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。     

中国再生稻的产量差及影响因素

【目的】阐明再生稻的产量差及影响因素,为揭示其生产潜力和制定高产高效栽培措施提供科学依据。【方法】从中国知网和Web of Science两个数据库,分别以"再生稻产量、品种、施肥、种植密度、留桩高度、种植方式和收割方式"和"ratoon rice,variety,fertilizer and China"为关键词检索,共收集目标文献119篇。总结再生稻头季、再生季和两季总的产量潜力和产量差,通过分析品种、施肥、种植密度、留桩高度、种植方式和收割方式对再生稻产量的影响,阐明再生稻产量差的影响因素及缩小产量差的途径。【结果】当前我国再生稻头季、再生季和两季总的产量潜力分别为11.65、6.90和17.10 t·hm~(-2),总样本平均产量仅分别实现了产量潜力的71%、53%和68%。籼稻和杂交稻的再生稻产量分别比粳稻和常规稻增产24%—19%和18%—8%;头季的最优施肥量约为N 168 kg·hm~(-2),P_2O_5 123 kg·hm~(-2),K_2O 124 kg·hm~(-2);再生季的最优施肥量约为N 145 kg·hm~(-2),P_2O_5 50 kg·hm~(-2),K2O 200 kg·hm~(-2)。再生稻头季的适宜种植密度为22.4—29.1万穴/hm2;适宜留桩高度为40—50 cm;手栽种植利于再生季产量的提高因而总产量也最大;人工收割比机械收割的再生季产量高12%,虽然机种机收会减少产量,但差异不显著。【结论】我国再生稻头季、再生季及两季总产量的增产潜力分别为3.38、3.27和5.41 t·hm~(-2)。合适的品种、肥料管理、种植密度、留桩高度、种植和收割方式可以缩小产量差,其中品种以籼稻和杂交稻为主;优化施肥量可以使头季和再生季分别增产9%和22%,优化种植密度则分别增产8%和17%;适宜的留桩高度为40—50 cm;机种机收更符合轻简化现代农业的需求。     

陕西省粮食生产的减肥潜力及经济环境效益

【目的】农户经营是我国农业的主体,肥料资源的不合理应用是限制作物生产的重要因子。本研究旨在评估主产区农户粮食生产的减肥潜力及经济环境效益。【方法】2018年对陕西省各县(市、区)的主要农作物生产情况进行问卷调查,以三大粮食作物为研究对象,基于产量水平评价农户的施肥现状、减肥潜力、环境代价和经济效益。【结果】农户作物产量存在显著差异,小麦平均产量为4 573 kg·hm~(-2),高低产量相差2 619 kg·hm~(-2);玉米平均产量为7 319 kg·hm~(-2),高低产量相差5 388 kg·hm~(-2);水稻平均产量为8 340 kg·hm~(-2),高低产量相差2 893kg·hm~(-2)。小麦的氮磷钾肥用量分别为177 kg N·hm~(-2)、102 kg P2O5·hm~(-2)和37 kg K2O·hm~(-2);玉米分别为247 kg N·hm~(-2)、103 kg P2O5·hm~(-2)和47 kg K2O·hm~(-2);水稻分别为186 kg N·hm~(-2)、88 kg P2O5·hm~(-2)和64 kg K2O·hm~(-2)。3种作物产量与施肥量无显著相关。氮磷肥普遍过量施用、钾肥过量与不足并存,低产农户过量施肥问题严重。对于氮磷钾肥的减施潜力,小麦分别为41%、59%和59%;玉米分别为55%、73%和66%;水稻分别为38%、64%和58%。施用的肥料形态均表现氮以单质肥为主、复合肥为辅;磷钾以复合肥为主;有机肥养分供应量很低。肥料结构均表现为重基施轻追施,氮以基施为主、追施为辅;磷钾肥鲜有追施。生产1.0 t小麦、玉米和水稻的活性氮损失量分别为6.9、3.8和3.3 kg,低产组的活性氮损失强度比高产组分别高52%、85%和74%,降低损失的潜力分别介于16%—33%、31%—50%和4%—38%。小麦、玉米和水稻生产的经济效益分别为4 468、9 091和20 020元/hm~2,高产组比低产组分别高459%、128%和52%;减肥增效后总效益分别为4 919、9 905和20 543元/hm~2,高产组比低产组分别高290%、106%和48%。【结论】基于产量水平深入剖析了陕西省农户的生产行为,低中产组为化肥减量和收益提升的重点。农户氮磷钾肥减施潜力分别为45%、65%和61%;小麦、玉米和水稻因化肥减施而降低活性氮损失的潜力分别为26%、45%和18%;提高环境经济效益的潜力分别为10%、9%和3%。     

