油菜目标产量施肥数学模型及氮磷钾肥推荐措施研究

采用三因素二次通用旋转组合设计，对豫南黄棕壤区油莱施用氮、磷、钾肥进行定量研究。建立了油菜目标产量函数模型；通过模型解析选优，确定了每公顷油菜目标产量≥2250kg；≥1875kg；≥1500kg及最高产量的施肥推荐措施。     

中国冬油菜产业氮肥减施增效潜力分析

【目的】在“化肥零增长”的背景下评估冬油菜氮肥减施潜力,为我国油菜产业高产高效的协同发展提供科学依据。【方法】本研究通过分析统计数据 (2005～2014年)、文献数据 (2000年至今) 以及油菜施肥 (2005～2015年) 和调查数据 (2009～2011年),定量研究了国内外油菜产量与氮肥偏生产力的差距,明确了我国冬油菜各主产省份氮肥推荐水平较农户水平的节氮空间,同时利用QUEFTS模型探讨了未来不同情景模式下我国冬油菜的节氮潜力。【结果】统计数据显示,近十年我国油菜产量接近于世界平均水平(1800 kg/hm2),冬油菜产量集中在1500～2100 kg/hm2,但远低于发达国家,且年均产量增幅较低。调查数据显示,国内农户水平施氮量普遍偏高,平均为188 kg/hm2,结合我国冬油菜种植面积 (6238×103 hm2) 和推荐水平施氮量 (平均162 kg/hm2),全国冬油菜氮素投入量可节省16.0×104 t,可节氮的主要省份为湖南、江苏、湖北、四川。其中,湖南、江苏节氮主要由于单位面积节氮空间较大,湖北和四川则因种植面积大而获得较大的节氮空间。分别以不施氮处理油菜吸氮 (N) 量 30、50、70 kg/hm2 (相当于油菜产量约为500、1000、1500 kg/hm2) 划分为低、中、高三个土壤供氮水平。在农户氮肥偏生产力水平 (PFP_N,10.9 kg/kg) 的基础上,设置推荐水平为情景Ⅰ,PFP_N依次增加5个单位分别为情景Ⅱ (国外一般水平)、情景Ⅲ (国外中等水平)、情景Ⅳ (国外较高水平),分析不同情景的冬油菜节氮潜力。结果显示,在低供氮条件下,当目标产量超过2500 kg/hm2时,至少达到情景Ⅱ (国外一般水平) 时才有节氮空间;而在中、高等供氮条件下,达到不同目标产量时均有一定的节氮空间。【结论】依据土壤基础供氮能力和油菜目标产量进行氮肥管理,并结合其他农艺管理措施,是实现油菜高产、氮肥减施增效的重要途径。     

氮肥用量对直播油菜产量及氮素吸收利用的影响

为了明确安徽省江淮地区直播油菜氮肥的适宜用量,在安徽省江淮地区布置不同氮肥用量对直播油菜产量、氮素累积量、经济效益及氮肥利用率影响的田间试验。结果表明,施用氮肥显著提高了油菜产量和氮素累积量。施氮量高于240 kg/hm~2后,油菜籽粒产量和氮素累积量的增加趋于平缓。氮肥用量为240 kg/hm~2时获得最高经济效益10 026元/hm~2。氮肥用量为180 kg/hm~2时,油菜氮肥表观利用率达到最高(43.78%),氮肥施用量超过240 kg/hm~2,氮收获指数和肥料利用率出现下降。施氮量相同的情况下,分次施肥比起一次性施肥更有利于提高油菜产量。综合油菜的产量、肥料利用率和经济效益,安徽省江淮地区直播冬油菜施氮量在180～240 kg/hm~2能较好地协调油菜高产和氮肥合理利用的统一。     

