确定经济合理施氮量的新方法:基于施氮量与稻米产量效应函数

  【目的】  探究实现水稻高产、优质和氮肥高效的密度与施氮量协同组合。  【方法】  于2018—2019年,在黑龙江省五常市龙凤山乡辉煌村进行田间试验。采用裂区试验方法,以‘五优稻4号’为供试品种。以密度为主区,设置15穴/m2 (D1)和24穴/m2 (D2);以施氮量为副区,设施氮(N）量为0、75、105、135 kg/hm2 4个水平,分别表示为N0、N75、N105、N135处理。在水稻成熟期,测定了植株地上部干物重、稻谷产量、精米产量、精米率、蛋白质含量、直链淀粉含量、食味值等指标;比较了稻谷产量与精米产量确定的施氮量差异。  【结果】  在D1、D2两个密度下,随着施氮量的增加,稻谷产量、地上部干物重、精米产量都呈先升高后降低的趋势,均在N105达到最大值。除D1密度下N105处理的稻谷产量与N135处理差异不显著外,其余均显著高于其他处理,而N135处理的稻谷产量与N75处理无显著差异,但2018年地上部干物重却显著高于N75处理。随着施氮量的提高,精米蛋白质含量呈现增加趋势,精米率和食味值却呈降低趋势。与N0相比,N135处理精米蛋白质含量平均提高了7.58%,精米率和食味值分别平均降低了8.81%和10.24%。N105处理的氮素回收率显著高于N75和N135处理,农学效率、氮肥生理利用率和偏生产力均显著高于N135处理。D2密度下精米蛋白质含量低于D1密度处理,而精米率和食味品质高于D1密度处理,D2密度下的稻谷产量、氮积累量和精米产量均高于D1密度处理,氮积累量和氮肥偏生产力比D1处理平均提高了40.35%和 40.31%,两个密度间氮肥回收率、农学效率和氮肥生理利用率无明显差异。农户直接出售优质米使经济效益提高了7428元/hm2,D2密度使经济效益额外增加了4229元/hm2。施氮量与稻谷产量、精米产量均呈二次曲线关系,依据施氮量与稻谷产量效应函数,确定经济最佳施氮量为96.4～123.7 kg/hm2;依据施氮量与精米产量效应函数,确定的适宜施氮量为76.2～105.9 kg/hm2。  【结论】  适度密植(24穴/m2)有利于稻谷产量、氮素吸收量的提高,而不影响食味值和精米率。在本试验水稻适宜密植条件下,基于施氮量和精米产量效应函数确定的适宜施氮量为76.2～105.9 kg/hm2,该施氮量的确定方法有利于协同实现稻米高产优质和氮肥减施增效。     

生物炭和氮肥配施对粳稻产量形成、氮肥当季效应及其后效的影响

  【目的】  探究不同量生物炭与氮肥配合施用对北方稻田土壤氮含量、植株茎蘖生长、产量构成因素和氮肥的当季效应及后效的影响,为合理利用生物炭提高粳稻产量和氮素利用率提供理论依据。  【方法】  水稻定位试验于2019—2020年在沈阳农业大学水稻研究所进行。试验设置3个施氮水平:N₀ (不施氮肥对照)、N₁₈₀ (减施氮肥,N 180 kg/hm2)、N₂₂₅ (常规施氮,N 225 kg/hm2); 3个生物炭施用量:B₀ (不施生物炭)、B₁₅ (低施炭量,生物炭15 t/hm2)、B₄₅ (高施炭量,生物炭45 t/hm2),共组合为9个处理。氮肥每年按照基肥∶蘖肥∶穗肥比例3.6∶2.4∶4施用,生物炭于2019年施入,之后不再施用。于移栽后5天起,定期调查水稻茎蘖动态、生长状况和氮素含量,在收获期测产。在水稻主要生育期取样测定土壤养分含量的变化。  【结果】  1)生物炭提高了粳稻分蘖盛期和孕穗期稻田土壤全氮含量和碱解氮含量,对灌浆期全氮含量无显著影响,但降低了碱解氮含量。同一施氮量下,B₁₅和B₄₅之间全氮和碱解氮含量均无显著差异(P < 0.05)。2)施氮条件下,施用生物炭显著降低了最高分蘖数,但显著提高了有效分蘖数和成穗率(P < 0.05),获得了较高的总颖花数。在同一施氮水平下,相较于无炭处理,生物炭的增产效果均表现为低炭量好于高炭量。其中N₁₈₀B₁₅处理比N₁₈₀B₀处理增产4.4%,N₂₂₅B₁₅处理比N₂₂₅B₀处理增产3.2%,而N₁₈₀B₄₅与N₁₈₀B₀、N₂₂₅B₄₅与N₂₂₅B₀处理的产量水平无显著差异。氮肥减施后(N₁₈₀)产量显著低于常规施氮处理(N₂₂₅),配合B₁₅处理产量显著增加,达到了常规施氮条件下的产量水平(P < 0.05),而配合B₄₅处理较配合B₁₅处理降低了产量。3)生物炭对粳稻的氮素积累量影响表现出年际差异,施用生物炭的第一年(2019年),在N₁₈₀水平下,粳稻分蘖盛期至灌浆期的氮素积累量B₁₅处理显著高于B₄₅处理;在N₂₂₅水平下,B₁₅和B₄₅处理间无显著差异。在2020年,B₁₅和B₄₅处理之间无论氮肥水平高低,氮素积累量均无显著差异(P < 0.05)。B₄₅处理在第一年会降低生物炭的有益效果,其不利作用在第二年消失。4)生物炭促进了粳稻对氮素的吸收,提高了氮素利用率。其中氮素吸收利用率、农学利用率和偏生产力随施炭量增加呈先升高后降低趋势,且在N₁₈₀B₁₅处理下达到最高,两年趋势一致。  【结论】  适量的生物炭与氮肥组合在提高稻田土壤肥力、促进粳稻分蘖成穗和颖花分化方面有一定的正向耦合作用。高生物炭用量在施用当季不利于水稻生长和氮素吸收,但其增产和增效的后效与适宜生物炭用量没有明显差异。因此,减施氮肥(施氮量180 kg/hm2)条件下配合施炭15 t/hm2较为适宜。     

