氮肥运筹对夏玉米氮素利用及土壤无机氮时空变异的影响

研究不同施氮量及基肥追肥比例对土壤无机氮时空分布及玉米氮肥利用效率的影响。结果表明,不同施氮量和基追比显著影响土壤剖面硝态氮含量。各施氮处理不同生育期0～60 cm土层硝态氮含量均显著高于不施氮肥处理,且随施氮量的增加土壤中硝态氮含量增加。夏玉米生长季土壤铵态氮含量较低,且时空变化不明显。玉米氮素农学效率（NAE）、氮素利用效率（NUE）随施氮量的增加显著降低;氮素表观回收率（NRE）有相同的变化趋势,但差异不显著;氮素收获指数（NHI）随施氮量的增加显著增大。相同施氮水平下,“50%基肥+50%大喇叭口肥基追比”的NAE、NUE、NHI和玉米产量显著高于其他处理。因此,在玉米生产中应避免播种时一次性大量施用氮肥,增加后期施氮比例可显著提高氮肥利用效率和玉米产量。     

不同施氮水平下缓释氮肥配施对机插稻氮素利用特征及产量的影响

【目的】在高施氮水平和常规施氮水平下,研究缓释氮肥配施对机插稻氮素利用和产量的影响及其生理机制,为机插稻的氮肥高效利用提供依据。【方法】以中迟熟杂交籼稻川谷优7329为材料,采用二因素裂区设计,设置不同的施氮水平及5种缓释氮肥与常规氮肥(尿素)配施处理,并设置不施氮处理,分析不同施氮水平下缓释氮肥与常规氮肥配施对机插稻氮素利用和产量的影响及其生理机制,并探讨氮素利用和产量与生理响应之间的关系。【结果】结果表明,施氮水平、缓释氮肥与常规氮肥配施对机插稻氮素利用特征及产量均存在显著或极显著的影响,机插稻拔节、抽穗及结实期对氮素的吸收利用以及结实期茎鞘的氮素转运量与干物质量、氮素积累量、氮肥表观利用率、每穗实粒数及最终产量显著或极显著正相关(r=0.38*~0.69**)。与常规氮肥运筹相比,缓释氮肥与常规氮肥配施、全缓释氮肥施用处理的机插稻成熟期干物质积累量、氮素积累总量、光合势、叶面积指数、氮肥表观利用率及穗部氮素增加量均显著提高,进而促进增产。【结论】据产量及氮素利用效率表现,机插稻产量在180 kg/hm2施氮水平下较高,且在缓释氮肥与常规氮肥配施比例为7∶3一次性施用时产量最高,较其他氮肥运筹产量高0.84%~26.59%,氮肥表观利用率高0.28%~47.02%,为最优氮肥运筹模式。但不同施氮水平下,随着缓释氮肥配施比例的降低,群体叶面积指数、光合势及物质积累等指标也降低,且在施氮处理为全常规氮肥时最低,均不利于机插稻氮肥利用效率及最终产量的提高。     

缓释尿素在玉米上的应用效果

利用大田小区试验,在赤峰市和鄂尔多斯市分别进行不同氮素处理对玉米产量、肥料吸收利用和土壤氮残留影响的研究。结果表明,施用氮肥玉米子粒产量和秸秆产量可分别增加13.3%～157.2%和6.9%～64.2%。减少20%施氮量同时配比75%的缓释尿素处理,玉米子粒氮含量、秸秆氮含量和氮积累量最大,与100%推荐施氮量无显著差异。缓释尿素占比60%以上时氮素回收率、氮肥偏生产力和氮肥农学效率达最大值,较普通尿素(RU)可分别提高14.3、4.5、61.7个百分点(赤峰市)和8.4、11.0、35.7个百分点(鄂尔多斯市)。玉米收获后耕层(0～20 cm)土壤矿质氮含量表现,赤峰市耕层土壤硝态氮含量远大于铵态氮且不同处理间差异显著(P0.05),100%推荐施氮量最大,80%推荐施氮量(RU80%)最小。鄂尔多斯市耕层土壤硝态氮含量和铵态氮含量基本相当,除各氮素处理与对照(CK)达显著差异外(P0.05),其他各处理间均未达显著差异。施氮量减少20%,缓释尿素占比30%以上与普通尿素配施即可替代100%推荐施氮量,且缓释尿素占比越大养分吸收利用越显著,玉米产量间无显著差异。     

