基于土壤肥力与目标产量的冬小麦变量施氮及其效果

基于田间18 m×18 m土壤碱解氮测定数据和2001年的小麦产量图数据，采用目标产量模型，设计了变量施氮处方，进行变量施氮试验。以相邻地块均一施肥区为对照，结果表明，变量施氮区产量略低于均匀施肥，且产量变异系数增加；产量构成因子中，变量区的穗密度与对照区基本持平，但变量区的穗密度变异系数较低；变量区的穗粒数低于对照区，变异系数增加；变量区的千粒重高于对照区，变异系数增加；变量区的蛋白质含量略高于对照区，但变异系数也较高；变量区的肥料经济效益略低于对照区，但变量施氮降低了土壤硝态氮浓度，减小了污染地下水的可能性，生态效果明显。     

不同施肥模式对赤红壤旱地作物产量和土壤肥力的影响

采用长期定位田间试验,研究不同施肥模式对赤红壤旱地花生一甘薯轮作制产量和土壤肥力的影响.5年定位试验表明,平衡施肥平均产量最高,花生和甘薯比常规施肥增产13.1％～13.5％,净增收提高14.0％;氮磷钾对花生和甘薯的增产率逐年提高,但花生和甘薯分别对缺磷和缺钾较敏感.年际间产量变化趋势表明,常规施肥对花生和甘薯产量的变异系数大于平衡施肥;不施肥区和氮磷钾缺素区的产量均呈现逐年下降,但缺氮对花生产量的敏感性大于甘薯,甘薯缺磷或缺钾对产量的敏感性高于花生.平衡施肥的氮磷钾利用率平均分别为40.9％、17.7％和24.2％;缺素区的土壤供肥量比不施肥区提高了近1倍;土壤有机质都有所提高,施用氮肥都使土壤酸度有所增加;不施肥区和氮磷钾缺素区都使相应的土壤速效养分明显下降;常规施肥使土壤有效磷下降22.5％,碱解氮和速效钾则基本维持不变,但平衡施肥使土壤有效磷含量基本不变,碱解氮和速效钾则分别提高26.2％和38.4％.     

我国不同地区土壤肥力监测报告(1988～1997)一东北区土壤肥力变化趋势及原因分析

通过10年土壤监测数据分析表明,在常规施肥和管理水平下,东北区三种主要种植制度中,施肥区玉米、水稻连作作物产量较高并呈上升趋势,玉米与大豆轮作产量较低但下降趋势不明显.玉米、水稻连作土壤有机质和全氮基本稳定,有效磷呈上升趋势,碱解氮和速效钾下降趋势明显.玉米、大豆轮作,土壤养分均呈下降趋势.主要原因是施肥量的影响.表现出的农田养分平衡状况是磷有余而钾不足.     

我国不同地区土壤肥力监测报告（1998—1997）——东北区土壤肥力变化趋势及原

通过１０年土壤监测数据分析表明,在常规施肥和管理水平下,东北区三种主要种植制度中,施肥区玉米、水稻连作作物产量较高并呈上升趋势,玉米与大豆轮作产量较低但下降趋势不明显。玉米、水稻连作土壤有机质和全氮基本稳定,有效磷呈上升趋势,碱解氮和速效钾下降趋势明显。玉米,大豆轮作,土壤养分均呈下降趋势。主要原因是施肥量的影响。表现出的农田养分平衡状况是磷有余而钾不足。     

