吉林省玉米施肥效果与肥料利用效率现状研究

【目的】本研究通过收集整理2005~2013年国家测土配方施肥项目在吉林省布置的1110个“3414”田间试验,分析了施用氮、磷、钾肥对玉米产量、经济效益的影响,测算了氮、磷、钾肥的利用效率,目的在于明确当前生产条件下吉林省玉米的施肥效果与肥料利用效率,为肥料的合理施用与配置提供依据。【方法】选取玉米“3414”田间试验的处理1（N₀P₀K₀）、处理2（N₀P₂K₂）、处理4（N₂P₀K₂）、处理6（N₂P₂K₂）和处理8（N₂P₂K₀）,分别记为不施肥（CK）、不施氮（-N）、不施磷（-P）、氮磷钾配施（NPK）和不施钾（-K）处理,研究不同施肥处理下的玉米产量、产值、施肥利润和产投比,比较增施氮、磷、钾肥的增产效应以及不同肥料的农学效率、偏生产力和肥料贡献率。另外,分析不施肥处理（缺素处理）玉米产量与相应肥料贡献率之间的关系,并利用模型进行模拟。【结果】不施肥条件下,当前吉林省玉米的平均产量和产值分别为6.6 t/hm2和1.21×103 yuan/hm2。施肥可显著提高玉米的产量和经济收益,其中以NPK处理的玉米产量和施肥利润最高,平均分别为10.1 t/hm2和5.07×103 yuan/hm2,其后分别为-K处理（8.9 t/hm2、3.27×103 yuan/hm2）、-P处理（8.7 t/hm2、2.83×103 yuan/hm2）和-N处理（7.7 t/hm2、1.39×103 yuan/hm2）。在其他养分施用基础上,增施氮、磷、钾肥可平均分别增产2.36 t/hm2（35.1%）、1.39 t/hm2（18.0%）和1.18 t/hm2（14.9%）,平均施肥利润分别为3.68×103、2.24×103和1.80×103 yuan/hm2。当前生产条件下,吉林省玉米在氮磷钾配施条件下的肥料农学效率、偏生产力和肥料贡献率分别为11.4 kg/kg N、32.8 kg/kg和34.7%,而增施氮、磷、钾肥的平均农学效率分别为14.3 kg/kg N、20.5 kg/kg P₂O₅和17.2 kg/kg K₂O,平均偏生产力分别为61.1、146.4和142.4 kg/kg,平均肥料贡献率分别为23.4%、14.1%和11.9%。分析发现,氮磷钾肥配施（或某一肥料）的肥料贡献率随不施肥处理（或相应缺素处理）玉米产量的提高而显著下降,且关系符合对数函数模型,说明提高基础地力可减少对外源肥料的依赖。【结论】吉林省玉米氮磷钾肥的增产效果和肥料利用率相比全国平均水平较高,但仍需重视氮肥管理以稳产增效,继续大力推广平衡适量施肥理念及相应技术,在实现作物增产的同时提高肥料利用效率并促进土壤培肥。     

纽荷尔脐橙高产优质的磷钾最佳配比研究

【目的】 矿质元素的均衡供应是保证柑橘优质高产的前提。研究适宜氮水平下不同磷钾配比对脐橙产量和果实品质的影响,为脐橙合理施肥提供依据。 【方法】 位于湖北省秭归县的脐橙磷钾配比田间定位试验始于2007年,品种为枳壳砧木纽荷尔脐橙 (Citrus sinensisOsbeck),树龄为18～20年。试验采用“3414”试验方案,氮水平均为0.80 kg/(tree·a),设7个不同磷钾配比处理P₀K₂、P₁K₂、P₂K₂、P₃K₂、P₂K₀、P₂K₁、P₂K₃,P₀、P₁、P₂和P₃的施磷量依次为P₂O₅ 0、0.20、0.40 和0.60 kg/(tree·a),K₀、K₁、K₂和K₃施K₂O依次为0、0.25、0.50和0.75 kg/(tree·a)。于2012年 (试验第5年) 采集成熟期果实样品进行品质分析,并进行产量实测。 【结果】 1) K₂水平下,增施磷肥可以提高果实产量,其中P₂K₂处理产量为38.34 kg/tree,较P₀K₂显著提高44.6%,P₂K₂处理果实可溶性固形物和Vc含量较P₀K₂分别显著提高3.7%和14.6%;随磷肥施用量增加,果实果糖、葡萄糖、蔗糖含量均呈先增后降的变化规律,且均在P₂K₂处理达到最高,P₂K₂处理果实葡萄糖和蔗糖含量较P₀K₂分别显著提高20.8%和12.5%,果糖含量相差不显著;增施磷肥可降低果实可滴定酸和柠檬酸含量,与P₀K₂处理相比,P₁K₂和P₃K₂处理可滴定酸含量分别显著降低18.8%和14.7%,P₂K₂和P₃K₂处理柠檬酸含量分别显著降低18.8%和14.7%。2) P₂水平下,P₂K₃处理产量较P₂K₀显著提高24.6%;随钾肥施用量增加,果实可溶性固形物和Vc含量先增后降,P₂K₂处理可溶性固形物和Vc含量最高,较P₂K₀处理分别显著提高13.1%和20.3%;在试验设置的钾水平范围内,增施钾肥可提高果实可溶性糖含量,P₂K₂处理果实果糖、葡萄糖和蔗糖含量较P₂K₀分别显著提高23.8%、33.2%和25.1%;P₂K₁处理果实可滴定酸和柠檬酸含量较P₂K₀有所降低,但P₂K₂处理可滴定酸含量较P₂K₀显著提高21.8%,果实柠檬酸含量相差不显著。 【结论】 纽荷尔脐橙在合理施氮量 (N) 0.80 kg/(tree·a) 基础上,以果实风味最佳、产量较高为目标,推荐纽荷尔脐橙磷肥 (P₂O₅) 和钾肥 (K₂O) 施用量分别为0.41～0.46 kg/(tree·a)、0.45～0.50 kg/(tree·a),其相应的N∶P₂O₅∶K₂O比例为1∶0.51～0.58∶0.56～0.63。      

