我国主要粮食作物耕地基础地力的时空变化

【目的】 耕地基础地力是实现粮食作物高产稳产的基石,明确我国主要粮食作物耕地基础地力时间变化趋势及空间变异特征,为保障我国粮食安全、提升耕地质量提供重要理论支撑。【方法】 基于1988—2019年国家耕地质量长期定位监测网络,选取每个监测点自建点开始前1—5年不施肥处理的空白区与农民常规施肥处理的常规区的长期监测数据,分析我国玉米、水稻和小麦三大粮食作物产量以及基础地力贡献率的时空变化情况及其影响因素。【结果】 30多年来我国粮食作物产量和耕地基础地力随时间变化整体呈现增加趋势,作物产量年增长速度呈无肥区<常规区,水稻<小麦<玉米的变化规律。玉米、小麦、水稻无肥区产量分别从1988年的2 370、1 712、3 111 kg·hm^-2增至2019年的4 852、3 258、4 167 kg·hm^-2,增幅分别为104.7%、90.2%、34.0%;玉米、小麦、水稻常规区产量分别从1988年的5 356、3 296、5 970 kg·hm^-2增至2019年的8 859、6 515、7 825 kg·hm^-2,增幅分别为65.4%、97.6%、31.0%。我国三大粮食作物2015—2019年基础地力贡献率为52.7%,相较1988—1994年的45.4%显著增加了7.3个百分点。其中：玉米基础地力贡献率为54.3%,比1988—1994年的42.1%显著增加12.2个百分点;水稻基础地力贡献率为53.3%,比1988—1994年的46.6%显著增加6.7个百分点;小麦基础地力贡献率随年份整体呈增长趋势,且相较玉米和水稻整体偏低。三大粮食作物基础地力贡献率空间分布差异较大：东北区、黄淮海区较高,分别为56.5%、54.1%,西南区、华南区次之,分别为53.7%和52.9%;甘新区和青藏区最低,分别仅为38.7%和40.4%。利用随机森林模型对三大粮食作物系统中影响基础地力贡献率空间分布的土壤因素进行重要性分析,其中：土壤速效钾、有机质含量和土壤容重是影响玉米基础地力贡献率空间分布的关键因素;土壤有效磷、速效钾和有机质含量是影响小麦基础地力贡献率空间分布的关键因素;土壤pH、有效磷和有机质含量是影响水稻基础地力贡献率空间分布的关键因素。【结论】 30多年来,我国三大粮食作物耕地基础地力不断提升,但地区间差异较大、整体水平仍然较低,远低于欧美发达国家水准;土壤速效钾含量、土壤有效磷含量和土壤pH分别是影响玉米、小麦和水稻基础地力贡献率空间分布的最关键的因素。     

旱作种植条件下基础地力贡献率演变特征及影响因素分析

【目的】耕地基础地力是其生产潜能的重要指标。探究耕地基础地力区域差异、演变特征及其驱动因素,可为耕地地力提升与可持续利用提供科学依据。【方法】基于国家级长期定位监测点试验平台,按照种植区域、监测年限、土壤类型和土壤理化性状分别进行分组,分析小麦和玉米季基础地力贡献率特征,并采用随机森林模型和非参数检验等统计学方法,探究小麦/玉米季基础地力贡献率的时空演变特征及影响因素。【结果】总体上,小麦季和玉米季的基础地力贡献率为48.9%和53.4%（中位值）。东北地区玉米季（60.8%）和西北地区小麦季（57.0%）的基础地力贡献率最高;而西南地区小麦季和玉米季的基础地力贡献率均最低（分别为35.8%和21.3%）。近30年我国基础地力贡献率总体呈现上升趋势,2010s比1980s增长了约15个百分点。在全国尺度上,土壤类型、土壤pH是影响基础地力贡献率的主要因素。对于不同区域小麦而言,有机质是影响华北地区基础地力贡献率的第一要素,长江中下游地区与西南地区的则为有效磷;而在玉米季,影响东北地区与西南地区是有机质,华北地区和长江中下游地区基础地力贡献率的主要因素则分别为速效钾和pH。【结论】我国耕地基础地力贡献率整体上呈增长趋势,区域间差异明显。就全国尺度,土壤类型和土壤pH是小麦与玉米季基础地力贡献率变异的主要因素。土壤类型、pH、有效磷和有机质含量是影响区域尺度上耕地基础地力主要因素。     

