紫云英配施氮肥对双季稻产量、干物质量及氮素吸收利用的影响

为研究紫云英配施氮肥对双季稻产量、干物质量以及氮素吸收利用的影响,本研究于2014年10月-2016年11月在江西省余江县进行田间定位试验,共设置5个处理:冬闲+不施氮、紫云英+不施氮、紫云英+减量施氮(90 kg·hm~(-2))、紫云英+常规施氮(150 kg·hm~(-2))、紫云英+高量施氮(225kg·hm~(-2))。结果表明,与冬闲处理相比,紫云英配施氮肥的各处理早稻和晚稻每穗粒数分别增加了23.20%和14.15%,产量分别增加了17.75%和28.32%,其中早稻和晚稻产量均以紫云英+常规施氮最高,分别增加了20.55%和30.49%,其次为紫云英+减量施氮处理,分别增加了19.48%和28.13%;与冬闲处理相比,冬种紫云英后各处理早稻和晚稻干物质量增幅分别为15.57%~36.21%和14.41%~24.89%,水稻群体吸氮量2年平均增幅为60.24%~93.04%;与单施紫云英相比,紫云英还田配施氮肥各处理早稻和晚稻干物质量增幅分别为20.14%~28.35%和14.79%~18.07%,水稻群体吸氮量2年平均增幅为40.73%~69.53%;与紫云英+常规施氮处理相比,紫云英+减量施氮处理下的氮肥回收效率、氮肥农学利用率和氮肥偏生产力分别提高了43.18%、64.55%和56.14%(2年平均值)。综上,紫云英+减量施氮是本研究区域氮肥利用率最高的施肥模式,该结果为提高稻田氮肥资源高效利用和保护农田生态环境提供了科学依据。     

灌溉方式和施氮量对直播稻氮素和水分利用的影响

为研究不同灌溉方式和施氮量对直播稻的光合生产、干物质积累、氮素利用、水分利用和稻谷产量的影响,采用裂区试验设计,主区因素为品种:‘德香4103’和‘金农丝苗’,副区因素为3种灌溉方式:浅水灌溉、轻干湿交替灌溉和重干湿交替灌溉,副副区因素为4个施氮量:0 kg(N)·hm~(-2)、120 kg(N)·hm~(-2)、180 kg(N)·hm~(-2)、240kg(N)·hm~(-2),分析测定直播稻的干物质积累量、氮素积累量和利用率、水分利用率和产量等指标。结果表明:灌溉方式和施氮量对直播稻氮素利用和产量形成的影响存在显著的互作效应。与浅水灌溉相比,轻干湿交替灌溉处理下‘德香4103’和‘金农丝苗’抽穗期剑叶净光合速率、拔节—抽穗期干物质积累量、结实期茎叶氮素转运量、成熟期籽粒中氮素积累量、氮素农艺效率和氮肥回收效率显著增加;抽穗期叶面积指数、拔节前干物质积累量、成熟期茎叶氮素积累量显著降低。施氮量对‘德香4103’和‘金农丝苗’氮素积累量、氮素利用效率、产量的影响存在差异。浅水灌溉处理中,与无氮相比,‘德香4103’和‘金农丝苗’施氮后产量分别提高31.79%~48.77%和29.72%~45.36%;施氮量超过180 kg·hm~(-2)后,‘德香4103’的产量显著下降,而‘金农丝苗’相应指标却无显著变化。轻干湿交替灌溉处理中,与无氮相比,‘德香4103’和‘金农丝苗’施氮后产量分别提高32.58%~61.10%和36.49%~48.45%;施氮量超过180 kg·hm~(-2)后‘德香4103’的产量无显著变化,氮肥回收效率、氮素农艺效率均显著下降,‘金农丝苗’的产量和干物质积累量无显著变化,成熟期氮素积累量显著提高。重干湿交替灌溉处理中,与无氮相比,‘德香4103’和‘金农丝苗’施氮后产量分别提高37.01%~42.88%和30.11%~42.63%;施氮量超过180 kg·hm~(-2)后,‘德香4103’和‘金农丝苗’的产量无显著变化;但‘德香4103’成熟期氮素积累量显著增加,‘金农丝苗’氮素积累量却无显著增加,两个品种氮素农艺效率均显著降低。综上所述,轻干湿交替灌溉更适合于直播稻高产、节水、高效栽培,其中‘德香4103’产量在轻干湿交替灌溉下施纯氮240 kg·hm~(-2)处理最高,‘金农丝苗’产量在轻干湿交替灌溉下施纯氮180 kg·hm~(-2)处理最高。     