氮磷钾肥用量及基追比例对山药产量及养分利用的影响

  【目的】  本研究通过分析氮、磷、钾施用量及分次施用比例对冀中平原棒山药产量、养分累积特征和养分利用效率的影响，以明确棒山药的最佳养分管理方式。  【方法】  田间试验分别在河北保定随东村和西孟尝村进行，供试山药品种为当地主栽品种棒山药。在随东村进行了氮磷钾3因素4水平完全随机试验，4个施N水平为0、225、300、450 kg/hm2 (基追比均为3∶7)，4个施P₂O₅水平为0、75、150、300 kg/hm2 (均基施)，4个施K₂O水平为0、225、300、450 kg/hm2 (基追比均为4∶6)，分析山药产量及不同生长阶段地上、地下部氮磷钾累积量。在西孟尝村进行了基施不同氮、磷量和钾肥的基追比例试验，4个基施氮(N)水平为0、60、90、120 kg/hm2，除对照外追施量均为240 kg/hm2；4个基施P₂O₅水平为0、150、225、300 kg/hm2；4个钾肥基追 (追肥分别于根茎膨大初期和盛期) 比例为0∶0∶0、5∶2∶2、5∶4∶0、9∶0∶0，K₂O施用总量均为270 kg/hm2。收获期测定山药茎、叶、零余子和根茎的生物量和氮磷钾累积量。  【结果】  1) 氮肥基追比例相同时，总施N 300 kg/hm2的山药产量和氮累积量显著高于施N 225 kg/hm2，表观利用率、农学效率和偏生产力则显著高于N 450 kg/hm2处理；追施氮量相同时，基施纯N 90 kg/hm2的全株氮、钾累积量显著高于基施纯N 60 kg/hm2，但两者山药产量、地下部氮磷钾累积量及养分利用效率均无明显差异。2) 不同施磷水平下，P₂O₅ 150 kg/hm2处理的山药产量和氮磷钾累积量显著高于P₂O₅ 75 kg/hm2处理，增产7.9%；当施P₂O₅量超过150 kg/hm2时，山药产量不再增加；但施P₂O₅ 225 kg/hm2的地上部氮磷累积量以及全株氮累积量均显著高于施P₂O₅ 150 kg/hm2，两者的表观利用率也没有明显差异。3) 不同供钾水平下，总施K₂O 300 kg/hm2的山药产量和氮磷钾累积量显著高于K₂O 225 kg/hm2处理，表观利用率、农学效率和偏生产力则显著高于K₂O 450 kg/hm2处理；总施K₂O量为270 kg/hm2时，基追分施处理的山药产量、氮磷钾累积量和养分利用效率均优于一次性基施。  【结论】  适量增施氮磷钾肥有利于山药增产和养分吸收，但过量施肥并不会增加产量且降低养分利用效率。结合适种山药的土壤性质和山药养分需求特性，从保证山药产量、实现养分累积和利用效率最大化，同时兼顾维持土壤肥力角度考虑，传统水肥管理方式下最佳氮磷钾养分管理的推荐模式为:基施纯N 60～90 kg/hm2，追施N 210～270 kg/hm2，追肥分别于甩条发棵期、根茎膨大初期和盛期进行；一次性基施P₂O₅ 150～225 kg/hm2；总施K₂O 270～300 kg/hm2，基肥K₂O 120～150 kg/hm2，其余在根茎膨大初期追施一次或者于根茎膨大初期和盛期等量各追施一次。     

