专题导读：中国油菜生产的高产高效氮素管理

氮素是作物生长最重要的必需营养元素之一,氮肥的合理施用能促进作物生长并提高产量,但过量施氮或不适时的偏施则会抑制作物生长并对生态环境产生威胁^[1]。 油菜是中国最重要的油料作物,提供了60%左右的国产食用植物油,近年来种植面积保持在740万公顷左右,其中长江流域的冬油菜种植面积和总产量占全国的80%左右。与其他油料作物相比,长江流域冬油菜为冬季作物,具有不与夏粮作物争地、长期种植可以培肥地力、减少南方冬闲田面积等诸多特点,提高中国食用油自给率、保障食用油安全供给的可行之路只能是稳定和扩大冬油菜种植面积、依靠科技进步提高油料作物产量和产油量^[2]。 同世界其他主要油菜种植区域相比,中国冬油菜种植的长江流域一般采用一年两熟或三熟的种植制度,具有土地利用强度大、土壤养分带走量大、土壤有机质含量低、土壤自身供肥能力及保肥能力差等特点,导致在同等产量水平时要求比世界其他油菜主产区施用更多的肥料和多次施肥。例如在加拿大油菜主产区,种植油菜时如果不施肥仅靠土壤的自身肥力就可生产出施肥条件下的85-90%的产量^[3],在中国的东北海拉尔地区如果不施肥也可生产出施肥条件下的80%左右的产量,但在中国长江流域如果不施肥仅靠土壤的自身肥力油菜只能维持施肥条件下的40%—50%的产量,也就是说,从养分供应角度来看中国油菜主产区的油菜产量对肥料的依存率平均高达55%以上。另外,就施肥对长江流域主要作物产量的贡献率来讲,水稻平均为29.6%、小麦为48.6%、棉花为38.0%、油菜为56.2%,反映在土壤肥力基本相同时,由于作物的种类、生育时期的气候不同导致冬作油菜更加依赖肥料的施用^[4]。由于以上客观因素的存在,无论是农民实际生产还是农业技术推广部门的推荐指导,施肥已成为油菜生产中的重要技术措施,在油菜生产的直接成本中肥料投入占一半以上,施肥措施到位与否直接影响油菜籽产量和收入。 近10多年来随着国家测土配方施肥项目和其他相关科技项目的实施,初步建立和培植了一支以华中农业大学、中国农业科学院油料作物研究所、湖南农业大学及相关油菜主产省农业科学院为依托的油菜营养与施肥科研队伍,油菜科学施肥研究及技术应用有了长足的进步,明确了中国油菜主产区耕地土壤养分缺乏因子及缺乏程度、目前高产优质油菜的营养需求特性,研制了中国主要区域油菜专用肥配方及其配套施用技术,并通过农业部相关推广应用项目进行了大面积的示范和应用,为保障中国油菜的高产高效生产提供了技术支撑。 然而,目前油菜施肥尤其是氮肥施用量总体偏高导致肥料投入成本高、养分利用率低,区域间和田块间氮肥投入过高和过低的现象并存导致养分的增产增效潜力得不到有效发挥,油菜氮素营养与施肥技术研究跟不上生产发生的变化导致新推广应用的油菜品种缺少针对性的施肥方案以及与轻简化生产相配套的轻简高效施肥技术,这些问题的存在既制约了油菜高产绿色高效生产的发展,也阻碍了油菜植物营养与施肥科学的进步。针对以上问题,本专题从不同油菜品种的氮素营养效率及碳积累转运、不同氮营养条件下的氮分配及其对光合作用的影响、种植密度及栽培模式与氮素养分管理的配套等多个角度和层面对本领域的最新研究进展进行了展示,在此基础上,通过归纳总结国内外近年来的研究与实践进展和经验提出了中国冬油菜氮素养分管理策略^[5-6]。需要指出的是,本专题只是近年来从事油菜养分与施肥研究工作的部分研究成果,油菜的氮素营养遗传生理^[7]、油菜氮素营养快速诊断与精准施用^[8]、氮与其他养分的配合、氮肥的简化施用技术等研究均有一定程度的进步,但本专题没有涉及。我们希望通过本专题能展示目前在油菜氮素营养管理研究上取得的进展、突出油菜生产中养分管理技术的重要作用、剖析当前生产中养分管理存在的问题,引起科研及技术推广各层面对油菜养分尤其是氮素科学管理进一步重视,开展更多更深入的研究,为油菜减肥高效绿色生产提供更强的技术支撑。     