典型黑土不同施氮量对马铃薯产量和氮素利用率的影响

  【目的】  我国马铃薯生产中养分不平衡施用问题严重，过量施氮不利于农业可持续发展和生态环境保护。在养分专家系统 (Nutrient Expert，NE) 推荐施肥量基础上，研究不同施氮量对马铃薯产量、养分吸收和氮肥利用率的影响，为马铃薯推荐施肥提供科学依据。  【方法】  于2017―2018年，分别在黑龙江克山县不同地块进行2个田间试验，在NE系统推荐施肥量 (N₁₈₀) 的基础上，设减施推荐施氮量的50% (N₉₀)、25% (N₁₃₅) 和增施25% (N₂₂₅)、50% (N₂₇₀) 4个处理，并以不施氮肥的处理作对照 (N₀)。测定马铃薯产量、养分吸收量、肥料利用率等指标。  【结果】  017和2018年马铃薯产量均以NE系统推荐的N₁₈₀处理最高，较N₀处理两年平均增产40.4%。N₉₀和N₁₃₅处理低施氮水平 (≤ 180 kg/hm2) 下，随着施氮量的增加，马铃薯产量也明显增加，当施氮量超过NE系统推荐的施肥量 (180 kg/hm2) 后，继续增施氮肥对产量增加无明显作用。与N₀处理相比，两年N₁₈₀处理的块茎、秸秆和全株氮素吸收量平均增幅分别为49.8%、58.2%和52.0%，磷素吸收量平均增幅为36.3%、52.2%和39.8%，钾素吸收量平均增幅为26.4%、46.8%和31.3%，生产1 t块茎 (鲜重) 所需要的氮、磷、钾养分分别为4.6、1.1和5.8 kg。N₁₈₀处理的产量和氮磷钾养分吸收量均为最高，氮素农学效率和回收率与N₉₀和N₁₃₅处理差异不显著。  【结论】  在不超过马铃薯氮素需求条件下，增加氮肥投入可显著增加马铃薯产量和氮素吸收量，NE系统能够指导马铃薯科学施肥，保障马铃薯产量，提高氮肥利用效率。     

盐渍化耕地秸秆深埋配施氮对玉米根系及产量的影响

为探究盐渍化耕地秸秆深埋下不同施氮水平对玉米根系形态和产量的影响,在河套灌区开展了为期两年的田间试验。试验设置对照(CK)、不施氮(N₀)、施氮135 kg·hm^-2(N₁)、施氮180 kg·hm^-2(N₂)、施氮225kg·hm^-2(N₃)5个处理,分别在拔节期、吐丝期、成熟期采集玉米根系样品。结果表明,盐渍化耕地秸秆深埋下,适量施氮(N₂)显著促进玉米根系生长,全生育期总根长、根表面积和根体积,相比N₀处理分别增加67.65%、86.71%和62.95%,根干质量两年平均增加94.63%,根冠比平均增加16.43%。过量施氮(N₃)虽对40～60 cm土层根系有促进作用,但总体上仍表现出抑制作用,相较于N₂处理,N₃处理生育期总根长、根表面积和根体积分别减少12.45%、17.48%和18.07%,根干质量两年平均减少1...     

采用柑橘叶片功能性氮含量无损监测模型的调控施氮方法

为实现柑橘氮素管理的定量化，该研究以5年生‘春见’橘橙为试验材料，设置不同对照施氮处理N₀、N₁、N₂、N₃(施氮量分别为0、50、100、200 g/株)和调控施氮处理Nr₁、Nr₂、Nr₃(分别根据N₁、N₂、N₃进行调控)，在试验开展的第1年利用高光谱技术，分别建立柑橘果实膨大期和转色期的叶片功能性氮含量无损监测模型；第2年利用叶片功能性氮含量无损监测模型与追氮量公式计算调控施氮处理的实际追氮量，比较分析对照施氮和调控施氮对柑橘果实产量、品质及氮肥利用率的影响。结果表明，利用反向传播神经网络构建的叶片功能性氮含量模型精度较高，决定系数R²为0.78(果实膨大期)和0.77(果实转色期)。调控施氮处理Nr₁和Nr₃比对照施氮N₁和N₃分别增产5.49和4.4...     

氮钾配施对冬油菜角果皮光合作用及光合器官氮分配的影响

  【目的】  角果皮作为典型的非叶器官,其光合作用不仅是油菜(Brassica napus L.)光合作用的重要补充,更是生育后期产量建成的重要碳源。我们研究了氮、钾营养及氮钾配施对冬油菜角果形态、角果皮光合特性、光合器官氮分配的影响及光合氮利用效率(PNUE)差异机制。  【方法】  采用双因素田间试验,设4个施氮量(N 0、90、180、270 kg/hm2,分别以 N₀、N₉₀、N₁₈₀、N₂₇₀表示),两个钾用量(K₂O 0、120 kg/hm2,分别以K₀、K₁₂₀表示),试验共计8个处理:N₀K₀、N₀K₁₂₀、N₉₀K₀、N₉₀K₁₂₀、N₁₈₀K₀、N₁₈₀K₁₂₀、N₂₇₀K₀、N₂₇₀K₁₂₀,每个处理3次重复。在角果期测定角果形态参数、净光合速率(A_n)、角果皮氮钾养分含量、光合氮利用效率（PNUE）以及最大羧化速率(V_cmax)等相关光合、生理参数,并计算角果皮氮素在光合器官(羧化系统、电子传递系统和捕光系统)的分配比例。  【结果】  与N₀K₀处理相比,氮钾配施处理单株角果数增加了1.7～3.0倍,角果长和角果面积分别提高了12.1%～30.2%和9.9%～43.8%。在不同氮肥施用量下,施钾后角果皮氮含量平均降低了19.5%;在不同施钾量下,氮肥施用后角果皮钾含量平均降低了20.9%。氮钾配施处理角果皮气孔导度(g_s)、叶肉导度(g_m)、V_cmax及A_n较N₀K₀处理平均提高了11.1%、158.8%、88.2%和115.0%。与N₀处理相比,施氮后角果皮光合系统氮库平均增加了51.1%,但羧化系统(N_cb)和电子传递系统(N_et)中氮分配比例分别下降了8.4和2.5个百分点,PNUE降低了21.1%;相反,施钾后角果皮光合氮库和分配比例分别较K₀处理提高了28.7%和15.6个百分点,其中N_cb和N_et氮库分别提高了35.9%和31.4%,PNUE增幅高达65.7%。与N₀K₀处理相比,尽管氮钾配施对角果皮光合系统氮分配比例的提升作用较小,但光合系统氮库容量增加了90.7%,远高于单施氮肥或钾肥对角果皮光合氮库的提升幅度。PNUE与角果皮钾含量和光合系统中各组分氮分配比例呈极显著正相关关系,而与角果皮氮含量及氮钾比呈显著负相关。  【结论】  氮钾配施一方面提高了角果皮光合面积、协调氮钾营养平衡、降低CO₂传输阻力,另一方面增加了角果皮光合氮库、改善了光合系统中氮分配比例,从而提高了角果光合能力、优化了PNUE。因此,在实际生产中氮钾肥要合理配施,最大化个体光合潜能,进而提高群体生产力达到增产增效的目的。     

