春大白菜田间氮素营养快速诊断及最佳用量研究

通过田间试验，用反射仪法测定在不同施氮条件下，春季大白菜各生育期叶柄硝酸盐含量、施氮量和产量的关系。结果表明，氮肥施用方式对大白菜产量有显著影响，以分次追肥处理为最佳。春大白菜各生育期叶柄硝酸盐含量、施肥量及其产量之间都有很好的相关性，据此推导出不同生育期叶柄硝酸盐含量与产量之间的数学模型，初步确定了春大白菜不同生育期氮素营养诊断指标，并计算出最佳施氮量为389．54～402．90kg／kg/hm^2。     

不同施氮量对太湖地区大棚蔬菜产量、氮肥利用率及品质的影响

在大棚栽培条件下,采用田间小区试验方法观测了太湖地区稻田改种大棚蔬菜的土壤上不同施氮量对一年中两季蔬菜番茄和黄瓜产量、氮肥利用率及品质的影响。结果表明,与农民习惯施氮量相比,减氮40%能保持番茄和黄瓜果实产量,习惯施氮反而有导致减产的趋势。减氮40%处理的氮肥当季利用率显著高于习惯施氮,并且随施氮量的增加和土壤供氮水平的提高氮肥当季利用率开始出现降低的趋势。番茄、黄瓜果实硝酸盐含量随施氮量的增加呈线性增加,习惯施氮下番茄、黄瓜果实硝酸盐含量分别达406.1和328.8 mg/kg,其中,番茄硝酸盐含量已经临近我国蔬菜卫生安全标准。各处理中减氮20%~40%番茄可溶性糖含量较高,减氮40%黄瓜维生素C含量、可溶性糖含量最高;氮肥用量继续增加,黄瓜维生素C含量、可溶性糖含量有降低趋势。在太湖地区的大棚生产条件下,比习惯施氮量减氮20%~40%可以保证产量和较好的果实品质;大棚蔬菜生产采取节肥减氮措施具有很大的潜力。     

氮肥不同用量及基追肥比例对芹菜产量和品质的影响

通过盆栽试验研究氮肥不同用量和基追比例对芹菜的产量效应和品质效应。本试验条件下,施氮量为150mg/kg土时(约相当于337.5 kg/hm2)芹菜产量最高,继续增施氮肥,产量显著降低。施氮量为100 mg/kg土时(约相当于225 kg/hm2),Vc含量和可溶性糖含量最高,施氮量增加,芹菜品质显著降低。芹菜叶绿素、硝酸还原酶活性和硝酸盐含量与氮肥用量呈极显著的线性正相关。不同氮肥用量处理的芹菜在不同生育期的硝酸盐积累量均呈明显的“S”曲线。基肥N占100%时,芹菜的生长情况最好,基肥N占50%时,芹菜的叶绿素含量,硝酸还原酶活性,Vc和可溶性糖含量均最大。追施一次肥处理的芹菜叶片硝酸盐含量显著低于追两次肥的处理。     

土壤养分状况系统研究法在菠菜平衡施肥上的应用

利用ASI土壤养分状况系统研究法研究平衡施肥对菠菜产量和品质的影响。结果表明,海南花岗岩砖红壤土壤养分为缺钙缺氮缺铜;随着施氮量的增加,菠菜产量提高,体内的硝酸盐含量增加;氮肥施用量与硝酸盐含量呈正相关关系(化学氮肥r=0.9876,有机氮肥r=0.8175)。氮肥用量超过ASI系统研究法的推荐用量,硝酸盐积累量达显著水平。在最佳施氮量情况下,(尿素240kg/hm2)随施钙量的增加,菠菜产量增加。ASI土壤系统研究法推荐的施钙处理叶片硝酸盐积累量最低,硝酸还原酶活性随钙用量的增加而提高。试验施用钾和镁肥对菠菜产量有负效应,且菠菜硝酸盐的积累量增加。ASI土壤养分状况系统研究法的诊断结果与菠菜产量和品质的提高具有较好的相关性,对菠菜平衡施肥有一定的指导作用。     