花生补灌条件下施氮对土壤氮素吸收与转化的影响

为提高辽西地区花生产量和水氮利用率,本文以‘白沙1016’为对象,采取裂区试验,主区为雨养(W0)和测墒补灌(W1)两种灌溉模式,子区为0 kg·hm~(-2)(N0)、40 kg·hm~(-2)(N1)、60 kg·hm~(-2)(N2)和80 kg·hm~(-2)(N3)4个施氮水平,研究施氮对测墒补灌条件下花生干物质积累和氮素积累及分配的影响。试验结果表明:在雨养和测墒补灌条件下,花生成熟期的单株干物质量分别为64.66~74.92 g和71.65~92.81 g,以W1N3处理最高,W0N0最低,且随施氮量呈现二次曲线变化趋势。花生植株氮积累量随施氮量变化趋势与干物质量一致,W1N2较其他处理显著提高了氮素积累量、产量和水分利用效率。测墒补灌优化了花生植株中氮素的分配,延长了叶片氮素积累时长,同时提高了叶片氮素向荚果的转移量,继而相对雨养处理显著增加了花生荚果氮积累量所占植株氮积累总量的比重(氮收获系数)2.13%、氮肥农学利用率78.57%、氮肥表观回收率25.90%。花生收获后,土壤硝态氮主要分布在0~40 cm土层内,占0~60 cm土层的77.75%,且累积量随着施氮量的增高而增加,但补灌会使土壤硝态氮下移造成硝态氮淋失。因此,综合考虑水氮利用效率,在辽西半干旱地区推荐W1N2为适宜花生生产水氮管理,其产量、水分利用效率和灌溉水利用效率最高,分别为6 485.03 kg·hm~(-2)、2.02 kg·m~(-3)和10.21kg·m~(-3)。     

紫云英配施控释氮肥对早稻产量及氮素吸收利用的影响

通过田间小区试验,研究减量尿素或控释氮肥配施紫云英对早稻产量、农艺性状、植株干物质积累量、氮素养分吸收利用及土壤氮素养分的影响。结果表明:在减氮量20%和40%条件下,尿素或控释氮肥配施紫云英均能促进早稻稻谷增产,其中80%尿素配施紫云英和60%控释氮肥配施紫云英处理的稻谷产量较100%尿素处理分别增产7.5%和6.7%,但稻草产量均低于100%尿素处理。有效穗数、千粒重和每穗实粒数的增加是稻谷增产的主要原因。100%尿素处理早稻前期生长旺盛,而减量尿素或控释氮肥与紫云英配施对水稻植株生长的促进作用主要在水稻生长中后期。100%尿素处理的干物质积累量、水稻植株全氮含量、氮素养分积累量在水稻生长前期均较高,水稻生长中后期80%尿素配施紫云英和60%控释氮肥配施紫云英处理的氮素养分持续供应的优势得到体现。适当降低氮肥用量,减量尿素或控释氮肥配施紫云英有利于提高化肥氮素利用效率。氮肥利用率、氮肥农学效率、氮肥偏生产力和氮收获指数均以60%控释氮肥与紫云英配施处理最高。控释氮肥和紫云英在水稻生长中后期释放了较多的氮素营养,提高了水稻生长中后期土壤碱解氮含量。     

紫云英还田对单季稻田氨挥发的影响

为探究紫云英还田对单季稻田氨挥发损失的影响,以我国南方单季稻-紫云英种植模式为研究对象,采用盆栽试验,设置不施氮(CK)、尿素单施(N)、尿素与紫云英配施(NM)3个处理,研究紫云英还田对南方单季稻田NH_3挥发动态特征的影响。结果表明,N和NM的氨挥发通量在氮肥施用后第3天达到峰值(分别为10.8 kg·hm~(-2)·d-1和9.27 kg·hm~(-2)·d-1),之后迅速下降。在整个监测期间,氨挥发累积量分别为93.4 kg·hm~(-2)和79.8 kg·hm~(-2),分别占氮素施用量的25.7%和21.9%。田面水中铵态氮含量和pH值以及分蘖期土壤中羟胺还原酶活性与氨挥发速率或累积量呈显著线性正相关关系。与N相比,NM显著降低表面水中铵态氮含量以及水稻分蘖期土壤中羟胺还原酶活性(37.8%),最终显著降低外源氮素NH_3挥发累积量和挥发系数(14.6%和14.8%)。综上,NM可有效减少单季稻田外源氮素NH_3挥发损失,从而提高氮素养分利用率,降低氮素养分的环境风险。本研究结果为紫云英在缓解模式内氮肥气态损失,提高氮素当季利用率提供了理论依据。     