甘薯喷施烯效唑的适宜氮水平研究

【目的】 为获得甘薯最佳氮肥和烯效唑配施用量,比较了 6 个施氮水平下甘薯的干物质积累量 (DMA)、蔓薯比 (T/R)、各器官氮素含量、甘薯产量、氮素利用率及烯效唑贡献率 (UCR)的差异。探讨不同氮肥施用量下,叶面喷施烯效唑与济薯 22 生长及产量的关系。 【方法】 在山东平阴安城乡小官村开展甘薯氮肥田间试验,以不施肥为对照 (CK),设 6 个施氮量处理:0(N₀)、45 kg/hm2(N₁)、90 kg/hm2(N₂)、135 kg/hm2(N₃)、180 kg/hm2(N₄)、270 kg/hm2(N₅);每个水平设置喷施烯效唑 (N-U) 和不喷施两个处理,烯效唑喷施浓度为 25 mg/L。在移栽后 85 天、110 天和收获期,调查了甘薯的干物质积累量、氮素利用率和产量。 【结果】 1) 增施氮肥可明显增加甘薯地上部干物质积累量 (DMA)。喷施烯效唑施氮处理间,除 N₁-U 外,DMA 无明显差异,N₃-U、N₄-U 和 N₅-U 地上部 DMA 相对于氮处理显著降低,说明烯效唑喷施抑制了地上部分徒长;当施氮 量大于 90 kg/hm2 时,氮处理与 N-U 处理甘薯地下部 DMA 均明显降低,但 N-U 处理地下部 DMA 均高于氮处理,其中 N₁-U 和 N₂-U 与相对应N处理差异显著。2) 三个生育期的蔓薯比 (T/R),N-U 处理的值均有不同程度地下降,说明烯效唑可起到抑制地上部生长或促进地下部生长的作用。3) 喷施烯效唑提高了 85 天和 110 天甘薯蔓的氮含量,但对收获期影响不大;同一生育期内,氮处理与 N-U 处理块根氮含量曲线在 90 kg/hm2 附近出现交点,并随着生育期发展慢慢前移,表示可提高块根氮含量的最小施肥量为 90 kg/hm2。4) 氮 处理中产量最高为 N₁处理(N 45 kg/hm2),N-U 处理中产量最高为 N₂ (N 90 kg/hm2);当施氮量大于 90 kg/hm2 时,氮处理与 N-U 处理产量均显著降低;在同一氮水平下,喷施烯效唑可显著提高 CK-U 与 N₀-U 的产量。5) 氮处理中,氮肥贡献率 (FCR) 和农学效率 (AE) 随施氮量呈“V”型变化,N₁ 最高;喷施烯效唑使 N₂-U 处理的 FCR、AE 上升,其他处理均下降;偏生产力 (PFP) 随施氮量增加而降低,喷施烯效唑可使 N-U 处理 PFP 值上升;烯效唑对产量的贡献顺序为 N₂ > N₀ > CK > N₄ > N₃ > N₅ > N₁。 【结论】 氮肥施用量是影响甘薯产量的关键因素,本试验条件下,氮处理甘薯的最佳氮肥用量为 45 kg/hm2,N-U 处理甘薯的最佳氮肥用量为 90 kg/hm2,喷施烯效唑可提高甘薯产量,使地上、地下部协调生长。      