地膜覆盖条件下黄土高原玉米产量及水分利用效应分析

【目的】综合评价地膜覆盖玉米的产量以及水分利用效应,为黄土高原地区玉米生产合理利用地膜覆盖技术提供指导。【方法】本文在中国知网(CNKI),Web of Science与EI Compondex文献数据库,收集了从2000—2017年间已发表的黄土高原地膜覆盖玉米产量及水分利用文章数据,综合分析了地膜覆盖对玉米产量、水分利用及水分利用效率的影响。【结果】黄土高原半膜覆盖平均产量为9 348 kg·hm~(-2),较对照产量7 059 kg·hm~(-2)增产33%,全膜覆盖平均产量为9 191 kg·hm~(-2),较对照产量5 910 kg·hm~(-2)增产56%,半膜覆盖或者全膜覆盖均显著提高了玉米产量,但是全膜覆盖和半膜覆盖之间玉米产量相近,没有显著差异。另外,半膜覆盖海拔高度超过630m时或全膜覆盖海拔高度超过900 m时,玉米增产率随海拔高度的增加而呈增加的趋势,可能与覆膜提高土壤温度有关。半膜覆盖平均蒸散量为385 mm,较对照蒸散量389 mm减少1.0%,全膜覆盖平均蒸散量为366 mm,较对照蒸散量357 mm增加2.8%,半膜覆盖玉米蒸散量较不覆膜有所减少,但是全膜覆盖显著增加了玉米蒸散量,不过2种覆膜措施的蒸散量之间差异不显著。半膜覆盖平均水分利用效率为17.3 kg·hm~(-2)·mm-1,较对照水分利用效率13.2 kg·hm~(-2)·mm-1增加31%,全膜覆盖平均水分利用效率为17.5 kg·hm~(-2)·mm-1,较对照水分利用效率11.7kg·hm~(-2)·mm-1增加50%,半膜覆盖与全膜覆盖均显著提高了玉米水分利用效率,但是全膜覆盖和半膜覆盖之间玉米水分利用效率相似,没有显著差异。覆膜显著增加玉米产量及水分利用效率与其降低土壤无效蒸发量(57 mm),提高玉米潜在的蒸腾效率有关(11.2 kg·hm~(-2)·mm-1)。【结论】在区域尺度上半膜覆盖与全膜覆盖对玉米产量、蒸散量及水分利用效率具有等效性,考虑到地膜的环境污染与经济成本等因素,推荐黄土高原玉米栽培选用半膜覆盖。     

基于产量的渭北旱地小麦施肥评价及减肥潜力分析

【目的】明确小农户经营模式下小麦施肥现状,为实现旱地小麦稳产增产和养分高效利用提供依据。【方法】通过连续5年对渭北旱地1 261个农户的养分管理调研,以维持旱地小麦可持续生产为出发点,基于小麦产量确定的养分需求量,评价农户施肥量,分析农户施肥的问题及减肥潜力。【结果】调研农户小麦籽粒产量介于750—9 000 kg·hm~(-2),平均4 243 kg·hm~(-2),属于低产(2 640 kg·hm~(-2)),偏低(2 640—3 780 kg·hm~(-2)),中产(3 780—4 920 kg·hm~(-2)),偏高(4 920—6 060 kg·hm~(-2)),高产(6 060 kg·hm~(-2))等级的农户依次占22.0%,22.2%,19.3%,22.8%,13.6%。农户氮肥用量介于33—454 kg N·hm~(-2),平均188 kg N·hm~(-2);磷肥介于0—435 kg P_2O_5·hm~(-2),平均125 kg P_2O_5·hm~(-2);钾肥介于0—201 kg K_2O·hm~(-2),平均19 kg K_2O·hm~(-2),农户的施氮、磷和钾量均与小麦产量无显著相关关系。从低产到高产,施氮过量(偏高+很高)的农户比例逐渐降低,由97.8%降低到18.0%;而施氮不足(偏低+很低)的农户逐渐增多,由0.7%增加到45.9%。与氮肥类似,随着产量水平提高,施磷过量的农户比例也逐渐降低,但降低幅度小,由99.3%仅降低到70.9%,即过量施磷普遍存在。与氮、磷不同,在各产量水平下至少有60%的农户施钾不足。因此,在低产、产量偏低水平,重点是施氮量偏高或很高的农户需减肥,减幅在24—144 kg N·hm~(-2)、28%—73%氮肥;在中产、偏高和高产水平,既有减肥,也有增肥,减肥的重点是施氮量偏高或很高的农户,减幅在50—181 kg N·hm~(-2)、26%—51%氮肥,增肥的重点是施氮量偏低或很低的农户,增幅在38—134 kg N hm~(-2)、41%—345%氮肥。针对农户普遍施磷过量的问题,在不同产量水平,施磷量偏高的农户应减少7—31 kg P_2O_5·hm~(-2)、23%—33%的磷肥投入;施磷很高的农户应减少85—118 kg P_2O_5·hm~(-2),61%—85%的磷肥投入。由于钾肥用量普遍不足,施钾很低或不施的农户首先应改变不施钾肥的习惯,根据不同产量水平施用钾肥13—50 kg K_2O·hm~(-2);施钾偏低的农户,应增加7—18 kg K_2O·hm~(-2)、35%—78%的钾肥。【结论】相比于传统的施肥评价中用统一的施肥量标准去评价不同产量水平的农户施肥,本文提出了基于产量的农户施肥评价和减肥潜力分析方法,适于目前中国小农户农田经营模式,可以客观、准确认识目前农户随意和过量施肥的问题,为进行有效调控施肥提供依据。     