中国冬油菜栽培方式变迁与相应的养分管理策略

直播和育苗移栽是目前长江流域冬油菜并存的两种栽培方式,其技术发展和推广状况对中国油菜产业发展和油料供应安全具有重要意义。不同的历史阶段下,随栽培品种、种植目标、劳动力条件和生产力水平等因素的变化,中国冬油菜栽培方式也在不断的转变和发展。文章概述了新中国建立后冬油菜栽培方式的发展变化历程,从最初以直播种植为主,到20世纪60年代中期直播为主而育苗移栽开始起步,20世纪80年代育苗移栽方式实现全面推广并长期应用,再到当前直播和育苗移栽两种栽培方式并存。而养分管理措施也经历了从最初施用农家肥,到开始施用氮、磷化肥,到提倡氮、磷、钾、硼肥配合施用,再到当前形成的育苗移栽油菜高产高效养分管理技术。直播和育苗移栽油菜的栽培特点和生长过程存在着显著差异,文章主要从生育进程、种植密度、群体结构与个体形态等方面对两者进行了分析和比较。相比育苗移栽油菜,直播油菜的生育期一般相应缩短,个体生长状况较弱,单株产量偏低,但在较高的种植密度基础上可发挥群体优势,且根群结构也有助于增强养分和水分吸收能力,因此具有高产高效的潜力。目前,长江流域育苗移栽油菜的养分丰缺指标和推荐施肥体系已经建立,养分管理策略也较为完善,其要点为：根据土壤肥力状况和目标产量水平合理确定氮、磷、钾、硼肥用量,保证养分平衡供应,实行有机无机肥料配合施用,采取氮、钾肥分次施用（推荐基肥﹕越冬肥﹕薹肥＝60%﹕20%﹕20%）以协调生长发育和养分吸收,强壮个体而实现高产。针对直播油菜发展迅速而在高产条件下养分管理研究相对滞后的现状,文章重点比较了其与育苗移栽油菜在养分响应、吸收分配和需求利用等方面的差异,发现直播油菜对养分缺乏较为敏感,养分不足导致个体生长低下和群体衰亡,后期物质和养分转运效率较低,而且对磷、钾养分的需求明显更高。基于已有研究结果总结出直播油菜的“前促后稳”养分管理策略,即在氮、磷、钾及微量元素养分合理平衡施用基础上,保证磷、钾供应,施用有机肥并进行秸秆还田,肥料运筹中重视氮肥对个体和群体发展的调控作用,减少基施而增加苗肥以促前期生长,中后期适时追肥以保证群体数量和产量形成,推荐基肥﹕苗肥﹕越冬肥﹕薹肥＝40%﹕30%﹕15%﹕15%。此外,应配合其他栽培措施协同增效提质,选用适宜早熟和耐密的品种,采用机械化精量播种技术,施用长效专用复合肥或专用控释肥,配合密植以省肥补迟、增库促源,加强病虫草害防控技术。文章还对直播油菜养分管理研究中的问题和未来方向进行了探讨和展望,以期为进一步完善其栽培管理措施和科学施肥技术提供参考。     

中国油菜生产的高产高效氮素管理

<正>氮素是作物生长最重要的必需营养元素之一,氮肥的合理施用能促进作物生长并提高产量,但过量施氮或不适时的偏施则会抑制作物生长并对生态环境产生威胁~([1])。油菜是中国最重要的油料作物,提供了60%左右的国产食用植物油,近年来种植面积保持在740万公顷左右,其中长江流域的冬油菜种植面积和总产量占     

长江流域水稻-油菜轮作体系氮肥增产增效综合调控

长江流域是我国水稻、油菜主要产区,水稻-油菜轮作是主要种植模式。施肥是维持和提升轮作系统生产力的物质基础,肥料尤其是氮肥的施用对提高产量起着至关重要的作用,但过量或不合理施用不仅造成作物抗逆能力弱、氮肥利用率低、品质和经济效益差,而且导致养分在环境中累积,影响大气、水体质量和人畜健康。本文针对长江流域水稻-油菜轮作体系耕层土壤碳氮含量低,氮肥用量高、损失严重、氮肥利用率低的问题,通过水稻-油菜轮作体系周年养分运筹、土壤碳氮协同调控、缓/控释肥料施用对氮损失的阻控、施肥方法的改进、高产高效栽培等技术协同优化建立综合调控模式,以期为长江流域水稻-油菜轮作体系氮肥增产增效提供理论与技术支撑。     

