基于DNDC的夏玉米农田控氨稳产氮肥和秸秆措施优化

为明确未来气候条件下关中地区夏玉米农田适宜的施肥-秸秆措施以控氨稳产及应对气候变化,基于2019—2020年大田试验,进行不同氮肥种类和不同秸秆还田模式对农田土壤氨挥发和作物产量的影响研究。根据田间实测数据对DNDC模型进行校正与验证,利用验证后模型模拟未来气候条件下不同施肥-秸秆措施对夏玉米产量及土壤氨挥发累积量的影响,综合考虑产量和生产单位产量玉米的土壤氨挥发累积量,最终提出未来气候条件下关中地区夏玉米农田的优化控氨稳产施肥-秸秆措施。结果表明：校正后的DNDC模型可以很好地模拟不同施肥-秸秆措施条件下夏玉米生长和农田土壤氨挥发累积量。在未来气候条件下,秸秆还田会显著提高夏玉米产量并降低生产单位产量玉米的土壤氨挥发累积量。在RCP4.5排放情景下,未来2030—2090年,秸秆全量还田配施180kg/hm2稳定性氮肥生产单位产量玉米的土壤氨挥发累积量较低且产量较高;在RCP8.5排放情景下,未来2030—2050年和2070—2090年,秸秆全量还田配施180kg/hm2稳定性氮肥和秸秆全量还田配施162kg/hm2稳定性氮肥生产单位产量玉米的土壤氨挥发累积量较低且产量较高。因此,在RCP4.5排放情景下,秸秆全量还田配施180kg/hm2稳定性氮肥为关中地区2030—2090年较为优化的控氨稳产施肥-秸秆措施;在RCP8.5排放情景下,秸秆全量还田配施180kg/hm2稳定性氮肥和秸秆全量还田配施162kg/hm2稳定性氮肥分别为关中地区2030—2050年和2070—2090年较为优化的控氨稳产施肥-秸秆措施。本研究可为关中地区实现农业可持续发展及稳产减排提供参考。     

缓释氮肥减施对夏玉米产量与氮肥利用效率的影响

针对陕西关中地区夏玉米农田存在施氮量过多、氮肥利用效率过低的问题，设置常规施氮N1（300kg/hm2）、100%缓释氮肥N2（300kg/hm2）、65%缓释氮肥N3（195kg/hm2）、30%缓释氮肥N4（90kg/hm2）、不施氮N0共5个施氮水平，磷肥和钾肥均按统一标准施用，以不施肥CK为对照，于2018年和2019年在陕西杨凌地区进行了田间试验，研究不同缓释氮肥减施量对夏玉米地上部干物质累积、氮素累积吸收量、土壤硝态氮分布及累积、产量和氮肥利用效率等指标的影响。结果表明：施加氮肥可以显著提高夏玉米地上部干物质累积量、氮素吸收量和产，与当地常规施氮N1处理相比，N2处理和N3处理的地上部干物质累积量及氮素累积吸收量、氮素吸收效率、氮肥偏生产力、产量等指标均有显著增加；两年试验，N2处理与N3处理的地上部干物质累积量、氮素累积吸收量、产量无显著差异，但N3处理的氮肥偏生产力较N2两年分别提量高54.61%和56.25%，氮肥农学利用率分别提高35.24%和61.48%，营养器官氮素转运率分别提高17.34%和18.10%；缓释氮肥减施可以显著降低0~200cm土层的硝态氮残留量，并且可以提高0~40cm土层硝态氮占比，0~40cm土层硝态氮占比最大的为N3处理，较其他施氮处理提高6.82%~118.60%。在既能满足较高产量又能满足较高氮肥利用效率、较低氮素流失的情况下，缓释氮肥纯氮施用量195kg/hm2是该地区较优的施肥方式。     

秸秆还田配施氮肥对土壤碳氮含量与玉米生长的影响

为明确宁夏扬黄灌区秸秆还田条件下的适宜施氮量,在玉米秸秆全量还田条件下,设4种纯氮施用水平(0 kg/hm~2(N0)、150 kg/hm~2(N1)、300 kg/hm~2(N2)、450 kg/hm~2(N3)),以秸秆还田不施氮肥(N0)为对照,研究了秸秆还田配施不同纯氮水平对土壤有机碳氮含量、微生物量碳氮含量和酶活性及其对玉米生长的影响。结果表明,秸秆还田配施氮肥有利于耕层土壤有机碳和全氮含量的提高,随施氮量的增加,土壤碳氮比降低,其中以N2和N3处理对提高耕层有机碳氮含量效果最佳。秸秆还田条件下土壤微生物量碳氮比随施氮量的增加而降低,N2处理对微生物量碳含量、N3处理对微生物量氮含量的提高作用最为显著。秸秆还田配施氮肥能显著提高土壤脲酶、过氧化氧酶、碱性磷酸酶和蔗糖酶活性,以N2和N3处理的改善效果较优。秸秆还田配施氮肥对玉米前期生长影响不显著,而N2处理对中后期玉米生长具有显著促进作用。2年玉米籽粒产量以N2处理增产效果最佳,平均较N0处理提高22.0%。通过2年研究结果表明,在宁夏扬黄灌区实施秸秆还田配施氮肥措施可增加土壤有机碳氮含量,调节土壤碳氮比,促进玉米生长,进而提高玉米产量,以秸秆还田配施纯氮300 kg/hm~2效果最佳。     

