不同水氮条件下马铃薯产量和氮肥利用特性的研究

为探讨内蒙古武川地区沟灌条件下最佳的水氮供应,采用田间试验和室内分析相结合的方法,研究了‘克新一号’马铃薯品种在不同水氮条件下产量和氮肥利用特性的变化规律。结果表明：增加灌水量或增施氮肥均可增加马铃薯的单株产量,主要是增大了单块茎重,对单株结薯数的影响无规律性。在低水分和中水分条件下,产量随着氮肥施用量的增加而增大;在高水分条件下,产量随施氮量的增加呈单峰曲线变化。氮肥农学利用率、偏生产力随着施氮量的增加逐渐降低,在高水分和低水分条件下,氮肥生理利用率均随施氮量的增加呈先升高后降低的趋势,在中水分条件下,则是随施氮量的增加而逐渐降低。氮肥的农学利用率和生理利用率均随灌水量的增加而降低,而氮肥的偏生产力是随灌水量的增加而增加。当灌水量为2400 m3/hm2,施氮量为150~225 kg/hm2时,马铃薯的产量和氮肥利用率都较高,是适合当地马铃薯种植的水氮配比。     

水氮耦合对固定道垄作栽培春小麦根长密度和产量的影响

固定道垄作(PRB)是在农田中设固定的机械行走道的一种垄作和沟灌栽培模式,是河西灌区春小麦取代传统平作和大水漫灌种植方式的一种新技术。为了明确PRB种植模式下合理的施氮水平和灌水量,2014—2015年连续2年采用二因素裂区设计,以3种灌溉定额(1200、2400和3600 m3 hm–2)为主区,以4种施氮水平(0、90、180和270kg hm–2)为副区,研究水氮耦合对小麦不同生育期的根长密度及最终产量的影响。随灌水量和施氮量的增加,根长密度呈现先增后降的变化趋势,且灌水量的效应大于施氮水平的效应;开花、灌浆和成熟期的根长密度与籽粒产量呈正相关。回归分析显示,根长密度最大值的水氮耦合条件是灌水量约2850 m3 hm–2、施氮量196~207 kg hm–2。中等灌水量(2400 m3 hm–2)条件下,小麦主要生育期根长密度显著增加,提高了根长密度在40~80 cm土层的分配比例,增加了水分利用效率和氮肥农学利用效率。综合评价小麦籽粒产量、水分利用率和氮肥农学利用效率,中等灌水量与中氮水平(180 kg hm–2)是所有处理中的最佳水氮耦合模式,可用于河西灌区春小麦PRB栽培模式。当加大灌水至3600m3 hm–2时,产量没有显著增加,水分利用效率和氮肥农学利用效率显著下降,其原因可能是高灌水量使小麦主要生育期的根长密度降低,且根长密度在0~40 cm土层的比例升高,在40~80 cm土层的比例下降。     

施氮量对冬小麦产量和氮肥利用率的影响

通过田间试验,研究了不同施氮量对冬小麦经济性状、产量、氮肥农学利用效率和利用率的影响。结果表明,合理施用氮肥能改善小麦的经济性状,增加穗粒数、有效穗数、千粒重,提高小麦的产量和氮肥利用率;与不施氮肥相比,施氮肥能显著提高冬小麦的产量。随着施氮量的增加,冬小麦产量和氮肥农学利用效率和利用率出现了先增加后下降的趋势,以A3处理(施氮225kg/hm~2)产量最高。     

施氮量对直播稻群体发育及产量的影响

以两系杂交早稻陵两优819为材料,研究了不同氮肥用量对直播水稻群体发育和产量的影响。结果表明,以施氮量165kg/hm2产量最高,为8 760.15kg/hm2。提高氮肥用量有利于促进直播水稻群体发育,其最高茎蘖数、叶面积和叶绿素含量随着施氮量增加而提高;同时增施氮肥也增加了直播稻群体的冗余生长。施氮量低于165kg/hm2时,其有效穗、干物质积累量、稻谷产量和氮素积累量随施氮量增加而递增。但是,茎蘖成穗率和稻谷收获指数随施氮量增加而下降,干物质和稻谷生产氮肥效益随着施氮量增加而递减。     