油菜专用控释尿素用量对冬油菜产量和氮素吸收的影响

【目的】明确不同冬油菜种植区域油菜专用控释尿素用量对冬油菜产量和氮素吸收的影响,验证油菜专用控释尿素一次性施用的可行性和适宜用量,为指导冬油菜轻简化生产提供依据。【方法】于2015-2016年分别开展油菜专用控释尿素静水释放试验和田间埋袋养分释放以及控释尿素用量施用效果田间试验。油菜专用控释尿素用量试验布置于冬油菜3个主产地区--湖南衡阳、江西九江和湖北武穴。试验共设5个氮肥用量梯度,分别为0、60、120、180和240 kg N·hm^-2,探究油菜专用控释尿素对不同区域冬油菜产量和氮素吸收的影响。【结果】田间埋袋试验结果表明,油菜专用控释尿素的缓释期在150 d左右,累积释放量为83.4%,与冬油菜氮素需求吻合。施用油菜专用控释尿素可以调控收获密度,增加冬油菜的单株角果数和每角粒数。与不施氮处理相比,单株角果数、每角粒数分别增加15.0-81.5角/株和0.2-2.4粒/角,收获密度随氮肥用量增加或降低协调群体与个体。3个产地的籽粒产量均在施氮量达到180 kg N·hm^-2时最高,分别较不施氮增产1 118、1 088和2 049 kg·hm^-2。用线性加平台模型拟合的最佳控释尿素用量,湖南衡阳、江西九江和湖北武穴分别为174、180和192 kg N·hm^-2。油菜专用控释尿素施用显著增加地上部生物量、氮素含量和氮素积累量。在收获期时,随氮肥用量增加,茎秆中的氮素分配比例逐渐增加,籽粒中氮素积累分配比例减小,而角壳的氮素分配比例保持在10%左右。不同时期氮肥利用率存在差异,苗期最小,花期最大,收获期居中,分别为19.20%-23.45%、50.69%-56.89%和39.39%-46.71%。苗期和花期的氮肥利用率随着施氮量的增加,出现先增加后降低的趋势,在控释尿素用量为180 kg N·hm^-2时达到最大;收获期的氮肥利用率随着施氮量的增加呈降低趋势。【结论】油菜专用控释尿素一次性施用可以增加油菜各生育时期的氮素吸收、促进油菜生长发育,提高收获密度、单株角果数和每角粒数,增加油菜产量。不同冬油菜主产区所需专用控释尿素推荐用量差异不大,平均为180 kg N·hm^-2。     