氮磷钾配施对玛咖产量和品质的影响及肥料效应

为探究玛咖优质高效种植的合理施肥量和施肥配方,本研究采用“3414”随机区组设计开展田间小区试验,测定玛咖植株农艺性状、产量和品质性状等指标,通过拟合肥料效应函数方程并结合品质性状确定氮、磷、钾施肥量。结果表明,氮磷钾的合理配施能不同程度促进玛咖地上部和地下部的生长,提高其产量和品质,其中N₂P₂K₂(N:P₂O₅:K₂O=8:6:8)的玛咖地下部农艺性状、产量、玛咖烯、芥子油苷和灰分含量最高;氮、磷、钾3种元素对玛咖产量存在明显的互作效应,表现为N₂P₂K₂施肥水平有利于氮、磷、钾肥效的发挥;通过田间小区试验得出玛咖最高理论产量为9 346.95 kg·hm^-2。综合肥料三因素、产量和品质分析得出,N₂P₂K₂的玛咖产量最高、品质最好。最高产量的氮磷钾施肥用量为N:P₂O₅:K₂O=120.71:92.16:144.22 kg·hm^-2,产量达到8 577.35 kg·hm^-2;经济最佳产量的氮磷钾施肥用量为N:P₂O₅:K₂O=120.58:91.76:143.35 kg·hm^-2,产量达到8 577.29 kg·hm^-2。本研究结果为指导和规范玛咖的施肥技术提供了理论依据。     

党参氮磷钾施肥效应与最优施肥量研究

目的利用数学模型研究氮、磷、钾不同配比对党参产量以及有效成分含量的影响,以确定试验区党参的施肥模式和最优的氮磷钾配比,为党参规范化栽培提供依据。方法采用氮、磷、钾三因素二次D-饱和最优设计,进行了田间试验,建立了氮、磷、钾的施肥量编码值与党参根产量、党参炔苷含量以及党参多糖含量的效应函数。结果氮、磷、钾肥对党参产量的影响大小依次为氮 > 钾 > 磷;氮、磷、钾肥对党参炔苷含量的影响为磷 > 氮 > 钾;氮、磷、钾肥对党参多糖含量的影响为磷 > 钾 > 氮。寻优结果表明,目标产量在2100～2500 kg/hm2范围内,95%的置信区间所对应的优化施肥量为N 128.4～174.1 kg/hm2、P₂O₅ 49.26～80.41 kg/hm2、K₂O 45.31～70.42 kg/hm2;炔苷含量高于0.75 mg/g,95%的置信区间所对应的优化施肥量为N 128.5～196.6 kg/hm2、P₂O₅ 77.09～118.0 kg/hm2、K₂O 41.34～53.72 kg/hm2;多糖含量高于22.50%,95%的置信区间所对应的优化施肥量为N 96.04～141.6 kg/hm2、P₂O₅ 61.53～88.33 kg/hm2、K₂O 40.22～75.83 kg/hm2。结论党参高产优质高效栽培最优施肥量为N 128.5～141.6 kg/hm2、P₂O₅ 77.09～80.41 kg/hm2、K₂O 45.31～53.72 kg/hm2,N、P₂O₅、K₂O的最优施肥量配比为1∶0.54～0.63∶0.32～0.42。     

18-1目录

【目的】 弄清中国秸秆资源数量及其养分资源量,旨在为充分利用秸秆资源、提高肥料利用率、实现化肥施用零增长和保障国家粮食安全提供科学依据。 【方法】 本研究以中国主要农作物水稻、小麦、玉米、大豆、马铃薯、花生和油菜为研究对象,通过查阅中国统计数据和公开发表的文献资料对2015年中国主要农作物秸秆数量及其养分资源量进行估算,同时对各地区不同作物最佳施肥量进行统计,分析秸秆不同比例还田下氮、磷、钾输入量分别占化肥用量百分比。 【结果】 2015年中国主要农作物秸秆资源量为71878.53万t,所含的氮 (N)、磷 (P₂O₅)、钾 (K₂O) 养分资源总量分别达到625.6、197.9、1159.5万t。秸秆养分资源量以水稻、小麦和玉米三大粮食作物最大,分别占养分资源总量的33.1%、14.5%和34.2%,其他作物以油菜秸秆养分数量最高,占7.6%。作物秸秆养分数量中以玉米氮和磷养分数量最高,分别占单质养分总量的37.4%(N) 和41.5% (P₂O₅);钾养分数量以水稻最高,占36.9% (K₂O)。秸秆总量华北和长江中下游地区较多,分别占全国总量的26.4%和26.2%。秸秆养分资源总量最高的为黑龙江省,其次为河南和山东,分别占全国秸秆养分资源总量的10.3%、9.5%和6.8%。中国2015年主要农作物播种面积为1.2亿hm2,产量为6.3亿t,作物理论N、P₂O₅和K₂O需求量分别为1445.9、546.4、1652.3万t。如果将秸秆全量还田,带入农田的平均养分量可高达N 54.4 kg/hm2、P₂O₅15.5 kg/hm2和K₂O 88.1 kg /hm2,相当于化肥用量的38.4% (N)、18.9% (P₂O₅) 和85.5% (K₂O)。 【结论】 中国农作物秸秆数量及其养分资源量巨大,依据地域秸秆特点,充分合理利用秸秆养分资源,是实现化肥减施增效的重要途径。      