长期施肥下华北潮土生产力演变及影响因素分析

【目的】华北潮土区是我国小麦和玉米的主产区。明确潮土生产力的变化规律,探明影响潮土生产力的主要因素,为潮土的作物增产和可持续发展提供理论依据。【方法】以国家级潮土长期定位监测点位为平台,利用时间趋势分析和中值分析方法分别总结其生产力和土壤肥力因素在不同监测时期变化趋势;并运用逐步回归和通径分析方法分析作物产量的影响因素。【结果】近31年来常规施肥下华北潮土生产力监测结果显示,整个监测期间小麦产量呈上升的趋势,小麦产量均值为6 443 kg·hm~(-2)。1988—1993年小麦平均产量为2 814 kg·hm~(-2),2014—2018年小麦平均产量为6 902 kg·hm~(-2),较监测初期(1988—1993)提高145%,年均增长132 kg·hm~(-2)。常规施肥区玉米产量随时间显著升高,1988—1993年玉米平均产量为2 667 kg·hm~(-2),2014—2018年玉米平均产量为8 267 kg·hm~(-2),较监测初期(1988—1993年)提高210%,年均增长180 kg·hm~(-2)。玉米产量及增产效果明显高于小麦。华北潮土区土壤地力对小麦和玉米产量的平均贡献率分别为48%和51%。施肥量与作物增产量呈显著正相关的关系。随着施肥年限的增加,作物产量的可持续性也在增加。逐步回归和通径分析的结果表明,土壤有效磷为影响整体作物产量的主要因子。对小麦产量具有直接作用的因素顺序依次为有机质、施氮量、施钾量,玉米产量直接作用的因素是全氮、有效磷、施氮量、施磷量。【结论】从整个监测时期来看,潮土生产力在监测后期得到了明显的改善,土壤生产力主要受氮肥、有机质、有效磷等因素影响较大。因此潮土区生产力的提高需要地力的提升和肥料的科学施用。     

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。     

减量施磷对温室菜地土壤磷素积累、迁移与利用的影响

【目的】针对过量施磷问题,定位研究日光温室蔬菜生产磷肥减施潜力,明确适宜施磷范围。【方法】以北方温室蔬菜主栽种类黄瓜和番茄为研究对象,采用冬春茬黄瓜-秋冬茬番茄种植模式,在基础土壤有效磷(Olsen-P)40.2 mg·kg~(-1)下,设计不施磷肥(P0)、减量施磷(P1)和农民常规施磷量(P2)3个磷肥用量水平。P0、P1、P2处理对应黄瓜单季施磷肥(P_2O_5)0、300、675 kg·hm~(-2),番茄单季施磷肥(P_2O_5)0、225、675 kg·hm~(-2)。3年6季定位研究蔬菜生产磷素盈亏、土壤有效磷供应与迁移,分析产量变化,推荐合理施磷范围。【结果】(1)农民常规施磷量年盈余磷480.0 kg P·hm~(-2)·a~(-1),每盈余磷100 kg P·hm~(-2)主根区0—20 cm土层Olsen-P增加2.7mg·kg~(-1),3年0—20 cm土层Olsen-P平均含量70.2 mg·kg~(-1),2010年番茄季0—20 cm土层磷素饱和度(DPSM3)为80%,磷素土壤深层迁移明显。(2)减量施磷较农民常规磷量下降61.1%,3年磷素盈余量下降71.0%—77.3%,0—20 cm土层Olsen-P含量下降18.6%—43.5%,3年均值为49.3 mg·kg~(-1),接近瓜果类蔬菜Olsen-P农学阈值,关键生育期磷素吸收量无显著变化,产量保持在中高水平不降低;经过3年种植,0—20 cm土层DPSM3下降21个百分点,20—60 cm土层Olsen-P平均含量下降9.3%—30.1%,减施磷肥有效缓解了土壤磷素深层迁移。(3)不施磷肥导致土壤磷素亏缺,蔬菜从土壤中每攫取磷100 kg P·hm~(-2),P0处理0—20 cm土层Olsen-P含量下降3.4 mg·kg~(-1),3年0—20 cm土层Olsen-P平均含量30.5 mg·kg~(-1),虽产量没有显著降低,但是2008年番茄高产下(140 t·hm~(-2))磷素吸收量较P1、P2处理下降19.8%—30.0%,产量呈降低趋势。(4)依据上述推荐:土壤有效磷含量≥40 mg·kg~(-1)的温室,冬春茬黄瓜产量水平170 t·hm~(-2)下施用P_2O_5不宜超过300 kg·hm~(-2),秋冬茬番茄产量水平100 t·hm~(-2)下施用P_2O_5不宜超过225 kg·hm~(-2)。【结论】华北平原温室蔬菜生产减施磷肥潜力较大。对于种植一段时间(≥3年)的温室,较农民常规减施磷60%,可以显著改善磷素盈余状况,缓解土壤有效磷积累,降低土壤磷素深层迁移量,保证黄瓜番茄持续中高产水平生产。     