秸秆还田配施氮肥对春玉米氮素利用及土壤氮素平衡的影响

通过8年田间定位试验，研究玉米秸秆还田配施氮肥对春玉米产量、剖面土壤无机氮积累、氮素平衡和氮肥利用效率的影响。结果表明，通过线性加平台回归方程，求得2012~2019年最高玉米产量所需的适宜施氮量依次为202.7、193.7、182.2、171.2、163.6、156.1、150.7和150.5 kg/hm²。氮素表观损失量和土壤残留矿质氮量均随着施氮量增加而显著增加，两者与施氮量之间均呈显著正相关。每增加10 kg/hm²施氮量，土壤残留矿质氮量、氮素表观损失量分别增加9.09~10.34、5.89~7.34 kg/hm²。当施氮量超过150 kg/hm²时，各处理间玉米吸氮量差异不显著，土壤残留矿质氮、氮素表观损失量之间差异均达显著水平（P<0.05）。随着施氮量增加，氮肥利用率呈先增加后减小趋势，当施氮量为150 kg/hm²时，两年氮肥利用率分别达到最高（75.2%和92.3%）。当施氮量为210~330 kg/hm²，剖面土壤无机氮残留量显著增加，造成土壤无机氮在土壤深层（60~100 cm）的大量累积。     

氮肥运筹对稻茬小麦干物质、氮素转运及氮素平衡的影响

为给稻茬小麦高产、优质栽培中合理施氮提供依据,以低蛋白小麦品种宁麦9号和高蛋白小麦品种豫麦34号为材料,设置不同施氮水平(0、150、225和300 kg·hm-2)及基追比(基肥∶追肥为1∶9、3∶7、5∶5和7∶3),研究氮肥运筹对小麦植株C-N积累与转运规律、产量、蛋白质含量及氮素利用的影响。结果表明,适当增加施氮量及追肥比例可同步提高两小麦品种籽粒产量和蛋白质含量。随施氮量和追肥比例的增加,两品种干物质转运量均呈先增后降的趋势,而干物质转运效率及其对籽粒产量的贡献率则显著降低。营养器官氮素转运量随施氮量增加而增加,随追肥比例增加先增后降;氮素转运率及其对籽粒氮素贡献率则随施氮量和追肥比例增加而下降。相关分析表明,提高花后干物质积累是提高小麦产量的重要途径,而促进花前营养器官贮存氮素向籽粒的转运是提高小麦蛋白质含量的重要措施。增加施氮量和基肥比例显著增加了两品种氮素的表观损失量并降低了氮素利用效率。本试验条件下,增施氮肥至225 kg·hm-2,追肥比例宁麦9号≤50%、豫麦34号为50%～70%可同步提高两品种籽粒产量、品质和氮素利用效率,降低氮素损失。     

施氮模式对玉米氮吸收分配及产量的影响

通过田间试验分析,研究不同氮肥单施和配施及基追比例对玉米各生育期氮吸收分配和产量的影响。结果表明,不同施氮模式下,叶片、茎和鞘的氮含量均随生育期的推进而降低;叶片氮含量在各生育期基本表现为AK（硫酸铵为基肥）>ADA（磷酸一铵+磷酸二铵+硫酸铵为基肥）>US（尿素+缓释尿素为基肥）>UO（尿素+有机肥为基肥）>UK（尿素为基肥）处理;到达成熟期子粒的氮含量为US >ADA >UO >CK >AK处理,且US和ADA处理子粒氮含量较CO、AK和UK处理差异显著;US和ADA处理在成熟期子粒氮积累量较大,UO、AK和UK处理次之;灌浆期和成熟期氮积累量与产量呈线性相关。整体施氮模式对产量的影响,尿素配施缓释尿素和降低基追比的多重氮源更适用于提高玉米产量。     

