施氮对不同土壤肥力下玉米氮素吸收和利用的影响

采用田间试验,研究了吉林省高、低肥力条件下不同氮肥用量对春玉米产量及氮素吸收和利用的影响。结果表明,范家屯和榆树试验点的最高产量施氮量分别为N 251和206 kg/hm2,最佳经济施氮量分别为N 227和134 kg/hm2。两试验点的最高产量和最佳经济产量均表现为范家屯试验点高于榆树试验点。适宜增加施氮量可显著提高范家屯低肥力试验点玉米氮素最大吸收速率和吸收总量,提前最大吸收速率出现的天数。玉米收获后030 cm土层残留的硝态氮呈现出随着施肥量的增加而增加的趋势,其中榆树高肥力试验点土壤硝态氮积累明显高于范家屯低肥力土壤。范家屯低肥力试验点氮素的农学利用率、表观回收率和偏因子生产力高于榆树高肥力试验点。范家屯低肥力条件下可通过增施氮肥提高产量; 而榆树高肥力条件下则可通过控制氮肥用量达到提高产量和氮肥利用率的双重目标。     

不同氮肥用量下冬小麦土壤剖面累积硝态氮及其与氮素表观盈亏的关系

以在陕西关中地区户县、周至两县连续2年的20余个3414肥料田间试验为研究对象,研究了不同施氮量下冬小麦收获后土壤2 m剖面硝态氮的分布、累积及其与土壤氮素表观盈亏量间的关系。结果表明:随着氮肥用量的提高,土壤剖面硝态氮累积量明显增加,其向土壤下层淋溶的程度也越严重;当施氮量为180～240 kg/hm2时,一些试验点的土壤氮素已经表现出盈余;当施氮量达到270～360 kg/hm2,所有试验点土壤氮素均明显盈余。不同施氮量时土壤表观氮素平衡值（施氮量与氮素携出量的差值）与土壤02 m剖面硝态氮累积量之间呈极显著正相关,说明土壤表观氮素平衡和盈亏决定了土壤剖面硝酸盐的累积状况;土壤氮素表观盈余值每增加100 kg/hm2,02 m土壤剖面硝态氮累积量增加约62.5 kg/hm2。     

基于产量及环境友好的玉米氮肥投入阈值确定

为了寻求河套灌区玉米高产与环境友好双赢的氮肥投入阈值,该文采用田间试验和室内分析化验相结合的方法,在内蒙古五原县连续三年定位研究了不同施氮水平对河套灌区玉米产量、土壤N素残留量及氮平衡的影响。结果表明:随着施氮量的增加,籽实产量呈先增加后下降的趋势,2 m土壤矿质氮质量分数呈指数增加趋势。随着施氮量及施氮年限的增加,土壤剖面N素含量呈增加趋势。随着土壤深度的增加,在0~80 cm土层间土壤N素含量呈下降趋势。盈余率为0时,施氮量为237 kg/hm2,籽实产量为13.7 t/hm2,2 m土壤矿质氮为478 kg/hm2,土壤氮素回收率为24%,植株氮素回收率为41%,土壤-玉米系统总回收率为65%;95%最高产量到最高产量为13.2~13.9 t/hm2,对应施氮量为193~291 kg/hm2,2 m土壤矿质氮为419~563 kg/hm2,氮素盈余率为-19%~23%,土壤氮素回收率为21%~26%,植株氮素回收率为41%,土壤-玉米系统总回收率为62%~67%。施氮量193~291 kg/hm2是既保证玉米产量又满足土壤氮素盈余较少、土壤-玉米系统氮素回收较高的合理施氮阈值。该研究为河套灌区玉米合理施用氮肥提供了科学依据。     

