提高化肥利用率技术创新展望

化肥利用率低以及化肥施用后损失的养分造成的环境污染,已成为全球社会、经济和农业可持续发展的主要障碍之一。提高肥料利用率已成为当今全球关注的焦点问题。拓展平衡施肥理论和技术由单一的静态横向平衡到静态横向—动态纵向平衡,进行化肥新品种研制;通过生物工程技术改良植物营养遗传性状,提高作物吸收养分能力;运用精确农业施肥理论和技术,提高施肥对土壤、作物的针对性和准确性,这些技术创新和应用是提高肥料利用率的重要途径     

陇东黑垆土区冬小麦肥料利用率研究

为探明平凉市黑垆土区测土配方施肥方式、机械施肥方式及配施生物有机肥下冬小麦肥料利用率,提高当地冬小麦生产的肥料利用率,实现化肥减量和小麦增产。进行了测土配方施肥、机械施肥、配施生物有机肥等冬小麦氮磷钾肥利用率试验,结果表明,测土配方施肥方式、机械施肥方式及配施生物有机肥均能够更好地促进冬小麦对氮磷钾养分的吸收,从而提高冬小麦的产量,其中配施生物有机肥对促进冬小麦增产,提高氮肥、磷肥利用率效果较好,而测土配方施肥对提高钾肥利用率效果较好。通过对各试点冬小麦籽粒产量、秸秆产量及其养分分类归并,应用肥料利用率计算方法得出,平凉市冬小麦生产中氮肥、磷肥、钾肥平均利用率分别为40.57%、20.61%、61.06%。     

不同肥料配方一次性施肥对玉米产量和养分吸收的影响

应用不同肥料配方对玉米进行一次性深施肥试验,结果表明:等养分条件下一次性深施肥有助于玉米对养分的吸收;施用包膜尿素、增施钾肥和一次性深施肥能提高氮肥利用率;一次性深施肥与常规施肥相比,等养分条件下可以明显提高单位面积的经济效益;包膜尿素虽然能提高氮肥利用率,但由于成本过高,增产效果不大,影响单位面积的经济效益。     

贵州黄壤小白菜生长、品质、光合特性及氮素利用对新型肥料的响应

为探究不同新型肥料对贵州省酸性黄壤小白菜产量、品质、光合特性及肥料利用的影响,同时筛选出适合贵州黄壤施用的新型肥料产品,以贵州酸性黄壤为基础,通过盆栽试验设置对照(CK,不施氮肥)、西洋复合肥(常规施肥)、保水型功能性肥和稳定性缓释肥4个处理,研究了新型肥料对小白菜产量、品质、光合特性以及养分吸收利用的影响。结果表明:施用保水型功能性肥和稳定性缓释肥可显著增加小白菜播种后34 d的生物量,较常规施肥处理相比鲜重分别增加4.16%和22.28%,干重分别增加41.55%和62.35%;施用新型肥料还可以改善小白菜的营养品质,与常规施肥处理相比,保水型功能性肥可显著降低硝酸盐含量18.61%,而还原性糖、V_c和游离氨基酸含量分别增加25.74%、130.95%和16.91%;而稳定性缓释肥则使硝酸盐、还原糖和Vc含量分别提高26.68%、15.35%和50.00%,但是游离氨基酸含量则较常规施肥相比降低14.43%;而且新型肥料还增强了小白菜叶片的光合能力(净光合速率Pn、气孔导度gs、胞间CO_2浓度Ci以及蒸腾速率Tr),其中以稳定性缓释肥处理的小白菜光合能力最佳,且气孔因素是导致净光合速率增加的主要原因。施用新型肥料小白菜对氮素的吸收显著增加,氮肥利用效率显著提高,新型肥料处理的氮肥农学效率(AEN)、偏生产力(PFPN)、生理利用率(PE_N)和表观利用率(REN)平均分别为48.30 kg·kg~(-1)、59.85 kg·kg~(-1)、95.46 kg·kg~(-1)和52.79%,以稳定性缓释肥处理的氮肥利用效率最佳,尤其是氮肥表观利用率达66.66%。此外,相关性分析结果显示,小白菜产量与叶片净光合速率P_n、气孔导度g_s以及蒸腾速率T_r均呈显著正相关关系,说明提高小白菜叶片的气体交换参数P_n、g_s和T_r可以增加小白菜产量;同时小白菜叶片氮含量与氮肥生理利用率和氮肥表观利用率存在极显著相关性,r值分别为-0.937和0.978,表明增加小白菜叶片氮含量可以提高小白菜对氮肥的利用效率。综上所述,新型肥料对贵州酸性黄壤上小白菜的生物增产效应以及光合特性提高等效果显著,可为将来在贵州农业生产中推广应用提供参考和理论依据。     