不同水氮处理对膜下滴灌马铃薯产量、品质及土壤硝态氮运移的影响

为了探明不同水氮处理对设施膜下滴灌马铃薯块茎产量、品质及土壤硝态氮运移的影响,采用二因素三水平完全随机区组设计,分别设3个灌水处理(450,900,1 350 m~3/hm~2)和3个氮处理(150,225,300 kg/hm~2)共计9个水氮组合处理,分别于收获期测定马铃薯产量、商品性、维生素C、淀粉、可溶性蛋白、可溶性糖、硝酸盐含量及各生育期不同土层硝态氮含量。结果表明:马铃薯产量及商品率均随着施氮量和灌水量的增加,呈现抛物线趋势变化,在施氮量为225 kg/hm~2,灌水量900 m~3/hm~2时达到最大,分别为35 299.9 kg/hm~2和77.9%。在相同灌水量下,随着施氮水平的增加,维生素C、硝酸盐含量及块茎吸氮量明显增加,在相同施氮水平下,随着灌水量的增加硝酸盐含量和氮肥偏生产力显著降低;同时,可溶性蛋白、块茎吸氮量和氮收获指数呈抛物线变化趋势,且各灌水处理间差异显著。马铃薯各生育期各处理硝态氮含量均为表层土(0～20 cm)最高,且在0～100 cm剖面呈降低趋势,马铃薯苗期及块茎形成期是NO_3~--N向土壤下层移动的主要时期。因此,在设施覆膜滴灌马铃薯种植施氮量应控制在225 kg/hm~2,灌水量900 m~3/hm~2为宜。     

施氮水平对不同水稻品种籽粒产量及米质的影响

在五个施肥水平下,探讨了6个品种氮肥的农学利用率、稻谷产量以及米质的差异。研究表明,随着施氮量的增加,产量升高。不同施肥水平下,对氮肥的农学利用率不同,75、150kg/hm2施肥水平下较高。随着施氮量的增加,氮肥的农学利用率下降。因此,降低施肥量可以提高氮肥的农学利用率。不同品种在不同的氮肥水平下表现也不相同：协优57在75kg/hm2施肥水平下的农学利用率最高,达14.6Kg稻谷/kg氮;氮肥农学利用率高的品种也需在适宜的施肥水平下才能体现。试验还得出：在不同的产量目标下,可选择不同的品种,以达到目标。而无论在何产量目标下,以选择协优9019风险最小。因为它的平均氮肥农学利用率较高。多产稻和汕优63是较耐低肥的品种。从改善米质来讲,150kg/hm2的施氮量较为有利。     

水氮交互作用对甘蓝产量和硝酸盐吸收累积的影响

了解不同灌水量和氮肥用量条件下甘蓝生物量变化和不同生育期硝酸盐累积规律,为甘蓝生产中氮素的高效利用和提供硝酸盐安全蔬菜产品生产中合理灌水和施肥提供依据.以北京市种植的甘蓝品种为对象,采用田间裂区试验方法,设置1 800,3 000,4 800 m3/hm2 3个水平灌水量主处理和0,150,300,450 kg/hm2 4个水平氮素用量副处理,测定收获期产量,分析甘蓝莲座期、结球期、收获期硝酸盐含量.结果表明,1 800,4 800 m3/hm2灌水量在不同氮肥用量交互作用下甘蓝产量都显著低于3 000 m3/hm2灌水量处理;产量随施氮量的增加而增加,450 kg/hm2较高施氮量处理下,产量下降,甚至低于150 kg/hm2较低施氮量处理.生长前半期是甘蓝吸收氮素较多的时期,不同灌水量和氮肥用量处理下莲座期植株硝酸盐含量都远高于蔬菜硝酸盐限量国家标准,较低、较高灌水量在不同氮肥用量交互作用下含量相对较低,3 000 m3/hm2灌水量和300,450 kg/hm2氮肥用量下有较高的硝酸盐含量.随甘蓝生育时期的延长,硝酸盐含量呈显著性下降,到60 d收获时都降到蔬菜硝酸盐限量标准以下;3 000,4 800 m3/hm2灌水量在不同氮肥用量交互作用下含量显著高于1800 m3/hm2处理;氮肥施用条件下含量都高于不施氮处理,施氮处理之间没有显著差异.较低、较高灌水和较高氮肥用量条件不利于甘蓝的生长和对氮素的吸收利用,增加了氮素环境流失污染风险;3 000 m3/hm2灌水和300 kg/hm2氮肥用量条件有利于甘蓝生长、氮素的吸收利用,降低菜田地下水硝酸盐污染风险;增加产量,适当时期收获并能提供符合硝酸盐含量标准的蔬菜产品,具有较好经济收益.     