控释肥对小麦/玉米农田土壤硝态氮累积和迁移的影响

【目的】利用田间试验研究树脂包膜控释尿素对冬小麦夏玉米产量、肥料表观利用率、氮肥表观损失量、土壤硝态氮的累积和迁移规律的影响,为一次性施肥技术的发展提供重要的理论指导。【方法】对冬小麦-夏玉米轮作的大田试验设置3个处理:(1)不施氮(CK);(2)普通尿素优化施肥处理(OPT,基施50%,小麦返青、玉米拔节50%);(3)树脂包膜尿素一次性施肥处理(CRF,80%OPT施氮量)。小麦OPT和CRF处理氮用量分别为180和144 kg·hm~(-2),玉米OPT和CRF处理氮分别为210和168 kg·hm~(-2),小麦磷钾的施用量分别为P2O5 90 kg·hm~(-2)、K2O 60 kg·hm~(-2),玉米磷钾的施用量分别为P2O5 60 kg·hm~(-2)、K2O 60 kg·hm~(-2),肥源分别为过磷酸钙和氯化钾。在小麦返青期、拔节期、孕穗期和收获期以及玉米苗期、拔节期、灌浆期和成熟期按照20 cm土层采集0—100 cm土壤剖面土样进行分析,在收获时收集植株叶片及籽粒样品进行养分分析并测定其产量。【结果】与优化施肥相比,控释肥在减少20%施氮量的情况下,小麦产量达到7.87 t·hm~(-2),地上部总氮吸收量为209 kg·hm~(-2),玉米产量和吸氮量分别为7.57 t·hm~(-2)和142 kg·hm~(-2),不仅保证了小麦、玉米的产量和地上部总氮吸收量,小麦玉米持续施用控释肥还减少了土壤中氮的表观损失量。土层中硝态氮素累积主要发生在40—60 cm土层,控释肥能够有效减少硝态氮在0—100 cm土层中的累积量,同时减缓硝态氮向深层土壤迁移的速率。【结论】在冬小麦-夏玉米体系中,控释肥能够实现减量施氮不减产,同时减少氮肥损失,降低土壤中硝态氮的累积和迁移,降低环境风险。     

再生稻和双季稻田CH_4排放对比研究

【目的】为了探索生态可持续的稻作模式,对比研究了长江中下游地区双季稻和再生稻稻作模式的产量潜力和CH_4排放特征,以此为选取绿色、生态经济可持续的稻作模式提供科学依据。【方法】于2017—2018年依托湖南省益阳市大通湖区宏硕生态农业农机合作社科研基地,设置了双季稻和再生稻2种模式,对比分析了产量潜力、稻田生育期间CH_4排放动态和稻田生态系统CH_4季节性累积排放规律以及评估了单位产量稻田CH_4排放。【结果】试验期间,从产量方面来看,双季稻早稻产量为7.37 t·hm~(-2),再生稻头季产量为8.84 t·hm~(-2),头季相比早稻增产19.95%。双季稻晚稻产量为6.82 t·hm~(-2),再生稻再生季产量为3.39 t·hm~(-2),再生季相比晚稻减产50.29%。综合两季,双季稻总产量为14.19 t·hm~(-2),再生稻总产量为12.22 t·hm~(-2);从生育期间CH_4排放动态来看,双季稻在分蘖期和齐穗期左右排放较强峰值,再生稻除了在分蘖期和齐穗期有较强的排放以外,其在施用促芽肥时也出现了小峰值。但总体双季稻的排放范围(-0.06—1.30μmol·m~(-2)·s~(-1))要高于再生稻的排放范围(-0.01—0.70μmol·m~(-2)·s~(-1));从稻田CH_4季节性累积排放来看,双季稻CH_4累积排放要高于再生稻。再生稻头季累积排放范围在23.90—266.59kg·hm~(-2),再生季累积排放范围在0.00—46.14 kg·hm~(-2)。双季稻早稻季节累积排放范围在为35.57—251.29 kg·hm~(-2),晚稻季节累积排放范围在为10.74—321.59 kg·hm~(-2)。双季稻CH_4季节累积排放A-B(两叶一心至分蘖后期)段B-C(分蘖后期至齐穗期)段C-D(齐穗期至成熟期)段,且全生育期双季稻累积排放达922.35 kg·hm~(-2)。再生稻CH_4累积排放B-C段A-B段C-D段,且全生育期CH_4累积排放为609.74 kg·hm~(-2),即相比对照双季稻,再生稻CH_4累积排放降低了33.89%;最后通过评估单位产量CH_4排放可知,早稻单位产量CH_4排放为0.069 kg·kg~(-1),头季单位产量CH_4排放为0.062 kg·kg~(-1),头季相比早稻减少了10.14%;晚稻单位产量CH_4排放为0.061 kg·kg~(-1),再生季单位产量CH_4排放为0.018 kg·kg~(-1),再生季相比晚稻降低了70.49%。综合两季,双季稻单位产量CH_4排放为0.065 kg·kg~(-1),再生稻单位产量CH_4排放为0.050 kg·kg~(-1),再生稻相比双季稻降低了23.08%。【结论】从单位产量下CH_4排放角度来看,在长江中下游双季稻的主产区扩大种植再生稻是为良策。     