长江流域油?稻与麦?稻轮作体系周年养分收支差异

【目的】 评估1990—2017年长江流域不同轮作体系周年养分收支平衡,比较油?稻与麦?稻轮作体系养分收支差异,为提高周年养分利用效率、优化水旱轮作区域养分资源的合理分配提供依据。 【方法】 收集了长江流域[四川、重庆、贵州、湖北、湖南、江西、安徽、江苏、浙江和上海等省 (市)] 513个试验的油?稻与麦?稻轮作体系各季作物施肥量、生物量 (含秸秆和根茬及落叶归还)、养分含量、积累量,分析了油?稻与麦?稻轮作体系周年氮、磷、钾养分收支平衡,比较和评估了两种轮作体系氮的损失量 (包含NH₃挥发、N₂O排放以及氮的径流和淋溶)。 【结果】 油?稻轮作周年平均化肥投入量为N 378.5 kg/hm2、P₂O₅ 169.9 kg/hm2和K₂O 225.7 kg/hm2,麦?稻轮作为N 394.4 kg/hm2、P₂O₅ 172.5 kg/hm2和K₂O 210.8 kg/hm2,两种轮作方式施肥量未表现出明显差异。油?稻轮作还田生物量 (18984 kg/hm2) 高于麦?稻轮作 (18123 kg/hm2)。油?稻轮作周年养分归还量为N 142.5 kg/hm2、P₂O₅ 46.4 kg/hm2和K₂O 441.3 kg/hm2,较麦?稻轮作分别高出9.7%、6.7%和27.4%。落叶是油菜季养分归还量的重要部分,其带入的氮、磷、钾养分分别占到油菜还田养分总量的29.3%、18.5%和16.3%,使得油菜季养分输入量明显高于小麦季;而小麦由于群体生物量大,两种轮作模式水稻季的养分输入以麦?稻轮作优势明显 (钾素除外)。麦?稻轮作周年地上部养分带走量为N 333.9 kg/hm2、P₂O₅ 125.8 kg/hm2和K₂O 379.3 kg/hm2,分别较油?稻轮作高出14.6%、2.1%和?13.4%。油?稻与麦?稻轮作周年氮损失量分别为N 96.7和88.8 kg/hm2,占周年施氮量的22.5%～25.5%。油菜季氮损失量平均N 34.5 kg/hm2,略高于小麦季的N 29.8 kg/hm2。水稻季氮损失量明显高于旱季作物,两种轮作体系相差较小 (N 59.0～62.2 kg/hm2)。不同氮损失途径中,NH₃挥发损失的氮所占比例最大,占各季施氮量的7.2%～18.4%;其次是氮的淋溶和径流损失,约为6.7%～12.7%;N₂O排放所占比例最小 (1.1%～2.1%)。秸秆不还田时,油?稻轮作体系氮素盈余N 37.3 kg/hm2,麦?稻体系持平或略有亏缺 (N ?6.0 kg/hm2),两种轮作体系P₂O₅盈余53.3～58.4 kg/hm2、K₂O亏缺138.3～145.0 kg/hm2。秸秆还田后,油?稻轮作体系周年养分收支平衡量为N 133.0 kg/hm2、P₂O₅ 93.1 kg/hm2和K₂O 229.0 kg/hm2,分别较麦?稻轮作高出30.9%、3.2%和28.7%。 【结论】 水旱轮作体系在秸秆不还田时,油?稻体系氮盈余,麦?稻体系氮持平或略有亏缺,两个体系磷均有盈余而钾素处于亏缺状态。秸秆还田时,两种轮作体系氮、磷、钾均表现为盈余,说明秸秆还田能够增加养分输入,维持土壤养分的平衡。由于油菜落叶归还大量氮素,油?稻轮作较麦?稻轮作体系氮素盈余量高,因此,油?稻轮作可考虑降低氮肥的施用。      

氮磷钾配施下赤红壤区粉葛的肥料效应及产量和品质研究

为探明赤红壤区粉葛(Pueraria thomsonii Benth)高效栽培的合理施肥技术,采用“3414”随机区组设计,研究氮、磷、钾配施对桂中南赤红壤区粉葛的肥料效应及产量和品质的影响,通过拟合肥料效应函数方程确定粉葛种植的最优施肥配方。结果表明,粉葛的产量及经济效益随着氮、磷、钾施肥量的增加表现出先上升后下降的趋势,减量施肥(1水平)、正常施肥(2水平)和过量施肥(3水平)处理的产量分别较不施肥处理提高了59%、87%和42%,经济效益也相应增加了53%、79%和32%,而缺素处理(N₀P₂K₂、N₂P₀K₂、N₂P₂K₀)结果与对照差异不显著。减量施氮(N₁P₂K₂)处理的粉葛淀粉含量(40%)最高,减量施肥(N₁P₂K₂、N₂P₁K₂、N₂P₂K₁)处理的葛根素含量平均值为1.65 mg·g^-1,高于其他处理;肥料的交互效应显示,N与P存在正交互作用,而N、P与K均呈负交互作用。N₁P₂K₂配施方案更能兼顾粉葛的产量和品质,以产量、品质及经济效益为目标,对多元回归模型进行优化,明确桂中南赤红壤区条件下粉葛产量≥35 000 kg·hm^-2、经济效益≥150 000元·hm^-2的施肥方案为施氮(N)量312~455 kg·hm^-2, 施磷(P₂O₅)量397~547 kg·hm^-2,施钾(K₂O)量362~489 kg·hm^-2。本研究结果可为赤红壤区粉葛精准、规范化施肥提供科学依据。     