设施栽培番茄的氮磷钾肥料效应研究

采用"3414"肥料试验设计开展了设施栽培番茄的氮、磷、钾肥料效应研究。结果表明,在高肥力土壤上适量施用氮、磷、钾肥均可增加番茄产量,但过量施用会降低其产量;钾肥的增产作用大于磷肥,氮肥的作用较小;氮、钾肥和磷、钾肥配施可增加番茄产量,而氮、磷肥配施降低产量。氮、磷(P_2O_5)和钾(K_2O)最佳经济施肥量分别为119.0、50.4和375.6 kg/hm~2,施肥比例为1∶0.42∶3.16。不同施氮量对番茄硝酸盐和亚硝酸盐含量的影响不规律,增施磷、钾肥番茄硝酸盐含量呈先增加后减少趋势;氮、磷肥和磷、钾肥配施可降低番茄硝酸盐和亚硝酸盐含量。氮、钾肥和磷、钾肥配施提高了番茄可溶性糖含量,氮、磷肥和磷、钾肥配施降低了番茄总酸含量,氮、钾肥配施则有增加番茄总酸含量的趋势,氮、钾肥和磷、钾肥配施均可提高番茄Vc含量。氮、磷、钾肥料合理配施对番茄产量和品质的提高具有重要作用。     

不同供氮水平对油白菜产量和品质的影响

施氮是提高叶菜类蔬菜产量的有效措施,然而过量施氮也会对蔬菜产量和品质产生不良影响。通过田间试验研究不同供氮水平对露地油白菜产量、硝酸盐含量和营养品质的影响,结果表明,施N180~240kg/hm2对油白菜的生长发育和产量具有显著促进作用;施N120~180kg/hm2时,能改善其营养品质和卫生品质。氮肥施用量与油白菜产量呈二次曲线关系,与硝酸盐含量呈显著直线正相关关系,基于产量和品质的适宜施N量为180kg/hm2。     

氮肥不同用量及基追肥比例对芹菜产量和品质的影响

通过盆栽试验研究氮肥不同用量和基追比例对芹菜的产量效应和品质效应。本试验条件下，施氮量为150mg／kg土时（约相当于337．5kg／hm^2）芹菜产量最高，继续增施氮肥，产量显著降低。施氮量为100mg／kg土时（约相当于225kg／hm^2），Vc含量和可溶性糖含量最高，施氮量增加，芹菜品质显著降低。芹菜叶绿素、硝酸还原酶活性和硝酸盐含量与氮肥用量呈极显著的线性正相关。不同氮肥用量处理的芹菜在不同生育期的硝酸盐积累量均呈明显的“S”曲线。基肥N占100％时，芹菜的生长情况最好，基肥N占50％时，芹菜的叶绿素含量，硝酸还原酶活性，Vc和可溶性糖含量均最大。追施一次肥处理的芹菜叶片硝酸盐含量显著低于追两次肥的处理。     

不同供氮水平对油白菜产量和品质的影响

施氮是提高叶菜类蔬菜产量的有效措施，然而过量施氮也会对蔬菜产量和品质产生不良影响。通过田间试验研究不同供氮水平对露地油白菜产量、硝酸盐含量和营养品质的影响，结果表明，施N180～240kg／hm^2对油白菜的生长发育和产量具有显著促进作用；施N120～180kg／hm^2时，能改善其营养品质和卫生品质。氮肥施用量与油白菜产量呈二次曲线关系，与硝酸盐含量呈显著直线正相关关系，基于产量和品质的适宜施N量为180kg／hm^2。     

氮肥对大白菜硝酸盐累积的影响及合理施用量研究

对宁夏灌淤旱耕人为土氮(N)肥与大白菜产量及菜体和土体中硝酸盐累积的关系进行了田间试验研究。结果表明,在设计范围内,银川平原复种大白菜的产量及净菜率与施N量成正比;施N肥增加大白菜硝酸盐含量;复种大白菜的最高产量施N量为448.5㎏/hm2,最佳产量施N量为427.5㎏/hm2;大白菜外叶硝酸盐含量高于内叶,内叶硝酸盐含量随施N肥量的增加而增加,外叶硝酸盐含量在高施N时,随生育期延长而增加;施用N肥明显增加土体各土层中的硝态N含量。     