传统和优化施氮对春玉米产量、氨挥发及氮平衡的影响

【目的】本文通过在陕西省长武县(CW)和吉林省梨树县(LS)的春玉米田间试验,研究了传统和优化施氮对春玉米产量、土壤氨挥发及氮平衡的影响,以探讨春玉米氮肥优化的潜力及其对农田氨减排的效果。【方法】试验设对照、传统施氮(长武N 250 kg/hm2,梨树N 300 kg/hm2)及优化施氮(N 200 kg/hm2)3个处理,分别以N0、Ncon、Nopt表示。氨挥发采用德尔格氨管法(简称DTM法)进行原位测定,通过田间气象因素的校正计算氨挥发累积量。【结果】长武和梨树点不同施氮处理下春玉米的产量结果表明,除对照(长武7.9 t/hm2、梨树3.8 t/hm2)外,传统和优化施氮处理间均无显著差异(长武10.6 10.8 t/hm2,梨树9.5 9.6 t/hm2)。玉米氮肥利用率表现为优化施氮(44.3%44.5%)显著高于传统施氮(33.6%36.4%),其中长武点氮肥利用率提高了8.1个百分点,梨树点氮肥利用率增加了10.7个百分点。氨挥发田间监测结果显示,基肥翻耕入土后,伴随降雨的产生,长武和梨树点均未产生氨挥发。喇叭口追肥期表施氮肥后,长武和梨树点均产生大量氨挥发(占追施尿素氮量的16%22%),减少追肥用量N 30 kg/hm2(长武点)和N 100 kg/hm2(梨树点)能显著减少氨挥发损失N 8和15 kg/hm2。土壤-春玉米系统氮平衡估算的结果显示,与长武点氮素表观矿化N 97 kg/hm2相比,梨树点仅为N 16 kg/hm2。优化施氮比传统施氮处理显著降低表观氮素盈余N 48 88 kg/hm2。长武点各施氮处理的表观氮素盈余中,约46%的氮素残留在0—1 m的土壤中,54%损失到环境中,氨挥发占总损失的15%30%;梨树点表观氮素盈余中,35%损失到环境中,其中氨挥发占总损失的54%75%,约有65%残留在0—1m的土壤中。梨树点传统施氮处理0—1 m土层的氮素残留达N 140 kg/hm2,部分残留在土壤中的氮素也将面临淋洗、硝化和反硝化等损失的风险。与优化施氮相比传统施氮氮素表观损失增加了约N 30 40 kg/hm2,除氨挥发损失外,淋洗和硝化/反硝化等也是土壤-春玉米系统中不可忽视的氮素损失途径。【结论】我国春玉米主产区农民传统的氮肥用量偏高,增产效应不明显,氮肥损失风险加剧,尤其是氨挥发损失较大,氮肥的优化潜力高达20%33%,相当于可减少施氮N 50 100kg/hm2。     

氮肥对吉林春玉米产量、农学效率和氮养分平衡的影响

为解决东北地区玉米合理施用氮肥问题,于2014年在吉林省中部地区通过田间试验,研究了不同施氮量(0、70、140、210、280 kg/hm2)对玉米产量、氮素吸收利用、土壤无机氮积累变化规律及氮素平衡的影响。结果表明,施氮量在70~210 kg/hm2范围内玉米产量随施氮量的增加而增加,当施氮量增加至280 kg/hm2产量下降,根据玉米产量(y)和施氮量(x)拟合得出线性加平台关系式:y=14.63x+8 734.11(R2=0.924**),得出最佳施氮量为184.0 kg/hm2。氮素利用率、农学利用率和偏生产力随施氮量的增加而下降;氮收获指数随施氮量的增加先增后降,以施氮量210 kg/hm2处理最高,为64.9%。土壤无机氮积累量在玉米整个生育期呈现先快速下降后小幅升高的趋势。玉米成熟期施氮处理各层土壤无机氮积累量均高于不施氮肥处理,且基本随施氮量的增加而增加。玉米收获后土壤无机氮残留量在施氮量70~210 kg/hm2范围内显著增加,施氮量增加至280 kg/hm2不再显著增加;氮表观损失量随施氮量的增加显著增加。玉米氮吸收量、土壤无机氮残留量和氮表观损失量与施氮量呈显著的正向相关性,玉米氮吸收量、土壤无机氮残留量和氮表观损失量分别占增加氮量的21.84%、41.19%和36.97%。综上所述,在本试验条件下,最佳施氮范围为184~210 kg/hm2。     