辽南葡萄主产区土壤养分特征研究

为了给辽南规模化葡萄园的养分管理和科学施肥提供依据,2016年在辽南葡萄主产区采集91个葡萄园土壤样品,分别测定土壤pH、有机质、全氮、碱解氮、速效磷和速效钾含量,对该葡萄主产区土壤养分状况进行研究。研究结果表明:辽南葡萄主产区土壤pH平均值为6.2;有机质平均含量为11.0 g kg?1,处于缺乏水平的样点占总样点的97.8%;土壤全氮、碱解氮平均含量分别为0.08 g kg?1和73.3 mg kg?1,处于缺乏水平的土壤样点分别占样本总数的85.8%和74.8%;土壤速效磷平均含量为70.4 mg kg?1,90.1%样点属于丰富水平,但变异系数较大;速效钾平均含量为158.0 mg kg?1,总体含量属于中等以上,处于中等以上和缺乏水平的样点占总样点的比例分别为68.2%和31.8%。不同地区、不同树龄和不同产量水平的葡萄园土壤养分状况存在较大差异;李官镇葡萄园养分状况好于许屯镇;随着种植年限的增加,葡萄园土壤pH、有机质、全氮、碱解氮、速效磷和速效钾含量均呈现显著升高趋势;不同产量葡萄园有机质、全氮、碱解氮和速效钾含量变化趋势为高产园 > 中产园 > 低产园。建议根据产量和树龄情况,分区域进行葡萄园养分管理,适当减少磷肥和钾肥、增加有机肥用量,以保证养分的高效利用。     

控释氮肥对小麦-玉米轮作产量和土壤养分状况的影响

基于河北省衡水市连续4年8季小麦-玉米轮作体系施肥定位试验,研究多年控释氮肥减氮施肥以及不同施肥措施对小麦、玉米籽粒产量和土壤养分状况的影响。结果表明:肥料追施与一次性基施作物产量无显著差异,减氮30%控释氮肥较常量速效氮肥产量有2季显著增加,其他季无显著差异;施氮肥可显著增加0-40cm土壤硝态氮含量,并且速效氮肥60%底施,40%追施处理较速效氮肥一次底施处理显著增加20-40cm土壤硝态氮含量,控释氮肥减氮30%处理表层土壤硝态氮含量与常量速效氮肥一次底施处理相比未显著下降,而深层土壤硝态氮含量较常量速效氮肥一次底施处理减少44.15%~89.21%,说明控释氮肥可有效控制硝态氮淋失;常量速效氮肥一次底施处理较其他施氮处理显著降低表层土壤pH;施氮肥对土壤全氮、有机质、全磷、有效磷含量无显著影响;对0-20cm土壤速效钾含量影响较大。速效氮肥基施加追施处理较常量速效氮肥一次底施处理可减缓土壤酸化进程,表层速效钾含量有所降低。综上,连续多年减氮30%施用控释氮肥较常量速效氮肥处理作物产量和土壤养分状况并未出现显著差异。     

施用有机肥对土壤肥力的影响

在潮棕壤上进行了5年的定位试验,研究不同有机肥用量对作物产量和土壤肥力的影响。结果表明,施用有机肥处理与对照处理相比,施用有机肥有明显的增产和稳产作用。不施肥处理,除土壤全钾以外,土壤其他各项养分指标（C、N、P）均有所下降;施用有机肥能显著提高速效P、K养分含量和有机碳及全磷含量。5年时间,低量有机肥处理土壤碱解氮含量下降了9.19mg/kg,说明低量有机肥并不能保证土壤氮的供给;中量有机肥处理土壤碱解氮含量略有上升,土壤全氮收支基本平衡;高量有机肥处理土壤碱解氮含量有明显增加,土壤全氮也有较大程度的盈余。     

河北省饶阳县土壤养分特征分析及分区施肥研究

为摸清饶阳县土壤养分特征,实现针对性分区指导施肥,采用田间试验和室内分析相结合的方法,明确了该县耕地土壤养分供应状况和分布特征。结果表明:目前饶阳全县土壤有机质、碱解氮、有效磷、速效钾平均含量分别为15.5 g/kg、77.1 mg/kg、29.1 mg/kg、108.0 mg/kg。耕层土壤有机质及大量元素在各乡镇分布差别明显,变异系数表现为有效磷速效钾碱解氮有机质。与第二次土壤普查结果比,全县土壤有机质、碱解氮、有效磷分别增加37.2%、29.1%和314.3%;而速效钾减少29.5%。结合该县多年田间试验和专家实践经验、农户调查和土壤养分分布特征,建立了小麦施肥指标体系,并编绘了针对区域养分供应特征的氮、磷、钾肥施用量图件,便于指导农民优化平衡施肥。     

