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。     

缓释尿素对滴灌玉米农田土壤无机氮及产量的影响

通过研究不同基施比例的缓释尿素与滴灌玉米土壤氮素供应、氮素吸收利用以及农田氮素平衡的相互关系,明确缓释尿素在滴灌玉米上作基肥施用并探讨其施用的适宜基施比例。结果表明,基施缓释尿素对比普通尿素增加了土壤硝态氮和铵态氮含量,缓释尿素处理土壤无机氮积累量表现为富集现象,不施氮处理则表现为负积累效应;土壤氮素含量随基施比例的增加而降低。玉米产量、氮肥利用率和农学效率随缓释尿素基施比例的增大表现为先增加后降低的趋势,土壤氮素表观损失量和氮素盈余量随基施比例的增大均先降后增。以缓释尿素50%作基肥的玉米产量及氮肥利用率较高,土壤氮素表观损失量较低。     

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。     

吉林省黑土区玉米氮肥减施效果研究

针对目前吉林省黑土区玉米种植过程中氮肥用量偏高导致的氮肥利用率低、氮素残留高等问题,在习惯施氮量的基础上设降低10%、20%、30%、40%的不同氮肥减量处理,研究减氮对春玉米干物质积累、子粒产量、氮素利用效率及土壤中无机氮积累的影响。结果表明,伏龙泉和米沙子试验点降低20%氮肥用量、开安试验点降低30%氮肥用量玉米子粒产量无显著降低,减氮处理显著提高氮肥的利用效率。降低氮肥用量可减少玉米收获后耕层土壤中无机氮的积累(硝态氮)。玉米施氮量在223 kg/hm2时玉米收获后耕层土壤无机氮含量与播种前基本一致。吉林省黑土玉米种植区适当降低氮肥用量不会显著影响玉米产量,同时会提高氮肥利用效率,减少玉米收获后耕层无机氮的积累。     

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.     

施氮期对夏玉米氮素积累运转及氮肥利用的影响

通过设置不同施氮期试验,研究对夏玉米植株氮素积累运转及氮肥利用率的影响。结果表明,与不施氮相比,施氮提高了植株氮素积累量、子粒氮素积累量和氮素收获指数(NHI)。吐丝后穗部氮素积累迅速增长,茎鞘氮素转运主要集中在灌浆初期,叶片氮素转运主要发生在灌浆中后期。施氮使氮生理效率较不施氮处理平均下降了16%,处理间氮肥效率差异不显著。植株总吸氮量的60%～70%主要集中在吐丝至成熟期,以3叶期施氮+12叶展追氮处理氮吸收最多,氮肥利用率(NUE)最高,与其他处理相比,3叶期施氮+12叶展追氮处理NUE分别提高了21.8个百分点和22.8个百分点。     

施氮量对玉米产量和氮素利用效率及土壤硝态氮累积的影响

采用田间试验研究不同施氮量对两个玉米品种子粒产量、土壤硝态氮累积量及氮素利用率的影响。结果表明,玉米产量随施氮量增加显著提高,当施氮量高于200kg/hm2时玉米产量不再增加,高氮处理地上部分秸秆生物量出现下降趋势。0～100cm土层硝态氮累积量随氮素输入量的增加显著增加。不同玉米品种对氮素的吸收利用影响硝态氮在土壤中的累积,植株氮积累量存在差异。密植型玉米先玉335总吸氮量高于平展型玉米辽单28,土壤硝态氮的累积量也显著低于后者。不同氮肥水平的氮肥利用率为28.38%～35.33%,高氮处理氮肥利用率最低。本试验条件下,中氮处理水平基本能够满足作物生长的需求。综合产量、氮肥利用效率和土壤硝态氮累积情况,确定合理施氮量应控制在200kg/hm2左右。     

