基于“3414”试验的川中丘陵区油菜施肥指标体系构建

【目的】旨在建立土壤养分丰缺及施肥指标,为当前生产条件下川中丘陵区油菜合理施肥提供参考依据。【方法】本研究汇总了川中丘陵区2005—2009年61个县（市、区）油菜“3414”田间试验数据,采用养分丰缺指标法,以油菜的相对产量为标准将土壤有效磷、速效钾划分为5个等级;确定肥料推荐用量时,氮肥采用“区域总量控制”的方法计算区域内的平均适宜施氮量,磷、钾肥量则由肥料最佳用量与速效养分含量的关系拟合得出。【结果】（1）川中丘陵区油菜地的氮肥平均适宜施氮量为（170±50）kg•hm-2,低肥力土壤氮肥用量上限为250 kg•hm-2。（2）当油菜地土壤有效磷（AP）、速效钾（AK）含量处于低等级（AP<5 mg•kg-1;AK<30 mg•kg-1）时,磷（P2O5）、钾肥（K2O）用量分别为100—120 kg•hm-2、90—110 kg•hm-2;较低等级（AP,5—15 mg•kg-1;AK,30—60 mg•kg-1）时,磷、钾肥用量分别为70—100 kg•hm-2、70—90 kg•hm-2;中等级（AP,15—25 mg•kg-1;AK,60—120 mg•kg-1)时,磷、钾肥用量分别为50—70 kg•hm-2、50—70 kg•hm-2;较高等级（AP,25—45 mg•kg-1;AK,120—240 mg•kg-1）时,磷、钾肥用量分别为30—50 kg•hm-2、30—50 kg•hm-2;高等级（AP,>45 mg•kg-1;AK,>240 mg•kg-1）时,磷、钾肥用量分别为<30 kg•hm-2、<30 kg•hm-2。【结论】当前测土配方施肥条件下,川中丘陵区油菜养分管理过程中呈现出减施氮、磷肥（特别是氮肥）,增施钾肥的特点。     

施氮量对超高产夏玉米产量与氮素吸收及土壤硝态氮的影响

【目的】探讨超高产夏玉米（≥12 000 kg•hm-2）节肥增效的适宜氮肥用量。【方法】在夏玉米超高产区连续两年田间试验,研究不同氮肥用量对超高产夏玉米产量、氮代谢、氮素积累、氮肥效率及土壤硝态氮的影响。【结果】超高产区夏玉米施用氮肥两年增产幅度分别为6.76%—9.62%和5.21%—9.80%,夏玉米产量随氮肥用量增加呈先增加后降低趋势,以施氮量300 kg•hm-2产量和收益最佳,经济最佳施氮量为255.40 kg•hm-2;施氮量300 kg•hm-2有利于提高硝酸还原酶和蔗糖磷酸合成酶的活性,促进氮素吸收积累,可维持土壤硝态氮平衡,其氮肥利用率和农学效率两年平均值分别为16.12%和3.69 kg•kg-1。【结论】综合产量、收益、氮素吸收、氮肥利用效率及土壤氮素平衡等方面考虑,豫北地区黏壤质潮土超高产夏玉米合理的氮肥用量为255—300 kg•hm-2。     

冬油菜施氮的增产和养分吸收效应及氮肥利用率研究

 【目的】分析当前生产条件下长江流域冬油菜施氮增产效应及氮肥利用率,为冬油菜进一步增产和提高氮肥利用率提供依据。【方法】总结2004—2006年在长江流域10个省的73个油菜肥效田间试验数据,通过增产量、增产率、偏生产力、农学效率、生理利用率及表观利用率等指标分析长江流域冬油菜施氮增产效应及氮肥利用率。【结果】长江流域油菜施氮增产效果显著,当氮肥用量为180 kg?hm-2 时,平均增产油菜籽1 109 kg?hm-2,增产率为71.7%,地上部生物总量增加72.7%,但施氮对油菜收获指数无明显影响;施氮处理收获期地上部氮、磷和钾养分吸收量分别比不施氮处理增加90.0%、55.4%和59.8%,氮素收获指数随氮肥的施用而明显下降,磷及钾素收获指数则呈现上升趋势;氮肥偏生产力、农学效率、生理利用率及表观利用率分别为14.7 kg?kg-1、6.2 kg?kg-1、18.5 kg?kg-1和34.6%。【结论】在磷、钾及硼肥基础上施用氮肥,能明显提高油菜地上部生物量及氮、磷、钾养分吸收量,从而显著增加了油菜籽产量;油菜生产的氮肥利用率还不高,改进技术措施提高利用率的空间还很大。     