有机无机肥配施对大白菜产量、品质及重金属含量的影响

以大白菜为试材,进行了有机肥与无机肥不同配比施用对大白菜产量、营养品质、安全品质以及重金属含量的影响研究。结果表明,在施氮量相同条件下,有机肥与无机肥配施可以提高大白菜的营养品质、安全品质和产量,综合评价以有机肥与无机肥质量分数为4∶6时的效应最佳。大白菜硝酸盐含量随无机肥配施比例增加而提高,相关性达到极显著水平;各处理大白菜亚硝酸盐含量差异不显著。不同施肥处理对大白菜中Cu、Zn和Cd含量的影响作用较小;施肥处理可使大白菜中Pb含量显著低于不施肥处理,有机肥和无机肥处理分别降低了24.3%和16.2%;施用有机肥比不施肥处理的As和Hg含量分别增加26.4%和21.1%;无机肥处理使大白菜Cr、As和Hg含量分别增加19.0%、16.2%和174.3%,特别是随无机肥配施量的增加有使Hg含量提高的趋势。     

氮肥施用对冬小麦籽粒产量和氮素表观损失的影响

Excessive nitrogen （N） fertilizer application to winter wheat is a common problem on the North China Plain. To determine the optimum fertilizer N rate for winter wheat production while minimizing N losses, field experiments were conducted for two growing seasons at eight sites, in Huimin County, Shandong Province, from 2001 to 2003. The optimum N rate for maximum grain yield was inversely related to the initial soil mineral N content （Nmin） in the top 90 cm of the soil profile before sowing. There was no yield response to the applied N at the three sites with high initial soil mineral N levels （average 212 kg N ha^-1）. The average optimum N rate was 96 kg N ha^-1 for the five sites with low initial soil Nmin （average 155 kg N ha^-1） before sowing. Residual nitrate N in the top 90 cm of the soil profile after harvest increased with increasing fertilizer N application rate. The apparent N losses during the wheat-growing season also increased with increasing N application rate. The average apparent N losses with the optimum N rates were less than 15 kg N ha^-1, whereas the farmers＇ conventional N application rate resulted in losses of more than 100 kg N ha^-1. Therefore, optimizing N use for winter wheat considerably reduced N losses to the environment without compromising crop yields.     

不同供N水平对花生硝酸盐累积与分布的影响

采用盆栽试验,研究了不同供氮水平对花生植株硝酸盐累积、分布及产量的影响。结果表明,花生荚果产量随施氮量的增加呈二次曲线变化趋势,当施用量为N.150.9.kg/hm2时产量最高;植株硝酸盐含量、累积量和累积速率基本随施氮量的增加而提高。同一氮素水平,不同器官的硝酸盐含量因生育期不同存在较大差异,幼苗和花针期茎中的含量最高,饱果成熟期地下器官的含量明显高于地上器官;全生育期叶片和茎中的硝酸盐含量随生育进程逐步降低,而子仁和果壳中含量逐步增加;收获时硝酸盐在茎中的分配比例随施氮量的增加而提高,在根中的分配比例下降。在一定的氮素水平内(N135.kg/hm2),硝酸盐在子仁中的分配比例与供氮水平一致,但过量施氮会导致在营养体中的比例上升,子仁中的比例下降,其它器官规律不明显。在本试验范围内,子仁及其它器官中的硝酸盐含量均未超出WHO和FAO制定的标准,未造成硝酸盐污染;但过量施氮能够显著提高花生荚果和耕层土壤硝酸盐含量。因此,综合考虑花生品质、单位肥料的增产量以及生态效应,花生适宜的施氮量为N.90.kg/hm2。     