我国冬油菜典型种植区域土壤养分现状分析

【目的】明确当前生产条件下我国长江流域冬油菜典型种植区域土壤肥力现状,尤其是土壤中微量元素养分含量,以期为冬油菜合理施肥提供参考。【方法】于2018年4—5月在我国长江流域14个省(市)冬油菜典型种植区域采集油菜收获后耕层土壤样品430个,测定土壤基础理化性质(土壤有机质、全氮、速效磷、速效钾和pH)以及中微量元素(有效钙、镁、硫、铁、锰、铜、锌和硼)含量,参考第二次全国土壤普查以及油菜种植土壤速效磷、速效钾和有效硼的分级指标,明确我国长江流域冬油菜主产区油菜种植土壤养分现状,并分析了不同区域(长江上游、中游和下游)、种植制度(水旱轮作油菜和旱地油菜)和产量水平(2 000 kg·hm~(-2)、2 000—3 000 kg·hm~(-2)和3 000 kg·hm~(-2))下油菜种植土壤的养分分布特征。【结果】长江流域冬油菜典型种植区域耕层土壤有机质、全氮、速效磷、速效钾、pH、有效钙、有效镁、有效硫、有效铁、有效锰、有效铜、有效锌和有效硼平均含量分别为25.9 g·kg~(-1)、1.47 g·kg~(-1)、27.5 mg·kg~(-1)、131.1 mg·kg~(-1)、6.04、2 436.1 mg·kg~(-1)、225.7 mg·kg~(-1)、22.6 mg·kg~(-1)、212.3 mg·kg~(-1)、89.7 mg·kg~(-1)、3.84 mg·kg~(-1)、4.03 mg·kg~(-1)和0.45 mg·kg~(-1)。超过2/3田块土壤有机质和全氮含量处于中等及以上;土壤速效磷处于丰富、适宜和缺乏的比例各占1/3;而有63.8%田块土壤速效钾处于缺乏状态。对于土壤中微量元素,土壤有效铁、有效锰和有效铜含量均处于中等及以上,有效钙和有效锌有8.4%和12.2%处于缺乏状态,而土壤有效镁、有效硫和有效硼处于缺乏的比例则分别为24.2%、36.0%和83.5%。长江流域上、中和下游冬油菜典型种植区域土壤养分状况不同,但各区域各养分的分布趋势相同。水旱轮作和旱地油菜种植土壤养分状况存在明显差异,水旱轮作油菜种植土壤有机质、全氮、有效硫、有效铁、有效铜和有效锌含量明显高于旱地油菜。不同产量水平下油菜种植土壤养分特征略有不同,高产(3 000 kg·hm~(-2))油菜种植田的土壤速效钾、有效钙、有效镁和有效硼含量明显高于低产(2 000 kg·hm~(-2))油菜田。【结论】整体而言,我国长江流域冬油菜典型种植区域土壤养分含量呈上升的趋势,但土壤速效钾和有效硼缺乏的比例仍较大,有效镁和有效硫成为潜在的限制因子,因此在当前我国长江流域冬油菜生产中,应重视化肥的合理施用,做到稳施氮肥,增施钾肥和硼肥,局部区域如云南西部、广西北部和湖南南部应适当减少磷肥的投入,而在广西北部、湖南南部和江西北部同时应关注硫肥和镁肥的施用。     

安徽省冬油菜的施肥现状及肥料利用率

【目的】 冬油菜是我国重要的油料作物,合理施肥是保证冬油菜产量的重要措施。明确当前冬油菜的施肥现状和存在问题指导科学施肥。【方法】 以安徽省冬油菜种植为例,于2017—2018年在全省冬油菜主产区进行农户抽样调查,调查内容包括：肥料品种、肥料用量、施肥方式、种植面积和产量水平。根据调查结果进行统计分析当前油菜种植过程中的施肥情况,并以全省冬油菜平均产量和平均施肥量为基准,采用Cate-Nelson方法（十字交叉法）评估冬油菜氮、磷和钾肥施用与油菜产量的关系,以此探索冬油菜种植中施肥增产增效的主要途径。【结果】 调查结果表明,安徽省油菜种植中均施用了化肥,施用有机肥农户比例为59.0%。全省化学氮、磷和钾肥平均用量为160、63和65 kg·hm^-2。总的来说,全省化肥平均用量更加趋于合理化,但是施肥分级结果表明全省依然存在氮、磷和钾肥施肥不足和过量的现象。全省化肥施用方式以人工施肥为主,机械化施肥比例较低。Cate-Nelson分析方法结果表明,全省仅有23.8%、20.2%和21.0%农户在冬油菜种植中实现了氮、磷、钾肥高产高效。这说明全省冬油菜种植中增产增效还有很大的空间。【结论】 总的来说,安徽省冬油菜种植中化肥平均用量趋于合理化,但是在施肥方式、养分运筹和肥料品种上面还存在问题。在施肥方式上机械化施肥比例不足,仅为38.8%;在养分运筹上,虽然氮肥用量普遍实现了分次施用,但是以施用两次为主,与油菜养分吸收规律不匹配。除此之外,在施肥品种上存在偏施化肥,有机替代和轻简化施肥比例较低。     

我国冬油菜种植区土壤有效镁状况与油菜施镁效果

我国冬油菜主产区耕作土壤有效镁供应能力有限,近年来随着产量提高作物从土壤中带走的镁养分量大,而生产上普遍施用氮、磷、钾养分含量高的化肥从而导致随施肥带入的镁养分极少,镁营养缺乏逐渐成为限制油菜产量的潜在因子。为全面评价冬油菜种植区土壤有效镁丰缺状况与油菜施镁效果,本文系统梳理了油菜镁营养研究的主要进展,在揭示油菜需镁量大(Mg 20～40 kg/hm~2)、我国冬油菜主产区土壤缺镁问题突出(土壤有效镁平均含量为225.7 mg/kg,其中低于200.0 mg/kg的土壤占53.7%,处于缺乏或潜在缺乏状态)和施镁大幅度增产(平均增产效果大于15%)的基础上,提出了镁是我国冬油菜种植中继氮、磷、钾、硼后第5种需要通过施肥方式进行补充的必需营养元素,并为冬油菜生产上镁肥的科学管理提供了建议。     