根区施肥 ¾¾ 提高肥料养分利用率和减少面源污染的关键和必需措施

如何提高肥料利用率是当前农业发展和环境保护迫切需要解决的问题。本文对多种提高肥料利用率的方法进行了简评,对我国肥料养分利用率低的原因进行了分析。认为肥料向环境的迁移损失是肥料养分低效的根本原因,而土壤对肥料养分的吸附固定总体上不会导致肥料养分利用率下降。肥料养分当季利用率低主要因大部分肥料养分分布于根系不能高效吸收的土体范围而致。根据土壤中肥料养分迁移扩散能力有限、作物根系高效吸收养分的土体范围有限以及养分供应浓度（(强度）)直接决定养分吸收效率等研究结论,本文论述了根区施肥是未来大幅度提高肥料当季利用率的必然和关键措施。并对根区施肥进行了定义,提出了根区施肥的适用条件和未来需要研究的科学问题。     

水肥一体化、艺机一体化技术在冀西北的应用

正张家口市农用地2 499 936.97 hm2,农业人口300多万人,是典型的农业大市。由于降水较少与年内各季、月降水年际变化大、水资源严重不足等因素,构成该生态脆弱区农业发展需要现代科技支撑下的现代节水农业。1水肥一体化、艺机一体化技术的优点水肥一体化技术是将灌溉与施肥融为一体的农业新技术,主要优点:节省施肥劳力;提高肥料利用率;有利于实现标准化栽培;施肥及时,养分吸收快速;有利于应用微量元素;改善土壤环境状况;采用滴灌施肥方法可使作物在边际土壤条件下正常生长;应用管道施肥可提高作物抵御风险的能力。     

冬小麦氮、磷、钾肥料利用率试验初报

为客观评价测土配方施肥的效果,进一步摸清常规施肥下冬小麦氮肥、磷肥和钾肥的利用率现状和测土配方施肥提高氮肥、磷肥和钾肥利用率的效果,在新疆维吾尔自治区阿图什市进行冬小麦氮磷钾肥料利用率,试验实行养分平衡供应,提高化肥利用效,通过试验,得出测土配方施肥提高肥料利用率的效果。即测土配方施肥氮、磷、钾肥利用率比常规施肥情况下的氮、磷、钾肥利用率分别增加4%、2.5%、2.1%。     

用15N研究吉林黑土春玉米对氮肥的吸收利用

用1 5N示踪技术在吉林省中部黑土地区进行田间微区试验 ,研究不同氮肥追施深度与次数对氮肥利用率的影响。结果表明 ,两次深追肥处理 ( 1 0～ 1 5cm)比当地传统的垄上一次浅追肥处理 ,肥料氮的利用率从 2 4 5 %提高到 39 0 % ,氮肥深施并增加追肥次数能有效地提高利用率 ;肥料氮的总损失为 1 6%～ 2 7% ,土壤残留率为 34%～ 5 4 % ;吸收的标记肥料氮中有 1 /2是在 8月 1日以后籽粒形成期被玉米吸收利用的 ;氮肥损失的 70 %～ 90 %是在追肥以后 35天期间发生的 ;施肥的激发效应较弱     