长期减量化施肥对水稻产量和土壤肥力的影响

为探讨减量化施肥对水稻产量及土壤肥力的影响,对巢湖流域连续10年减量化施肥和秸秆还田定位试验后的水稻产量、土壤有机质、有效氮磷钾、有效铜锌铁锰含量及土壤酶活性进行了测定和分析。结果表明:长期减氮30%或减磷50%处理对水稻产量无明显降低作用,减量+秸秆还田有增产作用,但增产不显著;减氮30%或减磷50%会降低土壤中有机质含量,增加土壤中速效钾、碱解氮含量,减磷50%土壤中的有效磷含量显著降低,减量+秸秆还田会增加土壤中的有机质、速效钾、碱解氮、有效铜锌铁锰含量,对有效磷的增加效果不显著;较不施肥相比,施肥能够明显提高土壤的酶活性,减少氮磷肥会一定程度地降低土壤中的酶活性,减量+秸秆还田对脲酶的增加效果不明显,但会显著增加土壤中性磷酸酶和蔗糖酶活性;土壤酶活性与水稻产量及土壤养分含量之间呈显著或极显著正相关关系。综合考虑减量化施肥对水稻产量和土壤肥力的影响,可提出在巢湖流域实施减量化施肥+秸秆还田处理来代替高产施肥。     

甘肃中部地区水砂田玉米土壤养分丰缺指标研究

采用"3414"完全试验设计,对甘肃中部地区水砂田玉米土壤养分丰缺指标和推荐施肥指标进行了研究,因地制宜选择最优施肥方案。通过比较分析历年来土壤普查结果,得出当地水砂田玉米土壤养分的变化趋势;通过对不同肥力水平下土壤速效养分与缺素区相对产量及氮、磷、钾最佳施肥量的趋势拟合,分别导出了函数模型,划定土壤养分丰缺区间,进而演算出丰缺指标和推荐施肥指标。当地水砂田玉米土壤养分的变化趋势为:1983年以来,碱解氮、有效磷均呈逐渐提高趋势,速效钾在整个过程中则总体处于明显下降趋势。从丰缺指标可以看出:当地水砂田土壤氮素养分缺乏,磷素中度较缺,而钾素养分相对较为丰富,玉米要实现高产,既要合理增施氮、磷肥,且应根据土壤钾素丰缺状况适当补施钾肥。     

基于粒子群优化算法的土壤养分管理分区

土壤养分管理分区的划分为变量施肥技术提供依据,是精准农业实施变量施肥管理的重要环节。在对7种土壤养分的空间变异特征和变异结构进行分析的基础上,以其中6种养分作为变量进行土壤养分管理分区的研究,最后用基于粒子群优化属性均值聚类来划分管理分区,并引入3种指标确定合理的分区数目。通过计算得出,试验区的合理分区数目为2个,对各管理分区实际采样点的土壤养分数据进行单因素方差分析,除速效磷外各土壤养分均在99%的置信水平上具有极显著差异,其中分区2土壤肥力水平较高,分区1较低。基于粒子群优化属性均值聚类算法可以很好地划分土壤养分管理分区,分区结果能够为精准农业变量施肥提供决策依据。     