氮硫互作对玉米苗期生长及养分吸收的影响

通过设置盆栽试验,研究氮、硫养分互作对玉米苗期植株生长和养分吸收的影响。结果表明,氮素和硫素对玉米苗期的生长和养分吸收均有显著影响,且交互作用显著。高氮处理的株高、茎粗、SPAD值、净光合速率、干物质积累量和氮素积累量与不施氮处理相比分别提高48.7%、30.0%、28.3%、18.5%、47.4%和285.3%,低氮处理介于高氮处理和不施氮处理之间。施硫促进玉米生长,且氮硫交互效应显著。不施氮条件下,施硫显著提高植株干物质积累;低氮条件下,施硫促进玉米生长和氮素吸收;高氮条件下,施硫效果与低氮条件下接近。综合分析,高氮低硫处理获得较高的植株干重、最高的硫素利用率和较高的氮素利用率,是适宜玉米苗期生长的最佳氮硫养分管理措施。     

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。     

生物质炭配施氮肥对茶树生长及氮素利用率的影响

通过水泥池小区试验,采用¹⁵N同位素示踪技术,研究了生物质炭配施氮肥对茶树生长及氮素利用率（茶树吸收、土壤氨挥发、N₂O和土壤残留量）的影响。结果表明,与不施生物质炭且不施氮肥（B₀N₀）处理相比,施氮能促进茶树的生长发育,茶树株高、树幅和基部径粗均显著增加,茶叶增产68.06%~112.63%。生物质炭对茶叶产量的影响因施氮量而异,在不施氮（N₀）和减量化施氮（N₁）条件下,配施生物质炭处理茶叶产量增加8.82%和8.75%,而常规施氮（N₂）条件下配施生物质炭处理茶叶产量略有降低,但差异均不显著。与B₀N₀处理相比,施氮处理土壤氨挥发和N₂O排放量显著增加;在N₁条件下,配施生物质炭（B₁N₁）处理氨挥发和N₂O累积排放量分别降低了5.87%和4.99%;在N₂条件下,配施生物质炭（B₁N₂）处理氨挥发和N₂O累积排放量分别降低了9.97%和11.41%,B₁N₂处理氮素减排效果更好。与单施氮肥处理相比,配施生物质炭均能增加茶树各器官氮含量、¹⁵N丰度和Ndff值,有利于茶树对氮素的吸收利用。与单施氮肥处理相比,配施生物质炭处理茶树¹⁵N利用率和¹⁵N残留率分别增加了0.46~3.93百分点和4.09~14.37百分点,¹⁵N损失率下降4.54~18.30百分点,其中B₁N₁处理效果优于B₁N₂处理。总体而言,生物质炭配施氮肥促进了茶树对氮的吸收,增加土壤氮素持留,并降低氮素气态损失,从而提高了氮素利用率,以减量化施氮配施生物质炭（B₁N₁）处理茶树能起到“减氮增产”效果,具有良好的应用前景。     

生物炭还田条件下磷肥减施对玉米产量及养分利用的影响

通过4年田间定位试验,研究辽宁昌图棕壤区生物炭还田条件下磷肥减施20%对玉米产量及养分利用的影响。结果表明,与常规施肥相比,生物炭还田(3 000 kg/hm~2)后各处理促进玉米增产,最高增产5.5%,生物炭还田配施磷肥减量20%处理的产量表现略有增加的趋势。生物炭还田后各处理均提高了玉米植株N、P和K的养分吸收量,提高玉米植株氮素和磷素回收率,生物炭还田配施常规肥处理可更好促进玉米氮、磷、钾养分吸收,提高玉米氮素回收率,4年综合提高5.3个百分点;生物炭还田配施磷肥减量20%处理可更好提高玉米磷素回收率,提高4.9个百分点。     