不同氮处理对温室膜下滴灌甜瓜产量和品质的影响

【目的】针对我国设施农业肥料利用效率偏低的现状,采用滴灌施肥技术,以甜瓜为试验材料,研究不同施氮量和施氮频率对甜瓜氮磷钾吸收量、产量和品质的影响,在保证甜瓜产量的前提条件下,减少化肥的施用量,达到提高肥料利用效率的目的。【方法】以甜瓜品种‘一品天下208’为试材,在温室内进行了覆膜滴灌种植试验。根据温室内收集的气象资料,应用Penman-Monteith修正公式确定灌水量,采用1.0ETc进行灌水。试验设置3个氮肥水平,85 (N₁)、125 (N₂)、160 kg/hm2 (N₃);3个施氮频率,5 d (F₅)、10 d (F₁₀)、15 d (F₁₅),共9个处理,完全随机区组设计。膨大期测定甜瓜叶片净光合速率,成熟期测定干物质累积量、氮磷钾吸收量、产量及品质。【结果】在同一施氮水平下,甜瓜净光合速率随施氮频率的增加而增大,高频次施氮处理 (F₅) 的净光合速率均大于中频次施氮处理 (F₁₀) 和低频次施氮处理 (F₁₅),平均增加了17.4%和56.1%。在同一施氮频率下,高氮处理 (N₃) 的叶片净光合速率均高于低氮处理 (N₁) 和中氮处理 (N₂),平均增加了22.6%和9.8%。在低氮 (N₁) 和中氮 (N₂) 条件下,提高施氮频率能够促进甜瓜干物质累积及氮磷钾吸收量,而在高氮 (N₃) 条件下,F₅和F₁₀处理下的甜瓜产量差异不显著 (P < 0.05)。在相同施氮频率条件下,高氮处理 (N₃) 的产量为25.30 t/hm2,均高于低氮处理 (N₁) 和中氮处理 (N₂),平均增加了7.2%和0.4%,但是高氮 (N₃) 处理与中氮 (N₂) 处理间差异不显著 (P > 0.05)。在同一施氮频率下,中氮处理 (N₂) 的果肉品质最佳,施氮量不足或者过量都不利于甜瓜品质的改善;在同一施氮水平下,中频次施氮处理 (F₁₀) 下的果肉品质均高于高频次施氮处理 (F₅) 和低频次施氮处理 (F₁₅)。【结论】施氮量和施氮频率控制在125 kg/hm2和10天时,甜瓜的品质最佳,产量略低于施氮量160 kg/hm2 和施氮频率5天。但从化肥减量和降低人工成本角度考虑,N₂F₁₀是最佳的处理组合。      

秸秆生物炭配施氮肥对潮土土壤碳氮含量及作物产量的影响

【目的】探讨玉米秸秆生物炭配施氮肥对华北潮土区土壤理化特性和作物产量的影响,阐明土壤和植株对生物炭和氮肥施用的响应,旨在为该区域秸秆资源高效利用、培肥土壤及作物增产提供科学依据。【方法】以华北冬小麦–夏玉米轮作区为研究对象,研究玉米秸秆生物炭 (缺氧条件下 450℃ 热裂解 1 小时获得) 配施氮肥对土壤养分含量、微生物量以及作物产量的影响。试验采用裂区设计,以秸秆生物炭施用量为主区,施氮量为副区。秸秆生物炭用量设 0、7.5 和 22.5 t/hm2 3 个水平 (以 BC₀、BC_7.5、BC_22.5 表示);氮肥用量设 0、150、225 和 300 kg/hm2 4 个水平 (以 N₀、N₁₅₀、N₂₂₅、N₃₀₀ 表示)。小麦在 2014 年 10 月 9 日播种,次年 6 月 8 日收获;玉米在 2015 年 6 月 10 日播种,当年 9 月 28 日收获。在作物成熟期进行产量测定,并采集 0—20 cm 土壤样品以及采用常规方法进行土壤有机碳 (SOC)、全氮 (TN)、可溶性有机碳 (DOC)、铵态氮 (NH₄+-N)、硝态氮 (NO₃–-N)、土壤微生物量碳 (MBC) 和微生物量氮 (MBN) 的测定。【结果】生物炭对土壤养分含量、微生物量碳氮及作物产量有极显著影响。生物炭用量增加,土壤 SOC、TN、DOC、NO₃–-N 含量以及土壤 SOC/TN 比值均显著增加,较 BC₀ 最大增加幅度分别为 165.0%、74.1%、39.1%、75.1% 和 44.0%。MBC、MBN 含量和作物产量均以 BC_7.5 处理达最大值,较 BC₀ 最大增加幅度分别为 49.2%、57.6% 和 46.1%,BC_22.5 较 BC_7.5 处理平均降低 12.1%、7.3% 和 9.7%;施用生物炭降低 NH₄+-N 含量,BC_7.5 和 BC_22.5 处理较 BC₀ 分别下降 18.4% 和 23.7%。随着氮肥施用量的增加,SOC、DOC、NH₄+-N、MBC、MBN 含量均先增后减,在施氮水平为 150 kg/hm2 时,其含量均达最大值,较 N₀ 最大增加幅度分别为 29.7%、22.9%、44.8%、79.4% 和 115.3%。所有施氮的处理作物产量较 N₀ 均显著增加,而三个施氮处理间其产量差异不显著 (P>0.05)。【结论】在维持作物产量不降低的情况下,短期内 N₁₅₀BC_7.5 处理对提升土壤肥力的效果最佳,是较为理想的施肥方式,但其有效机制及长期效果还需进一步试验研究。     

氮肥运筹方式及催芽氮肥用量对再生稻产量及品质的影响

  【目的】  催芽肥和促苗肥的合理施用是保障再生稻高产优质的重要途径,明确再生稻氮肥运筹方式及催芽氮肥适宜用量,对提高再生稻产量和氮肥利用率、优化再生稻米品质具有重要意义。  【方法】  本研究采用多年田间试验,以深两优5814为材料,设置5个再生季氮肥 (N)处理:不施氮肥 (N_0-0);催芽肥60 kg/hm2 (N_60-0)、促苗肥60 kg/hm2 (N_0-60)、催芽肥和促苗肥各60 kg/hm2 (N_60-60)、催芽肥和促苗肥分别为120、60 kg/hm2 (N_120-60)。  【结果】  3年试验产量存在较大差异,但同一年份的再生稻施氮处理均显示了显著的增产效果,N_60-0、N_0-60和N_60-60处理分别较N_0-0平均增产35.8%、40.9%和67.4%。催芽肥和促苗肥配施通过提高有效穗数和每穗粒数进一步提高再生稻产量。随催芽氮肥用量的增加,产量呈先升高后平台的趋势。适宜的催芽氮肥用量和促苗肥配施促进了再生芽的萌发、形成和生长发育,显著增加了倒2节和倒3节 (尤其是倒3节)的有效穗数和每穗粒数。养分吸收积累研究结果显示,随着氮肥用量的增加,再生稻地上部氮素积累量显著提高。与N_0-0处理相比,N_60-0、N_0-60、N_60-60和N_120-60处理氮素积累量分别平均增加51.31%、57.70%、91.33%和124.53%,但氮肥利用率则呈下降的趋势。品质分析结果显示,随着氮肥用量的增加,再生稻米的加工品质、外观品质、直链淀粉含量先提升后下降,蛋白质含量则呈逐渐增加的趋势。催芽肥和促苗肥配施且用量适宜 (N_60-60)时,再生稻米的加工品质、外观品质等较其他处理为最优。与N_0-0处理相比,N_60-60处理的糙米率、精米率和整精米率分别增加2.7%、1.3%和6.7%;垩白度和垩白粒率分别降低13.8%和22.6%。而催芽氮肥用量进一步增加 (N_120-60)时,稻米的加工品质和外观品质又有所下降,以其整精米率下降、垩白粒率增加最为显著。  【结论】  本试验条件下,施用催芽肥和促苗肥各60 kg/hm2与不施氮相比显著提高了再生稻产量和稻米品质,其氮肥利用率较高。     