减氮配施控释尿素对水稻产量和氮肥利用的影响

以释放期为60~90 d的控释尿素为试验材料,2015年在广东省台山市和翁源县开展大田试验,研究在全量施氮[195 kg(N)·hm~(-2)]、减氮20%[156 kg(N)·hm~(-2)]和减氮40%[117 kg(N)·hm~(-2)]条件下,常规分次施肥(CF)、配施控释尿素氮占25%一次性施用(25%CRU)和配施控释尿素氮占50%一次性施用(50%CRU)对水稻生长、产量及氮肥利用率的影响,为控释尿素在水稻生产上的推广应用提供参考。结果表明,在水稻营养生长阶段,不同施氮处理的每兜分蘖数基本一致,叶片SPAD值随施氮量增加略有提高。随着施氮量增加,水稻产量先提高后降低,当施氮量为156 kg(N)·hm~(-2)时,水稻产量最高。等氮条件下,25%CRU、50%CRU和CF处理的水稻籽粒产量基本一致;不同施氮处理的稻谷和稻草氮素吸收累积量无显著差异。水稻氮素吸收累积量随着施氮量的增加而增加,而氮肥偏生产力和氮收获指数逐渐降低。等氮条件下,25%CRU和50%CRU处理的氮肥农学效率、氮肥生理利用率均显著高于常规施肥处理(P(27)0.05),两地平均增幅分别为14.99%、17.23%和98.22%、57.44%。当施氮量为195 kg(N)·hm~(-2)时,25%CRU和50%CRU处理的氮收获指数较常规施肥处理(CF)提高6.99%和6.69%,其中台山试验点的增幅达到显著水平(P(27)0.05)。117 kg(N)·hm~(-2)处理的土壤碱解氮含量显著降低(P(27)0.05)。25%控释氮肥掺混一次性施用施氮量为156 kg(N)·hm~(-2)的施肥处理,其产量和氮肥利用效率在台山和翁源两个试验点均较高,在广东省双季稻区可实现水稻增产稳产,显著提高氮肥利用率,并维持土壤肥力,是一种较优的氮肥运筹模式。     

化肥减量配合紫云英还田对双季稻产量及氮肥利用率的影响

旨在明确化肥减量条件下不同紫云英还田量对亚热带双季稻区早、晚稻产量及氮肥利用率的影响。以双季稻种植模式为研究对象,设置2个不同的减肥量处理配施不同的紫云英还田量,观察紫云英连续还田下不同处理对双季稻产量和养分利用率的影响。结果表明:与常规施肥处理(100%F)相比,20%减肥量各处理的早稻产量均得到显著提高,增产幅度为5.0%～13.2%;40%减肥量条件下,配施15 000～22 500 kg/hm~2紫云英早稻产量不减产,而配施30 000～37 500 kg/hm~2紫云英后早稻产量有显著提高,增产幅度为5.4%～8.5%。各减肥配施紫云英处理的晚稻产量均随紫云英还田量的增加而升高(P0.05)。各减肥配施紫云英处理早稻化学氮肥的农学利用率、偏生产力及回收率均较常规施肥处理显著提高,但晚稻的氮肥利用率无显著差异。将紫云英还田输入的氮纳入总氮素投入后,早稻总氮素的农学利用率和回收率均随紫云英还田量的增加而降低;与100%F相比,各减肥配施紫云英处理的农学利用率未显著降低,但紫云英还田量达到37 500 kg/hm~2及以上时会导致早稻的氮素回收率显著降低。各紫云英还田处理土壤全氮含量均高于100%F(P0.05),且土壤速效氮含量均显著高于100%F处理(P0.05)。亚热带双季稻种植模式下,长期紫云英还田配合减量施肥对早、晚稻产量和氮肥利用率均产生正面效应,且能提高土壤有机质含量和全氮含量,土壤速效氮含量显著高于常规施肥处理。因此,适量紫云英还田配施化肥除可减少化肥用量外,也是亚热带双季稻区兼顾提升稻米产量和培肥土壤的有效技术。本试验条件下,化肥减量40%配合22 500～30 000 kg/hm~2紫云英的配比综合效果较好。     