冬小麦/夏玉米轮作中高肥力土壤的持续供氮能力

通过连续3年的冬小麦.夏玉米轮作试验研究高肥力土壤的供氮能力。结果表明,在本试验的高肥力土壤上,存在土壤供氮能力随时间延长而下降的趋势。但在连续3年3个轮作周期6季作物生长过程中,土壤都保持了较高的供氮能力,其中夏玉米季高于冬小麦季,不施氮处理在冬小麦季的相对产量保持在46%～76%,夏玉米季为69%～81%,轮作周期中土壤氮素的表观矿化量为125～184kg.hm2,而供氮能力为123～190kg.hm2。在考虑土壤供氮能力的基础上,基于土壤植株测试的氮肥优化管理,在连续6季作物中较大幅度地降低了氮肥用量,但却获得了同传统施氮处理一致的产量,保持了较低的土壤无机氮残留量,避免了过量施氮对环境的不良影响。     

春玉米产量、氮素利用及矿质氮平衡对施氮的响应

通过在辽宁省昌图县的田间试验,研究了不同施氮水平(0、60、120、180、240和300 kg hm-2)对春玉米产量、氮素利用及农田矿质氮平衡的影响。结果表明:春玉米产量随施氮量增加而显著提高,当施氮量高于N 240 kg hm-2时,产量有减少趋势;氮素当季利用率随施氮量增加先增加后降低,在施氮量180 kg hm-2时达到最大,为27.95%。随着施氮量增加,氮肥农学利用率、氮素吸收效率和氮素偏生产力均显著降低,而氮肥生理利用率和氮肥表观残留率均先增加后降低,这与氮肥表观损失率的变化正好相反。作物吸氮量随施氮量增加而显著增加,氮盈余主要以土壤残留为主,表观损失在氮盈余中的比例虽小,但随着施氮量增加而明显增加。低量施氮(<180 kg hm-2)主要引起土壤矿质氮残留量的显著增加,而高量施氮(240 kg hm-2和300 kg hm-2)主要引起土壤氮素表观损失量的显著增加。在本试验条件下,合理施氮量应控制在180～209 kg hm-2左右。     

土壤高残留氮条件下施氮对夏玉米氮素平衡、利用及产量的影响

土壤残留氮是不容忽视的土壤氮素资源.通过田间小区试验研究了土壤高残留氮下不同施氮量(0、80、160、240和320 kg/hm2)对夏玉米土壤硝态氮积累、氮素平衡、氮素利用及产量的影响,分析了夏玉米的经济效益.结果表明,土壤剖面硝态氮积累量随施氮量的增加而增加,且施氮处理硝态氮积累量显著高于不施氮处理;各施氮处理土壤硝态氮在0-60 cm土层含量最高,在0--180 cm剖面呈先减少后增加的变化趋势.不施氮处理夏玉米收获后土壤无机氮残留量高达378 kg/hm2,随施氮量的增加,无机氮残留和氮表观损失显著增加.作物吸氮量、氮表观损失量与总氮输入量呈显著正相关,总氮输入量每增加l kg作物吸氮量增加0.156 kg,而表观损失量增加0.369 kg,是作物吸氮量的2.4倍.高残留氮土壤应严格控制氮肥用量,以免造成氮素资源的大量浪费.夏玉米籽粒吸氮量随施氮量的增加呈增加的趋势,氮收获指数呈降低的趋势.氮肥农学效率、氮肥生理利用率、氮肥利用率和氮素利用率在施氮量80 kg/hm2时最高,随施氮量的增加降低;增施氮肥能降低高残留氮土壤中氮肥的增产效果和利用率.综合考虑产量、氮素利用和环境效应,N 80 kg/hm2是氮素高残留土壤上玉米的合理施氮量.     