水氮耦合对日光温室番茄产量和土壤水、氮利用率的影响

研究了2种灌水量（ W）和3种施氮（ N）量对日光温室番茄产量和土壤中水、N利用率的影响,结果表明：施N量对番茄产量的影响大于灌水量,两因素间存在交互作用。施 N量和灌水量均可显著影响土壤水分利用率（WUEY）。灌水量较多时（4541．0 m3/hm2）,WUEY随着施N量的增加而增加,但差异不显著;而灌水量较少（2270．5 m3/hm2）时,追施少量N肥（373．77 kg/hm2）即可显著提高WUEY;在施N量相同的前提下,加大灌水量可显著降低WUEY。在灌水量相同的情况下,随着施N量的增加,N素损失率显著增加;在施N量相同的情况下,不同的灌水量对N素损失率影响不显著。     

武育粳3号高产精确施氮量的 验证与氮素利用率的研究

2000-2002年我们以中粳武育粳3号为材料，比较研究了不同施氮量对稻株吸收和产量形成的影响，并对公式计算的总施氮量进行验证，结果表明：稻株吸氮量随着施氮量的增加而增加，氮肥当季利用率有一个适宜值，在本试验获得10500kg/hm2产量条件下，每百公斤稻谷吸氮量为2.11kg，氮肥当季利用率为42.00%；应用斯坦福公式能较正确计算施氮量。     

控释尿素水氮耦合对夏玉米产量和光合特性的影响

采用旱棚盆栽试验,以郑单958为材料设置3个水分水平(正常水分W3、轻度水分胁迫W2、重度水分胁迫W1)和高氮N3(施纯氮315 kg hm–2)、中氮N2(施纯氮210 kg hm–2)、低氮N1(施纯氮105 kg hm–2)、不施氮N0四个控释尿素施氮水平,探讨控释尿素水氮耦合对夏玉米产量和光合特性的影响。结果表明,控释尿素水氮耦合对夏玉米产量和光合特性具有显著影响。相同水分条件下,夏玉米产量随施氮量增加而增加,W1条件下增产13.17%~20.96%,W2条件下增产13.93%~32.48%,W3条件下增产14.37%~21.83%。相同施氮水平下,产量也随水分增加而增加,W2N3、W3N2和W3N3的产量在所有处理中较高。水氮耦合对夏玉米穗位叶净光合速率的影响显著,W1条件下N3、N2和N1处理间差异不显著,均显著高于N0,W2、W3各施氮处理的净光合速率随施氮量增加而增加,W3各处理的平均净光合速率高于其他2个水分处理,W2N3比W3N3和W3N2前期略低,后期无显著差异。水氮耦合效应能有效减缓穗位叶的实际光化学效率ΦPSII、叶片光化学猝灭系数qP以及PSII反应中心的最大光能转换效率的下降速率,提高光能利用率。控释尿素水氮耦合能有效提高夏玉米花后穗位叶净光合速率,保证籽粒对营养物质的需求,提高穗位叶实际和最大光化学效率,从而提高夏玉米的产量,产量构成因素中增加千粒重和穗粒数的优势较大。综合产量与光合特性、荧光特性的表现,在田间持水量为75%±5%的土壤条件下,控释尿素施氮量以纯氮210 kg hm–2为最佳;在田间持水量为55%±5%的土壤条件下,控释尿素施氮量以纯氮315 kg hm–2为宜。     

Effects of Coupling Water with N Fertilizers on Spatio-temporal Distributing of Soil Moisture and Water Using Efficiency in Tobacco Fields