轮作对黑土区作物产量及土壤理化性质的影响

为明确大兴安岭南麓黑土区不同种植模式对作物产量和耕地地力的影响,依靠耕地质量提升项目在大兴安岭南麓黑土区设置的定位监测点,研究不同种植模式下的作物产量、土壤pH、全氮、有效磷和速效钾含量。结果表明,在实际农业生产中,大豆、玉米长期连作产量下降,轮作可以提高大豆、玉米单产。不同种植模式下土壤全氮、有效磷和速效钾含量变化不同,大豆连作,土壤全氮含量大幅下降,有效磷含量增加,速效钾含量下降;玉米连作,土壤有效磷、速效钾含量大幅增加,全氮含量小幅下降。因此轮作可以提高作物产量,连作造成作物减产,玉米长期连作不影响土壤养分含量,大豆连作下土壤养分含量明显下降。     

平顶山市施肥对小麦、玉米产量的影响

研究施肥对小麦、玉米产量的影响,结果表明：土壤对小麦、玉米的贡献率分别为53．57％和59．55％;6年来无肥区监测点小麦、玉米产量下降明显;土壤对小麦、玉米产量贡献率从大到小依次是褐土、黄褐土、潮土和砂姜黑土。     

长期有机无机配施黑土土壤有机碳对农田基础地力提升的影响

【目的】探讨长期不同施肥方式对提升东北黑土土壤有机碳和农田基础地力的差异。【方法】以国家黑土肥力和肥料效益长期监测试验（1989-2011年）资料为基础,采用 DSSAT ver.4.0作物生长模型模拟：（1） CK（对照,不施肥）;（2）NPK（施氮磷钾肥）;（3）NPKM（有机肥+NPK化肥,M指有机肥）;（4）l.5NPKM（NPKM处理的1.5倍）;（5）NPKS（秸秆+NPK化肥,S指玉米秸秆）5种施肥方式下东北黑土区春玉米20年的农田基础地力产量,在分析长期不同施肥措施下基础地力与土壤有机碳的演变规律的基础上,进一步探讨两者之间的数量化关系。【结果】经过20年施肥管理,NPK、NPKM、1.5NPKM和NPKS施肥处理春玉米农田基础地力产量分别增长了53.4%、78.0%、101.2%和69.4%,而CK处理的基础地力产量随时间延长呈下降趋势。到2008年,1.5NPKM、NPKM、NPKS、NPK 4个处理的土壤有机碳含量分别比CK处理的土壤有机碳含量增加了65.6%、65.1%、26.0%和21.7%,土壤有机碳储量分别提升了69.9%、44.2%、25.2%和16.7%。土壤有机碳含量与春玉米基础地力产量呈显著正相关（P＜0.01）,土壤有机碳含量每增加1 g?kg^-1,春玉米农田基础地力产量大约提高220 kg?hm^-2。【结论】土壤有机碳是黑土区基础地力的主要驱动因素,有机肥或秸秆与化肥配施提升了土壤有机碳,因而能有效提高春玉米农田基础地力产量和基础地力贡献率。增加有机物料投入是黑土区农田基础地力培育的最佳施肥措施。     