施氮对春玉米氮素利用及农田氮素平衡的影响

田间试验研究了玉米对不同土壤氮素供应水平下作物氮素吸收利用、土壤氮素供应以及农田氮素平衡的影响。结果表明,玉米产量随施氮量的增加而显著提高,当施氮量高于N 240 kg/hm2时,产量有减少趋势;氮素当季利用率随施氮量的增加逐渐降低。土壤中硝态氮含量在玉米整个生育时期呈现先迅速下降后缓慢升高的趋势;玉米成熟期,施氮处理的各层土壤中硝态氮含量显著高于不施氮处理,各层硝态氮含量基本随施氮量的增加而升高。适量施氮促进玉米对氮素的吸收和利用,进而提高玉米生物量和产量;过量施氮导致硝态氮在土壤中大量累积,提高了硝态氮淋溶风险。施氮处理显著提高了收获后土壤中残留无机氮(Nmin),土壤残留Nmin随施氮量的增加而增加;当施氮量高于N 240 kg/hm2时,残留Nmin有下降趋势。氮素表观损失随施氮量的增加而增加。在本试验条件下,综合产量、氮肥利用率和土壤硝态氮累积情况考虑,合理施氮量应控制在N 1802~40 kg/hm2左右。     

论合理施氮的原则和指标

施用氮肥的主要目的是获得较高目标产量、相应品质和经济效益以及维持或提高土壤肥力。针对我国近年来过度强调施肥的环境影响,而放松施肥的生产目标和土壤培肥,导致无原则的“减氮”可能影响作物生产的趋势,本文定义了合理施氮的原则,即在特定的气候-土壤-作物体系,在一定的经营管理措施下(轮作与耕作、品种、灌溉等),能够实现可获得的目标产量、相应品质和经济效益并维持或提高土壤肥力,将环境效应降低至可接受的范围内的合理施氮量区间;论述了确定合理施氮量的方法和评判指标;论证了在当前农户常规氮素管理基础上“减氮”的实质,是要通过施肥技术的改进减少氮素损失,而不是简单地降低氮肥施用量;强调了合理施氮需要综合考虑“4R”施肥理念或技术、与有机肥和秸秆还田的结合、与磷钾肥和中微量元素的平衡施肥以及与其他农艺措施的配合与协调等。最后,建议将全国划分为不同的气候-土壤区或亚区,在这些区域的代表作物上,同时开展产量、品质、效益以及氨挥发、硝酸盐淋洗、氧化亚氮排放和土壤肥力的长期试验;研究肥料氮-土壤氮-作物吸氮之间的关系,应用氮素输入、输出、盈余、氮素利用率、损失和土壤有机碳变化等指标,综合评判生产目标、环境效应和土壤肥力状况,切忌顾此失彼;需要根据各区域的气候-土壤和生产条件,研究切实可行的施肥技术,降低氮素损失,使施用的氮肥能够被作物充分吸收利用,形成同类地区能够机械操作的规范化种植模式与合理施肥措施。     

包膜尿素对玉米和小麦的生物学与环境效应

应用渗滤池研究了褐潮土不同用量包膜尿素(POCU)和普通尿素对小麦玉米轮作条件下作物生长发育和地下水污染的影响。结果表明,施用包膜尿素可以显著提高玉米的产量、吸氮量和氮肥利用率;小麦收获期土壤残留氮也明显高于普通尿素处理。玉米的氮肥利用率(55%～140%)明显高于小麦(29.96%4～5.26%)。在每季作物施尿素和包膜尿素N.1002～25.kg/hm2的条件下,地下水淋溶损失的硝态氮量只占施肥量的0.43%1～.12%,表明在目前施肥水平下,中国北方实行的小麦玉米轮作制,一般不存在化肥氮素的淋溶损失。     