不同氮肥运筹对东北春玉米氮素吸收和土壤氮素平衡的影响

在吉林省榆树市粮食高产示范区,以先玉335为试验材料,通过田间试验研究不同氮肥运筹对春玉米的生长、产量及土壤氮素平衡的影响。结果表明,适宜氮肥运筹方式能显著提高玉米产量,施氮量200 kg/hm2,全部用作基肥不追肥(基追比1∶0)处理前期氮素供应过量,导致氮素向子粒转运量减少,过多保留在营养体中,致使产量和氮素利用效率相对其他处理较低;氮肥1/5基施,2/5拔节期追施,2/5大喇叭口期追施(基追比为1∶2∶2)的处理有较高的氮肥农学利用率、氮肥利用率和氮肥偏生产力。玉米生育期田间氮肥的表观损失主要由一次性过量施肥造成,增大拔节后追肥比例增加了收获后土壤的无机氮残留。对氮肥的调控应结合作物养分不同阶段需求及土壤养分供应,达到玉米高产和提高氮肥利用效率,减少氮肥损失对环境带来的危害。     

控释氮肥对春玉米干物质积累、氮素吸收及产量的影响

通过田间试验,研究控释氮肥和普通氮肥对春玉米干物质积累与分配和氮素吸收与分配及玉米产量的影响.结果表明,施氮增加了玉米的干物质积累速率、氮素吸收速率及玉米产量.施用控释氮肥较普通氮肥提高玉米的干物质积累量及玉米植株的氮素吸收量,促进氮素向子粒的转移,子粒氮素所占比重达68.63%;控释氮肥较普通氮肥提高氮肥表观利用率5.21个百分点.     

施氮量对马铃薯氮素积累分配及利用率的影响

合理的施肥技术是提高马铃薯产量的主要措施之一。氮肥在马铃薯增产中作用巨大,但是氮肥的不合理施用通常造成马铃薯产量降低、品质下降、氮肥利用率降低。为合理施用氮肥,提高马铃薯产量和氮肥利用率,以鲜食品种‘东农09-33069’为试验材料,研究不同氮肥施用量对马铃薯氮素积累分配规律及其利用率的影响。结果表明,马铃薯植株氮含量、氮素积累量随施氮量的增加而升高。随生育期的推移,马铃薯植株氮素积累量呈先增加后降低的趋势,氮素在茎和叶片中分配比例逐渐降低,块茎中氮素分配比例逐渐升高至成熟期的57%~78%。当施氮量超过10 kg/667m2时,块茎中氮素积累量增加不明显,块茎氮素分配比例不再增加。马铃薯产量在施氮量13.3 kg/667m2时达到最大值,氮素吸收利用率、偏生产力、氮肥农学利用率和氮肥生理利用率在施氮量3.3 kg/667m2时取得最大值。     

不同氮肥形式对春玉米产量、土壤硝态氮及氮素利用率的影响

通过田间试验研究不同氮肥对玉米产量、玉米不同生育期0~90 cm土层硝态氮含量和氮素利用率的影响。结果表明,0~90 cm土层,施用氮肥使土壤硝态氮残留量升高了约30%,且随玉米生育期逐渐下降,成熟期普通尿素处理比缓控释氮肥处理高20%左右。与普通尿素处理相比,缓控释氮肥处理土层硝态氮含量前期缓慢降低,后期下降速度快且硝态氮残留量较低。半控比掺混肥能满足玉米生育前期与后期对土壤硝态氮的需求,提高产量且最大限度提高氮肥利用率,满足一次性施肥的要求;硫包膜尿素基施的产量及氮素利用率最低且与其他氮肥处理存在显著差异。     