利于水稻氮素吸收的绿肥翻压量和施氮水平研究

【目的】 紫云英是我国南方稻区重要的冬季绿肥,具有固定碳素、改善土壤物理性状、提高土壤养分含量等效果,能为后茬水稻提供良好的生长环境。本研究为探明水稻对氮素的吸收利用特性,为水稻高产栽培中氮肥的合理运筹和水稻氮素营养性状改良提供依据。 【方法】 在“紫云英–双季稻”耕作制度轮作土壤上,进行田间 4 × 4 双因素裂区试验。每小区收获的紫云英全部翻压为 100% 翻压,设不翻压、翻压 30%、60%、100% 4 个水平;每个翻压水平处理下,设置不施氮肥、施常规氮量 (N 150 kg/hm2) 的 30%、60% 和 100%,共 16 个处理。分别在分蘖期、孕穗期、抽穗期、灌浆期、成熟期取水稻植株样品,调查水稻氮素吸收利用特性。 【结果】 水稻群体干物积累量随生育进程处理间差异逐渐增大。抽穗期以 M_30% + N₀ 处理最高,M_60% + N_60% 处理次之,对照 (M₀ + N₀) 最低,此阶段是水稻群体物质积累量全生育期中差异最大的时期,最高的 M_30% + N₀ 处理较对照和其他处理平均高 79.02% 和 45.04%,此阶段的干物质积累量占总干物质积累量的比例为 23.19%～44.23%。分蘖期、灌浆期和成熟期干物积累量均以 M_60% + N_60% 处理最高,对照最低,在成熟期 M_60% + N_60% 处理群体总干物质重为 13.14 t/hm2,较对照高 53.15%。不同生育期水稻植株含氮量和吸氮量处理间不同。孕穗期、抽穗期和成熟期植株含氮量均以 M_60% + N_60% 处理最高,较其他处理平均分别高 20.71%、14.84% 和 15.44%;分蘖期、孕穗期、抽穗期和成熟期植株吸氮量也以 M_60% + N_60% 处理最高,对照最低,氮肥与冬种绿肥有显著协同效应。水稻氮素阶段吸收量及其占总吸收量的比例存在明显差异。分蘖期前、孕穗至抽穗期和抽穗至成熟期均是紫云英翻压 60% + 施氮 60% 处理的吸收量高于其他处理,平均分别高 29.89%、79.46% 和 121.1%;而分蘖至孕穗期是 M_100% + N_100% 处理达到最大,较其他处理平均高 51.87%。 【结论】 综合来看,供试条件下,在 “紫云英–双季稻” 种植体系中,M_60% + N_60% 处理能够提高氮肥利用效率,改善稻田氮素循环,对于实现水稻氮素高效吸收和利用具有重要意义。      

不同施氮量下缺钾对水稻叶片营养及生理性状的影响

【目的】氮和钾是作物生长所必需的大量元素,在水稻生长发育、产量形成等过程中发挥着至关重要的作用。南方稻田缺钾以及氮钾肥不合理施用已成为限制水稻高产的重要影响因子。本研究在田间条件下,探讨了不同施氮量下缺钾对水稻生长发育与叶片生理特性的影响,进而阐明缺钾导致营养生长期水稻叶色暗绿的营养及生理机制。【方法】采用两因素完全随机设计田间试验,因素A为不同施氮水平,包括不施氮、低氮（N 90 kg/hm2）和正常施氮（N 180 kg/hm2）;因素B为不同施钾水平,包括不施钾和正常施钾（K₂O 120 kg/hm2）。测定水稻分蘖期和幼穗分化期地上部干物质,叶面积指数,叶片氮、钾、镁和叶绿素含量（叶色值）,叶片含水率、叶片可溶性糖含量、比叶重以及叶片SPAD值。【结果】1）在不施氮条件下缺钾对水稻分蘖期和幼穗分化期干物质、叶面积指数均无显著影响,而在施氮条件下显著降低水稻分蘖期和幼穗分化期干物质、叶面积指数;随施氮量的增加,缺钾对干物质及叶面积指数的影响加剧,其中N₁₈₀K₀处理的降幅最为明显;氮钾交互作用对水稻各生育期的干物质和叶面积指数均有显著或极显著影响。2）在不施氮条件下缺钾对分蘖期和幼穗分化期叶片氮含量和叶绿素含量、叶片可溶性糖含量、比叶重以及叶片SPAD值均无显著影响,而在施氮条件下以上各指标显著增加,其中N₉₀K₀处理的叶片氮含量和叶绿素含量均可以达到N₁₈₀K₁₂₀处理水平;无论施氮与否,缺钾均显著降低分蘖期和幼穗分化期叶片钾含量,而显著增加叶片镁含量。3）回归分析结果表明,比叶重与叶片可溶性糖含量呈极显著正相关关系（P < 0.01）。【结论】水稻干物质、叶面积指数、叶片营养及生理状况、叶色表现等对缺钾的响应明显受到施氮量的影响。在施氮条件下缺钾造成叶片中可溶性糖大量积累,进而导致比叶重增加;结合田间试验观察及叶片营养及生理性状可知,水稻叶色（叶绿素含量）在不施氮条件下不受缺钾的影响;而在施氮条件下,缺钾造成水稻叶片单位质量及单位叶面积氮含量和叶绿素含量显著增加,这是田间条件下水稻叶色呈现暗绿的主要原因,从而也影响生育期植株氮素营养诊断。     