安徽省冬油菜的施肥现状及肥料利用率

【目的】冬油菜是我国重要的油料作物,合理施肥是保证冬油菜产量的重要措施。明确当前冬油菜的施肥现状和存在问题指导科学施肥。【方法】以安徽省冬油菜种植为例,于2017—2018年在全省冬油菜主产区进行农户抽样调查,调查内容包括:肥料品种、肥料用量、施肥方式、种植面积和产量水平。根据调查结果进行统计分析当前油菜种植过程中的施肥情况,并以全省冬油菜平均产量和平均施肥量为基准,采用Cate-Nelson方法(十字交叉法)评估冬油菜氮、磷和钾肥施用与油菜产量的关系,以此探索冬油菜种植中施肥增产增效的主要途径。【结果】调查结果表明,安徽省油菜种植中均施用了化肥,施用有机肥农户比例为59.0%。全省化学氮、磷和钾肥平均用量为160、63和65 kg·hm-2。总的来说,全省化肥平均用量更加趋于合理化,但是施肥分级结果表明全省依然存在氮、磷和钾肥施肥不足和过量的现象。全省化肥施用方式以人工施肥为主,机械化施肥比例较低。Cate-Nelson分析方法结果表明,全省仅有23.8%、20.2%和21.0%农户在冬油菜种植中实现了氮、磷、钾肥高产高效。这说明全省冬油菜种植中增产增效还有很大的空间。【结论】总的来说,安徽省冬油菜种植中化肥平均用量趋于合理化,但是在施肥方式、养分运筹和肥料品种上面还存在问题。在施肥方式上机械化施肥比例不足,仅为38.8%;在养分运筹上,虽然氮肥用量普遍实现了分次施用,但是以施用两次为主,与油菜养分吸收规律不匹配。除此之外,在施肥品种上存在偏施化肥,有机替代和轻简化施肥比例较低。     

华中区域直播冬油菜临界氮浓度稀释曲线的建立与应用

【目的】明确华中区域直播冬油菜的氮素稀释曲线模型及其适用性,探讨以氮素营养指数评价油菜氮素营养状况的可行性。【方法】通过2015—2016和2016—2017两个年度设置的不同氮肥用量（2015—2016年度氮肥用量为0、60、120、180和240 kg N·hm ^-2,2016—2017年度氮肥用量为0、60、120、180、240、300和360 kg N·hm ^-2）的田间试验,研究不同氮肥用量下从苗期到花期油菜各生育时期地上部生物量和植株氮素含量变化,建立直播冬油菜地上部临界氮素浓度稀释曲线模型。并利用该模型和植株氮素含量计算氮素营养指数,明确氮肥用量对油菜植株各个时期氮素营养指数的影响,探究油菜产量和氮素营养指数的关系,确定各时期适宜的氮素营养指数。 【结果】氮肥施用显著增加油菜地上部生物量和氮素含量,不同氮肥处理间差异显著。直播冬油菜地上部临界氮素浓度和地上部生物量符合幂指数的关系（Ncnc=3.49DM ^-0.26）。该模型可以将独立的两个试验的氮限制和非氮限制组数据区分开,模型拟合的氮素浓度和植株实际氮素浓度线性相关,RMSE和n-RMSE分别为0.37和13%,模型具有较好的稳定性。在试验氮肥用量范围内,各点不同时期氮素营养指数随氮肥用量的增加而增加,且氮素营养指数对氮肥用量的响应与产量相似。氮肥施用显著增加油菜产量,尽管不同试验点直播冬油菜产量对氮肥用量的响应存在差异,但各点相对产量和不同时期的氮素营养指数均呈一元二次曲线关系,各生育时期氮素营养指数可以准确地反映油菜氮素营养状况。直播冬油菜相对产量为1时,越冬期、薹期和花期的氮素营养指数分别为1.35、1.26和1.03。 【结论】油菜氮素稀释曲线模型Ncnc=3.49DM ^-0.26和氮营养指数能够评价华中区域直播冬油菜氮素营养状况,用于植株氮素诊断。     