紫云英氮磷钾肥最佳施用量研究

采用"3414"肥料效应试验设计方案进行田间试验,对紫云英氮、磷、钾肥效应以及肥料的交互作用进行了分析,并筛选出适宜的氮、磷、钾肥用量。结果表明:施用氮肥紫云英增产效果最好,鲜草增产量最高达21.1 t/hm2,增产率为158.6%;施用磷肥增产量为10.8 t/hm2,增产率为81.1%;而施用钾肥增产效果不显著。在本试验条件下,中磷、中钾水平最适宜氮肥肥效的发挥,中氮、中钾水平最适宜磷肥肥效的发挥,中氮、中磷水平最适宜钾肥肥效的发挥。通过肥料效应模型拟合,得到本试验条件下种植紫云英的肥料适宜用量为N 60.2 kg/hm2、P2O549.4 kg/hm2和K2O 64.2 kg/hm2。     

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。     

水稻-油菜轮作条件下磷肥效应研究

【目的】采用田间裂区试验研究不同磷肥用量对水稻-油菜轮作体系中作物产量、磷素吸收量以及磷肥当季利用率和残留利用率的影响,评估水稻季不同磷肥用量对油菜的后效大小,探讨周年轮作内磷肥的分配,为水稻-油菜周年轮作体系下油菜季磷肥管理提供科学依据。【方法】采用水稻-油菜周年轮作田间试验,前季水稻包含4个不同的磷肥水平,分别为P0（0 kg P2O5•hm-2）、P30（30 kg P2O5•hm-2）、P60（60 kg P2O5•hm-2）和P90（90 kg P2O5•hm-2）,后季油菜在水稻季试验基础上采用裂区试验,每个小区裂区为施磷（60 kg P2O5•hm-2）和不施磷（0 kg P2O5•hm-2）2个副区,研究不同施磷条件下水稻-油菜轮作体系中作物产量、磷素吸收量、磷肥当季利用率和残留利用率,以及水稻季不同磷肥用量对后季油菜产量和磷素吸收量的影响,并引入“后效磷量”的概念评估水稻季磷肥后效。【结果】水稻季施磷60 kg P2O5•hm-2时水稻产量最高,磷肥当季利用率最大,分别为9 694 kg•hm-2和19.2%,施磷不足或者过量均会降低油菜的产量和磷肥当季利用率。与油菜季不施磷处理相比,油菜当季施磷60 kg P2O5•hm-2显著增加油菜干物质量765-1 195 kg•hm-2,其中油菜籽增产427-503 kg•hm-2;油菜产量和磷素吸收量也受到水稻季磷肥用量的影响,水稻季施用磷肥后季油菜干物质量显著增加212-816 kg•hm-2,其中油菜籽粒增产136-409 kg•hm-2,磷素吸收量增加0.4-4.9 kg•hm-2。水稻季残留在土壤中磷肥可以供后季油菜吸收利用,增加油菜当季磷肥的农学效率和磷肥贡献率,具有明显的后效。水稻季磷肥当季利用率16.3%-19.2%,残留利用率为5.4%-7.3%,累积利用率为21.8%-25.6%,磷肥的后效与磷肥用量显著正相关,水稻季磷肥后效相当于油菜当季施磷2-9 kg P2O5•hm-2的增产效果。水稻季磷肥后效也受到油菜季磷肥用量的影响,油菜季施磷处理水稻磷肥对油菜磷素吸收增加作用低于油菜季不施磷处理。【结论】在水稻-油菜轮作体系中,合理的施用磷肥能明显提高两季作物的产量、养分吸收量和肥料利用率,水稻季施用的磷肥残留在土壤中可以被后季作物吸收利用,显著地增加油菜的产量和磷素吸收量,对后季油菜具有明显的后效,其后效的大小与施磷量显著正相关。因此在水旱轮作体系中,在兼顾“重旱轻水”的磷肥管理策略下,油菜季应该充分考虑前茬作物水稻季磷肥后效的基础上进行优化磷肥管理。     