氮肥运筹对黄壤坡耕地作物产量和土壤无机氮累积量的影响

通过3年田间试验,探索贵州黄壤坡耕地玉米-小麦间套作体系作物增产、环境友好的适宜氮肥施用量。本研究设置6个小麦氮肥用量(N 0、90、120、150、180和240 kg/hm~2)和6个玉米氮肥用量(N 0、146、195、244、293和390 kg/hm~2),分别用N0、N1、N2、N3、N4、N5表示。结果表明:玉米在0～146.25 kg/hm~2的施氮量下,籽粒产量随着施氮量提高而增加,超过146.25 kg/hm~2施氮量,籽粒产量呈下降的趋势;玉米在0～243.25kg/hm~2的施氮量下,植株氮素累积量随着施氮量提高而增加,超过243.25 kg/hm~2的施氮量,植株氮素累积量呈下降的趋势。小麦在0～150 kg/hm~2的施氮量下,籽粒产量和植株氮素累积量随着施氮量提高而增加,超过150kg/hm~2施氮量,籽粒产量和植株氮素累积量呈下降的趋势。玉米-小麦间套作在0～236.25 kg/hm~2的施氮量下,籽粒产量随着施氮量提高而增加,超过236.25 kg/hm~2施氮量,籽粒产量呈下降的趋势;玉米-小麦间套作在0～315 kg/hm~2的施氮量下,植株氮素累积量随着施氮量提高而增加,超过315 kg/hm~2施氮量,植株氮素累积量呈下降的趋势。3年试验周期内氮素利用率较低,不超过25%;土壤中残留无机氮随着施肥量的增加而增加,并以NO3--N为主,100 cm土体累积的NO3--N与周年施氮量呈正相关(R2=0.746 3)。N0、N1、N2、N3、N4、N5处理的0～100 cm土体累积无机氮分别为275.5、301.5、292.1、366.5、431.2、616.9 kg/hm~2,N0、N1、N2、N3、N4、N5处理的耕层土壤无机氮占100 cm土体内土壤无机氮的比例分别为18.1%、19.0%、27.3%、26.2%、33.9%、22.1%。耕层无机氮表聚效应较弱,而土体累积无机氮含量较高。当每年施氮量为225.6～264.6 kg/hm~2时,籽粒产量为3 784.8～3 888.2 kg/hm~2,NO3--N积累量在217.5～228.9 kg/hm~2,增施氮肥,有利于籽粒增产,土壤NO3--N积累量平均增速为0.29 kg/kg,是贵州黄壤坡耕地麦-玉间套作体系氮肥适宜施用量,更有利于黄壤区农业的可持续发展。     

红芸豆对氮素的需求规律及适宜施氮量研究

为探明山西省红芸豆的氮素需求规律与分配特征,并明确其适宜施氮量,以‘英国红’为试验材料,通过田间试验,系统监测了不同生育时期红芸豆干物质和养分的累积与分配特征,并研究了氮肥施用水平对红芸豆产量、氮素利用效率的影响。分别在山西省中部农业科学院东阳试验基地和西部地区岢岚县曹家沟村进行试验。东阳试验基地设置了4个氮水平(kg·hm~(-2))处理,分别为0(N1)、60(N2)、120(N3)和180 (N4);岢岚县曹家沟村设置5个氮水平(kg·hm~(-2))处理,分别为0 (N1)、60 (N2)、120 (N3)、180 (N4)和240 (N5)。结果表明,红芸豆在不同氮肥处理间籽粒产量、生物量和氮素累积量均表现出显著差异:籽粒产量随氮肥施用量的增加呈单峰曲线变化,两个试验点均表现为N3处理产量最高,分别为2 359.89 kg·hm~(-2)和2 452.26 kg·hm~(-2),产量差异主要来自百粒重;干物质累积随生育进程呈现"慢—快—慢"的增长趋势,两个试验点均表现出N3处理单株籽粒所占总干物质比重最高,分别为49.97%与47.65%;植株氮素累积与分配与干物质累积的变化趋势大致相同,两个试验点单株籽粒最高含氮量分别在N4(东阳)和N3(岢岚)处理,分别为每株0.72 g和0.99 g。说明合理的氮肥施用可以提高籽粒的干物质累积量和氮素的转运效率,显著提高了红芸豆植株干物质向籽粒中的转移率,增加了植株对氮素的吸收和转运能力。山西省中部地区红芸豆推荐氮肥施用量为110.36kg·hm~(-2),西部地区为126.31 kg·hm~(-2)。     