水稻-油菜轮作条件下氮肥效应及其后效

【目的】从周年轮作的角度分析了氮肥施用对水稻-油菜轮作体系中作物产量、氮素吸收量、肥料利用率的影响以及水稻季施用氮肥在油菜季的后效特点,比较和明确不同施肥处理下水稻-油菜轮作体系经济效益的差异。【方法】2010-2011年在湖北省洪湖市布置前茬水稻不同氮肥用量以及后茬油菜裂区施氮和不施氮两个副区的田间试验,研究了不同施氮条件下水稻和油菜的产量、氮素吸收量和氮肥利用率。根据试验结果分析稻油轮作系统氮肥后效及经济效应。【结果】由于氮肥用量和分配的不同,作物产量、氮肥利用率和经济效应表现出明显地差异,水稻季施氮165 kgN•hm-2产量最高,氮肥利用率最大;水稻季施用的氮肥具有明显的后效,显著增加油菜产量107-644 kg•hm-2,氮素吸收量增加3.9-35.2 kg•hm-2,相当于油菜季施氮5-33 kgN•hm-2的增产效果。氮肥的后效与施氮量成正比,虽然水稻季高氮处理增加氮肥后效,但是降低了水稻产量、当季氮肥利用率以及经济效益。本试验条件下,水稻季和油菜季施氮量均为165 kgN•hm-2时,经济效益最高。【结论】合理的氮肥施用能明显提高水稻和油菜的产量,在整个周年水旱轮作中水稻季氮肥具有一定的后效,油菜生长季应该在充分考虑前茬水稻氮肥后效的基础上进行优化推荐施用。     

秸秆还田条件下不同供钾能力土壤水稻、油菜、小麦钾肥减量研究

【目的】研究不同供钾能力土壤在秸秆还田条件下钾肥减量施用对水稻、油菜、小麦的产量、钾素吸收量及钾肥利用率的影响,计算秸秆还田条件下3种作物的钾肥适宜用量,为秸秆还田条件下钾肥资源的合理利用及农田钾素养分管理和调控提供理论依据。【方法】2013—2015年在湖北省38个县(市)的水稻、油菜及小麦3种作物上开展秸秆还田钾肥减量施用田间试验。试验设置6个处理,分别为(1)对照,不施钾(CK);(2)施用全量化学钾肥(+K);(3)秸秆还田处理(+S);(4)秸秆还田配施50%钾肥(S+1/2K);(5)秸秆还田配施75%钾肥(S+3/4K);(6)秸秆还田配施全量钾肥(S+K)。参考不施钾肥处理的作物相对产量(即CK处理产量/+K处理产量)将土壤供钾能力分为高、中、低3个水平。【结果】不同供钾水平土壤施钾和秸秆还田均能不同程度增加水稻、油菜和小麦的产量和地上部钾素吸收量。其中,高供钾能力的土壤水稻、油菜和小麦仅通过上季作物秸秆全量还田即可满足作物高产的钾素需求;中等供钾能力的土壤3种作物可在秸秆还田条件下减少50%钾肥用量;而低供钾能力的土壤,秸秆还田条件下水稻季可减少25%钾肥用量,油菜和小麦季可减少50%钾肥用量。从土壤钾素表观平衡来看,秸秆还田可缓解土壤钾素亏缺,其中油菜季平均盈余量为14.1—152.6kg K_2O·hm~(-2),小麦季平均盈余量为25.5—95.9 kg K_2O·hm~(-2),水稻季则仍表现为钾素亏缺。在考虑秸秆钾素投入量的情况下,通过一元二次方程和线性加平台方程拟合秸秆还田条件下钾肥用量与作物产量之间的关系,以+K处理产量为标准得到秸秆还田条件下的适宜钾肥用量。结果表明,在前茬作物秸秆全量还田的条件下,供钾能力为中、高等水平的土壤3种作物钾肥适宜施用量为20—33 kg K_2O·hm~(-2),油菜钾肥施用量低于水稻和小麦;而供钾能力低的土壤上,秸秆还田土壤钾肥适宜施用量为45—49 kg K_2O·hm~(-2),油菜钾肥推荐用量高于水稻和小麦。与目前钾肥经济施用量60 kg K_2O·hm~(-2)相比,3种作物在供钾能力为中、高等水平的土壤通过秸秆还田可节省钾肥45.0%—66.7%,供钾能力低的土壤也可节省钾肥18.3%—25.0%。【结论】秸秆还田条件下水稻、油菜及小麦可以在减少18.3%—66.7%钾肥用量的同时保证作物产量,钾肥施用量减少的比例应根据土壤供钾水平进行调整。     