长期不同施肥对东北黑土区玉米产量稳定性的影响

【目的】通过阐明长期不同施肥下东北黑土区玉米产量的变化规律及其稳定性差异,为建立合理施肥模式、促进东北黑土区玉米持续稳产和高产提供科学依据。【方法】以（公主岭）国家黑土肥力与肥料效益长期试验为研究平台,利用8种不同施肥模式（CK、NP、NK、PK、NPK、M₁NPK、SNPK和M₂NPK）的25年数据分析玉米产量变化及土壤养分状况对施肥模式的响应。【结果】长期有机肥与化肥配施玉米产量总体上表现为上升趋势,有机肥氮替代部分化肥氮的有机无机配施处理增产效果也较为明显;M₁NPK、SNPK和NPK 3个等氮量施肥处理玉米平均产量差异不显著,其前11年NPK处理玉米产量高于SNPK和M₁NPK处理,后14年NPK处理玉米产量低于SNPK和M₁NPK处理;施化肥处理玉米平均产量（1990-2014年）排序为NPK＞NP＞NK＞PK、CK。氮、磷和钾肥对玉米产量的增产效应差异较大,每千克氮肥、磷肥和钾肥的产量效应分别为33.0、16.2和15.3 kg。有机无机配施处理玉米产量可持续指数（SYI）值高,分布在0.712-0.798,玉米产量可持续性好,而不平衡施肥和不施肥处理的SYI值最低;CK、PK和NK处理玉米产量变异系数较大,分布在18.5%-34.7%,产量稳定性差,而有机无机配施处理相对较小都在10.8%-13.0%。在施肥处理中,PK处理平均生产力贡献率最低,仅为37.8%,但与氮配施平均生产力贡献率达到91.2%;NPK、M₁NPK与SNPK 3个等氮量施肥处理平均生产力贡献率差异不显著。长期施用有机肥可明显提高土壤有机质、全氮、有效磷和速效钾含量,施用化肥磷对土壤有效磷含量提高较显著,但施用化肥氮和钾分别对土壤全氮和速效钾含量提高效果不显著;通过相关性分析可知玉米产量与土壤有机质、全氮和速效磷均呈极显著正相关（P＜0.01）,而与土壤速效钾含量呈显著正相关（P＜0.05）。【结论】长期不施肥或偏施化肥玉米产量的稳定性减弱、土壤生产力贡献率下降;平衡施用化肥可有效提高黑土区玉米产量稳定性和可持续性;有机肥与化肥配施具有明显的增产和稳产效果。因此,施用有机肥氮替代部分化肥氮的有机无机配施模式是东北黑土区最有效的施肥措施。     

中国西南地区玉米产量对基础地力和施肥的响应

【目的】明确西南地区土壤基础地力与不同施肥措施对玉米产量的影响,以期为西南玉米种植区土壤培肥以及合理施肥提供科学依据。【方法】依据2006年以来在西南地区布置的508个玉米田间试验,选取不施肥对照(CK)、氮磷(NP)、氮钾(NK)、磷钾(PK)、氮磷钾(NPK)5个处理,测定玉米产量和养分吸收分析了西南地区玉米基础地力产量和地力贡献特征、玉米施肥产量反应和农学效率。采用直线拟合和边界线分析评价玉米种植区土壤基础地力与玉米施肥产量及产量差的关系;用稳定性指数和可持续性指数评估了基础地力状况对施肥产量稳定性和可持续性的影响。【结果】西南地区玉米基础地力产量在3.9-4.7 t·hm~(-2)(平均为4.4 t·hm~(-2));施肥能显著提高玉米产量,施肥(NPK)区平均产量为7.7 t·hm~(-2),比基础地力产量平均增产3.3 t·hm~(-2),边界线分析结果表明,重庆、四川、贵州的施肥高产潜力分别为11.5、12.7、12.6 t·hm~(-2)(平均为11.7 t·hm~(-2))。玉米产量的地力贡献率和肥料贡献率平均分别为57.1%和42.9%;玉米地力贡献率随着基础地力产量的提升而增加。西南地区肥料对玉米的增产效果表现为氮肥磷肥钾肥。重庆、四川、贵州及整个西南地区玉米现实生产力与基础地力拟合直线决定系数分别达0.356、0.393、0.448和0.434(P0.0001);随着基础地力的提升,玉米施肥产量差降低,产量的稳定性和可持续性增加。【结论】在西南地区,提高土壤基础地力可以提升玉米的施肥产量,提高产量的稳定性和可持续性,降低产量差,减少玉米对肥料的依赖性,促进西南地区玉米的高产稳产。     