不同施氮水平对红花大金元烟叶香味物质和感官评吸质量的影响

【目的】 氮素施用水平主导着烟叶的氮素代谢,影响烟叶中有机酸、酚类、石油醚提取物、木质素等香味物质的含量,进而影响烟叶的感官评吸质量。探索不同氮素施用量对红花大金元 (简称红大) 烟叶香味物质和感官评吸质量的影响,以期为烤烟栽培中氮素的科学施用提供理论依据。 【方法】 2013 年在云南玉溪和大理烟区以烤烟红大为供试材料进行田间试验。设置施氮水平 0、45、90 和 135 kg/hm2 (分别以 N₀、N₁、N₂ 和 N₃ 表示),分析了烤烟香味物质和感官评吸质量指标。 【结果】 烟叶中挥发酸含量随施氮量的增加而显著提高,大理试验以 N₃ 处理含量最高,达到 0.13%;烟叶中高级脂肪酸总量和多元有机酸均以 N₂ 处理最高,玉溪分别为 19.71 和 82.65 mg/g,大理分别为 20.67 和 94.12 mg/g。烟叶中多酚含量在N₂ 水平最高,至 N₃ 时出现下降。烟叶石油醚提取物含量随施氮水平的提高而显著增加,玉溪和大理试验点 N₃ 处理含量分别为 6.25% 和 6.05%。烟叶木质素含量以 N₂ 处理最低,玉溪和大理试验点含量分别为 5.19% 和 5.42%。红大烟叶感官评吸总分均以N₂ 处理最高,玉溪和大理试验点的评分分别为 77.4 和 78.1。 【结论】 氮素施用水平中等时 (90 kg/hm2),烟叶挥发酸和石油醚提取物含量适中,高级脂肪酸和多元有机酸含量较高,酚类物质积累较多,木质素含量较低,烟叶各香味物质含量协调性较好,感官评吸时烟叶香气质、香气量、余味、杂气、劲头和评吸总分较高,烟叶品质优良。      

减施20%化肥下绿肥翻压量对江西双季稻产量及氮素利用的影响

  【目的】  种植绿肥是实现化肥减施的重要措施,研究稻田系统中不同绿肥翻压量对土壤供氮及主作物水稻吸氮规律的影响,以期为江西双季稻区合理利用紫云英,提高水稻产量提供理论依据。  【方法】  田间试验位于江西双季稻区。在早稻氮磷钾肥用量减施20%条件下,设置冬种并翻压紫云英鲜草15000 (G₁F₈₀)、22500 (G_1.5F₈₀)、30000 (G₂F₈₀)、37500 (G_2.5F₈₀) kg/hm2,以及冬闲且水稻不施化肥对照(CK)、冬种紫云英水稻不施化肥(GM)和冬闲常规施肥(F₁₀₀)共7个处理。分析了水稻产量、植株吸氮量、氮肥利用率,以及水稻生育期土壤无机氮含量,并分析了土壤性状和水稻产量、植株吸氮量之间的关系。  【结果】  与F₁₀₀相比,G₁F₈₀处理早稻产量显著增加11.64%;G₂F₈₀处理晚稻产量显著增加7.81%;G₁F₈₀、G_1.5F₈₀和G₂F₈₀处理双季稻总产量分别显著增加5.79%、5.38%和7.17%。其余不同紫云英翻压量处理的产量相比F₁₀₀均未降低。冬种紫云英配施80%化肥可显著提高早稻稻谷吸氮量、早稻当季氮肥利用率和早稻氮肥偏生产力,提高早稻和晚稻收获期土壤全氮和有机质含量,提升土壤肥力水平。早稻孕穗期、早稻收获期和晚稻收获期,G_2.5F₈₀处理土壤铵态氮含量均显著高于F₁₀₀处理,且为各处理中含量最高。从早稻孕穗期到早稻收获期,不同紫云英翻压量处理氮素累积速率均为正值,水稻植株吸氮量增加,而冬闲常规施肥处理氮素累积速率为负值,水稻吸氮量降低。在水稻生育期,紫云英翻压量小于22500 kg/hm2时,水稻植株吸氮量随翻压量增加而增加,而翻压量大于22500 kg/hm2时,水稻植株吸氮量明显降低。土壤速效钾含量对水稻产量和吸氮量的贡献率最大,对早稻产量和早稻吸氮量的贡献率分别为35.17%和40.16%,对晚稻产量和吸氮量的贡献率分别为21.22%和25.22%,对双季稻产量和吸氮量的贡献率分别为34.83%和27.86%。  【结论】  在减施常规量20%化肥条件下,种植翻压适量紫云英可提高早稻稻谷吸氮量,促进水稻增产。翻压高量紫云英有利于培育土壤碳库和氮库,提高土壤供氮能力。综合各项分析,在江西双季稻区紫云英翻压量为30000 kg/hm2时效果最好。     

冬小麦施氮对复播大豆土壤微生物区系及产量的影响

为揭示冬小麦不同施氮水平对复播大豆土壤微生物区系的后效影响,于2017-2018年在小麦季设置0、225、375和525 kg·hm^-2 4个施氮处理,分别记作CK、N₁、N₂和N₃,采用稀释平板法和MPV稀释法研究冬小麦不同施氮量对复播大豆土壤微生物区系的影响。结果表明,麦季施氮量对复播大豆土壤微生物区系具有显著的后效作用。随着麦季施氮量的增加,复播大豆产量、土壤细菌、真菌、放线菌、氨化细菌及好气性自生固氮菌数量呈先上升后下降的趋势,硝化细菌和反硝化细菌数量呈不断上升的趋势;其中,麦季适宜的施氮量(N₁、N₂)更能促进土壤微生物总数的生长繁殖,优化菌群结构,提高后茬大豆产量;而过量施氮(N₃)刺激硝化、反硝化细菌数量的增加,降低大豆产量,加速土壤中氮素损失,降低氮肥利用率。综合考虑冬小麦季施氮量为375 kg·hm^-2时,复播大豆产量达到最高,平均为2 988.93 kg·hm^-2, 两年大豆平均增产23.59%,并有利于改良后茬大豆土壤微生物区系,调节土壤生态环境。本研究结果为周年轮作模式下后茬大豆合理施氮提供了理论依据。     