冬小麦氮、磷、钾肥料利用率试验初报

为客观评价测土配方施肥的效果,进一步摸清常规施肥下冬小麦氮肥、磷肥和钾肥的利用率现状和测土配方施肥提高氮肥、磷肥和钾肥利用率的效果,在新疆维吾尔自治区阿图什市进行冬小麦氮磷钾肥料利用率,试验实行养分平衡供应,提高化肥利用效,通过试验,得出测土配方施肥提高肥料利用率的效果。即测土配方施肥氮、磷、钾肥利用率比常规施肥情况下的氮、磷、钾肥利用率分别增加4%、2.5%、2.1%。     

氮磷钾平衡施肥对夏玉米产量及养分吸收和累积的影响

结合目前夏玉米施肥存在的种种弊端,探讨平衡施肥对夏玉米产量及养分吸收的影响,为实现夏玉米超高产和合理施肥提供理论依据。通过设置大田试验,研究了不同施肥模式对夏玉米产量、氮肥利用率及养分吸收、累积的影响。氮磷钾平衡施肥(NPK)对夏玉米籽粒产量有显著的增产作用,产量达6426 kg/hm2,分别比PK、NK、NP、FP、CK处理增产13.2%、12.9%、19.3%、12.0%、22.9%。夏玉米生物量累积曲线与N、P、K养分累积曲线基本一致,都呈"S"型,养分累积量的次序为N>K>P,生物量和养分累积主要集中在喇叭口期以后。氮、磷、钾平衡施用可提高夏玉米产量、氮肥利用率以及养分的吸收,在喇叭口期追施肥料值得推广。     

施肥对棉花养分吸收、分配、利用和产量的影响

通过田间膜下滴灌栽培,研究了施肥对棉花养分吸收分配规律、肥料利用率、棉花产量和经济效益的影响。结果表明,与农民习惯施肥(FP)相比,推荐施肥(OPT)处理的养分吸收、生殖器官中分配总量和肥料利用效率有不同程度的提高,其中氮肥和磷肥肥料利用效率分别提高29.5和10.8个百分点,氮肥和磷肥农学利用效率分别提高0.4和0.7 kg·kg~(-1)。且OPT处理增产4.5%,增加农民收入774元·hm~(-2),该地区棉花产量限制因子依次为氮、磷、钾。说明平衡施肥的氮、磷、钾养分投入基本合理。     

减氮配合增效剂和缓释肥对玉米田土壤温室气体排放和产量的影响

为了明确适宜的氮肥管理措施、减少旱地黑土温室气体排放和提高氮肥利用率,采用静态箱-气相色谱法研究了减氮配合施用肥料增效剂和缓释常量氮肥对玉米田温室气体排放、产量和氮肥利用率的影响。结果显示,增效70%常量氮肥的平均N2O排放通量显著低于常量施肥;各试验处理均比常量施肥的平均CO2排放通量低;增效70%常量氮肥表现为吸收CH4,增效70%常量氮肥和增效常量氮肥较常量施肥和缓释常量氮肥处理明显降低N2O排放系数、全球变暖潜能值和温室气体排放强度。增效常量氮肥较常量施肥处理增产2.5%,70%常量氮肥、增效70%常量氮肥和缓释常量氮肥分别较常量施肥处理减产7.23%、4.53%和5.87%。缓释常量氮肥处理氮肥表观利用率最高,达36.70%,增效70%常量氮肥处理的氮肥表观利用率27.28%,均明显高于常量施肥。在本实验条件下,减氮30%并添加氮定NMAX肥料增效剂在保证玉米产量的同时,减少温室气体排放效果优于其他施肥措施,适合推广使用。     

控释肥料与平衡施肥和提高肥料利用率

肥料及施肥仍然是我国目前农业生产的重要因素。化肥对农作物增产作用占30％～40％,化肥支出约占农民全部生产性支出的50％。但是肥料利用率还较低,N约为30％～35％,P约为10％～20％,K约为35％～50％。可见,如何提高肥料利用率对农业生产和我国经济发展具有极其重大的意义。能够有效地提高肥料利用率的措施可能是,生产包容平衡施肥原理与技术的科学施肥的技术载体一控释肥料,实现作物生产期养分促释和缓释的双向调控;形成了使平衡施肥原理与技术产业化,并通过控释肥料的施用使平衡施肥原理和技术自然而然地被农民掌握和实施的完整思路。     

