilization and adsorption, respectively.
Crop residue management practices were discontinued after 13 years and wheat and maize crops were grown in sequence. There were significantly greater yields of wheat (3.57 t/ha in 1992–93 and 3.6 t/ha in 1993–94) and of maize (2.1 t/ha in 1993) in plots where the residues had previously been incorporated than where the residues were previously either removed or burned. This is attributed to release of nitrogen and phosphorus from the incorporated residues.     

Integration of rice crop residue into sustainable rice production system

Rice is the staple food for nearly 40% of the world's population. In Malawi, rice is ranked second only to maize as a cereal food crop. In rainfed areas of Malawi, grain yields typically average 1.0–1:5 t ha^‐1 while potential yield is 4–5 t ha¹. To bridge the gap between current and potential yields, several novel nutrient management systems were studied. Many research reports indicate that rice responds to silicon (Si) application as well as to nitrogen (N), phosphorus (P), and potassium (K) which are commonly applied. Rice crop residues (straws and hulls) are rich in Si and K, but are not utilized currently in rice production. The effect of rice‐hull ash, rice straw, and method of N application (prilled or briquetted urea) on a transplanted rice crop was studied through field experiments in Malawi during 1995 and 1996. Application of urea in briquette form increased rice grain yield by 1056 and 122 kg ha^‐1 compared to prilled urea in the 1995 winter and 1996 summer experiments, respectively. However in the 1996 winter experiment, prilled urea was superior to urea briquette and increased the rice grain yield by 307 kg ha¹. Incorporation of rice straw significantly increased rice grain yields over the control in three consecutive experiments. Rice‐hull ash alone increased the rice grain yields in all three experiments up to 12%; however, the increase was not statistically significant. The combination of rice straw and rice‐hull ash along with optimum N rates (60 kg ha^‐1) increased the rice grain yields significantly in 1996 winter season but the increase was not significant in the other two experiments.     

冀南夏玉米氮肥效率变异特征与高产限制因子解析

夏玉米产量的形成受气候、栽培、施肥等诸多因素的影响,为找到产量、氮肥效率的变异特征和产量差异在土壤养分和管理措施上的响应,提出科学的优化方案,本研究以河北省曲周县为例,连续4年对农户田块的田间管理和土壤养分进行实时跟踪,研究农户尺度的产量、氮肥效率变异特征;同时采用边界线的分析方法对管理措施和土壤养分进行分析,找出该地区限制高产的主要因素。结果表明:2015—2018年农户夏玉米平均产量为10.26 t?hm~(-2),变异系数为15.64%,年度之间产量和氮肥效率呈波动状。2015—2018年总农户产量差为4.02t?hm~(-2),当季农户产量差的变化范围为1.96～3.68t?hm~(-2),消除产量差可实现16.46%～34.72%的增产。4年内农户获得高产或氮肥高效的次数呈正态分布,获得一次高产和一次氮肥高效的占比最大,同一个农户不同年份的产量、氮肥效率处于不稳定的状况。高产稳定型农户分别在有效穗数、千粒重、播期、密度上与低产稳定型农户有显著差异(P0.05)。产量差的形成均是由各个因素共同导致,不同年份各因素对产量差的贡献不同,总体来看,密度、土壤有机质、播期是造成该区域产量差的主要因素。区域产量的提高,农户间产量差和氮肥效率差的缩减,以及低产农户向高产稳定型农户的转变,都需要土壤养分的改善和综合管理措施的优化。