施氮水平对富士苹果果实钙形态及品质的影响

  【目的】   钙是影响苹果果实品质最重要的元素之一,施氮量影响树体对钙的吸收。探究不同施氮量对果实品质、钙形态以及二者之间的关系的影响,以期为通过科学施肥改善苹果果实品质提供参考。   【方法】   本研究选择5年生盆栽富士 (基砧为组培山定子,中间砧为SH38) 为试材,共设6个施氮水平:0 (N₀)、50 (N₅₀)、100 (N₁₀₀)、200 (N₂₀₀)、300 (N₃₀₀) 和400 (N₄₀₀) kg/hm2,各处理施钙量相同,均施Ca 200 kg/hm2。从花后7天开始,每7天施1次肥,共施3次。于果实成熟期采样,测定果实横纵径、果皮色泽、果实硬度、可溶性固形物、可滴定酸、可溶性糖、维生素C含量等果实品质指标,以及果实总钙含量和不同形态钙含量。   【结果】   施氮可增加果实总钙含量,N₂₀₀处理总钙含量显著高于其它处理,比N₀处理增加了73.47%。随施氮量的增加,果实中不同形态钙的组成比例发生了变化,水溶性钙比例整体呈上升趋势,果胶酸钙比例变化趋势不明显,磷酸钙比例呈先下降后升高趋势。N₂₀₀处理的果形指数、果皮亮度、红绿色差、可溶性固形物、可溶性糖和维生素C含量比N₀处理分别增加了4.46%、41.07%、67.12%、27.02%、26.71%和38.08%,可滴定酸含量降低了22.49%。总钙含量与果形指数、果皮亮度、红绿色差、果实硬度、可溶性固形物、可溶性糖、维生素C含量等果实品质指标之间呈高度相关。通过广义线性模型 (GLM),建立了不同形态钙 (响应变量) 与果实品质指标 (预测变量) 之间的关系,经矫正的AIC模型检验,选出最佳拟合模型,并通过MuMIn程序包的dredge函数评估各形态钙对果实品质指标的影响程度及方式 (促进或抑制),发现各形态钙对不同果实品质指标影响程度不同。果胶酸钙对果形指数、黄蓝色差、果实硬度、可滴定酸、可溶性糖、维生素C的影响位居首位,水溶性钙对果皮亮度、红绿色差和可溶性固形物的影响位居首位;果胶酸钙对各项品质指标均起促进作用,水溶性钙、磷酸钙和草酸钙对不同品质指标影响方式不一。   【结论】   施氮可增加果实中总钙含量,改变各形态钙的组成比例。施氮量为200 kg/hm2时,果实中总钙含量最高,对果实品质指标影响最大的钙形态是果胶酸钙和水溶性钙,果胶酸钙对果实各项品质指标均起促进作用。     

氮、磷肥对蓖麻吸收积累矿区土壤铜的影响

【目的】 蓖麻是在铜矿区发现的耐性植物,其吸收积累铜的能力较强,但铜矿区土壤异常贫瘠,营养元素极度缺乏,蓖麻生长受限,为提高蓖麻生物量,实现其对铜的高吸收积累,本试验研究施用氮、磷肥对铜矿区蓖麻生长及其吸收积累铜的影响。 【方法】 盆栽试验的蓖麻种子和土壤采自湖北省大冶市铜绿山镇铜矿坑周边,氮肥选用NH₄NO₃,磷肥选用NaH₂PO₄,氮磷肥各设置4个水平 (氮肥0、75、150、300 mg/kg,磷肥0、20、80、200 mg/kg),进行双因素完全随机设计试验,共16个处理,每个处理3次重复。在云母基质中育苗,待蓖麻长出2片真叶后移栽,于矿区土壤中培育2个月后收获,测定蓖麻叶片SPAD值、干重、铜含量和土壤pH值、不同形态铜含量,计算蓖麻铜积累量和转运系数。 【结果】 氮肥单施时,蓖麻叶片SPAD值随施氮量增加而增加,蓖麻干重、铜积累量以N₇₅ P₀处理最高,与其他处理差异显著;磷肥单施时,蓖麻干重以N₀P₂₀处理最高,与其他处理差异显著,体内铜含量随磷肥用量增加先增加后减少最后又增加,在N₀P₂₀₀处理时最大。氮、磷肥同时施用对蓖麻叶片SPAD值、干重、铜含量、铜积累量、转运系数有显著交互作用。低量氮肥、低量磷肥配施可增加蓖麻干重,显著降低蓖麻铜积累量;高量氮肥、低量磷肥配施对蓖麻生长有抑制作用,蓖麻干重低于不施肥处理 (N₀P₀);低量氮肥、高量磷肥配施对蓖麻干重的增加作用最显著,同时蓖麻体内铜积累量达到最大,铜的转运系数降到最低;高量氮肥、高量磷肥配施可显著增加蓖麻叶片SPAD值。N₇₅P₂₀₀处理蓖麻总干重最大,比N₀P₀增加133%;N₃₀₀P₂₀处理蓖麻根部铜浓度最高,是N₀P₀处理的2.88倍;N₇₅P₂₀₀处理蓖麻吸收的铜总量最高,达到34.93 μg/株。施肥时土壤pH值降低不到0.1个单位,种植蓖麻后土壤pH值降低0.2～0.4个单位。施肥对土壤中铜形态的变化无显著影响,种植蓖麻后土壤中弱酸提取态铜和可还原态铜含量增加。 【结论】 施加适宜的氮肥会增加蓖麻叶片SPAD值、生物量,但施氮量过高会使蓖麻叶片SPAD值、生物量减少;施用磷肥可增加蓖麻对铜的吸收,蓖麻铜积累量在施磷量最高时最大。总体来看氮磷肥配施效果优于单施,N₇₅P₂₀₀是最佳组合,铜积累量是N₀P₀的2.33倍。      