硫膜和树脂膜控释尿素对土壤硝态氮含量及氮素平衡和氮素利用率的影响

【目的】控释尿素已被证明对于提高氮素利用率、减少氮素损失和增产有积极意义,且不同包膜的控释尿素由于包膜材料的不同,对于氮素的释放和供应强度有所不同。本文在黄淮海区域采用玉米田间试验,探讨硫膜和树脂膜控释尿素在氮素供应和减少氮素损失等方面的效应,以期为黄淮海区域夏玉米在高温多雨的种植条件下两种控释尿素的选择和应用提供依据。【方法】以硫膜和树脂膜控释尿素为研究对象,采用田间试验研究0—100 cm土壤剖面中的硝态氮含量,玉米整个生育期的土壤氮素平衡和玉米产量以及氮素利用率。【结果】与相同施氮量的普通尿素相比,硫膜和树脂膜控释尿素均具有"前控后保"的特性,使玉米苗期0—100 cm土层的土壤硝态氮含量降低了11.7%~56.7%和28.8%~68.2%,玉米灌浆期和收获期0—40 cm土层的硝态氮含量分别提高了16.3%~46.7%、0.5%~60.7%;两种控释尿素均能有效降低玉米整个生育期土壤残留的无机氮量、氮素表观损失量和盈余量,降幅分别为12.0%~18.4%、13.2%~66.4%和15.6%~30.9%,使玉米产量提高14.6%~37.5%,氮素利用率提高12.3~20.8个百分点。在N 210 kg/hm2、N 300 kg/hm2两种施氮量条件下,与相同施氮量的硫膜控释尿素相比,树脂膜控释尿素处理的玉米苗期0—60 cm土层的硝态氮含量降低了26.4%~39.1%,灌浆期0—40 cm土层和收获期0—20 cm土层的硝态氮含量分别提高了10%~21.8%和9.6%~16.4%,土壤残留无机氮量、氮素表观损失量和盈余量分别降低了2.3%~6.0%、44.6%~61.3%和17.0%~17.7%,玉米产量提高了6.8%~8.3%,氮素利用率提高了7.1~8.4个百分点,说明树脂膜控释尿素的效果优于硫膜控释尿素。树脂膜控释尿素和硫膜控释尿素在施氮量N 300 kg/hm2时均比N 210 kg/hm2条件下玉米整个生育期不同土层的硝态氮含量提高了1.2%~90.9%和2.0%~56.7%,玉米整个生育期土壤残留无机氮量、氮素表观损失量和盈余量分别提高了42.1%~47.6%、66.2%~137.9%、52.5%~53.8%,玉米产量和氮素利用率分别提高了20.8%和22.5%、6.5和5.2个百分点,施氮量N 300 kg/hm2优于N 210 kg/hm2。【结论】树脂膜控释尿素在减少夏玉米农田土壤剖面硝态氮残留、维持土壤氮素平衡和提高氮素利用率等方面的效果优于硫膜控释尿素和普通尿素。综合考虑保证土壤氮素供应、减少氮素损失、提高玉米产量及氮素利用率等因素,在黄淮海区域高温多雨气候条件下种植夏玉米,以施氮量N 300 kg/hm2的树脂膜控释尿素或者硫膜和树脂膜控释尿素二者配合施用效果最佳。     