分期追施氮肥对玉米营养器官中非结构性碳水化合物积累转运及产量的影响

在位于陇东旱塬区的陇东学院试验农场进行田间试验,研究追肥时期对玉米营养器官中非结构性碳水化合物(NSC)积累转运变化及产量的影响。结果表明,从小喇叭口期至成熟期,玉米叶片中NSC含量呈倒"V"的变化动态趋势,追肥时期仅改变其NSC峰值大小,不影响其变化趋势。小喇叭口期追施氮肥显著提高茎秆中NSC含量。玉米茎秆、根和叶片中NSC的转运量和转运率的变化规律相同,转运量表现为茎叶根,其转运率分别为7.72%、5.69%、2.70%。试验条件下,小喇叭口期:大喇叭口期:灌浆期为1∶2∶1的追肥方式下,玉米的产量最高,为10 177.59 kg/hm~2,较常规施肥(小喇叭口期一次追肥)增产11.86%。     

增效氮肥在吉林黑土区玉米上的施用效果评价

通过连续两年开展田间定位试验,在减氮20%的条件下比较不同增效氮肥对玉米产量、氮素回收率与损失率、氨挥发及土壤无机氮残留量的影响。结果表明,与常规氮肥处理相比,减氮施用稳定性氮肥、硅酸盐包膜尿素、肥包肥不影响玉米子粒产量和植株吸氮量,氨挥发量分别下降35.6%、43.0%和39.9%;氮素表观利用率分别达到43.8%、42.4%和44.6%,明显高于常规氮肥处理的35.8%,因此具有较好的应用潜力。施用脲甲醛氮肥损失率较高,减氮施用后造成减产,不适合本研究所在区域的土壤和气候条件。     

施用石灰与生物炭对酸性土壤花生氮素吸收及产量的影响

为明确石灰与生物炭对酸化土壤改良及花生氮营养的作用效果，通过田间小区试验，研究了石灰、生物炭单施与配施对酸化土壤性质、花生氮素吸收利用及生长发育的影响。结果表明，与CK相比，单施石灰显著提高了土壤pH值、有机质、碱解氮和交换性钙含量，花生植株氮吸收量和收获指数显著增加13.1%和4.6%，花生生物量和产量显著提高11.7%和16.1%；单施生物炭显著增加了土壤pH值、有机质、碱解氮含量和土壤碳氮比，但对花生氮吸收量、生物量和产量无显著影响；表明酸性土壤明显抑制了花生生长，单施石灰促进花生生长及氮高效利用效果优于生物炭。石灰与生物炭配施后，土壤pH值、有机质、碱解氮、交换性钙含量及碳氮比更协调，花生植株氮吸收量、氮利用率、生物量和产量均得到进一步提高。所有处理中，4500 kg/hm²生物炭配施450 kg/hm²石灰处理的花生植株氮吸收量、氮收获指数、氮利用率、生物量及产量最高，分别比CK增加30.7%、8.7%、5.7%、27.6%和35.8%。因此，4500 kg/hm²石灰和450 kg/hm²生物炭配施是酸性土壤改良、氮素高效及花生高产栽培的有效手段。     

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。     

生物炭与氮肥减量条件下氮高效玉米品种的氮效率研究

试验采用裂区试验设计,氮肥为主区,设置氮肥不同量级与生物炭配施;品种为副区,设氮高效和氮低效品种,分别为郑单958(ZD958)和先玉508(XY508),于大喇叭口期、吐丝期、灌浆期、乳熟期、腊熟期取样测定各器官鲜干重,测定氮含量用以计算氮素积累量、吸收效率、利用效率和氮效率。生物炭3000 kg/hm²与纯N 165 kg/hm²配施干物质积累、氮积累能力及氮效率均表现突出,生物炭3000 kg/hm²与纯N 210 kg/hm²配施产量表现最高,且显著高于生物炭3000 kg/hm²+纯N 165 kg/hm²处理。生物炭3000 kg/hm²与纯N 165 kg/hm²配合施用时,氮高效品种郑单958的干物质积累能力、氮积累能力、氮效率及产量均优于氮低效品种先玉508,且达到显著差异。在内蒙古平原灌区,生物炭与氮肥减量条件下,生物炭3000 kg/hm²与纯N 165~210 kg/hm²配施,可实现节氮30%~45%,氮高效玉米品种氮效率提升52.78%~93.33%,更能发挥氮高效品种较强的氮吸收能力和氮利用能力,利于实现高产、高效。     