淮北砂姜黑土小麦平衡施肥技术研究

研究了淮北平原砂姜黑土区小麦高产高效平衡施肥技术 ,结果表明 ,在施用氮磷肥的基础上配施锌肥具有显著的增产效果 ,小麦产量超过施用大量有机肥的农民习惯施肥产量。平衡施肥能促进小麦生长发育 ,改善经济性状 ,显著提高土壤碱解氮、有效磷和速效钾含量水平 ,培肥地力 ,为作物高产稳产打下地力基础。     

四川盆地水稻产量对基础地力与施肥的响应

【目的】四川盆地是中国主要的单季稻种植区之一。研究四川盆地稻田土壤基础地力、养分供应能力和施肥效果,评价土壤基础地力和施肥对水稻产量的影响,为四川盆地稻田地力的保育培肥和区域合理施肥提供依据。【方法】依托2005年以来在四川盆地布置的474个水稻田长期定位试验点,选取对照（不施肥CK）、磷钾（PK）、氮钾（NK）、氮磷（NP）和氮磷钾（NPK）5个处理,测定水稻产量和养分吸收量,分析四川盆地稻田土壤基础地力现状、土壤养分供应能力和施肥效果及其之间的关系,基于水稻产量评价不同基础地力稻田的施肥效果及产量稳定性和可持续性。同时通过调研四川盆地水稻研究结果,分析30多年来稻田基础地力的变化趋势。【结果】文献调研表明,四川盆地田基础地力稳定提升,2000年以来稻田基础地力产量在5.6-6.4 t·hm^-2,比二十世纪八九十年代提高了1.5 t·hm^-2,地力贡献率也上升6.7%。田间试验表明,基础地力和肥料对产量的贡献率分别为67.4%-75.9%和24.1%-32.6%。四川盆地稻田土壤氮、磷、钾养分供应量分别为103-120、23.2-27.5和139-185 kg·hm^-2,土壤养分对产量的平均贡献率达到78.2%、88.8%、90.8%,而施肥对产量的贡献率低于30%,且氮肥的增产效果高于磷肥和钾肥。四川盆地不同生态区土壤基础地力和养分供应能力均表现为成都平原＞盆地中部浅丘区＞盆地周边丘陵区＞盆地东部丘陵区;土壤基础地力越高越容易实现水稻高产,土壤基础地力与土壤贡献率呈显著正相关,而与肥料贡献率呈显著负相关;土壤基础地力越高,产量可持续性和稳定性越高。【结论】提高稻田土壤基础地力可促进水稻高产稳产,降低高产对肥料的依赖性,有利于水稻的可持续生产。     

永嘉县耕地土壤长期地力定位监测2019年试验

2019年通过对3个耕地土壤长期地力定位监测点的试验、监测,系统分析永嘉县的耕地土壤地力状况。结果显示,测土配方施肥处理有利于保持土壤肥力的稳定;空白区的土壤肥力有所下降;测土配方+有机肥处理土壤地力能维持常规施肥的水平,产量最高;小麦的土壤基础地力贡献率低于水稻。     

连续施肥对不同肥力稻田土壤基础地力和土壤养分变化的影响

【目的】研究双季稻种植制度下,连续3年施肥与不施肥对不同肥力土壤基础地力产量、基础地力贡献率、土壤氮磷钾表观平衡和土壤养分变化的影响,为不同肥力土壤基础地力培育及土壤肥力维持和提升提供参考。【方法】从32年长期施用不同肥料定位试验的不施任何肥料(CK)、施氮磷钾肥(NPK)和氮磷钾肥配施稻草(NPKS)处理采取土壤,分别代表3种不同肥力水平,设置连续3年施肥与不施肥处理的盆栽试验,监测双季水稻产量、土壤基础地力产量、基础地力贡献率和土壤氮磷钾养分的变化。【结果】在试验期间,不同肥力土壤的早晚稻基础地力产量、基础地力贡献率均表现为:NPKS处理土壤NPK处理土壤CK处理土壤,且随着试验年限的延长,不同肥力土壤之间的差异呈逐渐缩小趋势,到试验第3年,不同肥力土壤之间的差异变得不显著。无论施肥或不施肥,初始肥力越高的土壤经3年6季水稻种植,由作物收获带走的氮、磷、钾养分越多。不同肥力土壤在连续施肥条件或不施肥条件下,肥力养分变化规律存在较大差异,这种差异与水稻种植体系中养分输入-输出平衡状况有一定关系。【结论】初始肥力越高的土壤如果连续不施肥,其基础地力下降得越快。因此,对于地力水平较低的土壤应注重合理施肥,培育和提高农田土壤肥力和基础地力;地力水平较高的土壤也应注意高效合理补充养分,以维持土壤较高的肥力水平和持续生产力。     