中国苜蓿、黑麦草和燕麦草产量差及影响因素

【目的】在国家大力推进“粮转饲”和种植业结构调改的背景下,研究苜蓿、黑麦草和燕麦草3种栽培牧草产量差及影响因素,为揭示牧草生产潜力和制定牧草高产高效措施提供科学依据。【方法】从中国知网和Web of Science两个数据库,以“苜蓿产量 施肥”、“黑麦草产量 施肥”、“燕麦草产量 施肥”、“牧草栽培技术”、“Alfalfa, Fertilizer, China”、“Alfalfa, Irrigation, China”为关键词,共收集目标文献176篇,其中关于中国苜蓿的文章101篇、黑麦草的文章51篇和燕麦的文章24篇。总结中国苜蓿、黑麦草和燕麦草的产量潜力和产量差。通过分析施肥、播种和灌溉对牧草产量的影响,阐明影响牧草产量差的因素及消减途径。【结果】当前中国栽培苜蓿、黑麦草和燕麦草的产量潜力分别为24、26和22 t·hm^-2,农户产量分别实现了产量潜力的28%、63%和41%。氮磷肥的施用、播种和灌溉可以显著地影响牧草产量,苜蓿的产量最佳施肥量约为氮肥(N)52 kg·hm^-2,磷肥(P₂O₅)141 kg·hm^-2,最佳播种量约为20 kg·hm^-2,最佳灌水量约为5 737 m³·hm^-2;黑麦草的产量最佳施肥量约为氮肥(N)585 kg·hm^-2,磷肥(P₂O₅)46 kg·hm^-2,最佳播种量约为30 kg·hm^-2;燕麦草的产量最佳施氮量尚没有明确的结果,在施氮量＜225 kg·hm^-2时,燕麦草的产量随施氮量的增加呈线性的增加,其产量最佳施磷(P₂O₅)量约为128 kg·hm^-2,最佳播种量约为180 kg·hm^-2。【结论】中国栽培苜蓿、黑麦草和燕麦草有很大的增产空间,增产潜力分别为17、10和13 t·hm^-2。合理的施肥、播种和灌溉可以缩小产量差,优化施肥量可以使苜蓿增产约3.4 t·hm^-2,黑麦草增产约1.5 t·hm^-2,燕麦草增产约4.2 t·hm^-2。优化播种量可以使苜蓿增产60%,燕麦草增产78%,但是仅通过优化播种量并不能使黑麦草增产。优化灌溉量可以使苜蓿增产约9.1 t·hm^-2。     

陕西灌区高产春玉米物质生产与氮素积累特性

【目的】探明陕西灌区高产春玉米栽培下干物质积累和氮素吸收的动态特征,为陕西春玉米高产栽培技术提供理论依据。【方法】以高产玉米品种陕单609为材料,设置普通大田栽培、高产栽培和超高产栽培3个栽培处理,于2013—2015年在陕西灌溉春玉米试验站进行试验,研究分析玉米产量等级群体的干物质积累、氮素吸收、叶面积指数与SPAD值、产量构成特性。【结果】普通大田栽培、高产栽培和超高产栽培下玉米籽粒平均产量分别为11.1、13.1和16.1 t·hm~(-2),与普通大田栽培(对照)比,高产栽培和超高产栽培下籽粒产量增加18.0%和45.1%;穗粒数和千粒重低于对照,而单位面积穗数极显著高于对照,单位面积较多穗数,是玉米高产潜力的关键。高产栽培和超高产栽培下群体收获指数也显著高于普通大田栽培。高产和超高产栽培群体干物质和氮素积累量较对照增加18.5%、41.8%和20.5%、24.5%。春玉米吐丝后,高产和超高产栽培群体干物质量对籽粒产量贡献率较对照提高10.0%和20.1%;氮素积累量对籽粒氮贡献率较对照提高30.2%和61.6%。相关分析显示,干物质量和氮素积累量与籽粒产量呈极显著正相关(r=0.998;r=0.927)。春玉米花后,高产栽培和超高产栽培下叶面积指数和SPAD值显著高于普通大田。【结论】与普通大田栽培和高产栽培相比,超高产栽培显著提高了春玉米吐丝后生物量积累和氮素积累量,及其对籽粒的贡献率。维持叶片较强的光合生产能力,是其实现春玉米高产的生理基础。在陕西灌区春玉米生产中,在筛选耐密品种的基础上增加种植密度、强化氮肥分次追施,保证高产玉米吐丝后期对氮素的需求,实现春玉米高产。     