氮肥施用对直播冬油菜产量及氮肥利用率的影响

为探明安徽省直播冬油菜种植中适宜的氮肥用量、氮肥种类和施氮方式，通过田间小区试验，研究尿素不同用量及等氮量尿素和控释尿素不同施用方式对直播冬油菜产量、氮肥累积量及氮肥利用率的影响。结果表明：施氮水平和施氮方式对直播冬油菜产量具有显著影响，成株率与产量之间呈显著正相关，施氮量180 kg N·hm^-2条件下，尿素分次施用处理（N180）和控释尿素一次性施用处理（CRU180）在生育中后期能有效提高直播冬油菜密度。施氮量240 kg N·hm^-2、尿素分次施用处理（N240）角壳和茎秆氮素累积量分配比例增加，籽粒分配比例减少，氮肥表观利用率、氮肥农学效率、氮肥生理效率和氮肥偏生产力显著降低，籽粒产量不增反降，较CRU180和N180分别降低2.87%和9.67%。各施氮处理中，N180处理产量最高，较其他施氮处理显著增产7.53%~82.15%。施氮量180 kg N·hm^-2条件下，相比尿素一次性施用处理（U180），CRU180和N180显著增产8.53%和16.69%，籽粒氮素累积量显著增加8.80%和16.02%，氮肥表观利用率显著增加11.68%和14.30%，氮素农学效率显著增加12.53%和24.46%，氮素生理效率增加0.74%和9.13%，氮肥偏生产力显著增加8.59%和16.76%。综合本试验直播冬油菜产量、氮素累积量和氮肥利用率结果来看，合理的氮肥用量和氮肥品种可以有效增加直播冬油菜的成株率和氮素累积量，进而增加产量、提高氮肥利用率。安徽省直播冬油菜施氮量180 kg N·hm^-2，尿素分次施用和控释尿素一次性施用，均能达到产量和氮肥利用率的双向提升。考虑到直播冬油菜轻简化发展大趋势，建议采用控释尿素一次性基施。     

青海省东部雨养区春油菜不同肥料效应的研究

[目的]为了探讨不同施肥模式对春油菜养分吸收利用的影响。[方法]采用田间小区试验,研究青海省春油菜不同施肥模式下N、P、K肥农学效率、偏生产力及土壤硝态氮残留量的差异。[结果]高产高效模式3 N、P、K肥农学效率相对于其他模式明显提高;农户常规施肥模式偏生产力最高;高产高效模式3 P、K肥偏生产力较高。土壤硝态氮残留量随施氮量的增加逐渐增大,高产高效模式3土壤硝态氮残留量最高;土壤硝态氮的残留量在20～40 cm达到最大值,在80～100 cm处于最小值。[结论]这可为雨养区春油菜高产高效生产提供技术支撑。     

油菜与杂草生物量和养分竞争对氮磷钾肥用量的响应

【目的】杂草是限制油菜丰产的重要因素之一,养分的合理管理对杂草防控起到关键作用。本研究在大田条件下,探究氮、磷、钾肥施用量对油菜与杂草生物量及养分竞争的影响,为生态控草和农业可持续发展提供依据。【方法】在湖北省武穴市开展田间试验,采用单因素试验设计,设置氮(0、90、180和270 kg N·hm^-2,分别用N0、N1、N2和N3表示)、磷(0、45、90和135 kg P₂O₅·hm^-2,分别用P0、P1、P2和P3表示)、钾(0、60、120和180 kg K₂O·hm^-2,分别用K0、K1、K2和K3表示)各4个不同用量梯度田间试验。在油菜成熟期,测定油菜籽产量、油菜和杂草的生物量及相应的养分含量,计算养分积累量,分析油菜与杂草的养分竞争关系及其对肥料用量的响应。【结果】施肥显著提高油菜籽产量、地上部总生物量和相应的养分积累量,在氮、磷、钾3种养分中,油菜生长和养分吸收对缺磷最敏感。N0、P0和K0处理的油菜籽产量分别为560、227和1 490 k...     