化肥减施下冬种油菜还田对广西双季水稻的产量效应

为探讨化肥减量施用条件下,冬种油菜还田对双季水稻产量的影响效应,本研究在广西主要稻作区进行了稻-稻-油菜的轮作试验。结果表明:①化肥减施条件下,油菜还田能够提供丰富的营养物质供水稻生长发育及产量的形成,增加了水稻的有效穗、穗长、穗粒数、结实率和千粒重,从而提高了水稻产量。与习惯施肥相比,化肥减施20%时,油菜还田处理的早稻和晚稻产量分别比习惯施肥处理增产7.89%和3.90%;化肥减施25%时,油菜还田处理的早稻和晚稻产量分别比习惯施肥处理增产4.44%和1.41%。②油菜还田可以提高土壤肥力,提升耕地质量,每100 kg油菜(干物)可向土壤提供氮素2.76 kg,磷素0.35 kg,钾素2.65 kg,有机碳40.12 kg。     

河西走廊旱地油菜水肥量化管理指标研究

采用三因素二次回归通用旋转组合设计,研究了灌水量、氮肥、磷肥的耦合效应对油菜的影响,得到油菜产量对三因素的回归数学模型。结果表明:三因素影响油菜产量的顺序为灌水量>施磷量>施氮量。各因素间存在交互作用,水与氮肥、水与磷肥、氮肥和磷肥在低于2.500和0.833、2.500和0.321、0.833和0.321水平时对产量存在正相关关系,在分别高于以上水平时又会呈负相关关系。经过计算机模拟,得到油菜最高产量达4.82 t hm-2时,相对应的灌水量、氮肥、磷肥用量分别为790.00 m3 hm-2、1155.90 kg hm-2、907.65 kg hm-2。对试验结果进行的验证表明,构建的模型准确可靠。     

潼南县红棕紫泥夹泥土油菜“3414”肥效试验初报

2007—2008年在潼南县红棕紫泥夹泥土壤上进行油菜"3414"肥效试验,结果初步表明:对油菜产量的影响效应是N>K>P,随施肥水平的提高,影响效果呈现先增大后减小的趋势。油菜的最高经济产量为208.43kg/667m2,对应施肥量为N=15kg,P2O5=9kg,K2O=4.5kg;最佳经济产量为206.38kg/667m2,对应施肥量为N=15kg,P2O5=7.5kg,K2O=3kg。NP、NK、PK交互作用对油菜产量无促进作用。     

摘薹对甘蓝型油菜产量及效益的影响文献分析

对46篇摘薹试验文献的产量、植株性状、经济效益数据进行了综合分析。结果显示:油菜摘薹对菜籽产量有一定的影响,不同试验不同处理中有的增产有的减产,油菜摘薹平均每公顷菜籽产量为2 350.71 kg,与不摘薹平均产量(2 412.60 kg)相比,减产不明显;油菜摘薹作蔬菜食用,每公顷菜薹产量最高可达8 289.45 kg,最低为945.75 kg,平均为3 609.10 kg;油菜摘薹每公顷平均产值为18 107.83元,比不摘薹产值(9 540.46元)增收89.80%。推广油蔬两用油菜栽培技术,不仅可收获菜籽榨油,且可摘薹作蔬菜,促进农户增收增效。     

氮磷钾化肥与有机肥不同配比对油菜生长及产量、品质的影响

运用田间小区试验探讨了氮磷钾化肥与有机肥不同配比对油菜生长及产量、品质的影响,以期为油菜大田生产科学、适量施肥提供依据。研究结果表明,在本试验条件下,施N 180 kg/hm2、P2O5108 kg/hm2、K2O144 kg/hm2、谷壳粉1 800 kg/hm2时,油菜的经济性状和产量表现最佳。     