氮肥管理措施对黑土春玉米产量及氮素利用的影响

利用连续2年田间试验,研究不同氮肥管理措施对黑土春玉米产量及氮素利用的影响。结果表明,在农民习惯施氮量185 kg/hm2的水平上,减施氮肥20%不影响玉米子粒产量和氮素吸收,氮肥表观利用率和氮肥偏生产力提高22.4%~29.2%和18.4%~22.3%。与习惯施肥处理相比,减施氮肥可显著降低土壤硝态氮含量,0~20、21~40、41~60和61~80 cm土层硝态氮含量降幅分别为14.3%~53.8%、13.0%~32.6%、17.9%~36.8%和13.7%~41.2%。同一施氮量下,添加硝化抑制剂有助于抑制土壤硝化作用,添加双氰胺0~20、21~40 cm土层硝态氮含量分别下降45.7%和28.5%,添加2-氯-6-三氯甲基吡啶分别下降39.7%和21.8%。综合评价玉米产量、氮素吸收和氮肥利用等因素,应适当减少施氮量,并配合施用硝化抑制剂2-氯-6-三氯甲基吡啶,促进农田生态系统中氮素高效利用和维持氮库基本平衡。     

节水灌溉与有机肥配施对关中地区夏玉米氮肥利用的影响

为寻求更适合关中地区夏玉米的灌溉施肥管理措施，本研究通过田间试验，采用充分灌溉(W1)与减少灌溉量50%的非充分灌溉(W2)两种灌溉方式，设置3种不同的施肥处理，F1(化肥)、F2(24%有机肥+76%化肥)、F3(48%有机肥+52%化肥)，研究减少灌溉水量和配施有机肥对夏玉米产量及氮肥利用效率的影响。结果表明，节水灌溉和有机无机肥配施可提高植株对氮素的吸收、累积和转运水平。有机无机肥配施与不同灌溉量的交互作用对作物0～100 cm土层硝态氮含量影响显著。节水灌溉和有机肥配施处理均提高了夏玉米的子粒产量以及氮肥利用效率，W2F2处理的产量达到最高为6 287.3 kg/hm²。综上，节水灌溉(W2)和配施24%有机肥+76%土肥(F2)相结合的处理对应的氮素利用效果最好。     

有机肥部分替代氮肥土壤硝态氮动态变化特征及玉米产量效应研究

通过田间试验,在氮磷钾等养分量条件下,研究牛粪、鸡粪、猪粪替代25%化肥氮和秸秆全量还田配施化肥对0～100 cm土层硝态氮淋溶和积累及玉米产量构成的影响。秸秆全量还田配施化肥、牛粪替代25%化肥氮处理土壤硝态氮淋溶作用较小,完熟期0～40 cm土层硝态氮累积量分别为86.2 kg/hm~2和73.1 kg/hm~2,均显著高于其他有机肥替代化肥处理。习惯施肥、鸡粪替代25%化肥氮、猪粪替代25%化肥氮处理土壤硝态氮淋溶较强,完熟期0～40 cm土层硝态氮累积量分别为54.2、65.4、68.5 kg/hm~2。鸡粪替代25%化肥氮处理玉米产量最高,为13 616.9kg/hm~2,比习惯施肥增产13.6%,与其他有机肥替代化肥处理产量差异均达显著水平。在等养分量条件下,有机肥替代25%化肥氮及秸秆全量还田配施化肥均可增加0～40 cm土层硝态氮累积量,减少淋溶损失。     

氮素形态配比对玉米氮素积累及转运的影响

通过田间试验,研究6种(N_1~N_6)硝态氮与铵态氮配比处理对旱地全膜双垄沟播玉米植株氮素积累、转运、氮素利用及子粒产量的影响。结果表明,单施硝态氮时玉米的养分吸收、氮素利用及产量均最低。N6(硝态氮与铵态氮3∶1配比)处理下玉米全生育期氮素积累量最高,氮素吸收强度较单施硝态氮处理高55.19%~73.28%(P0.05),该处理下叶片和茎中氮素转移量较单施硝态氮处理高78.99%和93.52%(P0.05);叶片和茎中分别有66.50%~71.89%和43.44%~55.59%的氮素转移到子粒中;叶片和茎对子粒的氮素贡献率分别较单施硝态氮处理高43.80%和56.00%(P0.05);玉米子粒产量、氮素吸收效率及氮肥偏生产力较其他处理显著增加3.31%~9.94%、4.62%~33.89%和3.31%~9.93%。硝态氮和铵态氮配施对玉米的养分吸收有明显的促进作用,提高硝态氮的施用比例有利于提高玉米叶片和茎对子粒氮素的贡献率,硝态氮与铵态氮按3∶1比例配施有利于提高当地玉米子粒产量。     