渭北旱塬不同施肥与覆盖栽培对冬小麦产量形成及土壤水分利用的影响

 【目的】研究不同施肥和覆盖栽培模式对渭北旱塬旱地冬小麦产量和水分利用的影响。【方法】通过田间试验,研究测土推荐施氮、顶凌追肥、垄覆沟播、秸秆还田覆盖等措施对冬小麦产量、生物量、收获指数、水分利用效率及土壤水分周年变化的影响。【结果】旱地早春追肥使冬小麦增产6%—14%,水分利用效率提高7%—10%,达到12.2—13.6 kg•hm-2•mm-1;“减氮+垄覆沟播”增产达15%—41%,水分利用率提高10%—30%,达到12.2—16.5 kg•hm-2•mm-1。主要原因是,通过测土优化氮肥用量,采用基肥﹕追肥（3﹕1）方式,并与起垄覆膜栽培措施相结合可促进冬小麦利用深层土壤水分,提高冬小麦抽穗开花期植株含水量和成熟期的生物量及收获指数;虽然生育期耗水增加,但水分利用效率也提高。而单纯减少氮肥用量,不利于水分利用效率的提高;夏季垄上覆膜沟内覆盖作物秸秆可提高休闲效率,利于土壤水分恢复,实现土壤水分周年平衡和旱地小麦可持续增产。【结论】优化施氮结合垄覆沟播是黄土高原渭北旱地小麦增产增效的栽培模式。     

移栽和直播油菜的氮肥施用效果及适宜施氮量

 【目的】研究氮肥施用对移栽油菜和直播油菜生长发育状况和籽粒产量的影响,探寻直播油菜的氮素营养特点,比较和明确两种种植方式下油菜氮肥施用效果和适宜施氮量的差异,为油菜科学施肥提供依据。【方法】2009—2010年度在湖北省沙洋县布置移栽油菜和直播油菜氮肥用量田间试验,开展田间调查和产量分析,根据肥效模型确定适宜施氮量。【结果】由于种植方式的不同,移栽油菜和直播油菜生育期内植株形态和生长发育特点存在较大差异。移栽油菜单株优势明显,植株各方面发育均好于直播油菜,而直播油菜具有群体优势,籽粒产量水平与移栽油菜接近。施氮有效促进移栽油菜和直播油菜的生长发育,显著提高油菜籽粒产量。同时,两种种植方式下油菜氮肥施用效果存在差异,移栽油菜各项生长发育指标及产量形成受氮素影响更为明显。直播油菜拥有庞大的根群结构,吸收土壤氮素的能力强,对外源氮肥需求量少于移栽油菜。本试验条件下,移栽油菜和直播油菜的适宜施氮量分别为228.4 kg•hm-2和130.3 kg•hm-2。【结论】移栽油菜和直播油菜的植株形态、生长发育及施氮效果存在明显差异,产量水平相近的情况下直播油菜氮肥适宜用量明显低于移栽种植。因此直播油菜的经济效益较高,具有较好的发展前景。     

线辣椒“3414”施肥效果及推荐用量研究

为研究氮、磷、钾肥对线辣椒产量和经济效益的影响及为测土配方施肥提供依据,利用"3414"试验设计实施了青线椒1号氮、磷、钾肥料效应试验。结果表明,青线椒1号施用氮肥效果最好,最高增产6960kg·hm-2,增产率13.88%,纯增收入27064元·hm-2;磷肥的最大增产量为2484kg·hm-2,增产率5.69%,纯增收入9333元·hm-2。钾肥每公顷最大增加产量1584kg,增加纯收入5710元,增产率3.63%:通过配置三元二次和一元二次肥效模型,结合试验实际情况,确定青线椒1号N、P2O5、K2O肥的最高产量施肥量分别为72.5kg·hm-2。、69.6kg·hm-2、88kg·hm-2;最佳经济施肥量分别为70.5kg·hm-2、66.4kg·hm-2、84.6kg·hm-2。     

早稻“3414”施肥效果及推荐用量研究

为研究氮、磷、钾肥对早稻产量和经济效益的影响和测土配方施肥提供依据,在湖北省赤壁市利用"3414"试验设计布置了早稻氮、磷、钾肥料效应试验.结果表明,早稻施用磷肥效果最好,最高增产稻谷2 300 kg·hm-2,相应增产率达36.7%,纯增收入2 984.4元·hm-2;钾肥增产稻谷1 075 kg·hm-2,增产率为14.8%,纯增收入1 186.8元·hm-2;氮肥增产稻谷677 kg·hm-2,增产率为8.9%,纯增收入365.7元·hm-2.通过配置三元二次和一元二次肥效模型,结合试验实际情况,确定早稻N、P2O5和K2O的最高产量施用量分别为180.1、57.3和67.5 kg·hm-2,最佳经济施用量分别为108.5、55.4和59.1 kg·hm-2.     