重庆稻田基础地力水平对水稻养分利用效率的影响

【目的】土壤基础地力水平与土壤养分的供应能力有着直接的关系,进而影响作物对土壤和肥料养分的吸收。研究基础地力与水稻养分利用效率的关系,评价不同地力水平下水稻对土壤和肥料养分利用的影响,为在不同地力下提高养分利用效率提供依据。【方法】利用2006—2012年重庆测土配方施肥项目水稻"3414"试验,调查每个试验点无肥区(N0P0K0)、无氮区(N0P2K2)、无磷区(N2P0K2)、无钾区(N2P2K0)和全肥区(N2P2K2)处理的产量及秸秆和籽粒氮磷钾养分含量,计算重庆不同区域水稻养分吸收量、土壤有效养分利用效率和依存率以及肥料回收率、农学效率,采用指数及线性拟合、基础地力产量分级方法评价基础地力对水稻养分利用效率的影响。【结果】重庆不同区域稻田基础地力产量5.40—6.45 t·hm~(-2),基础地力等级处于低和中低等级的(4 t·hm~(-2)和4—5 t·hm~(-2))样本数为63,占总样本量的25.6%。随着稻田基础地力等级的提高,水稻产量和养分吸收量也随之不断增加,高基础地力等级稻田其有机质和碱解氮也相对较高,p H过低可能是低基础地力等级稻田(4 t·hm~(-2))的限制因素。重庆水稻施氮磷钾肥增产率分别为18.5%、5.2%和3.9%,在相同的施肥水平下,随着基础地力等级的提高,水稻氮磷钾肥料回收率分别下降6.9%、4.5%和3.1%。基础地力产量与土壤有效氮利用效率、土壤养分依存率存在正相关,说明较高的基础地力会促进水稻对土壤养分的吸收,提高土壤养分利用效率,而基础地力与氮肥回收率、肥料农学效率呈负相关,说明高基础地力会降低肥料的利用效率。基础地力与土壤有效磷、有效钾养分利用效率和磷钾回收率相关性不强,但与相应氮指标能够达到显著相关或极显著相关,说明基础地力对氮的反映能力高于磷钾。【结论】高基础地力可以提高水稻产量和对土壤养分的吸收量,但对肥料养分的利用效率下降。在高基础地力条件下,施肥对水稻的增产作用和地力提升作用有限,应限制肥料的投入。     

Utilizing comprehensive decision analysis methods to determine an optimal planting pattern and nitrogen application for winter oilseed rape

Oilseed rape is one of the most important oil crops globally. Attaining the appropriate cultivation method(planting pattern and nitrogen level) is necessary to achieve high yield, quality and resource utilization efficiency. However, the optimal method for oilseed rape varies across countries and regions. The objective of the present study was to determine an appropriate cultivation method, including planting pattern and nitrogen application, for winter oilseed rape in northwestern China. Two planting patterns: ridge film mulching and furrow planting(RFMF) and flat planting(FP), and six nitrogen(N) amounts: 0(N0), 60(N60), 120(N120), 180(N180), 240(N240), and 300(N300) kg N ha–1 were applied across three growing seasons(2014–2017). Three comprehensive decision analysis methods: principal component analysis, grey correlation degree analysis and the combined entropy weight and dynamic technique for order preference by similarity to ideal solution method were used to evaluate the growth and physiological indicators, nutrient uptake, yield, quality, evapotranspiration, and water use efficiency of winter oilseed rape. Planting pattern, nitrogen amount and their interaction significantly affected the indicators aforementioned. The RFMF pattern significantly increased all indicators over the FP pattern. Application of N also markedly increased all the indicators except for seed oil content, but the yield, oil production and water use efficiency were decreased when N fertilizer exceeded 180 kg N ha–1 under FP and 240 kg N ha–1 under RFFM. The evaluation results of the three comprehensive decision analysis methods indicated that RFMF planting pattern with 240 kg N ha–1 is an appropriate cultivation method for winter oilseed rape in northwestern China. These findings are of vital significance to maximize yield, optimize quality and improve resource use efficiencies of winter oilseed rape.