滴灌水肥一体化条件下施氮量对夏玉米氮素吸收利用及土壤硝态氮含量的影响

河北山前平原夏玉米高产区施肥不合理现象普遍存在,农业面源污染严重。研究华北山前平原水肥一体化条件下夏玉米适宜的氮肥运筹,可为该区氮素优化施用技术及提高氮肥利用效率提供依据。本研究以‘郑单958’玉米品种为材料,于2014—2015年2个玉米生长季,在滴灌条件下设置4个施氮水平(N0:不施氮;N1:120 kg·hm~(-2);N2:240 kg·hm~(-2);N3:360 kg·hm~(-2)),研究滴灌水肥一体化下施氮量对玉米氮素吸收利用和土壤硝态氮含量的影响。结果表明:N0处理的玉米干物质重及产量较其他处理显著降低,N1、N2和N3处理间无显著差异;N1处理的玉米氮含量和氮累积量较N0处理显著增加,施氮量在N1~N3范围内,不同年份间玉米植株氮含量和氮累积量存在一定差异,总体表现为随施氮量的增加而上升的趋势,但随施氮量的增加,植株氮含量和氮累积量上升幅度逐渐降低。N2处理的氮肥收获指数最高。随施氮量增加,氮肥当季回收利用率、氮肥农学效率、氮肥生产效率和氮肥利用效率显著降低;2014年,在0~100 cm土层范围内,4种施氮处理的土壤硝态氮含量均表现为随土层加深逐渐降低;2015年N2和N3处理的土壤硝态氮在80~100 cm土层达到累积峰,经过2年种植后,年施氮量超过240 kg·hm~(-2)的处理,土壤硝态氮淋洗加剧。利用一元二次方程拟合产量与施氮量之间的关系,明确了玉米最高产量的施氮量为199~209 kg·hm~(-2),经济施氮量为174~187 kg·hm~(-2)。综合考虑经济效益和生态效益,该条件下夏玉米滴灌水肥一体化的适宜施氮量为174~187 kg·hm~(-2)。     

不同施肥方法对双季稻区水稻产量及氮素流失的影响

为保障粮食安全,减少稻田生态系统氮肥投入,提高氮肥利用率和减少氮素流失成为重要的农业和环境措施。本研究在位于湖南岳阳的农业部岳阳农业环境科学观测实验站开展为期1年的早稻、晚稻田间试验,比较了不施肥(T_1)、尿素常规施肥(T_2,施N 280 kg·hm~(-2)、P_2O_5 165 kg·hm~(-2)、K_2O 120 kg·hm~(-2))、控释肥常规施用(T_3,施N 230 kg·hm~(-2)、P_2O_5 165 kg·hm~(-2)、K_2O 120 kg·hm~(-2))、高量控释肥侧条施用(T_4,施N 230 kg·hm~(-2)、P_2O_5 138 kg·hm~(-2)、K_2O 120 kg·hm~(-2))、中量控释肥侧条施用(T5,施N 180 kg·hm~(-2)、P_2O_5 123 kg·hm~(-2)、K_2O 120kg·hm~(-2))及低量控释肥侧条施用(T6,施N 140 kg·hm~(-2)、P_2O_5 123 kg·hm~(-2)、K_2O 120 kg·hm~(-2))下氮肥的养分利用率、作物产量及氮素流失情况,以期为稻田氮素合理利用提供理论依据。研究结果表明,控释肥侧条施用可有效提高水稻的产量和氮肥利用率,减少面源流失。1)在减少稻田秧苗数量和氮肥施用量的条件下,T_4处理的水稻早晚稻产量分别比T_2处理增加13.17%和4.72%,与T_3处理相比亦分别增加7.27%和1.74%;2)侧条施肥处理有效降低了稻田氮素流失量,年氮流失量为0.466~0.673 kg×hm~(-2),比常规施肥处理降低地表径流氮流失量3.54%~29.36%;3)侧条施肥有效提高了氮肥利用率,T_4处理的氮肥利用率分别是T_2、T_3处理的1.70倍和1.22倍。因此,采用合适的施肥方式、配施适量控释氮肥可获得较高的产值和收益。高量控释肥侧条施用(T_4)是本研究区域最佳的施肥模式,对实现现代化农业生产的高产高效、资源节约和生态环境保护具有重要意义。     

太湖地区不同轮作模式下的稻田氮素平衡研究

采用田间微区15N示踪,研究了太湖地区稻田不同轮作模式(紫云英-水稻轮作、休闲-水稻轮作、小麦-水稻轮作)和施氮水平(0、120 kg·hm?2、240 kg·hm?2、300 kg·hm?2)下水稻对氮肥的吸收利用效率及土壤氮素残留特征。结果表明,水稻吸收的氮素来自肥料的比例为20.9%~49.6%,休闲-水稻轮作模式下水稻产量的获得更加依赖无机氮肥的大量投入。当季水稻对肥料氮的利用率为25.0%~41.5%,肥料氮的土壤残留率为13.4%~24.6%,其中90%以上的土壤残留肥料氮集中在0~20 cm土层,在土壤剖面中的残留率随土层深度增加而迅速降低,30~40 cm土层的肥料残留量仅占氮肥施用量的0.2%~0.7%。紫云英?水稻轮作和休闲?水稻轮作模式下氮肥利用率和土壤残留率均在施氮240 kg·hm?2时达到最大值,其氮肥利用率显著高于小麦?水稻轮作55.6%和66.0%。稻季施氮240 kg·hm?2时,小麦-水稻轮作模式下的氮肥利用率、土壤残留率以及总回收率显著最低,损失率显著最大;紫云英?水稻轮作模式下的氮肥损失率最小,分别小于休闲?水稻轮作和小麦-水稻轮作13.9%、39.2%。不同轮作模式下,水稻籽粒产量随施氮量的增加而增加,稻季施氮240 kg·hm?2时,紫云英?水稻轮作下水稻籽粒产量显著高于休闲?水稻轮作和小麦?水稻轮作,小麦?水稻轮作籽粒产量虽略高于休闲?水稻轮作,但没有达到显著水平。本研究认为,选择紫云英还田配施氮肥240 kg·hm?2,既可以保证水稻氮肥利用率而获得高产,又能减少氮肥损失而带来的环境风险,是一种值得在当地大力推广的耕作制度。     