生物炭对玉米根系特性及产量的影响

采用大田试验研究生物炭对郑单958产量和不同生育时期根系生长、形态特征及生理特性的影响,明确生物炭对玉米根系与产量的效应,探明生物炭在玉米生产上应用的潜力与价值。结果表明,土壤中施入生物炭能增加玉米根系的总根长、根体积和根干重,提高玉米根系总吸收面积和活跃吸收面积。在玉米生育后期,生物炭在一定程度上延缓了根系衰老,成熟期施生物炭处理根系活力分别比对照高48.12%和42.71%;同时维持了较为适宜的根冠比,根系生理功能增强;添加生物炭后郑单958最高产量达12 076.35 kg/hm2,比对照增产10.23%,具体表现为穗长、穗行数、行粒数和百粒重的提高。     

氮肥后移对玉米冠层内物质分配及氮素利用的影响

研究不同施氮量、不同施肥时期对玉米产量与氮素利用的影响,对玉米干物质生产、氮素积累与分配进行分析。结果表明,施氮量为180 kg/hm2时,产量表现为基施处理最高,较拔节期、大喇叭口期施肥处理分别提高1.17%、7.69%;施氮量为75 kg/hm2时,拔节期施肥处理产量最高,较基施、大喇叭口期施肥处理分别提高10.31%、4.61%。大喇叭口期施肥处理的干物质积累与氮素积累量少,氮肥利用效率低,说明氮肥后移需考虑植株前期对氮素的需要。拔节期施肥处理产量与基施处理产量和氮素积累量相当或提高,植株干物质积累增加,冠层内茎叶干物质比例协调,生育后期穗下层茎叶干物重下降缓慢,氮素利用效率高。施氮量为75 kg/hm2,氮肥适当后移可提高氮肥利用率。     

生物炭配施氮肥对土壤物理性质及春玉米产量的影响

在包头和通辽试验点,设0、8、16、24 t/hm^2生物炭水平及0、150、300 kg/hm^2施氮水平,研究生物炭配施氮肥对土壤物理性质及春玉米产量的影响。结果表明,在0~20 cm土层,生物炭能够显著降低土壤容重,增加土壤孔隙度,且与氮肥存在交互作用。0~20 cm和21~40 cm土层,生物炭和氮肥均可显著提高土壤含水量和蓄水量,土壤持水性随生物炭量增加呈先增后减的趋势。生物炭和氮肥均可有效降低土壤三相比偏离值。炭氮配施可显著提高春玉米产量和氮效率,包头和通辽均以8 t/hm^2生物炭配施150 kg/hm^2氮为最大值,较单施氮肥增产20.07%和15.59%。     

缓释型玉米专用肥不同氮源配比对玉米生长的影响

以春玉米大丰30和缓效氮源硫包膜尿素为试材,采取盆栽方式,设不施氮为对照,研究缓效氮不同添加比例下缓效氮的释放速率,春玉米干物质积累量、吸氮量、氮素利用率及产量,土壤p H值的动态变化。结果表明,配施缓效氮能有效提高玉米对氮素的利用,增加产量。随着缓效氮添加比例增加,玉米干物质积累量、吸氮量及产量均呈先增加后减少的趋势,其中添加33%缓效氮处理为最优处理。添加33%缓效氮处理中缓效氮累积释放率和玉米对氮素的吸收规律更加吻合,与普通尿素处理相比,产量增加73.83%,成熟期玉米地上部吸氮量和干物质积累量分别增加15.40%和20.10%,地下部吸氮量和干物质重分别增加21.11%和13.09%。配施缓效氮显著提高玉米氮素利用率,缓效氮添加比例为33%和50%处理分别比普通尿素处理提高14.76%和12.46%。