江浙油菜主产区冬油菜的区域适宜施氮量研究

2008－2009和2009－2010年,在长江下游地区共布置10组冬油菜的氮肥用量田间试验,研究施氮对产量、干重、氮素吸收累积及氮肥利用效率的影响,通过肥效模型确定该区域油菜的适宜施氮量,为农民合理施氮提供依据。结果表明,长江下游地区冬油菜施氮增产效果显著,施氮270 kg hm-2时油菜产量达到最高的2581 kg hm-2,比对照平均增产1265 kg hm-2,增幅为121 %。施氮明显增加了油菜的地上部干重,促进其对氮素的吸收和累积,但过量施氮导致收获指数和氮素收获指数出现降低,并导致氮肥利用效率的显著下降。各试验点油菜的适宜施氮量平均为199 kg hm-2,此施氮量条件下不仅大幅减少氮肥投入,还同时获得较高的区域产量水平和氮肥利用效率。分析认为,当前长江下游地区油菜推荐施氮200 kg hm-2,不同地区和田块可根据实际情况进行微调。     

紫色土地区水钾耦合对油菜产量及水分利用效率的影响研究

为探讨川中丘陵紫色土地区不同决策目标下油菜适宜的水钾用量,通过水钾耦合模型的建立与分析,研究了不同钾素水平和水分处理对油菜产量及水分利用效率的影响。结果表明:在本试验条件下开花期土壤水分对产量影响最大,蕾苔期次之;油菜总产量增长速率随水钾用量的增加呈现先增后减趋势;水钾耦合对产量和水分利用效率均有促进的正效应,效应大小顺序为:水钾耦合 > 土壤含水量 > 施钾量。籽粒产量最高值出现在蕾苔期开花期高钾高水处理,此时水分利用效率（WUE）为14.6 kg/（hm²·mm）,而水分利用效率最高值出现在蕾苔、开花期。高钾和土壤水分分别控制在0.66 g/kg,θ_f58.7%组合,但是籽粒产量降低约19.7%。在季节性干旱和酸性紫色土区油菜推荐的水钾模式为:蕾苔、开花期土壤水分分别控制在θ_f68%,θ_f80%,施钾量控制在0.57 g/kg,此时籽粒产量和水分利用效率均较高且经济效益达到最大。     

轮作与施用生物有机肥对菠萝连作土壤微生物特性的影响

通过田间试验,探讨轮作与施用生物有机肥对菠萝连作土壤理化性质、酶活性及微生物群落的影响。结果表明:与菠萝连作处理相比,菠萝-甘蔗轮作和菠萝-甘蔗轮作配施生物有机肥处理的菠萝产量分别显著提高18.56%和39.07%;土壤pH值分别升高0.50和0.66,明显缓解土壤酸化;土壤硝态氮、有效磷、速效钾、有机质含量分别显著增加28.49%和57.67%、20.49%和39.77%、20.78%和45.23%、10.38%和23.10%;土壤微生物量碳含量较菠萝连作分别显著提高12.10%和29.56%,土壤微生物量氮含量分别显著提高17.99%和61.45%,而微生物量碳/微生物量氮值均降低。此外,轮作与轮作配施生物有机肥处理均显著增加了土壤细菌与放线菌数量,显著降低了真菌数量,并促进土壤微生物对碳源的利用;增强了土壤蔗糖酶、脲酶、酸性磷酸酶及过氧化氢酶活性。本试验条件下,轮作与增施生物有机肥能够显著改善土壤酸化状况与土壤微生物群落结构,提高土壤肥力,以菠萝-甘蔗轮作配施生物有机肥处理效果最好。     

生物有机肥和有机无机复混肥的研制及应用

介绍了利用麦草、鸡粪生产生物有机肥、有机无机复混肥的方法,并在多种农作物上进行了应用效果试验。结果表明,生物有机肥和有机无机复混肥不仅可以提高果品品质,而且在多种作物上具有明显的增产作用。因此,利用麦草、鸡粪等农业废弃物生产的生物有机肥、有机无机复混肥的应用能够减少目前我国农业生产对化肥的过度依赖,有助于我国绿色农业产业的发展。     