新疆石河子地区玉米产量及氮素平衡的施氮量阈值研究

【目的】合理施用氮肥不仅会提高肥料利用率,还会降低氮素面源污染的风险。通过2年田间肥料定位试验,研究北疆灰漠土区不同氮肥用量下,土壤无机氮积累量、 氮素平衡和玉米产量间的相互关系,为氮肥合理施用提供依据。【方法】研究采用肥料田间定位试验,小区试验于2011-2012年开展,设计6个氮肥（N）用量水平: 0、 225、 300、 375、 450、 600 kg/hm2,分别以N0、 N225、 N300、 N375、 N450、 N600表示,其中300 kg/hm2为当地玉米农田氮肥推荐用量,磷肥（P2O5）施用量为75 kg/hm2,钾肥（K2O）施用量为37.5 kg/hm2。【结果】 1）施用氮肥增加了土壤硝态氮和铵态氮残留量,硝态氮主要残留于060 cm土层,铵态氮主要分布在020 cm土层深度。2011年试验中,土壤无机氮残留量随氮肥用量增加而显著增加,与对照相比,施氮处理无机氮残留量增幅为12%~102%,与施氮量呈指数增长关系。2012年氮肥用量对土壤无机氮残留量的影响与2011年相似。2）施氮量 225 kg/hm2时,0100 cm土层深度土壤无机氮积累量降低,表现为负积累效应,N0和N225处理下2012年土壤无机氮积累量分别较2011年降低165%和170%; 施氮量高于 300 kg/hm2时,土壤无机氮积累量显著增加,表现为富集现象,其中,N375、 N450和N600处理下2012年土壤无机氮积累量分别较2011年增加17%、 388%、 170%。土壤无机氮积累量与施氮量显著呈二次抛物线关系,2011年回归方程为y=0.0001x2 + 0.1013x－22.537（R2 = 0.9288）,无机氮无积累时施氮量为187 kg/hm2; 2012年为 y = 0.0003x2 + 0.1417x - 52.78（R2 = 0.9583）,无机氮无积累时施氮量为245 kg/hm2。土壤氮素表观损失量和氮素盈余量的增加幅度随氮肥用量增加而显著加大。3）氮肥投入可提高玉米产量,产量与施氮量呈显著的二次抛物线或线性加平台的关系,施氮量高于300 kg/hm2时,玉米产量与最高产量差异不显著; 产量与无机氮积累量呈二次抛物线形关系,当土壤无机氮达到平衡时,玉米产量显著低于最高产量,当玉米产量达到最大时,土壤无机氮有一定积累。氮肥利用率则随氮肥用量增加呈指数关系显著降低。施氮量270 kg/hm2为产量与氮肥利用率的交点,施氮量340 kg/hm2 是土壤无机氮残留量与氮肥利用率的交点。【结论】利用产量效应、 环境效应与肥料效应函数的交点确定氮肥投入阈值,是较为优化的方法。合理的氮肥投入不仅能获得玉米高产,降低氮素面源污染风险,还能获得较高的氮肥利用率。因此,施氮量260340 kg/hm2为本研究区玉米高产与环境友好的氮肥投入阈值。     

不同施肥方式对东北黑土春玉米连作体系土壤氮素平衡的影响

通过三年定位试验,在东北春玉米连作区比较了农民习惯（一次性施肥）与优化施肥条件下土壤作物系统的氮素表观平衡及氮素在土壤中的残留特征,以期评价两种施肥方式对黑土氮素矿化、残留及氮素平衡的影响。研究结果表明:优化施氮（根据土壤无机氮测试推荐追肥量,Opt）处理玉米产量、生物量、吸氮量最高。农民习惯施肥1（85%基肥+15%种肥,Tra1）和农民习惯施肥2（氮肥全部作为基肥施入,Tra2）处理土壤残留无机氮含量变化受降水量影响较大,残留硝态氮下移明显。与Opt处理相比,三年连作后3060 cm土层硝态氮含量增加约2.0倍,6090 cm硝态氮含量增加约2.4～3.3倍。Opt处理可显著降低肥料氮在土壤中的残留。在氮素输出项中,作物携出量因施肥方式不同而差异显著,氮盈余量随施氮量的增加而急剧增加,最高达400.9 kg/hm2。Tra2处理氮盈余最小,但以残留Nmin为主。氮肥一次性基施使氮素在土壤中累积较多,且易导致土壤残留硝态氮下移,从而对东北黑土地区的生态环境造成一定的威胁。而在基肥的基础上,根据土壤无机氮测试推荐追肥可以提高氮肥利用率,减少氮损失。     

玉米叶片SPAD值、全氮及硝态氮含量的品种间变异

研究比较两种土壤肥力条件下,4个春玉米品种在喇叭口期至成熟期间叶片SPAD值、全氮及硝态氮含量的变异程度、及其与氮素积累和产量形成的关系,以期为不同品种植株的氮素营养测试指标的优化提供依据。结果表明,叶片SPAD值与产量、吸氮量及生物量呈显著相关,该值主要受氮肥水平影响,并因土壤肥力而变异。从喇叭口期至灌浆期间平均变异幅度为17.7%,但品种间变异很小,平均仅为4.3%。说明利用SPAD值诊断玉米氮素营养时,其诊断指标不需要因品种而调整,但需要因不同肥力而调整。在新立城低肥力条件下,喇叭口期(V12)和抽雄期(VT)的SPAD临界值指标分别为46.1和57.8;在德惠高肥力条件下,两个时期的SPAD值临界值较为接近,分别为59.9和60.3。植株叶片硝态氮含量在土壤肥力间及品种间变异均较大,变异幅度分别为43.1%和29.3%,且与产量、吸氮量及生物量的相关性均较差,不适于在大面积范围内单独作为玉米氮素营养状况的评价指标。     