中国大陆主要粮食作物地力贡献率和基础产量的空间分布特征

利用农业统计数据和土壤属性数据,将业已建立的地力贡献率统计模型与GIS技术耦合,研究了中国大陆3种主要粮食作物(水稻、小麦和玉米)的地力贡献率和基础产量的空间分布特征.结果表明,地力贡献率和基础产量空间分布差异较大.其中,玉米的生长受钾素的影响较大,高值区分布在华北平原和东北春玉米区,基础产量和地力贡献率分别为3.43 t·hm-2和51%;低值区分布在华中华南一带,为1.90t·hm-2和33%.其余作物的高产区分布在东部沿海以及长江黄淮流域,特别是华东华中和四川盆地,低产区主要分布在华北以北以及西南丘陵地带.统计分析表明,地力贡献率和基础产量对水稻生产的贡献最大,且空间变异小.冬小麦地力贡献率和基础产量的变异系数均大于其他各作物.该研究能较好地模拟我国3种作物的基础产量,可为区域尺度农田指导施肥和控制农业生态环境胁迫提供依据.     

土壤肥力和施肥措施对冬小麦-夏玉米产量地力贡献率和土壤容重的影响

为指导低平原区粮田基础地力定向培育提供重要理论依据,2012~2014年在大田试验条件下,采用裂区试验设计,以土壤肥力水平为主区、不同施肥措施为副区,研究了低平原区不同土壤基础肥力(高肥、中肥、低肥)和施肥方式(CK—30a不施肥,T_1—2a不施肥,T_2—1a不施肥,T_3—3a施NPK肥,T_4—3a施PK肥)对冬小麦-夏玉米产量、地力贡献率和土壤容重的影响。结果表明:各肥力条件下小麦、玉米及全年产量基本表现为T_3T_2T_1T_4CK,其中,高、中肥力条件下作物产量差异较小,且与低肥力下的产量差异基本达到了极显著水平。各肥力条件下,不同施肥措施的基础地力贡献率均表现为T_2T_1CK;各施肥处理在不同肥力条件下的周年基础地力贡献率差异均不显著,但总体来看,高肥力地块对周年产量的基础地力贡献率相对较高。各肥力地块在同种施肥方式下土壤容重差异均不显著;低肥力地块施用氮磷钾肥可以显著降低土壤容重,但随着土壤肥力增高,适当延长氮磷钾肥施用年限才能对土壤容重有明显的降低作用;氮肥对土壤紧实度的调控效应高于磷钾肥。     

土壤肥力和施肥措施对冬小麦一夏玉米产量 地力贡献率和土壤容重的影响

为指导低平原区粮田基础地力定向培育提供重要理论依据,2012～2014年在大田试验条件下,采用裂区试验设计,以土壤肥力水平为主区、不同施肥措施为副区,研究了低平原区不同土壤基础肥力(高肥、中肥、低肥)和施肥方式(CK-30a不施肥,T1-2a不施肥,T2-1a不施肥,T3-3a施NPK肥,T4-3a施PK肥)对冬小麦-夏玉米产量、地力贡献率和土壤容重的影响.结果表明:各肥力条件下小麦、玉米及全年产量基本表现为T3＞T2＞T1＞T4＞CK,其中,高、中肥力条件下作物产量差异较小,且与低肥力下的产量差异基本达到了极显著水平.各肥力条件下,不同施肥措施的基础地力贡献率均表现为T2＞T1＞CK;各施肥处理在不同肥力条件下的周年基础地力贡献率差异均不显著,但总体来看,高肥力地块对周年产量的基础地力贡献率相对较高.各肥力地块在同种施肥方式下土壤容重差异均不显著;低肥力地块施用氮磷钾肥可以显著降低土壤容重,但随着土壤肥力增高,适当延长氮磷钾肥施用年限才能对土壤容重有明显的降低作用;氮肥对土壤紧实度的调控效应高于磷钾肥.     