花椰菜氮磷钾平衡施肥和阶段施氮效应函数的建立及在配方施肥中的应用

 【目的】建立越冬花椰菜氮磷钾平衡施肥效应和阶段施氮效应函数模型,用于计算推荐施肥量,为花椰菜不同生产目标的测土配方施肥提供理论依据。【方法】以越冬中熟花椰菜品种‘120天’为材料,通过“311-A”拟饱和最优回归设计和单形格子设计,分别开展氮磷钾平衡施肥效应和阶段施氮肥效应的田间试验研究,建立花椰菜氮磷钾平衡施肥的产量、外观成品率和与营养品质有关的硫苷含量效应函数模型,以及阶段施氮肥的产量效应函数模型。在不同地块土壤养分分析基础上,将施肥效应函数模型运用于花椰菜测土配方施肥。【结果】花椰菜产量、外观成品率与氮磷钾肥料施用量码值之间回归关系极显著并存在高度的相关关系。寻优得到最高产量的氮磷钾优化施肥组合为N 372.83、P2O5 89.65、K2O 201.41 kg•hm-2,其最高产量为19 089.25 kg•hm-2,进一步通过频率分析寻优,获得最高产量下基肥、前期追肥、后期追肥的较优施氮比例为0.4313﹕0.2427﹕0.3260。寻优得到最高出口成品率的氮磷钾优化施肥组合为N 434.20、P2O5 90.11、K2O 213.92 kg•hm-2,其最高成品率为84.95%。通过对4-甲基亚磺酰丁基硫苷含量效应函数模型模拟及主效分析,花球中4-甲基亚磺酰丁基硫苷含量主要受氮肥含量的影响,施氮量为394.62 kg•hm-2时,4-甲基亚磺酰丁基硫苷的含量达到极大值。结合施肥模型,在分析土样养分含量基础上,运用推荐施肥量计算函数,完成30份地块不同生产目标的氮、磷、钾施肥量推荐。结果表明,生产目标和土壤基础肥力不同,施肥模型推荐的最优施肥量均有差异。以追求最高产量下不同地块的施肥推荐为例,氮、磷、钾最大推荐施肥量比最小推荐量分别高7.92%、10.21%和68.39%。【结论】建立施肥效应函数模型,结合测土配方施肥的推荐施肥量计算函数,可以对花椰菜不同生产目标下的地块进行施肥推荐。     

当前生产条件下不同作物施肥效果和肥料贡献率研究

【目的】研究在当前生产条件下化肥施用对不同作物产量的影响,明确化肥对不同作物产量的贡献率及肥料的农学利用率现状。【方法】2006年至2008年在湖北省分别布置水稻、小麦、油菜和棉花的田间肥效试验251、47、62和26个,分析研究氮、磷、钾肥配合施用对农作物的增产效果,以及目前不同作物的肥料贡献率和肥料农学利用率现状。【结果】目前农作物平衡施用氮、磷、钾肥的增产效果显著,但不同作物的施肥效应差异较大。与不施肥相比,水稻、小麦、油菜和棉花平衡施用氮、磷、钾肥分别平均增产2269、2200、1438和1617kg·hm-2,增产率分别为46.7%、109.8%、173.7%和68.6%;相对应的肥料对产量的贡献率分别为29.6%、48.6%、56.2%和38.0%,肥料农学利用率分别为7.2、7.7、4.0和3.0kg·kg-1。【结论】现代作物产量的提高和维持必须依赖肥料的施用,并且应该根据不同作物的施肥效应合理配置肥料资源,同时在保证农作物高产的前提下,提高肥料的利用效率。     