尿素硝铵溶液对黑土区春玉米产量和氮素吸收利用的影响

【目的】尿素硝铵溶液（urea ammonium nitrate solution,UAN）是集硝态氮、铵态氮和酰胺态氮于一身的液体氮肥品种,兼有3种氮源优势。本研究目的在于明确黑土区春玉米施用UAN的肥效和氮素利用效率,为进一步科学应用及推广提供依据。【方法】2015和2016年在吉林省黑土区设置大田试验,施肥处理包括：不施氮（N0）、尿素一次性基施200 kg N·hm^-2（U200）、UAN一次性基施200 kg N·hm^-2（UAN200）、尿素基施80 kg N·hm^-2+追施120 kg N·hm^-2（U80-120）、UAN基施80 kg N·hm^-2+追施120 kg N·hm^-2（UAN80-120）、尿素基施64 kg N·hm^-2+追施96 kg N·hm^-2（U64-96）、UAN基施64 kg N·hm^-2+追施96 kg N·hm^-2（UAN64-96）,追肥时期为拔节-大喇叭口期,施肥深度均为12 cm。测定指标包括籽粒产量、产量性状、植株吸氮量、土壤无机氮含量,并计算土壤-作物系统的氮素平衡、氮素的表观利用、残留和损失状况。【结果】2015和2016年施氮处理的玉米产量、植株吸氮量相比不施氮处理显著提高,均以UAN200处理最高（10.3、11.9 t·hm^-2和187.4、288.2 kg·hm^-2）,而U64-96处理最低（9.14、10.2 t·hm^-2和159.1、243.8 kg·hm^-2）。相同施氮量、施用方式条件下,UAN处理的玉米产量均等于或高于尿素处理。2015年UAN在200 kg N·hm^-2一次性、分次施用和160 kg N·hm^-2分次施用条件下相比尿素分别增加6.1%、2.0%和5.3%,2016年分别增加0.1%、7.8%和7.4%,其中UAN80-120处理显著增产。UAN增产的主要原因是减少果穗秃尖长度而增加单穗粒数。UAN处理的植株氮素吸收量在相同施氮量、施用方式条件下均高于尿素处理,而收获后土壤无机氮残留量和氮素表观盈余量相对较低,因而获得较高的氮素利用率。与UAN200处理相比,UAN64-96处理在减氮40 kg N·hm^-2条件下两年玉米产量分别达到9.6和11.0 t·hm^-2,其中2015年干旱条件下与UAN200处理无显著差异。而且,UAN64-96处理的土壤氮素表观残留率最低,2015和2016年分别为2.4%和4.4%,而氮素表观利用率最高,分别达到42.6%和52.0%。【结论】相同用量和施用方式下,黑土区玉米施用UAN可获得与尿素相同甚至更高的产量和氮素吸收量,同时土壤氮素残留和盈余较少,氮素利用率明显较高,环境效应较好。从施氮量、产量和氮素利用及损失等方面综合考虑,黑土区春玉米推荐施用160 kg N·hm^-2的UAN,以基肥40%和拔节-大喇叭口期追肥60%分次施用。     

中国主要麦区农户小麦氮磷钾养分需求与产量的关系

【目的】明确实际生产中农户小麦产量与养分需求的关系,为科学施肥、合理减肥提供理论依据。【方法】连续两年对中国小麦主产区多点的农户调研和取样分析,研究中国春麦、旱作、麦玉和稻麦4个典型种植区域农户小麦氮磷钾养分需求量与产量的关系。【结果】中国农户小麦产量平均为6.4 t·hm-2,麦区间存在显著的产量差异,春麦、旱作、麦玉和稻麦区平均分别为6.0、4.0、7.7和5.5 t·hm~(-2),产量越高的麦区小麦生物量越大、公顷穗数越多,收获指数随产量增加而增加。全国农户小麦平均需氮量为28.1 kg·Mg~(-1),4个麦区分别为28.6、28.3、29.3和25.0 kg·Mg~(-1),产量由低产增至高产时,旱作区和麦玉区小麦需氮量分别显著降低16.9%和14.6%,春麦和稻麦区有降低趋势,但未达差异显著水平。全国小麦平均需磷量为4.0 kg·Mg~(-1),4个麦区分别为4.5、3.2、4.1和4.1 kg·Mg~(-1),产量从低产增至高产时,麦玉和稻麦区分别显著降低11.4%、17.8%,旱作区需磷量降低8.6%,差异亦未达显著水平,春麦区低产时需磷量最低为3.7 kg·Mg~(-1),产量从偏低提高到高产水平时也显著降低21.4%。农户小麦平均需钾量为21.5 kg·Mg~(-1),各麦区存在显著差异,4个麦区分别为26.5、17.1、23.3和18.8 kg·Mg~(-1),产量由低产增至高产时,4个麦区需钾量分别降低4.0%、4.4%、12.7%和19.9%,仅稻麦区差异显著。【结论】中国各麦区农户的小麦产量存在显著差异,养分需求量与产量的关系因麦区而异,总体来看,随产量增加,小麦氮、磷、钾养分需求量呈降低趋势。可见,在向农户推荐肥料用量时,需针对不同区域,结合农户田块的小麦产量水平、作物养分需求特性和土壤养分供应能力,确定合理的养分需求量,避免肥料施用过量或不足。     