设施早熟西瓜和甜瓜的化肥施用现状及减施潜力

  【目的】  调查陕西省设施栽培西瓜 (Citrullus lanatus)和甜瓜 (Cucumis melo) 施肥现状、养分输入特征和养分管理中存在的问题，为实现西瓜和甜瓜化肥合理减施，改善品质，增加农户经济效益提供科学依据和技术支撑。  【方法】  选取西瓜、甜瓜栽培面积大的农户，且使调查农户均匀覆盖主产区，采用实地走访记录方式，在调研陕西设施早熟西瓜、甜瓜产量水平，农户施用有机肥、化肥种类及施用量、施肥方式等基础上，依据当地目标产量、肥料试验文献数据，推荐区域合理施肥量，并对推荐施肥量进行田间验证，根据推荐施肥量对农户施肥现状进行评价并分析化肥的减施潜力。  【结果】  设施栽培西瓜、甜瓜主产区肥料 (化肥 + 有机肥) N、P₂O₅、K₂O养分投入量平均分别为582、412、541 kg/hm2和1059、763、842 kg/hm2，其中化肥N、P₂O₅、K₂O平均施用量分别为266、213、304 kg/hm2和315、317、281 kg/hm2；西瓜、甜瓜化肥N、P₂O₅、K₂O养分平均用量分别为各自推荐量的1.8、3.6、2.3倍和2.9、6.3、3.1倍，养分表观盈余量分别为455、369、388 kg/hm2和980、728、692 kg/hm2，养分利用率仅为4.6%～28.3%。西瓜化肥氮、磷和钾施用过量的农户分别占79.6%、88.9%和79.6%，化肥氮、磷和钾减施潜力分别为46%、72%、57%；甜瓜化肥氮、磷和钾施用过量的农户分别占74.9%、91.0%和74.9%，化肥氮、磷和钾减施潜力分别为65%、84%和68%，西瓜和甜瓜化肥总减施潜力 (N + P₂O₅ + K₂O) 分别为57%和73%。西瓜、甜瓜有机肥中氮素养分占养分总用量的比例分别为39.5%和65.8%，比例总体上适宜；西瓜和甜瓜化肥N∶P₂O₅∶K₂O投入比例分别为1.0∶0.8∶1.1和1.0∶1.0∶0.9，P₂O₅占比过高；水肥一体化条件下西瓜、甜瓜基施化肥 (N + P₂O₅ + K₂O) 占化肥施用总量 (基肥 + 追肥) 的比例分别达91.2%和59.4%，基施养分比例过高。  【结论】  本研究区域西瓜、甜瓜养分总投入中，有机养分比例适宜，但存在化肥投入过量，尤其是磷施用比例过高的问题；在水肥一体化栽培技术下，存在基施养分比例过高、养分盈余量大、养分利用率低的问题。生产实践中，亟待根据西瓜、甜瓜养分需求规律，制定精准施肥量和适宜的养分比例，建立区域合理施肥技术体系，最终实现西瓜化肥氮、磷和钾平均施用总量减少46%、72%和57%，甜瓜化肥氮、磷和钾平均施用总量减少65%、84%和68%。     

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。     

三元非结构肥效模型提高水稻施肥推荐的可靠性

【目的】针对三元二次多项式肥效模型的设定偏误和多重共线性危害导致建模成功率低的问题,研发三元非结构肥效模型,扩大模型适用性。【方法】在福建省平和县和仙游县选择了13个水稻氮磷钾田间肥效试验结果作为研究案例。田间试验均采用"3414"设计方案,即:1) N_0P_0K_0;2) N_0P_2K_2;3) N_1P_2K_2;4) N_2P_0K_2;5)N_2P_1K_2;6) N_2P_2K_2;7) N_2P_3K_2;8) N_2P_2K_0;9) N_2P_2K_1;10) N_2P_2K_3;11) N_3P_2K_2;12) N_1P_1K_2;13) N_1P_2K_1;14)N_2P_1K_1。其中,"2"水平为试验前当地氮磷钾推荐施肥量,"0"水平表示不施肥,"1"水平和"3"水平的施肥量分别为"2"水平的50%和150%。在一元非结构肥效模型基础上,利用氮磷钾田间肥效试验结果,在每个试验点分别构建了三元二次多项式肥效模型和三元非结构肥效模型。利用已有的668个水稻"3414"田间试验结果,比较验证了两种模型的拟合效果和推荐施肥量的可靠性。【结果】在构建的13个三元二次多项式肥效模型中,有2个模型的结果未达到统计显著水平,3个肥效模型属于非典型式,而构建的13个三元非结构肥效模型均得到了典型式。通过668个水稻氮磷钾田间肥效试验结果验证表明,三元二次多项式肥效模型未能通过显著性检验的比例达到30.1%,而三元非结构肥效模型未能通过的比例下降到23.4%。在推荐施肥量外推的非典型式中,三元二次多项式肥效模型的比例为4.0%,而三元非结构肥效模型则提高到30.7%。在系数符号不合理和无最高产量点的两种非典型式类型中,三元二次多项式肥效模型的比例分别达到32.3%和14.4%,而三元非结构肥效模型则分别降低到6.9%和0。三元二次多项式肥效模型的典型式比例仅为19.5%,而三元非结构肥效模型典型式比例则提高到39.1%,是前者的2.0倍,明显提高了田间试验结果的建模成功率。【结论】大样本田间试验充分证明,相比三元二次多项式肥效模型,采用三元非结构肥效模型进行早、中、晚稻推荐施肥,提高了建模的成功效率和模型的实用性,是可靠性更高的模型。     