栽培模式及施肥对玉米和大豆根际土壤磷素有效性的影响

栽培模式及施肥管理对作物吸收利用土壤磷素的影响较大,本研究为探明玉米/大豆套作系统作物根系交互作用下根际土壤无机磷组分动态变化特征,利用盆栽试验测定了玉米/大豆套作(M/S)、玉米单作(MM)和大豆单作(SS)3种栽培模式以及不施肥(CK)、施氮钾肥(NK)和施氮磷钾肥(NPK)3种施肥处理下玉米和大豆地上部生物量及吸磷量和根际与非根际土壤速效磷、无机磷组分含量,以期为优化玉米/大豆套作系统磷素管理提供理论依据。研究结果表明同一施肥水平下,套作玉米的籽粒产量显著高于单作玉米;施磷显著提高了单作玉米籽粒产量,而对套作玉米籽粒产量影响不大。无论施肥与否,套作大豆秸秆及籽粒产量均高于单作大豆。所有施肥处理均表现为套作模式下单株作物地上部磷积累量显著高于单作模式。玉米成熟期,CK、NK处理下套作玉米根际土壤速效磷含量分别比单作玉米高54.2%和71.8%;大豆始花期,NPK处理下套作大豆根际土壤速效磷含量比单作大豆高19.8%。大豆成熟期,NK、NPK处理下套作大豆根际土壤速效磷含量分别比单作大豆高23.8%和108.0%。无论是单作还是套作模式,玉米根际土壤Al-P含量在3个施肥处理下均低于非根际土壤。CK和NK处理下单作玉米根际土壤Al-P含量分别是套作玉米的1.19倍和1.22倍;NPK处理下单作玉米根际土壤Fe-P含量是套作玉米的1.21倍。在CK、NK和NPK施肥处理下,单作大豆根际土Al-P含量分别是套作大豆1.12倍、1.30倍和1.25倍,单作大豆非根际土Al-P含量分别是套作大豆的1.22倍、1.30倍和1.06倍。CK、NK处理下单作大豆根际土壤Fe-P含量分别是套作大豆的1.47倍和1.12倍。研究得出结论,低磷条件下,与单作相比,玉米/大豆套作更有利于作物对土壤Al-P、Fe-P的活化吸收。     

基于GIS和丰缺指标法的区域施肥管理体系的构建

  【目的】  采用GIS定位和养分丰缺指标相结合的方法,研究西辽河平原耕地土壤碱解氮、有效磷、速效钾的空间分布特点,建立直观、精准的推荐施肥系统。  【方法】  西辽河平原包括科尔沁区、开鲁县、奈曼旗、科尔沁左翼后旗、科尔沁左翼中旗。以该区域的15421个土壤测试数据和143个玉米“3414试验”数据为基础,运用GIS方法计算耕地土壤碱解氮、有效磷、速效钾的空间插值结果,结合土壤丰缺指标,将西辽河平原耕地土壤碱解氮、有效磷、速效钾养分分区,确定不同土壤氮磷钾养分组合下的施肥量,并制作玉米氮磷钾分区施肥图。  【结果】  西辽河平原耕地土壤养分空间分布不均,大部分土壤碱解氮含量较低,有效磷、速效钾含量中等。耕地土壤有效氮、磷、钾养分含量呈低氮–中磷–中钾 (碱解氮 ≤ 69.5 mg/kg、有效磷4.18～10.40 mg/kg、速效钾90.3～152.5 mg/kg)、中氮–中磷–中钾 (碱解氮69.5～107.9 mg/kg、有效磷4.18～10.40 mg/kg、速效钾90.3～152.5 mg/kg)、中氮–中磷–高钾 (碱解氮69.5～107.9 mg/kg、有效磷4.18～10.40 mg/kg、速效钾 > 152.5 mg/kg) 的面积占比分别为42.4%、14.1%、13.5%。土壤碱解氮、有效磷、速效钾含量 (x) 与经济最佳施肥量 (y) 之间存在较好的对数关系,氮施肥模型y = –102.5ln(x) + 617.22,磷施肥模型y = –36.11ln(x) + 174.1,钾施肥模型为y = –25.89ln(x) + 180.96。不同土壤养分组合种植玉米所需的经济最佳N–P₂O₅–K₂O用量 (kg/hm2) 组合分别为202–110–58、168–107–57、164–102–47。  【结论】  土壤碱解氮、有效磷、速效钾含量与相对产量存在较好的对数函数关系。西辽河灌区土壤有效氮磷钾丰缺指标的划分以75%和85%作为相对产量的分级区间较为合适。在土壤有效氮磷钾养分大数据的支撑下,采用GIS和丰缺指标法相结合的方法,可以准确快捷地构建区域施肥管理体系。     