吉林省不同生态区玉米施磷的增产效应差异

【目的】明确吉林省玉米施用磷肥的增产效应在生态区及县域尺度上的差异,为优化区域磷肥的施用与配置,实现粮食进一步增产和提高磷肥效率提供依据。【方法】选取2005—2013年吉林省玉米"3414"田间试验中不施磷和推荐施磷处理数据,通过分析区域与县域尺度的作物产量反应、磷肥的农学利用率和肥料贡献率等指标,评估不同生态区玉米施用磷肥的增产效应及其差异。另外,通过建立不施磷处理玉米产量与施磷处理产量、磷肥贡献率的关系,分析不同生态区土壤基础供磷能力的差异对玉米施磷增产效应的影响。【结果】施用磷肥对保障吉林省玉米高产具有重要作用,东部湿润山区、中部半湿润平原区和西部半干旱平原区玉米施磷后分别增产1.4 t·hm~(-2)(18.4%)、1.2 t·hm~(-2)(14.5%)和1.7 t·hm~(-2)(24.7%)。当前推荐施磷条件下,东、中、西部生态区玉米施用磷肥的平均农学利用率分别为23.2、17.5和24.1 kg·kg~(-1),而平均肥料贡献率分别为14.6%、11.9%和18.3%。统计分析结果显示,西部地区玉米施磷的增产效果和肥料贡献率高于东、中部地区,而农学利用率东部地区低于中、西部地区。回归分析结果显示,各生态区玉米施磷产量与基础产量之间存在正相关关系,均符合显著的线性模型,东部地区为y=0.855x+2605(R~2=0.697**),中部地区为y=0.846x+2658(R~2=0.739**),西部地区为y=0.761x+3545(R~2=0.623**)。各生态区玉米的磷肥贡献率与基础产量之间均存在负相关关系,均符合显著的对数模型,东部地区为y=-21.8 ln(x)+211.7(R~2=0.248**),中部地区为y=-18.8 ln(x)+183.3(R~2=0.230**),西部地区为y=-26.7 ln(x)+257.4(R~2=0.342**)。随着土壤基础供磷能力的提升,西部地区玉米施磷产量的增幅和肥料贡献率的降幅较东、中部地区更为明显。【结论】不同生态区的自然环境特点和土壤地力条件显著影响了玉米的磷肥增产效应,生产中应根据区域磷素供应能力和施磷反应特征合理配置和施用磷肥。相比东、中部地区,吉林省西部地区农田的基础磷素供应能力偏低,因而其玉米施磷的增产效应较高,该地区需重视磷肥的科学管理和调控,同时结合其他栽培管理措施以协同提高产量水平和肥料效率。     

水稻生产目标产量确定的理论与方法探讨

【目的】分析探讨水稻生产目标产量确定的理论与方法。【方法】根据2012-2013年在海南澄迈、广东怀集、广西宾阳、湖南长沙和贵州兴义5个地点进行的不同施氮量（不施氮;中氮：161-176 kg·hm^-2;高氮：225 kg·hm^-2）、不同品种（杂交稻品种两优培九、Y两优1号和常规稻品种黄华占、玉香油占）大田试验的结果,结合国内外相关文献报道进行分析探讨。【结果】大田试验表明,即使同一基因型水稻品种的产量也存在显著或极显著地点间差异。在施氮条件下（中氮和高氮）,各试验地点的平均产量以兴义点最高（两优培九：13.20-13.54 t·hm^-2,Y两优1号：13.50-13.78 t·hm^-2,黄华占：11.26-11.42 t·hm^-2,玉香油占：11.32-11.45 t·hm^-2）,其次为长沙、澄迈、宾阳,而怀集点最低（两优培九：6.66-6.71 t·hm^-2,Y两优1号：6.96-7.20 t·hm^-2,黄华占：6.96-7.11 t·hm^-2,玉香油占：7.35-6.86 t·hm^-2）。同样,各试验地点的平均基础地力产量（不施氮处理）也是以兴义点最高（10.52 t·hm^-2）,其次为长沙、澄迈、宾阳,怀集点最低（4.53 t·hm^-2）。水稻施肥产量（Y_F）极显著地依赖于基础地力产量（Y_S）,中氮和高氮条件下的回归方程分别为Y_F﹦0.814Y_S＋3.337（R²﹦0.824）和Y_F﹦0.864Y_S＋3.094（R²﹦0.839）,5个地点和4个品种基础地力产量贡献率（基础地力产量占施肥产量的百分率）平均为64.8%-85.5%和72.7%-79.3%。对国内外相关文献中数据（n= 315）进行分析也显示,水稻施肥产量与基础地力产量呈显著正相关关系（Y_F﹦1.031Y_S+2.421,R²＝0.523）,基础地力产量贡献率平均达到67.7%。此外,研究结果还显示,施肥增产量与基础地力产量贡献率呈极显著的负相关关系;水稻产量与植株氮素吸收量和施氮量呈显著或极显著的二次曲线关系。【结论】水稻目标产量的制定应因地而异,即“因地定产”。基础地力产量是土壤肥力和气候生产力的综合反映,可作为水稻生产目标产量确定的依据,通过基于基础地力产量的回归方程来确定水稻高产栽培的目标产量。培肥土壤地力是实现水稻目标产量栽培的重要举措。     