秸秆还田配施氮肥对麦田氮素平衡和籽粒产量的影响

为明确秸秆还田配施不同水平氮肥下麦田的氮素平衡状况,在夏玉米秸秆全部还田的基础上设置了不同的氮肥处理,测定了小麦植株全N含量、土壤硝态氮含量、氮肥氨挥发量和籽粒产量,分析了麦田不同土层硝态氮含量和积累量的变化趋势以及施氮量对氮素利用效率和麦田氮素平衡的影响。结果表明,小麦植株氮含量、植株氮素总积累量、籽粒产量均随施氮量的增加而显著增加;施加氮肥使氮素养分利用率、氮肥偏生产力显著降低。与播种时期土壤硝态氮含量相比,成熟期硝态氮含量降低,且施氮处理下土壤硝态氮含量、硝态氮积累量高于不施氮处理;硝态氮积累量主要分布在麦田土壤表层,与施氮量成正相关关系。施氮量为0、160、220、280kg·hm~(-2)时,硝态氮淋失量分别为5.04、13.10、17.10、37.26kg·hm~(-2)。氮肥的氨挥发速率在施肥后第一天达到最高,随后逐渐降低,遇到降雨或灌溉迅速降低至不施氮处理的氨挥发水平,氮肥氨挥发量与施氮量及时间存在正相关关系。160、220、280kg·hm~(-2)施氮量处理下,氮肥氨挥发量分别为0.65、0.77、1.01kg·hm~(-2)。从麦田氮素平衡来看,不施氮肥处理耗竭土壤氮素资源;施氮量为160kg·hm~(-2)时,有消耗土壤氮的风险;施氮量为220kg·hm~(-2)时,氮素投入与氮素输出保持平衡;施氮量为280kg·hm~(-2)时,有大量氮素损失到环境中的风险。为有效控制氮素淋溶和氨挥发损失,兼顾产量和节约生产成本,该区推荐施氮量为220kg·hm~(-2)。     

Performance of polymer-coated urea in transplanted rice: effect of mixing ratio and water input on nitrogen use efficiency

Polymer-coated urea (PCU) is an important alternative to uncoated urea for improving nitrogen (N) use efficiency (NUE). Only a few studies discuss their utility for lowland rice systems. A 2-year field study was conducted to examine if nitrogen loading is reduced in lowland rice ecosystem by using mixture of PCU and uncoated urea without sacrificing yield. Five treatments involving two mixtures of PCU with 50 and 70% coated urea each at 70 and 50% of recommended dose (80 kg N ha⁻¹) and one with uncoated urea at 100% recommended dose were laid out in a completely randomized design. Selected plant growth parameters and plant available N contents (NH₄–N plus NO₃–N) in soil solution and ponded water were measured over a period of 65 days after transplanting. Results showed no significant difference for vegetative and yield parameters among different treatments suggesting that treatments receiving lower doses of nitrogen exhibited higher NUE. Analysis of partial factor of productivity (PFP) for N suggested that the total N dose may be reduced by 50% using mixtures of coated and uncoated urea. Similarly, statistically similar PFP values for treatments receiving the same amount of total N for both years and for both total N dose suggested that the proportion of coated urea may also be reduced to as low as 50% without sacrificing yield. Correlation analysis on nitrogen contents in ponded water and soil solutions and the analysis of water productivity and PFP showed that soil water regime could also significantly influence the nitrogen status in soil even when PCU are applied. In turn, both the water regime and N contents in soil ultimately influences grain yield. Although the constant release of N from coated fertilizer ensures adequate N supply for plant uptake, it may not completely avoid N deficit condition especially during heavy rainfall. Analysis of the developed production function suggested that 55–65% polymer coating and about 100 cm total water input may be ideal for achieving maximum yield. The production function was developed for PCU treatments using data observed in treatments receiving 70% recommended N dose. The range of water input in these treatments was 86.5–174.0 cm.     