基于川麦冬活性成分高和重金属含量低的有机无机肥最佳配施方案

  【目的】  明确川麦冬[Ophiopogon japonicus (Linn. f.) Ker-Gawl]生产中氮 (N)、磷 (P)、钾 (K) 和生物有机肥 (BF) 最佳配施量，为大田川麦冬的科学种植提供参考。  【方法】  采用L₉ (34) 正交设计，分析9个不同N、P、K与BF组合处理下，川麦冬品质活性成分、代表性活性成分与重金属含量，并基于DTOPSIS法进行了综合选优。  【结果】  合理的N、P、K和BF配施可显著提高川麦冬水溶性浸出物、总皂苷、可溶性多糖、麦冬皂苷D与麦冬皂苷D'的含量，降低Cu、Gd、As、Pb、Hg的含量。其中，以N₁P₃K₃BF₃处理的水溶性浸出物、总皂苷、麦冬皂苷D与麦冬皂苷D'的含量最高，分别为74.52%、0.38%、112.208 μg/mL与56.293 μg/mL；可溶性多糖含量最高的为N₃P₃K₂BF₁处理(42.47%)；Cu和Pb含量最低的为N₁P₂K₂BF₂处理，As含量最低的为N₃P₂K₁BF₃处理，Gd含量最低的为N₂P₁K₂BF₃处理，Hg含量最低的为N₂P₂K₃BF₁处理。  【结论】  通过DTOPSIS法进行了综合选优，活性成分高、重金属含量低的最佳施肥组合为N₁P₃K₃BF₃，即N、P₂O₅、K₂O和生物有机肥分别为598、240、595.80和2700 kg/hm2。     

氮磷钾配施对北苍术产量、品质及其相关酶基因表达的影响

[目的]研究氮磷钾配施对北苍术的产量、苍术素含量及乙酰辅酶A羧化酶(ACC)活性和基因表达量的影响,探讨氮磷钾配施对北苍术药材产量增加、质量形成的影响及其机制,对提高北苍术药材产量及质量有重要的现实意义.[方法]以一年生北苍术为试验材料,采用L9(34)?正交设计,设置10个不同氮、磷、钾用量处理的田间试验,在营养生长...     

增磷减氮配合保水剂可提高多年生西北羊茅种子产量

【目的】西北地区干旱少雨,保持土壤水分对植物的生长十分必要。本文研究了保水剂、氮肥与磷肥对多年生牧草西北羊茅种子产量及其性状的影响,为西北羊茅合理施用肥料和保水剂提供理论依据。【方法】试验在青海省海北州多年生牧草种质资源圃进行,供试材料为建植三年的西北羊茅。试验采用三因素完全随机区组设计,包括2个保水剂用量 (0 和30 kg/hm2,表示为PM₀、PM₃₀);2个施氮量 (N 0和60 kg/hm2,表示为N₀、N₆₀);4个施磷量 (P 0、60、75 和90 kg/hm2,表示为P₀、P₆₀、P₇₅和P₉₀),共16个处理。测定了种子产量及产量性状 (单序籽粒数、单序籽粒重、千粒重、生殖枝数和单位面积籽粒数等)。【结果】1) 单独添加保水剂对西北羊茅种子产量无明显影响,但与氮肥、氮磷肥互作显著影响种子产量。不论单独施用还是与磷肥和保水剂配合,施氮处理西北羊茅种子的产量降低16%～48%。施磷显著增加西北羊茅种子产量,提高幅度28%～49%。N₀PM₃₀P₉₀组合处理种子产量最高,达560 kg/hm2,N₆₀PM₀P₀组合最低,仅260 kg/hm2。P₇₅与P₉₀处理种子产量差异不显著,但均显著高于P₆₀和P₀处理。2) 保水剂主要增加了单序籽粒重,最大增幅达29%。N₆₀处理羊茅单序籽粒数、单序籽粒重、千粒重、生殖枝数降低幅度为12%～18%,单位面积籽粒数最大降幅为50%。氮肥与保水剂互作降低生殖枝数和单位面积籽粒数的幅度分别为24%和34%。随施磷量增加,单序籽粒重增加幅度最大,其次为单序籽粒数和单位面积籽粒数;各产量性状均在施磷量75～90 kg/hm2时有较大值。3) 与种子产量的相关系数分别为单位面积籽粒数 (0.847)、生殖枝数 (0.822) 和单序籽粒重 (0.767)。通径分析结果表明生殖枝数 (0.637) 和单序籽粒重 (0.518) 两个性状的直接作用最大。4) 磷肥偏生产力随施磷量增加显著降低,而磷肥农学效率差异不显著;N₆₀显著降低磷肥偏生产力和农学效率。【结论】多年生西北羊茅种子产量受氮、磷影响较大,受保水剂的影响相对较小。施氮会降低单位面积籽粒数,进而显著降低种子产量。施磷可以显著增加生殖枝数和单序籽粒重,提高种子产量。因此,在供试区域,羊茅草种子生产不建议施用氮肥或单独施用保水剂,推荐保水剂30 kg/hm2与磷肥75 kg/hm2配施以提高种子产量和磷肥效益。     