施氮量对潮土区冬小麦-夏玉米轮作农田氮磷淋溶的影响

潮土是我国华北地区主要土壤类型之一,潮土区是我国冬小麦-夏玉米作物的主要产区,研究不同施氮量潮土氮磷淋溶特征对于指导区域农田面源污染防控具有重要意义。本研究设置3个施肥处理,即传统施氮(CON)、优化施氮(OPT)和优化再减氮(OPTJ),利用田间渗漏池法,研究潮土冬小麦-夏玉米轮作农田硝态氮及总磷淋溶特征。结果表明:2016—2018年,冬小麦-夏玉米轮作周年不同施肥处理90cm土层年淋溶水量79.0～102.5 mm,不同淋溶事件间土壤淋溶液硝态氮浓度波动较大, CON、OPT和OPTJ处理单次淋溶事件硝态氮浓度分别为18.9～208.7(平均为72.7) mg·L~(-1)、9.0～99.2 (平均为33.8) mg·L~(-1)、4.7～55.5 (平均为15.4) mg·L~(-1)。本研究区域冬小麦-夏玉米轮作模式的氮素淋溶风险较高,磷素淋溶风险较低。传统施氮处理(CON)下农田硝态氮的平均淋溶量和表观淋失系数分别为66.4 kg·hm~(-2)和10.3%,而总磷(TP)为0.06 kg·hm~(-2)和0.04%。氮肥减施会显著降低氮素淋失,OPT和OPTJ处理的氮素淋溶减排率可达56.3%和78.9%。两个年度CON、OPT和OPTJ处理硝态氮平均表观淋失系数分别为10.3%、6.2%和4.9%,随着施氮量的增加,硝态氮淋失系数动态增加。氮淋溶具有较大的年际变化,降雨量高的2018年比降雨少的2017年硝态氮淋溶量多57.0%。两个年度CON、OPT和OPTJ处理总磷平均淋溶量分别为0.06 kg·hm~(-2)、0.06 kg·hm~(-2)和0.08 kg·hm~(-2)。适量减施氮肥会增加作物产量, OPT处理的作物产量是CON处理的1.08倍。然而,过量减施则会带来减产风险, OPTJ处理氮肥减施56%,作物产量比CON处理降低2.0%～8.1%。总之,潮土区农田硝态氮淋溶风险较大,适量减施氮肥能够在保证作物产量的基础上显著降低氮素淋失损失。     

稻蛙共作对水稻-紫云英轮作系统氨挥发的影响

氨挥发是稻田氮素损失的主要途径之一,探究稻田生态种养模式对稻田土壤氨挥发产生的影响,可为该模式的生态环境效益评价提供理论依据。为评估稻蛙共作模式对水稻-紫云英轮作系统氨挥发的影响,通过开展田间小区试验,采用密闭式间歇抽气法采集氨气,对水稻-紫云英轮作系统的土壤氨挥发及其影响因素进行研究。试验共设置3个处理:空白对照(CK,不施肥,不放蛙)、常规水稻种植模式(CR,施化肥,不放蛙)、稻蛙共作模式(RF,施化肥,放蛙)。结果表明:稻蛙共作模式水稻季氨挥发累积量为47.02kg·hm~(-2),占当季施氮量12.9%;其后茬紫云英季的氨挥发累积量为16.27kg·hm~(-2);全年轮作系统的氨挥发累积量为63.29kg·hm~(-2),较常规水稻种植模式的氨挥发累积量降低15.3%。稻蛙共作模式全年水稻-紫云英轮作系统的氨挥发累积量占施氮量的比例为17.4%,显著低于常规水稻种植模式所占比例(20.5%)。水稻田面水的铵态氮浓度是影响水稻季氨挥发的主要因素,水稻田面水p H、水温、气温、风速等因素的影响次之,随温度上升,水稻田面水铵态氮浓度对氨挥发速率的影响逐渐增大。放蛙对水稻产量、水稻产量构成因素、氮肥利用效率及后茬作物紫云英产量的影响不显著。综上所述,稻蛙共作模式在水稻-紫云英轮作系统中具备一定的氨减排潜力,但该模式对稻田氨挥发影响的长期效应及其影响机理仍需进一步研究。     