长期施肥下中国主要粮食作物产量的变化

 【目的】阐明长期不同施肥下中国主要粮食作物产量变化态势及其差异,为评价和建立长期施肥模式、促进粮食持续生产提供依据。【方法】对中国主要长期试验不施肥（CK）、施化肥（NPK）、化肥配施有机肥（NPKM）3个处理的玉米、小麦、水稻等粮食作物产量700多组数据进行整理和统计分析。【结果】长期不施肥的玉米和小麦产量总体上表现为极显著（P＜0.05）下降趋势,年下降量分别为110.9和33.4 kg?hm-2,而水稻产量基本保持稳定。施用化肥,玉米、小麦和水稻的产量均呈极显著（P＜0.01）下降趋势,年平均下降量分别为90.9、48.5和25.3 kg?hm-2。化肥配施有机肥,3种作物的产量随时间没有显著变化,均比较稳定,与NPK比较,玉米、小麦和水稻产量变异系数分别降低了8%、4%和3%。3种作物比较,小麦和玉米产量年际间变异较大,而水稻产量相对稳定。施肥的作物产量与不施肥的作物产量（反映土壤基础地力）呈极显著（P＜0.01）正相关,基础地力产量每增加一个单位,施肥产量增加量NPKM处理比NPK处理小0.12～0.31 kg?hm-2?a-1,表明长期施用化肥作物产量对基础地力的依赖程度高于化肥配施有机肥（NPKM）。【结论】中国农田长期不施肥或施用化肥的作物产量变化趋势为玉米和小麦下降,水稻基本稳定;化肥配施有机肥具有明显的增产和稳产效果,是农业生产可持续性的施肥模式。     

基础地力对黄壤区粮油高产、稳产和可持续生产的影响

【目的】黄壤是中国重要的地带性土壤,黄壤区粮油作物的高产、稳产和可持续生产对于地区粮食安全和经济民生至关重要。研究黄壤区主要粮油作物基础地力特征,评价地力对粮油作物高产、稳产和可持续生产的影响,为黄壤耕地地力保育和区域作物绿色生产提供依据。【方法】依托于2006—2013年测土配方施肥项目在黄壤区开展的3 515个田间试验(马铃薯434个、油菜525个、玉米1 318个、水稻1 238个),调查每个试验点无肥对照(CK)和氮磷钾肥(N2P2K2)处理作物产量;基于作物估计方法,分析了粮油基础地力产量和地力贡献率特征;采用直线拟合和边界线分析评价了基础地力对作物施肥产量及产量差的影响;采用稳定性指数和可持续性指数评估了基础地力对产量稳定性和可持续性的影响。【结果】黄壤区马铃薯、油菜、玉米和水稻平均基础地力产量分别为10.8、1.13、4.57和5.73 Mg·hm~(-2),平均地力贡献率分别为50.8%、49.0%、59.0%和70.8%;基础地力产量越高,地力对作物施肥产量的贡献率越大。作物施肥产量与基础地力产量显著正相关,马铃薯、油菜、玉米和水稻施肥产量与基础地力产量的直线拟合方程决定系数分别为0.476、0.284、0.382和0.366(P0.001)。边界线分析结果表明,马铃薯、油菜、玉米和水稻4种作物的施肥产量潜力分别为42.8、4.07、11.8和12.4 Mg·hm~(-2);随着基础地力的提升,作物施肥产量差降低,产量的稳定性和可持续性增加。【结论】提升基础地力能够提升作物施肥产量,降低产量差,有利于黄壤区粮油作物的高产、稳产和可持续生产。     