养分专家系统推荐施肥对甜瓜产量品质和土壤氮素淋失的影响

  【目的】  养分专家系统 (Nutrient Expert，NE) 是利用作物多年产量水平和施肥历史进行推荐施肥的轻简化施肥技术。本研究从甜瓜产量品质和土壤养分的淋洗、平衡角度，对该方法在甜瓜上应用的可行性进行验证。  【方法】  以甜瓜品种‘楼兰17号’为试材，于2017—2018年在甘肃省瓜州县向阳村进行了推荐施肥田间试验。在养分专家系统推荐施氮量 N 300 kg/hm2 (NE, N300) 的基础上，设置NE ± 25%N (N225和N375)、NE ± 50%N (N150和N450) 4个施氮量处理，以不施氮肥为对照 (N0)。在成熟期，测定甜瓜产量、品质、地上部干物质积累量、果实氮素吸收量、氮肥利用率、0—200 cm土层硝态氮累积量，分析土壤氮素平衡状况。  【结果】  2017和2018年甜瓜产量均以NE系统推荐的N300处理最高，较N0处理两年平均增产24.7%，施氮量0～300 kg/hm2范围内，甜瓜产量随施氮水平的增加而增加，超过NE推荐施氮量 (300 kg/hm2)时产量下降；在NE推荐的施氮量 (300 kg/hm2)时甜瓜品质最优，商品率、经济效益最高，施氮量不足或过量都不利于甜瓜品质的形成；氮肥利用率、氮肥养分内在效率随施氮量的增加而降低，但N225和N300处理差异不显著，果实吸氮量在N300处理时最高，N300处理氮素收获指数明显高于其他施氮处理；0—200 cm土层硝态氮累积量随着施氮量的增加而增加，2017年硝态氮主要残留在0—100 cm土层，占0—200 cm土层硝态氮积累量的43.9%～55.3%，2018年硝态氮主要残留在100—200 cm土层，占0—200 cm土层硝态氮积累量的44.8%～69.9%；0—100 cm土层氮素表观损失量随施氮量的增加而增加，甜瓜植株地上部吸氮量两年平均占氮素输出量的33.2%、氮素残留量占氮素输出量的33.1%、氮素表观损失量占氮素输出量的42.1%；甜瓜产量、地上部吸氮量及氮素残留量和施氮量的多曲线分析拟合得出，甜瓜最高吸氮量的施氮量为323 kg/hm2，最高产量的施氮量为293 kg/hm2。施氮量每增加30 kg/hm2，产量增加886.5 kg/hm2，增幅为2.1%；土壤硝态氮增加8.5 kg/hm2，增幅为37.6%。  【结论】  不论是产量和品质，还是氮素收获指数，NE系统推荐的施氮300 kg/hm2处理都取得了最优的效果。当超过推荐施氮量时，主要增加茎叶干物质量，但会降低果实的产量和品质。在供试生态条件下，土壤中硝态氮累积量随施氮量的增加而增加，且向下淋洗明显，试验的第一年主要积累在0—100 cm土层，第二年则下移至100—200 cm土层，环境风险增加。当氮素施用量超过300 kg/hm2时，氮素表观损失量 > 氮素残留量 > 植株地上部吸氮量。因此，在生态脆弱区，限制氮肥过量投入不仅是产量和品质的需要，也是实现环境可持续的要求。     

氮肥后移对土壤氮素供应和冬小麦氮素吸收利用的影响

采用田间试验研究了氮肥后移对土壤氮素供应和冬小麦氮素吸收利用的影响。结果表明,与农民习惯施氮（N 300 kg/hm2,基肥和拔节肥各占1/2）比较,氮肥后移处理（N210kg/hm2,基肥、拔节肥和孕穗肥各占1/3）在不降低小麦产量的同时,大大提高了氮肥利用率,且全生育期氮素表观损失极低。过量施用氮肥(N 300 kg/hm2)明显提高了60 cm以下土层硝态氮含量,增加了其向地下水淋溶迁移的风险。氮肥后移可提高小麦成熟期0-20cm土层硝态氮积累量,降低其在20-100cm土层的积累。基于冬小麦不同生育阶段的氮素吸收量而进行氮肥后移是可行的,氮肥后移可节省氮肥30%,是较为理想的施氮方式。     