施氮量对海南燥红壤和砖红壤N2O/CO2排放的影响

利用室内培养实验,分析燥红壤和砖红壤中分别施加N0（不添加氮素）、N1（氮添加量为100mg·kg⁻¹）、N2（氮添加量为200mg·kg⁻¹）和N3（氮添加量为300mg.kg⁻¹）4个水平氮后对土壤性质及N₂O、CO₂排放的影响。结果表明：氮肥添加显著降低了土壤pH和有机碳含量。相较于N0,燥红壤N1、N2和N3处理pH和有机碳降幅分别为8%～18%和4%～12%,砖红壤降幅分别为5%～23%和3%～15%;添加氮肥后各处理土壤全氮含量显著增加,燥红壤和砖红壤分别增加15%～54%和13%～52%。氮施入增加了土壤NH₄⁺−N和NO₃⁻−N含量,各处理土壤铵态氮和硝态氮含量均表现为N3>N2>N1>N0。氮添加促进土壤N₂O和CO₂排放,相较于N0,燥红壤N₂O和CO₂累积排放量分别增加1176%～2425%和124%～281%,砖红壤分别增加1054%～1887%和138%～256%。施氮量和土壤类型是影响农田土壤N₂O和CO₂排放的重要因素。土壤N₂O和CO₂排放与施氮量呈线性显著相关,减少施肥是降低土壤N₂O排放最直接和最有效的措施。与砖红壤相比,燥红壤N₂O和CO₂排放对氮素添加的响应更敏感。     

不同有机肥与化肥配施对作物产量及农田氮肥气态损失的影响

【目的】探讨本地区主要类型有机肥与化肥配施对作物产量及农田氮肥气态损失的影响,为不同类型有机肥的科学施用提供理论依据。【方法】2014年10月—2015年9月在山东省中国农业科学院禹城试验基地进行了冬小麦–夏玉米田间小区试验,供试小麦品种为‘济麦22’,玉米品种为‘郑单958’。在常规施氮量 (N 225 kg/季) 基础上,设化肥 (CF)、鸡粪 (CHM)、猪粪 (PM) 和牛粪 (CM) 单施以及化肥分别与3种有机肥配施处理 (化肥氮分别占25%、50%、75%),13个处理;加倍施氮量下,有机肥和化肥单施 (DCF、DCHM、CPM、DCM) 4个处理;1个不施肥处理 (CK),共计18个处理。测定了小麦和玉米产量、N₂O排放通量和NH₃挥发通量。【结果】常规施氮量 (N 225 kg/hm2) 下,单施鸡粪或猪粪的小麦、玉米产量与化肥相当,单施牛粪比化肥处理减产。分别与CF、CHM、PM、CM相比,DCF、DCHM、DPM处理无增产效果,DCM处理玉米表现为增产。猪粪和鸡粪与化肥各配施比例处理的小麦、玉米产量间无显著差异,且均与单施化肥处理相当;牛粪与化肥配施处理的小麦产量随化肥配施比例的提高而提高,玉米产量各配施比例处理间无显著差异。CF处理周年NH₃挥发量为39.63 kg/hm2,是单施有机肥处理的37～53倍;单施化肥处理的NH₃排放系数接近9%左右,单施有机肥处理的NH₃排放系数只有0.2%左右。有机肥与化肥配施的处理周年NH₃挥发总量随化肥配施比例增加而明显增加,当化肥配施比例达到75%时,周年NH₃挥发总量与单施化肥处理相当。CF处理的周年N₂O排放总量为2.85 kg/hm2,高于单施有机肥处理,三种有机肥N₂O周年排放量由大到小依次为猪粪 (2.51 kg/hm2)>鸡粪 (1.91 kg/hm2)>牛粪 (1.85 kg/hm2) 处理;加倍施用化肥和有机肥的N₂O排放量平均为常规施氮量的1.5倍以上。有机肥与化肥配施的处理周年N₂O排放总量随化肥配施比例增加而明显增加,当化肥配施比例达到50%时,周年N₂O排放总量达到或超过了单施化肥处理。CF处理N₂O排放系数为0.4%左右,有机肥处理N₂O排放系数为0.3%左右。有机肥处理的NH₃挥发和N₂O排放主要发生在小麦季,化肥处理主要发生在玉米季。加倍施肥均会明显增加NH₃挥发总量和N₂O排放总量,但不影响二者的排放系数。【结论】不同粪肥与化肥配施对作物产量、田间N₂O排放和NH₃挥发的影响有明显差异。推荐施肥量下,鸡粪或猪粪不配施或配施少量化肥 (< 50%) ,牛粪配施75%左右的化肥可实现与化肥相当的作物产量,同时减少农田氮肥气态损失。     

稻田施氮量对水稻产量和稻米品质的影响

【目的】明确适宜稻田施氮量以保障水稻产量和稻米品质提升,协调土壤养分和水稻品质之间的供需平衡。【方法】以“沪旱61”为供试水稻品种,设置了4个稻田施氮量(折合纯N分别为0、100、200和300 kg hm^-2)以解析稻田施氮量对水稻产量和稻米品质的影响。【结果】施氮处理的水稻产量在5.2～9.0 t hm^-2范围,比对照提升41.0%～71.7%。随施氮量的增加,稻米中的蛋白质含量增加;而直链淀粉含量、胶稠度和食味值下降。随施氮量的增加,土壤中铵态氮和硝态氮含量增加;速效磷和速效钾含量下降,降幅分别达9.7%～45.5%和23.3%～70.7%。稻米食味品质是影响稻米综合品质的关键因素。统计学分析表明,稻米的蛋白质含量与土壤中硝态氮、速效钾和速效磷含量呈负相关,而直链淀粉含量与土壤中硝态氮、速效钾和速效磷含量呈正相关。【结论】在保证水稻稳产和稻米品质提升的前提下,“沪旱61”水稻栽培的最佳氮素用量为200 kg hm^-2。