长期定位施肥对砂姜黑土肥力及生产力的影响研究

长期定位试验研究化肥与有机肥配施对砂姜黑土土壤肥力和作物产量的影响结果表明 ,长期施肥可提高土壤碱解氮、速效磷及有机质含量 ,不同肥料组合间差异较大 ,以有机肥与化肥配施处理效果最佳 (但同时必须重视K素的投入 ) ,土壤速效钾仅全部施用有机肥处理有所增加 ,单施N、P化肥处理下降最多 ,至 15年后下降2 5 .8%。长期未施肥处理 (对照 )碱解氮变化最大 ,较试验前下降 2 6 .5 % ,其他养分指标变化较小。有机肥与化肥配施处理产量前期不及单施化肥处理 ,中后期则反之。砂姜黑土基本生产力随种植时间延长而渐降 ,土壤对秋粮大豆或玉米的供肥能力高于小麦。     

GIS支持下的变量施肥尺度效应模拟研究

以玉米N肥变量施肥为例,采用GIS技术对不同土壤肥力水平下的变量施肥尺度对施肥量、产量和肥料增产效率的影响进行模拟计算和可视化表达。首先用揟urning Band Method敺椒ㄋ婊煞现付ň怠⒎讲詈涂占浞植?半方差模型)的一组表示最小施肥单元的土壤养分数据,每组104个数据,对每组数据进行了100个等级尺度单元的相关效应计算和分析。模拟结果表明:(1)随着变量施肥单元面积减小,平均单位面积的施肥量增加或保持不变,产量一般增加,总的肥料增产效率也提高;(2)施肥临界养分过渡带的变量施肥合理性和产量受尺度影响较大,土壤肥力较高时,空间变异小,变量施肥尺度效应不明显。     

猪粪沼液施用对土壤氨挥发及玉米产量和品质的影响

猪粪沼液含有大量的养分,如氮、磷、钾、氨基酸、腐植酸等,但如果不及时施用,也会带来水体富营养化问题。沼液替代化肥是目前最有效的利用方式。采用田间试验方法,在春、夏两季玉米上,研究了猪粪沼液不同用量与不同运筹对土壤氨挥发损失以及玉米产量、品质等的影响。结果表明,夏玉米基施猪粪沼液氨挥发量大于春玉米,沼液的氨挥发量明显大于化肥,且沼液施用量越大,氨挥发量越大;由氨挥发导致的氮素损失量占施肥量的0.17%~2.16%,平均为0.88%。在春玉米中,单独施用化肥以及化肥与沼液各50%配施处理的产量分别为901.55 kg.667m?2和892.71 kg.667m?2,显著高于其他处理;纯化肥处理可溶性糖为103.69 g.kg?1,显著低于其他处理;纯化肥处理皮渣率为9.87%,显著高于其他处理;其他品质指标各处理间无显著差异。在夏玉米中,总体产量不如春玉米,纯化肥处理产量为523.47 kg,显著高于其他处理,化肥与沼液各50%配施处理的产量仅次于纯化肥处理,为513.41 kg。纯化肥处理的玉米品质总体上高于纯沼液处理,但沼液和化肥各50%处理玉米品质与纯化肥处理无明显差异。可见,对玉米植物而言,以50%沼液替代化学肥料,在技术上可行,可以获得与化肥处理相同的玉米产量与品质。     