不同地力水平下的小麦施肥效应

【目的】整理2005—2013年在河南省布置的1 247个小麦的"3414"田间试验,分析不同地力水平下小麦施肥后的增产效果、经济效益及氮、磷、钾肥利用效率,明确不同地力水平下河南省小麦施肥效应,为科学施肥提供理论依据。【方法】选取不施肥处理(N_0P_0K_0)、-N处理(N_0P_2K_2)、-P处理(N_2P_0K_2)、-K处理(N_2P_2K_0)和NPK处理(N_2P_2K_2),根据不施肥处理的产量将土壤基础地力划分为3.0 t·hm~(-2)、3.0—4.5 t·hm~(-2)、4.5—6.0 t·hm~(-2)、6.0 t·hm~(-2 )4个等级,研究不同处理不同地力水平下小麦施用氮、磷、钾肥的增产量、增产率、产值、施肥成本、施肥利润和产投比,以及肥料的农学效率、偏生产力、肥料贡献率、地力贡献率。另外,分析不施肥处理及各缺素处理的产量与相应养分肥料贡献率的关系。【结果】相比不施肥处理,施肥后小麦的产量显著提高,各施肥处理的增产量及增产率随地力水平的提高而下降。其中基础地力3.0 t·hm~(-2)时氮磷钾配施及增施氮、磷、钾肥的增产率分别为126.07%、75.98%、24.93%、17.73%,基础地力6.0 t·hm~(-2)时仅为24.35%、15.39%、10.36%、8.70%。在施肥经济效益方面,各施肥处理的产值、施肥成本、施肥利润及产投比均随地力水平的提高而升高,其中小麦产值和施肥利润均以基础地力6.0 t·hm~(-2)时的氮磷钾配施处理最高,分别为19.64×10~3、18.24×10~3 yuan/hm~2,基础地力3.0 t·hm~(-2)时的-N处理最低,分别为8.52×10~3、7.87×10~(3 )yuan/hm~2。在肥料利用率方面,农学效率和肥料贡献率总体随地力水平的提高而下降。地力贡献率平均为63.72%,随地力水平的提高而提高,各地力水平从3.0 t·hm~(-2)到6.0 t·hm~(-2)的4个等级的地力贡献率平均分别为43.57%、57.80%、70.29%、80.34%。肥料贡献率随相应不施肥处理小麦产量的提高呈对数趋势下降,并且显著相关,说明提高基础地力可减少小麦的对化肥的依赖。【结论】提高土壤基础地力能够促进小麦增产、增收,降低小麦产量对施用化肥的依赖;河南省小麦生产中应重视培肥土壤,并根据不同地力水平合理施肥以保证小麦高产稳产、提高施肥利润及肥料施用效率。     

土壤磷钾供应能力研究

为给冬小麦-夏玉米高产提供合理施肥和培肥土壤的科学依据,采用田间试验法,在河北省宁晋县大陆村镇试验地,研究该地土壤磷钾供应能力。结果表明,冬小麦季,土壤磷素贡献率达100%,钾素贡献率为94.5%;不施肥处理的土壤供P、K量分别为55.4和139.2 kg/hm^2,NP配施土壤供K量比对照提高15.7%;NK配施土壤供P量比对照提高6.3%。施入钾肥改善了冬小麦的株高、基本苗数、分蘖数、总茎数、成穗数、穗粒数和最终产量,提高土壤的钾素营养。增施磷肥,不能增加冬小麦产量,只能增加生产成本,造成土壤中磷的残留增多。对照区土壤中的磷钾在支持6 750 kg/hm^2的小麦产量后,还能继续满足9 810 kg/hm^2的夏玉米需求,说明供试土壤补钾能显著提高冬小麦产量,土壤中的磷钾不是限制夏玉米产量的主要因素。     