钾、氮配施对生姜产量和品质及钾素利用的影响

采用田间试验研究钾氮配施对生姜产量和品质及钾素吸收利用的影响。结果表明,不同K、N配施对生姜生长及品质有明显的影响,适宜的K、N用量及配合施用能明显促进生姜生长发育,增加根茎产量,改善营养品质,提高钾肥利用率。施钾量在450 kg/hm2以下,生姜根茎产量及产量构成因素随钾肥用量的增加而增加。两种氮肥水平下,株高、分枝数、茎粗及茎叶干重和单株姜根茎重均是中等钾肥用量K450处理最高,所有处理中N450K450获得了最高产量。品质分析结果显示,适宜的钾氮配施能有效提高生姜根茎维生素C和糖分含量,降低硝酸盐含量,改善营养品质。与不施钾的对照相比,施钾处理生姜根茎维生素C含量显著提高,以中等钾肥用量K450下最高;增加氮肥施用量对根茎Vc含量没有显著影响。施钾提高了生姜根茎可溶性糖和蔗糖含量,但不同钾氮配施处理提高幅度不同。K0和低钾条件下,增施氮肥会明显提高生姜根茎硝酸盐含量,施钾则能降低其含量;不同钾氮用量降低程度不同,适宜钾氮配施处理N375K375和N450K450硝酸盐含量最低。施用钾肥的处理,生姜茎叶、根茎和全株含K量明显提高,K素养分吸收量显著增多;同一钾肥用量下,增加氮肥用量,茎叶、根茎和全株含K量也明显提高,各部位K素积累量相应增加。钾素农学效率,低氮水平下随钾肥用量的增加而下降,高氮N450条件下,K450处理达最大值。钾肥利用率,两种氮肥水平下均是K450处理最高,高氮高钾的N450K525处理钾肥利用率也较高。     

高密度直播油菜高产优质和氮肥高效的适宜氮肥施用模式

【目的】探讨高密度直播油菜(36×104plant/hm2)的合理氮肥管理措施。【方法】2011-2012年油菜季选用甘蓝型油菜品种德油6号,在成都平原稻-油轮作区开展了氮肥施用量、施氮方式对油菜产量、品质和氮肥利用率影响的大田试验。氮肥施用量试验在相同施氮方式(底肥+1次苗期追肥)下设置5个施氮水平(N 0、90、180、270和360 kg/hm2);施氮方式试验在同等施氮量(N 225 kg/hm2)条件下,设置3种施氮方式(一次性底施、底肥+1次苗期追肥、底肥+2次苗期追肥)。【结果】直播油菜农艺性状都随施氮量增多而呈增加趋势,而施氮方式对株高、一次分枝数和单株角果数无显著影响。增施氮肥可显著提高油菜籽粒产量和菜油产量,含油率则有所下降。随施氮量增加,油菜籽芥酸含量呈上升趋势,而硫甙含量略呈降低趋势。施氮方式对油菜籽含油率、芥酸和硫甙含量均无显著影响。油菜产量和氮肥贡献率(NCR)都随施氮量(90 270 kg/hm2)加大而提高,当施氮量继续增加(360kg/hm2)时却出现明显下降。但180与270 kg/hm2两施氮量处理间的油菜产量、氮肥贡献率(NCR)和氮肥表观利用率(REN)均无显著差异。随施氮量增加,氮肥农学利用率(AEN)、氮肥偏生产力(PFPN)和氮肥表观利用率(REN)表现出明显降低趋势。当施氮量≥270 kg/hm2时,氮肥农学利用率(AEN)、氮肥偏生产力(PFPN)和氮肥表观利用率(REN)均显著低于90 kg/hm2处理。同等施氮量下,氮肥分期施用可以提高直播油菜籽粒产量和菜油产量,并以底追两次施氮相对较高。底追两次施氮方式的氮肥利用率(AEN、PFPN、NCR、REN)均相对高于其他施氮方式。【结论】在本试验中等肥力条件下,高密度直播油菜(36×104plant/hm2)的合理氮肥施用模式为施氮量180kg/hm2和底追两次施氮方式。     

Effect of hydroquinone, dicyandiamide and encapsulated calcium carbide on urea N uptake by spring wheat, soil mineral N content and N2O emission

Abstract. At present about half of the N fertilizer used in China is as urea. However, recovery of urea N in crops is often limited to 30–40%. Application of urea in combination with hydroquinone plus dicyandiamide (U-HQ-DCD) gave an improved urea-N recovery and grain yield by spring wheat in a pot experiment. The apparent total urea-N recovery was 69% and 73% of this recovered N was found in the grain. The grain yield was 32% higher than in the treatment where urea was applied without inhibitors. The application of hydroquinone and dicyandiamide also resulted in a smaller soil nitrate content, which might restrict post-harvest leaching of N. Another beneficial effect of these inhibitors was that the N₂O emission from the soil—plant system was reduced by 35% compared to the treatment where only urea was applied. The use of urea in combination with hydroquinone plus encapsulated calcium carbide gave smaller beneficial effects.