采用两因素裂区试验设计,研究了水氮耦合对烟田土壤水分动态变化的影响。结果表明,在灌水量一定的条件下随氮肥用量增加,烟田土壤含水量、土壤贮水量和水分产值率增大,当氮用量达到67.5kg/hm2时开始下降;灌水与氮用量之间存在显著的互作效应,灌水量在225~450m3/hm2范围内,施氮22.5~45.0kg/hm2既可满足烤烟生长的需要又可增强其对土壤水分的利用。     

节水减氮对土壤硝态氮分布和冬小麦水氮利用效率的影响

针对当前关中平原冬小麦生产中氮肥投入过量、灌溉水资源不足的问题,研究节水减氮栽培模式下冬小麦籽粒产量、水氮利用及硝态氮淋失情况,能为确定冬小麦节水减肥环保增效的生产模式提供理论依据。于2017—2019年在陕西杨凌开展冬小麦节水减氮田间栽培试验,采用二因素裂区设计,施氮量为主处理,灌水量为副处理,设施氮量处理N300 (300 kg hm~(–2))、N225 (225 kg hm~(–2))、N150 (150 kg hm~(–2))、N75 (75 kg hm~(–2))、N0 (不施氮)和灌水量处理W2 (1200 m~3 hm~(–2))、W1 (600 m~3 hm~(–2))、W0 (0),分析小麦产量、水氮利用效率及土壤硝态氮淋失情况。结果表明,2017—2018年和2018—2019年小麦季灌水处理较不灌水处理分别增产14.88%～15.01%和4.11～4.16倍,但处理间差异不显著,而越冬期灌水600 m~3 hm~(–2)土壤硝态氮淋失风险显著降低。在越冬期灌水600 m~3 hm~(–2)处理下, 2017—2018年施氮量150 kg hm~(–2)处理产量最高, 2018—2019年则是施氮量225 kg hm~(–2)处理产量最高,但2018—2019年施氮量150 kg hm~(–2)处理在较高产量基础上获得较高的氮肥利用效率,土壤硝态氮淋失量也较施氮量225 kg hm~(–2)处理2个年度分别降低了15.87%和10.20%。因此,施氮量150 kg hm~(–2)配合越冬期灌水600 m~3 hm~(–2),能够在保障产量的基础上,提高水氮利用效率,降低硝态氮淋失风险,实现关中平原冬小麦生产节水减肥环保增效的目标。     

不同供氮水平对春小麦产量、氮肥利用率及氮平衡的影响

【目的】研究施氮量对春小麦产量、氮肥利用率、土壤中硝态氮累积及氮平衡的影响,旨在了解在宁夏引黄灌区减少施氮量的可行性。【方法】通过田间小区试验,设置0、120、240、360 kg/hm24个施氮量,探讨不同施氮水平对作物和环境的影响。【结果】施用氮肥可显著提高春小麦的籽粒产量、籽粒蛋白质含量及成熟期地上部总吸氮量,但过量施用氮肥对籽粒增产和蛋白质含量提高不显著。氮肥利用率随着施氮量的增加呈现降低趋势,根据差值法计算结果,当施氮量分别为120、240、360 kg/hm2时春小麦的氮肥利用率分别为27.2%、24.3%、18.2%,表明多达81.8%～72.8%的氮肥没有被作物吸收利用。氮平衡计算的结果进一步表明,未被当季小麦利用的肥料主要以无机氮的形式存在于0～150cm土层内,施氮量分别为120、240、360 kg/hm2时氮肥的土壤残留率依次为41.6%、33.1%和29.7%,而相应的表观损失率为31.2%、42.6%、52.1%。【结论】综合考虑春小麦产量、品质和环境安全,本试验条件下,春小麦的合理施氮量应控制在120～240 kg/hm2之间。     

不同灌溉施肥方式对春玉米产量和水分生产效率影响

为明确不同灌溉施肥方式在春玉米上的应用效果,以‘郑单958’玉米品种为试材,设置了4种灌溉施肥方式（雨养玉米、常规灌溉施肥、滴灌施肥、1/2滴灌施肥）,研究其对春玉米株高、茎粗、根系、产量及水分生产效率的影响。结果表明：在一定自然降雨条件下,滴灌施肥方式可明显促进根系生长发育,对玉米前期的地上部生长发育有较大作用;施肥总量一致的前提下,采用滴灌施肥有利于保障玉米的有效成穗,增加穗粒数,从而提高产量。生育期灌水675 m3/hm2的滴灌施肥模式,较常规灌溉施肥方式节省灌水50%前提下,产量达11310 kg/hm2,提高420 kg/hm2;水分生产效率2.2 kg/m3,提高0.26 kg/m3。因此,滴灌施肥技术在春玉米上具有较好的应用效果,可在有条件的地方大面积示范推广。     