堆肥施用量对全株青贮玉米产量和营养价值的影响

【目的】探讨与化学肥料相比施用堆肥对青贮玉米饲料生产能力的影响,为生产中合理施用堆肥进行青贮玉米生产提供理论依据。【方法】采用单因素随机区组试验设计,3个不同堆肥的施用处理分别为20、40和60 t•hm-2,以施用化学肥料（尿素400 kg•hm-2＋过磷酸钙450 kg•hm-2＋钾肥（K2SO4）300 kg•hm-2）为对照组,每个处理3个重复。通过测定各处理单位土地面积的鲜物质产量、干物质产量、营养物质含量、养分瘤胃降解率,得出不同堆肥施用量对青贮玉米单位土地面积生物产量、营养物质产量、可降解营养物质产量等指标的影响,从而对施用堆肥的青贮玉米饲料生产能力进行综合评定。【结果】随堆肥施用量的增加,全株青贮玉米中蛋白质、脂肪、总能含量均显著增高（P＜0.05）,粗纤维的含量显著降低（P＜0.05）,总碳水化合物含量差异不明显（P＞0.05）。同时,提高堆肥施用量增加了全株青贮玉米中蛋白质、脂肪、总碳水化合物、总能的瘤胃降解率（P＜0.05）。各堆肥处理组全株青贮玉米生物产量、营养物质产量、瘤胃可降解营养物质产量和相对饲料价值均高于对照组（P＜0.05）。【结论】与化学肥料相比,施用堆肥提高了青贮玉米的生物产量和饲用品质,本试验条件下最适的堆肥施用量为40 t•hm-2。     

长江流域农民习惯施肥与推荐施肥的冬油菜产量与养分效率差异分析-基于大样本田间试验

【目的】合理施肥是保证和维持油菜产量的关键。面对目前集约化的种植管理模式,肥料的粗放管理和施用势必造成养分效率的下降,从而影响油菜产量。本研究通过比较长江流域冬油菜种植区域农民习惯施肥与推荐施肥的产量和养分利用效率差异,为冬油菜肥料合理施用、提高肥料利用效率提供策略。【方法】选取2005—2016年长江流域(包括四川、贵州、湖北、湖南、安徽、江苏和浙江7个省份)的535个油菜田间试验,分析不施肥(CK)、农民习惯施肥(FP)和推荐施肥(RF)处理间以及长江流域各区域间的油菜产量和产量分布特征,比较不同施肥处理的增产效果,以及氮、磷、钾肥料用量和偏生产力的差异,计算RF处理与FP处理间施肥量的差值,评估长江流域氮、磷、钾肥的减施潜力。【结果】长江流域CK处理冬油菜产量主要分布在500—1 500 kg·hm~(-2),FP处理主要分布在1 500—3 000 kg·hm~(-2),RF处理最高,集中在2 000—3 000 kg·hm~(-2),土壤基础地力对RF处理油菜产量的贡献率为45.1%—49.7%;3个不同处理在区域间油菜的平均产量均表现为长江下游中游上游。长江上、中、下游FP处理油菜产量均值分别为2 033、2 182和2 542 kg·hm~(-2),RF处理油菜产量较FP分别增产16.7%、16.5%和13.9%,增产点比例达77.5%—94.9%。随着地力水平的提升,各个处理油菜增产率均表现出逐渐下降的趋势,RF处理在不同地力水平下亦呈现出明显的优势。比较RF与FP处理施肥量发现,长江流域FP处理施肥量均值为162.5—239.5 kg N·hm~(-2)、58.6—82.0 kg P_2O_5·hm~(-2)和45.5—60.8 kg K_2O·hm~(-2),而RF处理施肥量均值则为162.2—233.6 kg N·hm~(-2)、67.2—94.1 kg P_2O_5·hm~(-2)和73.6—108.5 kg K_2O·hm~(-2),两种施肥处理氮肥用量未表现出显著的差异,FP处理磷、钾肥用量偏低。与RF处理相比,PF处理氮肥可减施的点位比例最大,长江流域45.6%的点位能够减氮,25.6%的点位可以减磷,钾肥减施点位的比例仅为13.2%。同时,需要增施氮、磷、钾肥的比例分别为37.8%、60.0%和75.9%。区域间肥料用量以长江下游适宜点位比例最大,氮、磷、钾肥适宜用量的点位比例分别为25.0%、22.8%和17.1%。长江流域FP处理的氮、磷、钾肥偏生产力均值分别为11.1—14.2、28.6—45.8和38.3—47.6 kg·kg~(-1)。RF在FP处理的基础上提高了氮肥偏生产力12.9%—15.9%,但与其他发达国家相比仍处于较低水平;而RF处理的磷、钾偏生产力与FP相比有所下降,平均降低幅度分别为6.9%和19.6%,也表明目前推荐的施肥量仍然存在减肥的空间。【结论】与农民习惯施肥相比,推荐施肥显著增加了油菜产量,且农民习惯的肥料用量存在较大的调整空间。