增施有机肥对夏玉米物质生产及土壤特性的影响

2015和2016年在大田试验条件下,研究不施肥(CK)、常规施肥(NPK)、常规施肥+有机肥(增施鸡粪1 500 kg/hm~2,NPKM)对夏玉米物质生产及土壤特性的影响。结果表明,与CK相比,NPK和NPKM处理2015和2016年玉米产量分别增加13.62%和18.61%、36.75%和44.93%。植株叶片SPAD值、植株根系和地上部生物量均表现为NPKMNPKCK。与CK相比,增施有机肥后,土壤呼吸、硝态氮、铵态氮含量、脲酶、蔗糖酶活性均显著增高,过氧化氢酶活性降低。相关分析表明,连续两年玉米子粒产量均与拔节期、吐丝期、成熟期的SPAD值和硝态氮含量呈显著正相关,与吐丝期和成熟期的根系生物量、地上部生物量、蔗糖酶活性呈显著正相关。     

缓释掺混肥配比对稻茬小麦产量、氮素利用和籽粒品质的影响

为探究不同缓释掺混肥配比对稻茬小麦生产的影响，在沿淮下游地区，以淮麦52和淮麦920为材料，通过随机区组试验，以缓释掺混肥（SRF，N∶P₂O₅∶K₂O＝26∶12∶12）和丰卉尿素（U，46%N）为供试肥料,设置U四次分施（M₁）、SRF一次基施（M₂）、60%SRF基施+40%U拔节期追施（M₃）、60%SRF基施+40%SRF返青期追施（M₄）、M₃模式减氮15%（M₅）和M₄模式减氮15%（M₆）6种施肥模式，分析了不同处理下小麦产量、氮素积累及利用、干物质转运和品质等的差异。结果表明，缓释掺混肥一次基施（M₂）和减氮15%条件下两次分施（M₅和M₆）较常规肥料处理（M₁）均能实现稳产。缓释掺混肥两次分施（M₄）可有效促进稻茬小麦花后光合物质生产和氮素向籽粒运转，增加籽粒氮素积累量，提高氮肥利用率，氮肥农学效率、氮肥表观利用率、氮素生理效率和氮收获指数分别较M₁处理增加16.49%、11.09%、4.86%和4.72%，较M₂处理增加21.31%、15.19%、5.32%和18.60%；M₄处理较M₁处理增产9.01%和6.78%，较M₂处理增产11.43%和12.10%，实现产量提升的同时显著改善小麦籽粒蛋白品质。综上，60%缓释掺混肥基施和40%缓释掺混肥返青期追施有助于实现小麦的高产优质高效生产，适宜在沿淮下游稻茬麦区推广应用。     

施钾对小麦/ 玉米产量及土壤钾素平衡的影响

为指导河南小麦/玉米生产中钾肥的合理施用,于2010-2012年在高、中和低三种土壤供钾水平的试验点,研究了施钾量及施钾技术对小麦/玉米轮作产量、钾肥利用效率及土壤钾素平衡的影响。结果表明,在高钾、中钾和低钾土壤上施用钾肥,玉米分别增产4.76%～12.49%、7.56%～16.08%和7.01%～22.61%;小麦分别增产6.87%～13.87%、11.19%～18.57%和18.71%～27.49%。在不同供钾水平土壤上小麦钾肥利用效率均高于玉米,钾肥偏生产力表现为高钾点>中钾点>低钾点,高钾点钾肥当季利用率较高,低钾点的农学效率较高;当施钾量为90、135 kg·hm^-2时,小麦和玉米均以钾肥分2次施用效果较好;施钾量为45 kg·hm^-2时,玉米以底施较好,小麦以追施较好。低钾和中钾点在施钾量大于45 kg·hm^-2时,基本就能维持土壤钾素平衡,而高钾点则在施钾量大于90 kg·hm^-2时土壤钾素才有盈余。综合来看,高、中和低钾点适宜的钾肥用量分别在45、90、135 kg·hm^-2左右,以钾肥分2次施用效果较好。