不同土壤类型冬小麦-夏玉米轮作施肥效应

【目的】研究冬小麦-夏玉米轮作在不同类型土壤上的养分吸收特点及施肥增产效应,为因土施肥和资源高效利用提供依据。【方法】采用池栽试验,选用4种土壤(中壤潮土、砂壤潮土、砂姜黑土、黄褐土),设置3个施肥水平(不施肥、中量施肥、高量施肥),研究不同土壤的养分供应特点和施肥增产效应及肥料利用效率。【结果】在不施肥条件下,冬小麦、夏玉米的植株氮素、磷素、钾素积累量和产量在4种土壤上均表现为:中壤潮土砂姜黑土黄褐土砂壤潮土,表明不同土壤的养分供应能力和基础生产力差别较大。施肥显著增加了冬小麦、夏玉米植株的养分积累量和产量,周年植株氮素积累量增加37.7%—98.7%,磷素积累量增加23.6%—75.3%,钾素积累量增加29.3%—76.1%,周年作物增产26.5%—64.4%。冬小麦、夏玉米植株氮素、磷素、钾素积累的增加量和增产效果均表现为:砂壤潮土黄褐土砂姜黑土中壤潮土,整体表现出基础生产力较高的土壤,养分供应能力较强,施肥增产效应较小。冬小麦、夏玉米的肥料农学效率均表现为:砂壤潮土黄褐土砂姜黑土中壤潮土,即基础生产力较低的土壤,肥料的利用效率更高。高量施肥使砂壤潮土和黄褐土上冬小麦、夏玉米的植株养分积累量及产量显著增加,中壤潮土和砂姜黑土增加不显著。【结论】不同类型土壤的基础生产力不同,较高基础生产力的土壤养分供应能力较强,施肥增产效应较小,肥料利用效率较低;较低基础生产力土壤表达趋势相反。肥力较高的中壤潮土和砂姜黑土,应提高土壤养分的利用,降低肥料的施用量;肥力较低的砂壤潮土和黄褐土,应注意培肥地力,不断提高土壤的生产力。     

不同施肥处理对黑土土壤肥力和作物产量的影响

针对东北黑土区土壤肥力下降、耕地土壤质量逐年退化的现状,在黑龙江黑土区进行田间试验,研究不同施肥处理[T_1(有机肥Ⅰ,含氮1.29%,磷0.32%,钾0.74%,采用牛粪发酵高温堆肥制成)、T_2(有机肥Ⅱ,含氮1.36%,磷0.31%,钾0.73%,鸡粪羊粪混合发酵堆肥制成)、T_3(微生物菌肥,含氮18.87%,有效菌数≥2 000万CFU/g)、T_4(叶面肥,由植物配方精萃而成,富含有益菌,需稀释200倍)、T_5(化肥,施入N 150 kg/hm~2,P_2O_570 kg/hm~2,K_2O75 kg/hm~2;尿素266.54 kg/hm~2、磷酸二氨152.17 kg/hm~2、氯化钾187.50 kg/hm~2)]对黑土土壤肥力和作物产量的影响,旨在得到缓解东北黑土退化并提升土壤肥力的施肥模式。结果表明:与施肥前相比,施用有机肥Ⅰ后玉米、大豆土壤容重均降低2.84%,土壤有机质含量分别增加0.79%、0.84%,土壤pH值分别升高0.14、0.06。施用化肥虽可显著提高土壤速效养分含量和产量,但玉米和大豆土壤pH值与施肥前相比分别降低了0.23、0.15。微生物肥和叶面肥在提高土壤全氮含量、缓解土壤酸化、改良土壤容重等方面表现较好。经相关性分析可知,玉米产量与土壤全氮、速效磷、速效钾含量均呈极显著正相关,大豆产量与土壤理化性质无显著的相关关系;经主成分分析得出,玉米土壤在不同施肥处理下土壤质量水平高低依次表现为有机肥Ⅰ微生物肥化肥有机肥Ⅱ叶面肥CK,大豆土壤在不同施肥处理下土壤质量水平高低依次表现为有机肥Ⅰ有机肥Ⅱ微生物肥叶面肥化肥CK。由结果可以得出,施用有机肥可明显改善黑土土壤肥力,在短期内施用有机肥并配施微生物肥可缓解东北黑土区退化情况,同时提高黑土土壤肥力。