基于有机肥 /生物有机肥和菌剂的化学氮肥减施技术在大蒜上的应用

在中国出口大蒜主产区山东省济宁市金乡县王丕镇玛丽亚大蒜种植基地连续种植 25年的大蒜田,分别研究化学氮肥减施 30%、化学氮肥减施 30%结合有机肥和菌剂组合技术、化学氮肥减施 30%结合生物有机肥和菌剂组合技术对大蒜生长、产量和品质的影响。结果显示:与常规施肥对照相比,化学氮肥减施 30%可导致大蒜长势、蒜头产量和部分品质降低;化学氮肥减施 30%结合有机肥和菌剂组合技术可以维持大蒜长势和蒜头产量,并提高大蒜品质;化学氮肥减施 30%结合生物有机肥和菌剂组合技术可以显著提高大蒜长势、蒜头产量和大蒜品质。可见,基于生物有机肥和菌剂的化学氮肥减施技术是适合中国出口大蒜主产区连作大蒜的减肥增效技术。     

水溶性有机肥与常规肥料的肥效对比分析

为了探讨水溶性有机肥与传统有机肥、化肥等相比在提高常见蔬菜的产量、品质及土壤速效养分、酶活性等方面的效果,采用土培小白菜试验,施用化肥(NPK)、鸡粪有机肥(M)和水溶性有机肥(WS),设置10个处理:CK(不施肥)、NPK、M、WS1(0.4 mL/kg土)、WS2(2 mL/kg土)、WS3(4 mL/kg土)、WS4(6 mL/kg土)、MNPK(1/2NPK+1/2M)、MWS(1/2M+WS2)、NPKWS(1/2NPK+WS2),分析了收获期小白菜和土壤的相关指标。结果显示,WS用量越大,小白菜地上部鲜重越大,但处理NPK、MNPK、MWS、NPKWS的地上部鲜重均与WS4(8.62 g/株)无显著差异;高剂量WS处理(WS3、WS4)的粗纤维含量平均比CK、NPK处理分别减少62.6%、38.3%,处理M和MNPK对降低粗纤维含量有同等效果。此外,施用WS的剂量越高,土壤碱解氮、有效磷、速效钾含量越高;土壤蔗糖酶活性在处理WS3、WS4中最高(均值10.1 mg/g),处理M次之(8.81 mg/g),在CK和NPK中最低(均值6.41 mg/g)。从经济效益来看,WS3、WS4处理的净收益为负值,而NPK和MNPK处理的净收益最高。因此,从产量、经济效益、土壤肥力可持续性等方面综合考虑,最佳推荐施肥措施是化肥配施鸡粪有机肥,水溶性有机肥在降低成本后可推广作为速效有机肥料来施用。     

我国有机肥资源及产业发展现状

科学减施化肥用量，合理配施有机肥对土壤肥力提升、农产品增质和减轻面源污染有着重要的意义。我国农业有机废弃物资源丰富，有机养分总量达到约 7 519.5万 t，其中 N、P 2O5、K2O养分总量分别为 3 096.3万、1 174.1万、3 249.1万 t，但是目前资源利用率不足 40%，不仅造成优良有机养分资源的浪费，同时带来环境污染风险的问题。如何高效利用有机肥资源是我国目前亟需解决的问题。本文总结有机肥相关文献和他人研究结果，综述了我国有机肥资源数量、利用现状，针对施用的问题，对产业发展提出了一些建议。     

Should farmers apply fertilizer according to when their daffodils are in flower? Utilizing a “farmer‐science” approach to understanding the impact of soil temperature on spring N fertilizer application in Wales