不同种植密度下缓/控释肥施肥量对夏玉米氮利用和子粒产量影响

为了探明缓释肥施肥量对夏玉米氮积累利用和子粒产量的影响,以夏玉米品种‘郑单958’为材料,在不同种植密度水平（6.75×104株/hm2、8.25×104株/hm2）下,以当地传统施肥量(750 kg/hm2)为对照,增加缓释肥施肥量(975 kg/hm2)进行比较研究。结果表明：缓/控释肥施肥量对夏玉米各器官及全株氮含量、氮利用效率均无显著影响;增加缓/控释肥施肥量明显降低了玉米空秆率（其均值较对照施肥量降低了20.0%）,尤其是在高密度下空秆率比同密度低肥量处理降低了27.0%,单穗重也增加12.4%。缓/控释肥施肥量对产量影响虽然未达到显著水平,但高密度下增施缓/控释肥处理比对照产量增加15.0%,比同密度低肥量处理增加19.4%,经济效益也比对照增加12.3%。因此,在高密度种植（8.25×104株/hm2）下适量增加缓释肥(975 kg/hm2)更有利于挖掘夏玉米增产潜力,实现夏玉米节本增产增效。     

NPK用量对露地西兰花产量、养分累积及肥料效率的影响

为了探讨露地西兰花的NPK合理施用量,提出科学的施肥配比。在宁夏引黄灌区通过田间试验研究了不同NPK供应水平对露地西兰花产量和地上部NPK吸收累积的影响,并评价了其肥料效率。结果表明：施用N、P肥对西兰花有显著增产作用,而施K处理间无显著差异。相对于N0和P0处理,增施N、P肥可分别提高23.6%~36.2%和7.6%~11.5%的经济产量。适当增施NPK肥能显著提高西兰花的地上部NPK养分累积。西兰花的肥料利用率、农学效率和偏生产力都随施肥量增加而降低。每施用1 kg N、1 kg P2O5、1 kg K2O分别可生产50.9~184.7、89.3~369.1、53.9~220.2 kg西兰花经济产量,其随施肥量增加呈显著降低趋势。西兰花经济产量与施N量(R2=0.886)、施P量(R2=0.906)和施K量(R2=0.794)都呈二次曲线关系。综合考虑蔬菜产量、养分累积和肥料效率,建议宁夏引黄灌区露地西兰花的施肥量分别为N 189.8~200.0 kg/hm2、P2O5 79.8~86.8 kg/hm2和K2O 80.2~112.5 kg/hm2 ,其施肥配比为1:0.42~0.43:0.42~0.56。     

华北冬小麦开花期补灌的增产效应及其影响因素

为阐明华北地区冬小麦开花期补灌增产效应及其影响因素,制定稳产节灌制度,于2007—2016连续10年进行了大田定位试验,研究在冬小麦拔节期灌水基础上,播前底墒、长期不同施氮及生育期降水等对开花期补灌增产效应及水分利用的影响。裂区设计,灌水量为主区,设春灌1次水(拔节期75mm,W1)和2次水(拔节期和开花期各75mm, W2) 2个处理;施氮量为副区,设6个水平,分别为0 (N0)、60 (N60)、120 (N120)、180 (N180)、240 (N240)、300 kg hm-2 (N300)。冬小麦开花期补灌增产效应受播前底墒影响显著,播前2 m土体贮水量越大开花期补灌增产率越小。施氮水平也显著影响开花期补灌增产效应,随着定位试验年限的增加,N0和N60处理土壤有机质和全氮含量逐年下降,从第6年开始开花期补灌的增产效应基本丧失。在足墒播种和正常供氮(施氮量不低于120kghm-2)条件下,开花期补灌的增产效应还受冬小麦生育期有效降水量的影响,尤其是拔节–开花期的有效降水量。开花期补灌增产率随生育期以及开花后的有效降水量的增加而降低。拔节–开花期有效降水量大于25.3 mm时,开花期补灌没有显著优化穗数、穗粒数、千粒重、生物量、收获指数等产量性状,最终增产不显著;此情景下,拔节期灌1次水(75 mm左右),即可在维持较高产量的前提下,降低耗水、提高水分利用效率,实现稳产与节水协同。本研究表明,华北平原冬小麦在足墒播种、施氮量不低于120 kg hm-2、拔节期灌水前提下,拔节–开花期有效降水量可作为开花期灌水与否的重要决策依据。     