吉林省玉米施钾增产效应及区域差异

【目的】本研究利用测土配方施肥项目田间试验的大样本数据,分析吉林省玉米施钾增产效应在生态区及县域尺度上的差异,为促进玉米高产稳产和钾肥资源高效利用提供参考。【方法】基于2005-2013年吉林省玉米"3414"田间试验中推荐施钾(N2P2K2)和不施钾(N2P2K0)处理,分析生态区及县域尺度上玉米施钾的产量反应、农学利用率和肥料贡献率,建立玉米施钾产量、钾肥贡献率与基础产量之间的关系,从而评估吉林省玉米施钾的增产效应及区域差异。【结果】不施钾条件下,吉林东部湿润山区、中部半湿润平原区和西部半干旱平原区玉米的基础产量平均分别为8.44 t/hm^2 (3.29~14.5 t/hm^2)、9.45 t/hm^2 (3.77~15.3 t/hm^2)和8.11 t/hm^2(3.89~12.84 t/hm^2)。施用钾肥显著提高三大区域玉米产量,东、中、西部平均分别增产1.31 t/hm^2 (18.1%)、1.06t/hm^2 (12.2%)和1.30 t/hm^2 (17.4%)。推荐施钾条件下,东、中、西部玉米施钾的平均农学利用率分别为19.7、14.6和20.2 kg/kg,平均肥料贡献率分别为13.9%、10.2%和13.6%。统计分析显示,三大区域之间玉米施钾的增产量无显著差异,东部增幅显著高于中部,农学利用率和肥料贡献率东部也显著高于中、西部。回归分析发现,各区域玉米的施钾产量均与基础产量呈极显著正相关关系,符合线性模型,东部为y=0.769 x+3261 (R^2=0.616^**),中部为y=0.883 x+2158 (R^2=0.757^**),西部为y=0.873 x+2328 (R^2=0.637^**);而钾肥贡献率均与基础产量呈极显著负相关关系,符合对数模型,东部为y=–28.4 ln(x)+270.1 (R^2=0.348^**),中部为y=–15.9 ln(x)+156.1 (R2=0.172^**),西部为y=–16.3 ln(x)+160.6 (R2=0.123^**)。随土壤基础供钾能力的提高,东部玉米施钾产量的增幅和钾肥贡献率的降幅明显高于中、西部。【结论】吉林省玉米的钾肥管理应根据区域土壤钾素状况、自然气候条件和钾肥效应进行合理配置,现阶段应适当增加东部湿润山区玉米生产的钾肥资源配置,提高土壤供钾能力,促进玉米高产稳产。     

长期施肥褐土不同磷组分对磷素盈余的响应

  【目的】  研究褐土区玉米田长期不同磷源投入对土壤磷素形态和磷素累积的影响，通过对不同磷组分与磷素盈余之间进行相关性分析，研究不同施肥措施对土壤磷素形态转化的影响，为探索合理的磷肥调控措施，促进土壤中磷素向作物易于吸收的水溶态和碳酸氢钠溶解态转化，提高磷素利用效率提供依据。  【方法】  试验依托始于1992年位于山西省寿阳县北坪旱塬上的长期定位试验。9个施肥处理包括:无肥对照 (CK)、N₁P₁、N₂P₂、N₃P₃、N₄P₄、N₂P₁M₁、N₃P₂M₃、N₄P₂M₂、N₀P₀M₆，其中N₁、N₂、N₃、N₄分别为尿素N 60、120、180、240 kg/hm2，P₁、P₂、P₃、P₄分别为过磷酸钙P 16、33、49、66 kg/hm2，M为腐熟厩肥，M₁、M₂、M₃、M₆分别折合为施P量14、28、42和83 kg/hm2。1992—2016年，收获后取0—20 cm耕层土壤样品，分析土壤磷素形态及盈余量，并计算不同形态磷素与磷盈余量之间的相关性。  【结果】  连续施肥25年后，土壤磷组分发生了不同的变化，不施肥处理除H₂O-Pi、Residual-P外，各形态磷较试验初均有降低。施用无机肥各处理主要增加了土壤中HCl-P含量，以N₄P₄处理提高幅度最大，比试验初提高了127.7%。有机肥投入可以显著提高土壤中的活性磷含量，高量施用有机肥后，H₂O-P总含量较试验初提高了8倍之多，NaHCO₃-Pi年增加速率为11.50 mg/(kg·a)。不同施肥各处理土壤磷素盈余量为N₀P₀M₆ > N₃P₂M₃ > N₄P₄ > N₄P₂M₂ > N₃P₃ > N₂P₂ > N₂P₁M₁ > N₁P₁ > CK。磷素盈余是土壤磷组分变化的重要影响因素，各形态磷组分对磷素累积量响应大小为NaHCO₃-Pi > NaOH-Pi > HCl-P > NaHCO₃-Po > Residual-P > H₂O-Po > NaOH-Po > H₂O-Pi。  【结论】  长期施肥使土壤各组分磷素含量发生了显著变化，有机无机肥配施有利于土壤中活性磷的转化，过量施磷导致磷素在土壤中大量盈余，高量施用有机肥磷素盈余量最大。当以无机肥投入时，施用过磷酸钙P 33 kg/(hm2·a)基本可以满足作物生长发育的要求。当有机无机肥配施时，施用过磷酸钙P 16 kg/(hm2·a)，配施厩肥P 14 kg/(hm2·a) 时，土壤磷素盈余量最小。     