秸秆氨化还田对农田水分与夏玉米产量的影响

寻求秸秆资源的有效还田方式对干旱半干旱区农业的可持续发展具有重要意义。本文于2014年和2015年在夏玉米全生育期设置2个秸秆氨化水平（A0:未氨化冬小麦秸秆,A1:氨化冬小麦秸秆）和2个秸秆长度水平（L0:粉碎为短秸秆,L1:大于50mm冬小麦长秸秆）翻压还田,分析不同预处理秸秆还田条件下夏玉米全生育期株高、叶面积指数、地上部生物量、冠层覆盖度等生长指标以及土壤贮水量、耗水量、产量和水分利用效率的变化。结果表明,2年夏玉米氨化短秸秆翻压还田处理（A1L0）平均土壤体积含水率较未氨化长秸秆处理（A0L1）分别提高了10.7%和6.4%;氨化处理土壤体积含水率明显高于未氨化处理,但不同处理间耗水量差异较小;夏玉米灌浆期氨化短秸秆翻压还田处理（A1L0）的平均冠层覆盖度（CC）比其他处理高3.7%~10.7%;成熟期氨化短秸秆翻压还田处理（A1L0）的平均地上部干物质量比其他处理高 2.1%~9.5%,平均产量比其他处理增加2.8%~9.1%,平均水分利用效率比其他处理增加1.7%~7.4%;氨化短秸秆翻压还田处理（A1L0）能显著提高夏玉米地上部生物量与籽粒产量。因此,氨化短秸秆翻压还田能有效促进夏玉米生长,保持较好的土壤水分条件,有助于提高夏玉米产量和水分利用效率。     

秸秆还田配施氮肥对土壤性状与水分利用效率的影响

为揭示宁夏扬黄灌区秸秆还田配施氮肥对土壤性状与玉米水分利用效率的影响,在秸秆全量还田(9 000 kg/hm2)条件下,设置4种不同纯氮施用水平:SR+N0(0 kg/hm2)、SR+N1(150 kg/hm2)、SR+N2(300 kg/hm2)和SR+N3(450 kg/hm2),以秸秆不还田施氮量333 kg/hm2为对照(CK),研究秸秆还田配施氮肥对土壤容重、含水率、养分含量、玉米产量及水分利用效率的影响。结果表明,秸秆还田配施氮肥可改善耕层(0～40 cm)土壤容重和孔隙状况,以SR+N2和SR+N3处理效果最优,耕层平均土壤容重分别较CK降低8. 0%和8. 8%,土壤总孔隙度分别较CK提高11. 4%和12. 5%。秸秆还田配施氮肥有利于提高耕层土壤有机碳和全氮含量,随施氮量的增加土壤碳氮比降低,其中以SR+N2和SR+N3处理效果最优。SR+N2处理改善土壤肥力效果最优,其土壤碱解氮、有效磷、速效钾含量分别较CK提高33. 6%、47. 0%、30. 8%。SR+N2处理在玉米生育中后期具有较好的蓄水保墒效应,玉米增产和改善水分利用效率效果最优,两年平均玉米籽粒产量和水分利用效率分别较CK提高33. 9%、26. 2%。通过两年研究发现,在宁夏扬黄灌区,秸秆还田配施氮肥可有效改善土壤物理性质、增加土壤养分含量、调节土壤碳氮比、增强土壤的蓄水保墒能力,从而显著提高玉米籽粒产量和水分利用效率,以秸秆还田配施纯氮300 kg/hm2效果最优。     