玉米精准变量播种技术与装备研究进展

变量播种技术可依据农田环境空间异质性调整玉米播种量,实现生长环境与播种量的合理精准匹配,是突破玉米单产提升瓶颈、提高资源利用效率、实现玉米生产提质增效的重要手段。该研究按照玉米变量播种技术实施过程,从土壤肥力指标精确获取技术、最佳播量决策技术以及播量精准调控技术3个方面对玉米变量播种技术与装备进行综述。阐述了基于近地传感和遥感的土壤肥力指标快速获取的研究与应用现状,并对影响土壤肥力指标由点到面转化的土壤属性空间插值方法和影响土壤肥力分类结果的农田管理区划分方法进行了系统总结;重点分析了基于农田管理区和基于模型的变量播种决策方法的研究现状与优缺点,依据国外变量播种决策研究思路,同时结合中国国情提出了基于模糊推理、田间试验和机器学习的3种播量决策方法;综述了国外变量播种控制系统的结构组成与工作原理,归纳了国内电驱排种系统在作业速度测量、排种器驱动方式等方面取得的研究进展,并重点剖析了变量播种过程中存在的播种滞后问题及其补偿方法。针对中国玉米变量播种技术仍处于初级阶段,最佳播量决策技术与播量精准调控技术薄弱的问题,提出未来在玉米变量播种领域需开展的研究重点和发展建议:1)研发符合中国国情的变...     

基于养分专家系统推荐施肥在东北玉米上的长期综合效应

为明确养分专家系统推荐施肥对东北玉米产量与收益、肥料利用率与土壤养分的长期综合效应,于2012-2020年开展了田间定位试验,共设置5处理：分别为1）不施肥（CK）;2）农民习惯施肥（FP）;3）养分专家系统推荐施肥（NE）;4）在NE基础上配施缓/控释氮肥（NER）;5）土壤测试推荐施肥（ST）。探究9 a 产量与收益、肥料利用率、土壤养分和养分平衡的变化规律。结果表明,NE和ST处理较FP处理显著降低了氮磷肥用量（P<0.05）,显著增加了钾肥用量（P<0.05）。与FP处理相比,NE、NER和ST处理提高了玉米产量、收益及其稳定性。其中均以NE处理最高,之后依次为ST和NER处理。NE、NER和ST处理肥料平均回收利用率、农学利用率和偏生产力较FP处理分别提高了29.0%～40.1%（P<0.05）、31.3%～44.3%（P<0.05）和22.0%～31.7%（P<0.05）,且均以NE处理最高。与FP处理相比,NE、NER和ST处理提高了0～30 cm土壤无机氮含量,降低了30～90 cm土壤无机氮和0～30 cm土壤有效磷含量,而不同施肥处理土壤速效钾含量差异未达显著水平（P>0.05）,其中NE处理与试验起始养分含量最为接近。9 a养分平衡结果显示,FP、NE、NER和ST处理氮、磷均表现为盈余,而钾素表现为亏缺,且NE处理氮、磷盈余量和钾亏缺量均为最低。综上,与农民习惯施肥和土壤测试推荐施肥相比,养分专家系统推荐施肥不仅可提高玉米产量、收益和肥料利用效率,并可保持土壤养分稳定。因此,它是一种适用于中国东北玉米的推荐施肥方法。     

豫中植烟区土壤速效养分的空间变异分析

利用地统计学和GIS相结合的方法,探讨了豫中烤烟种植区土壤速效氮、磷、钾含量空间变异特征。结果表明:研究区速效氮含量属于偏低水平,而速效钾和速效磷为偏高水平。以速效氮的变异系数为最小,速效磷的变异系数为最大。土壤 pH与速效氮和速效磷都成呈显著的正相关关系,土壤有机质与速效氮、速效磷和速效钾都达到极显著的正相关关系。研究区3种土壤速效养分中,除了速效氮为线性模型外,速效钾和速效磷都是球状模型。速效磷和速效钾属于中等强度的空间变异性,而速效氮属于弱的空间相关性。本烤烟种植区土壤速效养分的等值线图可更准确和直观地了解研究区土壤养分的空间分布,从而为精确施肥提供依据。