肥料养分真实利用率计算与施肥策略

目前人们提到的我国肥料利用率数据都是基于常规公式获得的当季肥料表观利用率的计算结果,并由此认定我国肥料利用率比较低。本文提出养分真实利用率的计算方法,养分真实利用率是作物吸收的养分占种植作物消耗的养分比例。养分来源既包括施用的各种肥料养分,也包括土壤贮存的养分,其公式为:作物吸收的养分量/(施肥量-土壤养分的盈亏量)。养分真实利用率也可采用100%减去养分的损失率来计算,因各种途径未被作物吸收利用并离开耕层土壤的养分才是损失,而贮存在耕层土壤中的养分则不能算作损失。我国耕地土壤肥力的维持和作物吸收的养分都主要来自于各种肥料,因而养分真实利用率的计算公式,基本等同于肥料养分真实利用率的计算公式。利用这一新的公式,我国的肥料养分真实利用率无论是当季还是长期利用率都将远远高于当前文献报道的数据。新的算法获得的肥料养分利用率直接与肥料养分的损失率相对应,将有利于揭示肥料对粮食生产的实际贡献率和损失率,并推动土壤肥力的培育目标及施肥策略与养分损失率相对应,促进施肥技术向减少肥料损失的方向发展,而不是片面地提高目标不太明确却广泛使用的肥料表观利用率。未来大田作物的施肥量并不需要高度依赖测土施肥,而应主要依赖于作物生长对养分的消耗量和养分损失率来确定。     

养分专家系统推荐施肥对苏北地区水稻产量和肥料利用率的影响

苏北地区水稻集约化种植体系中存在氮肥施用过量、施肥时期与肥料配比不合理、肥料利用率低等现象,是农民收益增加和农业可持续发展的限制因子。为科学、系统地指导苏北地区稻田施肥,提高水稻养分利用效率并降低环境风险,本研究基于地块土壤性状、产量目标及养分管理措施等信息,运行水稻养分专家系统(Nutrient Expert System, NE)进行施肥推荐,并通过田间试验比较了NE推荐施肥对苏北地区水稻产量、经济效益、养分吸收、肥料利用率的影响。试验共设置5个处理,分别为水稻养分专家系统推荐施肥(NE),基于NE处理的减氮(NE-N)、减磷(NE-P)和减钾(NE-K)处理,以及农民习惯施肥(FP)。结果表明:与FP处理相比, NE处理的氮、磷肥偏生产力分别提高44.77%和6.32%,其中氮肥偏生产力达到显著水平(P0.05);钾肥偏生产力显著降低33.55%(P0.05);氮肥、钾肥回收利用率显著提高4.91%、19.35%,磷肥回收利用率与FP处理基本相同。相比于FP处理,NE处理在减少氮肥投入,保证氮、磷、钾肥平衡施用的条件下,水稻增产2.23%,增收6.24%,但差异不显著;水稻植株籽粒中磷和钾积累量分别增加10.32%和51.63%,其中后者达显著水平(P0.05)。综上所述,水稻养分专家系统在苏北地区依据地块信息和智能化施肥系统,指导优化了氮、磷、钾肥的施用量和施用方法,促进了水稻对氮、磷、钾养分的吸收和利用,提高了肥料利用率,具有较好的增产增收效果,可以在苏北地区推广应用。     

氮肥利用率的问题与改进

传统差减法计算氮肥利用率变异较大,影响了氮肥利用率的应用,科学的氮肥利用率计算方法对氮肥的合理施用十分重要。本文概述了氮肥利用率50多年的研究过程,并划分为3个创新研究阶段,提出差减法计算氮肥利用率各个创新研究阶段的主要创新点。采用常规计算方法和定位试验研究资料计算了氮肥利用率,阐明常规计算方法计算的氮肥利用率结果存在的问题;归纳了氮肥利用率变异较大的主要原因:1)采用土壤氮素养分系统没有达到平衡或接近平衡的试验结果;2)常规计算方法仅考虑氮肥用量和作物吸收氮量,没有考虑土壤残留氮(或消耗土壤氮)。建立了2个氮肥利用率计算的新方法:1)土壤氮素养分系统平衡状态计算公式:氮肥利用率=(施肥作物吸收氮-报酬递减系数×对照作物吸收氮)/施肥氮;2)土壤氮素养分未达到平衡状态计算公式:氮肥利用率=(施肥作物吸收氮-报酬递减系数×对照作物吸收氮)/(施肥氮+施肥处理土壤氮素消耗量-对照处理土壤氮素消耗量)。     