减量施氮与间作大豆对华南地区甜玉米农田氮平衡的影响

本文在广东广州华南农业大学试验中心,通过大田定位试验(2015—2016年两年4季)对比了两种施氮水平[减量施氮(300 kg·hm~(-2),N1)和常规施氮(360 kg·hm~(-2),N2)]、3种种植模式[甜玉米单作(SS)、甜玉米//大豆2∶3间作(S2B3)、甜玉米//大豆2∶4间作(S2B4)]农田生态系统的氮素输入、输出和平衡状况,旨在为减少化学氮肥投入水平,提高氮素利用效率,在华南地区发展环境友好型的玉米可持续生产模式提供科学依据。结果表明:1)减量施氮与甜玉米//大豆间作降低了系统氮素总输入量,大豆固氮和秸秆还田降低了化肥氮输入的比重,与常规施氮相比,减量施氮下SS、S2B3和S2B4的化肥氮输入占年均氮素总输入的比例分别下降3.24%、3.64%和3.77%。2)间作大豆增加了系统籽粒氮素累积量,N1和N2处理甜玉米//大豆间作的年均籽粒氮素累积量分别是单作甜玉米的2.43倍和2.18倍;减量施氮与甜玉米//大豆间作能降低甜玉米农田氮素损失,N1和N2处理甜玉米//大豆间作的年均氨挥发量分别比单作甜玉米低39.02%和27.26%;间作甜玉米的氮淋溶量比单作低13.85%。3)减量施氮与间作大豆显著降低了系统氮素盈余量,S2B3-N1、S2B3-N2和S2B4-N1、S2B4-N2年均氮素盈余量分别为71.03 kg·hm~(-2)、133.7 kg·hm~(-2)和42.87 kg·hm~(-2)、100.64 kg·hm~(-2),分别比SS处理N1和N2的平均值减少81.27%、64.75%和88.69%、73.47%。因此,减量施氮甜玉米//大豆间作模式能维持系统作物产量、减少生产成本、降低环境污染风险,具有较高的经济和生态效益。     

小麦||蚕豆间作提高间作产量的优势及其氮肥响应

为探明小麦||蚕豆间作体系种间互补和竞争与产量优势的关系及其氮肥响应，为豆科禾本科间作最佳氮素管理提供指导，本研究通过为期2年（2015—2017年）的田间定位试验，在不施氮（N0）、低氮（N1，90 kg·hm^-2）、常规施氮（N2，180 kg·hm^-2）和高氮（N3，270 kg·hm^-2）4个施氮水平下，研究小麦||蚕豆间作的产量优势及其相关种间关系。结果表明，与单作相比，两年的间作小麦产量平均显著增加23.50%，单、间作蚕豆的产量均维持在4 000 kg·hm^-2左右，土地当量比均表现为N0 > N1 > N2 > N3 > 1的趋势，系统生产力平均达5 023 kg·hm^-2。与单作相比，间作小麦和蚕豆的花后干物质累积比例、干物质转移率和贡献率均不同程度增加，增幅随着施氮量增加而降低。不同施氮水平下，小麦的种间相对关系指数均表现出明显的互利效应，相对种间竞争强度在低氮水平为种内竞争，常规氮和高氮水平为种间竞争；蚕豆的种间相对关系指数则表现出竞争效应，相对种间竞争强度表现为种内竞争。较蚕豆而言，小麦的相对种间竞争力表现出不同程度的竞争优势，在种间竞争力为0.629 2时可获得最大的间作体系混合干物质量16 093 kg·hm^-2。综上，小麦||蚕豆间作降低了低氮水平下的种间竞争强度，扩大了小麦的互利效应和竞争优势，增加了间作作物的花后干物质累积比例以及干物质贡献率，表现出明显的间作产量优势。     