Perennial ryegrass starts growing when soil temperatures reach 5.5°C for five consecutive days; applying N fertilizer before this risks environmental losses. To test whether daffodil flowering signified when to apply N fertilizer, farmers volunteered to take part in a citizen science study. The PROSOIL project used a “citizen science”, participatory approach to create farmer‐informed science, aiming to increase awareness of the importance of soil health. In 2014, over 300 farmers completed a “How do you manage your soil” survey. The survey included a question on the use of daffodils (Narcissus spp.) to indicate the best time to apply the first nitrogen fertilizer of the season, based on anecdotal feedback from farmers involved in the PROSOIL project. The survey recorded 7% of farmers based their first fertilizer application on when daffodils flowered. To increase farmer awareness of soil temperatures, we provided them with soil thermometers, held workshops and hosted interactive stands at agricultural events in 2014. In autumn 2014, farmers planted daffodil bulbs of the same variety, across Wales, and monitored soil temperatures. Farmers returned postcards once their daffodils were in flower, noting the soil temperature. An assessment of whether daffodil flowering date could indicate when to apply N fertilizer was made. Overall, in spring 2015, daffodils flowered when soil temperature was 6.4(±0.35)°C, suggesting daffodil flowering date is a more reliable indicator for fertilizer application, than first hypothesized. Findings show a scientific validation of local knowledge, regarding the use of daffodils to indicate the “not‐before” date for the first N fertilizer application.     

袋装缓控释肥有序排肥装置设计

为满足作物生长期对肥料的不同需求,人们正研究通过控制肥料颗粒内部养分释放速率的缓控释肥,试验表明其可减少施肥量,避免资源浪费和环境污染。目前,袋装缓控释肥的施放主要采用手工,耗工费时,效率低下。为实现袋装缓控释肥机械化施放,该文根据其基本物理参数及力学特性,对袋装肥有序排队机理、余量清理、定量施放进行研究,设计了一种袋装缓控释肥的有序排肥装置,它由偏心分离机构、清理机构、排肥机构及动力传输机构组成,以偏心轮转速、毛刷轮转速及毛刷轮与刮板输送带之间的间距为影响因素,以合格指数、漏排指数、重排指数为评价指标,进行正交试验,得出各因素对评价指标的影响关系。利用Design-Expert软件得到各因素的最佳参数组合为:偏心轮转速600 r/min、毛刷轮转速95 r/min、毛刷轮与刮板输送带之间的间距为18 mm,并进行验证试验得到排肥合格指数平均值为82%,漏排指数平均值9.33%,重排指数平均值8.67%。该研究为研制袋装缓控释肥有序施放排肥器提供了参考。     

不同肥料粒形特征对肥料球度的影响

为明确肥料粒形特征之间的相互关系,该文通过单因素及中心组合试验研究肥料不同粒形特征对肥料球度的影响。首先,通过农业物料粒形分析仪测定肥料长、宽、厚、等轴率、薄片率、磨圆度及球度;其次,通过单因素方差试验确定不同粒形特征与肥料球度之间的相关性;最后,以肥料等轴率、薄片率和磨圆度为主要影响因素,采用Box-Behnken中心组合试验,建立关于肥料球度的数学模型,通过回归统计方差、响应面和等高线分析各影响因素与肥料球度之间的相互关系。结果表明:肥料球度与等轴率、薄片率及磨圆度之间能建立显著性较高的多元回归方程(R2为0.94);各因素对肥料球度影响程度从高到低依次为等轴率、薄片率、磨圆度,且当等轴率在0.98~1.00,薄片率在0.92~0.95,磨圆度在0.85~0.88范围内时,肥料球度最高,达到92.9%。研究结果可为肥料生产和质量检验提供理论依据。     

化肥与粮食安全

本文根据相关文献资料,综述了化肥在保障我国粮食安全中的作用与贡献,分析和预测了实现2010、2015、2020年粮食总产目标所需新增化肥的数量。根据近6年来我国粮食生产中出现的问题,指出要保障我国粮食安全,除了继续发展化肥工业,增加化肥用量之外,国家应采取其他相应措施,包括稳定粮食作物的种植面积(至少应维持在11000万公顷水平);调整粮食价格,保护农民种粮积极性;改善农田基本生产条件,推行节水灌溉技术,促进粮食均衡增产;适度提高粮食净进口份额等等。单纯依靠增加化肥的投入,实现国内粮食供需平衡,不仅代价太大(包括资源、环境和成本代价),市场和农民也不一定能够接受。