地膜覆盖、氮肥与密度及其互作对黄土旱塬春玉米氮素吸收、转运及生产效率的影响

【目的】以紧凑型玉米品种先玉335为供试作物,研究地膜覆盖、施氮量、种植密度及其互作对春玉米氮素吸收转运及利用效率的影响,以期为黄土高原半干旱区春玉米高产高效栽培提供理论依据。【方法】2013—2014年春玉米生长季,设置覆盖方式(覆膜和不覆膜)、施氮量(2013年为0、170、200和230 kg N·hm~(-2),2014年为0、170、225和280 kg N·hm~(-2))和种植密度(5.0×10~4、6.5×10~4和8.0×10~4株/hm~2)3个因子,分析不同处理的氮素累积与转运、产量及氮肥生产效率。【结果】地膜覆盖显著增加了玉米吐丝前氮素累积量,促进了吐丝后氮素累积和吐丝前累积氮素的再转移,从而显著提高了籽粒氮素累积量和籽粒产量。覆盖方式与氮肥或密度互作显著影响春玉米氮素吸收、累积和转移。地膜覆盖条件下更多的氮肥(200—230 kg N·hm~(-2))或更高的密度(6.5×10~4—8.0×10~4株/hm~2)投入能有效促进吐丝前储存更多的氮素向籽粒转运,提高吐丝后期氮同化量及其对籽粒的贡献率,从而提高了籽粒氮素累积量;而不覆盖条件下当施氮量超过170 kg N·hm~(-2)或密度超过5.0×104株/hm~2时,吐丝后氮同化量及其对籽粒的贡献显著减少,从而导致吐丝前氮素储备的增加未能有效增加籽粒氮素累积。氮肥与密度互作显著影响氮素累积、吸收和转移。氮肥偏生产力(PFPN)和氮素收获指数(NHI)与吐丝前氮素累积量、氮素转移量、吐丝后氮素累积量及籽粒产量呈正相关,达到了显著水平。从春玉米氮素累积、转移及与产量和氮肥偏生产力关系看,全膜双垄沟播种植技术的合理施氮量为200—230 kg N·hm~(-2)、密度为8.0×10~4株/hm~2,其产量可达13.7—14.6 t·hm~(-2),PFPN可达64.8—68.7 kg·kg~(-1)。【结论】地膜覆盖与适宜的施氮量和种植密度相结合的综合管理实践,有利于促进灌浆期营养器官储存氮向籽粒转移和吐丝后氮同化的协同增加,从而实现高产和高氮肥生产力。     

夏玉米施用不同缓释化处理氮肥的效果及氮肥去向

【目的】研究不同缓释化处理氮肥对夏玉米的产量、氮肥去向及氮素平衡的影响,为提高夏玉米一次性施肥的氮肥利用率并降低氮肥的环境影响提供理论依据。【方法】试验于2014-2015年以郑单958为供试品种,在华北地区中低产田连续两年进行大田试验,共设置6个处理,分别为：不施氮（CK）、尿素（CU）、树脂包膜尿素（CRF）、控失尿素（LCU）、凝胶尿素（CLP）和脲甲醛（UF）。在玉米成熟期采集植物和土壤样品,用于测定植物含氮量和土壤无机氮含量,并计算作物吸氮量、氮肥利用率、土壤无机氮积累量、氮肥损失量等。【结果】（1）氮肥缓释化处理能够明显提高夏玉米的产量,促进氮素吸收。与尿素相比,脲甲醛、凝胶尿素、树脂包膜尿素和控失尿素可分别提高夏玉米产量18.9%、16.8%、13.7%和13.6%,同时氮肥农学利用效率分别提高6.5、4.8、4.0和3.7 kg·kg^-1。（2）不同氮肥处理的作物吸收肥料氮以及肥料氮在0-100 cm土层残留量之间存在显著性差异。脲甲醛、凝胶尿素、树脂包膜尿素、控失尿素和尿素的氮肥表观回收率分别为54.9%、42.4%、38.3%、38.3%和22.0%,肥料氮在0-100 cm土层残留量分别占施氮量的28.3%、43.8%、39.2%、46.2%和46.6%。此外,与尿素相比,氮肥缓释化处理能够显著降低肥料氮的损失,凝胶尿素、控失尿素、脲甲醛和树脂包膜尿素分别降低了47.6%、43.1%、40.8%和26.7%。（3）综合分析不同氮肥处理的农田氮素平衡,脲甲醛处理的夏玉米吸氮量最高,为245.0 kg·hm^-2,其次是凝胶尿素,为222.5 kg·hm^-2。脲甲醛的0-100 cm土层残留量在缓释化氮肥中最低,为153.4 kg·hm^-2,树脂包膜尿素、凝胶尿素和控失尿素分别为173.1、181.5和185.7 kg·hm^-2。凝胶尿素处理的氮表观损失量最低,为35.6 kg·hm^-2,控失尿素、脲甲醛和树脂包膜尿素的氮表观损失量分别为38.8、41.2和51.3 kg·hm^-2。【结论】在华北地区中低产田土壤上,氮肥缓释化处理能够显著促进夏玉米对氮素的吸收、减少氮素损失。脲甲醛和凝胶尿素的效果相对较好。