不同施氮量下干旱胁迫对棉花生长及种内关系的影响

土壤水分和氮肥是影响荒漠绿洲区作物生长和种内关系的主要因素。为明确不同施氮量下干旱胁迫对棉花产量以及种内关系的影响,本研究以集群栽培(1穴3株)下棉花为研究对象,设置3种施氮量[300 kg(N)·hm~(-2)、225 kg(N)·hm~(-2)、150 kg(N)·hm~(-2)]和3种水分处理(正常水分、中度干旱胁迫、重度干旱胁迫),测定了不同处理下棉花的生长指标和棉花产量,分析了不同处理下棉花种内关系的变化。结果表明:1)同一施肥条件下,2016年和2017年棉花株高在重度干旱胁迫下显著降低,而茎粗随干旱胁迫加剧显著降低,但叶面积随干旱胁迫加剧却有所增加,且在中度干旱胁迫下的叶面积最大。2)同一施肥条件下,与正常水分相比,中度和重度干旱胁迫下棉花的茎秆生物量均显著下降;叶片生物量和籽棉产量在中度干旱胁迫下最高,在重度干旱胁迫下却降低。3)在当地施氮量300kg·hm~(-2)下,随着干旱胁迫的加剧,相对邻体效应(relativeneighbor effect, RNE)数值从正值变为负值;在氮肥减少处理(225 kg·hm~(-2))下,随着干旱胁迫的加剧, RNE数值先升高后降低,而在施氮量为150 kg·hm~(-2)处理下, RNE数值随着干旱的加剧逐渐降低,且均为负值。总之,在当地施氮量和中度干旱胁迫下棉花能够获得较高的籽棉产量,且在此处理下棉花的种内关系为助长关系;其他处理均降低了棉花的产量,并使得棉花的种内关系转变为竞争关系。     

生物质炭与氮肥配施对春小麦产量及其C︰N︰P的影响

碳(C)、氮(N)、磷(P)生态计量化学为研究作物-土壤生态系统物质循环及其能量流动提供了崭新视角,研究生物质炭配施不同用量氮肥下小麦C、N、P计量特征,可为探明区域养分限制性以及进行合理施肥等提供理论依据。本文通过田间定位试验,测定施50 kg(N)·hm~(-2)氮肥、100 kg(N)·hm~(-2)氮肥、施生物质炭、生物质炭与50 kg(N)·hm~(-2)氮肥配施、生物质炭与100 kg(N)·hm~(-2)氮肥配施等处理下小麦产量、CNP含量及其生态化学计量等指标。结果表明:相比空白对照(不施氮肥和生物质炭)处理,其他不同处理均显著提高了小麦秸秆和籽粒产量,除了单施生物质炭处理,其他处理均不同程度提高了小麦地上部各器官N含量,生物质炭配施不同用量氮肥显著提高了茎秆和籽粒C和P含量。计量比结果表明,相比对照处理,生物质炭和50 kg(N)·hm~(-2)氮肥配施显著降低了叶片C∶N和C∶P,生物质炭和100 kg(N)·hm~(-2)氮肥配施处理则显著降低了茎秆C∶N、C∶P、N∶P以及籽粒C∶N、C∶P。研究区小麦叶片N∶P大多为18~23,因此小麦可能受到P元素的限制。生物质炭配施氮肥显著提高了作物产量,增加了小麦CNP养分含量,降低了植物C∶N、C∶P、N∶P。总体而言,生物质炭配施100 kg(N)·hm~(-2)氮肥施肥措施的综合表现最优。     

腐植酸与氮肥配施对冬小麦氮素吸收利用及产量的影响

研究腐植酸与氮肥配施对冬小麦产量、氮素吸收及经济效益的影响,可为提高氮肥的增产效益,减少氮肥对生态环境的污染提供理论指导。在河南褐土区冬小麦-夏玉米轮作制度下,于2014年开始在河南省南阳市卧龙区开展田间定位试验,共设置单施磷钾肥、常规施肥、单施腐植酸、常规施肥+腐植酸、常规施肥减氮15%+腐植酸、常规施肥减氮30%+腐植酸6个处理,分析不同氮肥与腐植酸配施下冬小麦产量和氮肥利用的特征。结果表明,腐植酸与氮肥配施可以有效提高冬小麦的产量及其构成要素,促进植株对氮素的累积,提高氮肥利用率。其中,常规施肥减氮15%+腐植酸处理下冬小麦产量、籽粒氮含量、籽粒氮累积量、地上部总氮累积量、氮肥利用效率和纯收益均增加,与常规施肥相比,冬小麦产量增加4.96%,氮肥利用效率增加23.42%,纯收益增加2.18%。常规施肥减氮30%+腐植酸条件下冬小麦产值和收益降低。因此,在施用腐植酸的基础上,配施适量氮肥才能获得较高的产值和收益。常规施肥减氮15%+腐植酸是本研究区域最佳的施肥模式,对实现现代化农业生产的高产高效、资源节约和生态环境保护具有重要意义。