黄土高原旱地冬小麦/夏玉米轮作体系土壤的氮素平衡

在黄土高原南部旱地,通过田间小区试验研究了传统施肥方式下冬小麦/夏玉米轮作体系中土壤的氮素平衡。结果表明:土壤残留矿质态氮(Nmin)对作物产量和施用氮肥效果有重要影响,前季作物残留土壤Nmin可以促进后季作物生长,使氮肥增产效应不明显;冬小麦生长季节施氮240.kg/hm2可以增加产量和作物吸氮量,但其氮肥利用率只有39.7%,大部分以Nmin残留于0200cm土壤中或以其他途径损失;由于冬小麦季节残留肥料氮的后效,使夏玉米生长季节的氮肥利用率很低,施氮120和240.kg/hm2的氮肥利用率分别只有22.4%和3.9%,而在0200cm土层残留率则达到51.1%和87.2%;经过冬小麦、夏玉米一个轮作周期后,施氮量为240、360和480.kg/hm2时作物的氮肥利用率平均为52.2%4、2.2%和28.0%,而相应的土壤残留率平均为12.4%、25.3%和49.8%,表观损失率平均为35.4%、32.5%和22.2%。表明在土壤残留Nmin较高的条件下,夏玉米生长季节施氮量较低时盈余氮素以表观损失为主,施氮量高时大部分氮素残留于土壤剖面。     

不同施氮水平对春玉米氮素利用及土壤硝态氮残留的影响

过量施用氮肥造成的环境问题日益严重,氮肥合理使用成为了人们研究的热点。通过研究不同施氮水平对春玉米氮素利用及土壤硝态氮残留的影响,为氮肥的合理利用提供依据。通过在北京市通州区农业技术推广站进行田间小区试验,研究了不同施氮量（0、50、100、200和300kg·hm^-2）对春玉米产量及氮素利用效率、氮平衡和土壤硝态氮累积量的影响。结果表明：（1）春玉米在施氮量为200kg·hm^-2时达到最高产量,为9006．4kg．hm^-2,不同氮肥水平的氮肥利用率在19．7％-25．8％之间,在100kg·hm^-2时的利用效率最高,达到25．8％。（2）作物吸氮量随输入量的增加而增加,氮盈余主要以土壤残留为主,表观损失在氮盈余中的比例虽小,但随施氮量的增加而增加的趋势更加明显。（3）硝态氮在180cm土层中的累积量随氮素输入量的增加而显著增加,在300kg·hm^-2时达到最高值,为195kg·hm^-2,在施氮水平为100kg·hm^-2时作物生长的需要就基本上能够得到满足,而在高施氮水平下（200和300kg·hm^-2）时土壤中的硝态氮出现富集现象,对环境形成一定的威胁。     

氮素对大葱产量影响和氮素供应目标值的研究

在山东省章丘大葱高产地块,设置不同氮肥处理,研究了施肥对章丘长白大葱产量的影响以及该条件下土壤氮素平衡。结果表明,在磷、钾肥供应充足的前提下,随氮肥用量增加大葱的产量逐渐增加,增产率在37.2%～60.1%;当氮肥用量为360.kg/hm2时,产量接近最高。随着氮肥用量的增加,土壤的残留Nmin量增加。6个处理土壤中残留N分别为42.82、55.24、67.62、91.91、123.72和219.22.kg/hm2。在大葱的整个生长季,土壤有机氮表观矿化量为N.35.11.kg/hm2,有机肥净矿化量为N.43.51.kg/hm2。在大葱缓苗越夏期、旺盛生长期和假茎充实期,氮素的供应目标值分别为38.05、196.20和233.22.kg/hm2,表明在本试验条件下大葱氮肥后移,对提高大葱产量和氮肥利用率都具有重要意义。虽然本试验中大葱氮肥利用率较低,仅为12.72%～35.36%,但单位氮素投入所获得的收益很高。施氮量为120.kg/hm2时,每投资1元钱的氮肥可获得23.91元的收益,即使施氮量达到480.kg/hm2时,氮肥的产投比也达到9.05元。