陕西省商洛核桃产区施肥现状评价

【目的】 了解商洛核桃园施肥情况,诊断评价商洛核桃产区施肥状况,提出合理施肥量和养分管理建议。 【方法】 2014、2016两年调查511个果园的生产和养分管理现状,分析187个果园土壤养分状况,结合该区域核桃施肥文献、土壤养分测定结果对施肥现状进行综合评价。 【结果】 商洛地区核桃园果农户均面积0.28 hm2,产量1245.4 kg/hm2;2014、2016年果农施用有机肥的养分量占总养分投入量的21.6%和20.0%,未施用有机肥农户分别占总调查农户的34.5%和12.7%;2014年化肥N、P₂O₅、K₂O投入量依次为 (189.1 ± 111.1) kg/hm2、(114.8 ± 61.1) kg/hm2、(56.9 ± 72.5) kg/hm2;2016年相应提高为 (222.4 ± 115.1) kg/hm2、(153.7 ± 80.8) kg/hm2、(77.4 ± 91.1) kg/hm2。随着施肥量的增加,调查区土壤速效氮、速效磷由2014年的 (19.02 ± 3.72) mg/kg、(16.42 ± 4.50) mg/kg显著提高到2016年的 (24.78 ± 5.12) mg/kg、(22.16 ± 4.40) mg/kg;2014、2016年调查区化肥氮投入量合理比例分别为15.0%、22.6%,不足比例为74.5%、59.5%;P₂O₅投入合理的比例为39.4%、33.9%,不足比例为44.0% 、27.3%,过量比例为16.6%、38.4%;K₂O投入合理的比例为8.3%、13.5%,不足比例高达86.2%、74.5%;有机肥合理比例为38.7%、39.2%,不足比例为61.3%、60.8%。调查区基肥以有机肥为主,追肥以尿素为主;商洛地区核桃园盛果期化肥投入最佳量应为N 220～270 kg/hm2、P₂O₅ 110～140 kg/hm2、K₂O 150～190 kg/hm2,有机肥投入氮最佳量应大于77 kg/hm2。 【结论】 调查区核桃园应适时追施氮肥,钾肥投入严重不足,磷肥呈现过量化趋势;农户忽视追肥,施肥结构不合理。今后该区域果园养分管理中,应大力改善氮、钾养分比例,合理引导磷肥的科学施用,减少养分损失带来的面源污染;最后还应该重视追肥次数和微量元素投入。      

水分养分协同对冬小麦干物质运转和氮吸收利用的影响

【目的】 研究水分养分协同对冬小麦光合产物运转和氮素吸收利用的调控效应，旨在寻求提高冬小麦水肥利用效率的途径。 【方法】 采用防雨棚下测坑试验方法，于2015和2016年在黄淮海平原河南新乡连续进行了2 年田间试验。试验采用二因子 (土壤水分调亏度和施肥水平) 随机区组设计。3个土壤水分调亏度为轻度调亏、中度调亏和重度调亏，相对含水量分别为田间持水量的60%～65%、50%～55%和40%～45%；3个施肥水平为高施肥水平 (N 240 kg/hm2、P₂O₅ 240 kg/hm2、K₂O 240 kg/hm2)，中等施肥水平 (N 180 kg/hm2、P₂O₅ 180 kg/hm2、K₂O 180 kg/hm2) 和低施肥水平 (N 120 kg/hm2、P₂O₅ 120 kg/hm2、K₂O 120 kg/hm2)。共9个水肥组合，三次重复。利用氮同位素示踪技术研究不同水肥组合对植株氮吸收、分配与利用的影响。 【结果】 在高施肥水平下，中度水分调亏 (50%～55%) 可促进小麦营养器官花前贮藏物质向籽粒再运转；在中等施肥水平下，叶片花前贮藏同化物再运转量以轻度水分调亏为最高；在低施肥水平下，各营养器官花前贮藏同化物再运转量和再运转率随水分调亏度加重呈提高趋势。不同施肥水平下营养器官花前贮藏同化物总运转量对籽粒产量的贡献率随水分调亏度加重呈提高趋势。 【结论】 水分调亏提高了籽粒中来自花前营养器官贮藏物质转运的比例。水分调亏与养分调节相结合可有效调控小麦植株对肥料氮的吸收、积累和利用。低施肥水平 (N 120、P₂O₅ 120、K₂O 120 kg/hm2) 和轻度水分调亏 (60%～65%田间持水量) 组合是本试验条件下节水减肥高产高效方案。