氮肥对水稻产量和氮肥利用率的影响

探讨不同氮肥水平对常规稻和杂交粳稻产量和氮肥利用率的影响。试验于2008年在大田条件下进行,以辽星1号和辽优5238为供试材料,研究了不同氮肥水平处理下供试品种产量及氮肥利用率的变化。结果表明,水稻产量随施氮量的增加而增加,但增产幅度明显下降。氮肥施用量为15kgN/667m2,辽星1号和辽优5238的产量分别为636.7 kg/667m2和637.3 kg/667m2,达到较高的经济效益。随着氮肥施用量的增加,水稻吸收氮素的总量提高,氮素生理利用率、农学利用率、氮肥偏生产力、氮素干物质生产率和氮素稻谷生产率随之降低。在低氮水平下,辽优5238有较强的氮素吸收能力以及向籽粒转化运输的能力,并且同一产量水平下,辽优5238比辽星1号更省肥。     

氮肥水平对不同育种时代粳稻产量、氮素吸收利用差异的影响

以选育时期不同(两个选育时代)的12个水稻品种为材料,于施氮量为0,225,300 kg/hm~2纯氮大田条件下,研究了不同氮肥水平下两选育时代的水稻品种产量、物质生产积累量及氮素吸收、利用效率的差异.结果表明,水稻产量随着选育时代的更替有所提高,并随施氮量的增加两时代产量表现不同,早期品种中有83.3%的水稻基因型的产量随施氮量增加呈增加趋势,当代品种产量则有一半基因型在225 kg/hm~2氮肥水平下产量达最大,说明早期品种对氮肥反应较当代品种敏感.农艺性状中的株高和穗长随着育种时代的更替有矮化和减小的趋势,着粒密度有所增加.干物质和氮素平均积累量在生育时期各阶段均表现为当代品种大于早期品种,氮素利用效率亦表现相同的规律.相关分析表明,水稻产量与抽穗、成熟期物质积累量和氮素吸收量均呈显著或极显著正相关关系,与拔节期关系不密切.氮素利用效率与产量呈显著正相关,与株高和穗长呈显著负相关.说明随着选育时代的更替,水稻产量、吸氮量及氮素利用效率有所提高,株型趋于矮化,穗型由散穗向密穗型演变.     

缓/控释肥侧条施用对水稻产量与农学性状的影响

为了探讨缓/控释肥侧条施用技术在宁夏引黄灌区水稻上的应用效果,通过田间试验研究了不施肥(CK)、自研制水稻缓释复合肥(SRF1)、商品铁杆缓释复合肥(SRF2)、自研制水稻控释掺混肥(BB1)、商品掺混肥(BB2)和农民习惯(CON)6个施肥处理对水稻产量和农学性状的影响,并评价了其氮肥生产效率。结果表明:不同施肥处理下水稻籽粒产量为6622~10761 kg/hm2,收获指数为0.42~0.54,分别以BB1和BB2处理最高。与CON处理相比,缓/控释肥侧条施用可使水稻显著增产15.7%~18.0%(SRF2处理除外),空秕率降低0.5%~3.2%,同时提高了株高、穗长和穗粒数。缓/控释肥侧条施用下氮肥农学效率为15.6~18.4 kg/kg,氮肥偏生产力为45.0~47.8 kg/kg,分别显著高于CON处理的6.7 kg/kg和24.3 kg/kg。因此,缓/控释肥侧条施用能够改善水稻农学性状,提高其籽粒产量和肥料生产效率,值得在宁夏引黄灌区水稻种植上大面积推广应用。