测土配方施肥对水稻产量及化肥利用率的影响

试验主要探讨测土配方施肥对水稻产量及化肥利用率的影响。在不同类型土壤上,选择当地主推水稻品种为供试品种,通过设置测土配方施肥与农民习惯施肥对比试验,研究测土配方施肥对水稻产量、肥料利用率的影响。结果表明:测土配方施肥水稻产量均明显高于习惯施肥处理,测土配方施肥处理较农民习惯施肥水稻增产4.4~30.5 kg/667 m2,氮肥利用率提高了4.9%~9.6%,磷肥利用率提高了2.1%~9.3%,钾肥利用率提高了2.6%~8.8%。说明测土配方施肥技术的肥料用量及配比基本合理,能达到水稻增产、节本、增效的目的。     

应用~(15)N、~(32)P示踪法研究双季稻一次性全层施肥技术的肥料效应

试验在双季高产稻区湖南醴陵市大田条件下进行。为比较一次性施肥技术与高效施肥技术肥料效应的差异 ,应用15N和3 2 P双标记研究了一次性施肥法的肥料效应 ,结果表明 :与对照法相比 ,一次性施肥技术可以促进水稻前中期对养分的吸收和增加干物质的积累量 ,全生育期水稻对氮和磷肥的利用率、氮肥回收率、水稻生物产量及谷物产量与对照相当。但由于一次性施肥法操作简单 ,有利于双季稻大面积平衡增产 ,可在生产上推广应用     

不同施氮处理对水稻产量、氮素吸收及利用率的影响

大田试验条件下研究了不同施肥处理对水稻产量、氮素吸收及利用率的影响,以期为肥料的合理施用提供依据。结果表明,与不施肥处理(CK)相比,各施肥处理均显著提高了稻谷产量,增产率为28.5%~40.0%;不同施肥处理间却无显著差异。施肥处理水稻产量的提高主要归因于有效穗和每穗粒数的增加,增幅分别为5.5%~26.1%,25.2%~57.0%。养分吸收结果表明,施氮处理显著提高了水稻的氮素吸收量,且主要分配于稻谷,所占比例为71.3%~79.0%。与习惯施肥处理(T1)相比,优化施肥(T2)、控释尿素(T3)、控释尿素与普通尿素配施(T4)处理在减少氮肥用量21.6%的条件下,稻谷产量没有降低,而氮肥农学利用率、氮肥偏生产力以及氮肥生理利用率和氮收获指数都有所增加,分别提高3.2~6.9 kg/kg、11.7~15.4 kg/kg、7.0~30.6 kg/kg、0.04~0.08,且均表现为控释尿素处理(T3)处理最高。可见,采用合理的肥料及科学的施用方法均可显著提高养分的利用效率。     

不同土壤类型水稻测土配方施肥对肥料利用率的影响分析

为了探究不同土壤类型下水稻测土配方施肥对肥料的利用率,选取徐稻9号水稻品种,通过对比试验的方法,分别对测土配方施肥下水稻对氮、磷、钾肥的利用率。试验结果表明,在水稻土试验田中,采用测土配方施肥与传统施肥相比,对于氮肥的利用率为42.4%,比常规施肥提高了15.3个百分点;对磷肥的利用率为26.9%,提高了8.3个百分点;对钾肥的利用率为40.8%,提高了9.1个百分点。在潮土试验田中,对于氮肥的利用率为39.8%,提高了10.4个百分点,对磷肥的利用率为37.2%,提高了14.9个百分点;对钾肥的利用率为42.7%,提高了14.6个百分点。