滴灌施肥下水氮供应对夏玉米产量、硝态氮和水氮利用效率的影响

【目的】寻找滴灌夏玉米最佳施氮量。【方法】本试验在测坑-防雨棚设施条件下进行,试验设置2个灌水定额,分别为50 mm(WH为充分灌溉)25 mm(WL为限水灌溉);4个氮肥水平,即0、90、180、270 kg/hm~2,分别以N0、N1、N2和N3表示。采用完全区组设计,共计8个处理,3次重复。研究了滴灌施肥条件下,灌水定额和氮肥互作对土壤水分消耗、NO3--N运移积累以及夏玉米产量和水氮利用效率的影响。【结果】灌水、氮肥及其交互作用均显著影响夏玉米地上部干物质量、籽粒产量和水氮利用效率。限水灌溉条件下,玉米拔节期—灌浆初期发生中轻度水分亏缺,对后期产量形成产生显著影响,但限水灌溉显著提高了土壤贮水的消耗量和水分利用效率。在2种灌溉水平下,施氮量与产量均成抛物线关系,充分灌溉条件下施氮量264.3 kg/hm~2时为转折点,限水灌溉条件下施氮量176.9 kg/hm2为转折点。充分灌溉条件下,随着施氮量的增加氮肥农学利用率呈增加趋势;但在限水灌溉条件下,随着施氮量的增加氮肥农学利用率表现出降低的趋势。随着施氮量增加,各土层土壤硝态氮量显著增加,且60～100 cm土层硝态氮累积所占比例增加。与充分灌溉相比,限水灌溉作物吸氮量降低,各生育期土壤中硝态氮残留增加。【结论】玉米产量对氮素的响应与供水量相关,水分亏缺下,产生最大产量需要的氮素用量随之降低。因此,生产中应根据土壤含水率调整施氮量,以实现最高产量和水肥利用效率。     

包膜复合肥施用对夏玉米产量及氮肥利用率的影响

采用随机区组设计了7个施氮水平,以不施氮为对照,研究了包膜复合肥用量及施用方法对夏玉米氮肥利用以及产量的影响。结果表明:增加肥料的用量,夏玉米叶面积指数、干物质积累量、产量及蛋白质产量也显著增加;施氮量相同时,玉米的产量和氮肥利用率均表现为:底施包膜复合肥＞侧施包膜复合肥＞普通尿素;与包膜复合肥侧施相比,底施分别使产量、蛋白质产量和氮肥利用率提高9.6%～12.4%、12.0%～19.0%和16.1%～26.8%。综合分析表明,与普通尿素和复合肥侧施相比,底施包膜复合肥225 kghm2,可显著提高玉米氮肥利用率和产量,是适宜该地区大面积推广的施肥模式。      

牛场废水与化肥配施对冬小麦-夏玉米产量和土壤氮素的影响

为寻求农田最佳废水利用模式,以当地习惯施氮量(冬小麦季施氮228 kg/hm2,夏玉米季施氮150 kg/hm2)为对照(CK),研究牛场废水灌溉与化肥配施对冬小麦和夏玉米轮作体系作物产量、吸氮量以及0~100 cm土层氮素分布的影响。结果表明,冬小麦越冬期废水灌溉与拔节期追施化肥处理冬小麦产量达到与CK同一水平,且冬小麦植株吸氮量超过了CK;冬小麦季土壤表层(0~20 cm)NO3--N量最高,20~100 cm土层NO3--N量随深度变化不明显,夏玉米收获后0~100 cm土层NO3--N量随深度增加先降低后升高,80~100 cm土层与0~20 cm土层NO3--N量达到同一水平。冬小麦越冬期灌溉废水与拔节期追施氮肥是养殖废水安全农田利用的最佳模式。     

水氮耦合条件下冬小麦生长和氮素营养诊断

基于2年大田试验,对比研究了不同施氮量(N1:80 kg/hm2,N2:160 kg/hm2,N3:240 kg/hm2)和水分(W1:拔节期和抽穗期分别补灌30 mm,W0:不灌溉)处理对冬小麦地上部生物量累积、产量和水氮利用效率的影响。此外,构建了2种水分条件下的冬小麦临界氮浓度稀释曲线模型,并据此建立氮营养指数模型对冬小麦进行氮素营养诊断。结果表明,一定水分条件下,中氮处理的地上部生物量显著高于低氮处理,且与高氮处理差异不显著;一定施氮水平下,适当补充灌溉可提高冬小麦地上部生物量累积。2种水分处理的冬小麦地上部最大生物量与临界氮浓度间符合幂函数关系,拟合度均达到极显著水平,且在年际间具有较好的稳定性。综合氮营养指数和施氮量与产量的拟合曲线得出,W0和W1条件下,冬小麦获得最高产量时对应的施氮量分别为171和186 kg/hm2。2个冬小麦生长季,W1N2处理的平均水分利用效率分别较W0N2和W1N3处理提高10.57%和14.01%;平均氮肥利用效率分别较W0N2和W1N3处理提高10.97%和55.77%,是合理的灌水施肥处理。     

内蒙古阴山北麓滴灌马铃薯田氨挥发和氧化亚氮排放特征

采用静态暗箱法和通气法,研究了在滴灌条件下氮肥用量对马铃薯田氧化亚氮排放和氨挥发的影响。结果表明,氮素的气态损失量以氨挥发形式大于以氧化亚氮的排放形式。马铃薯田的氨挥发速率与氧化亚氮排放通量呈现出季节性动态变化,且随着施氮量的增加而增加。马铃薯田氨挥发量均在施肥后第1~4 d出现峰值,氨挥发损失量为2.5~3.6 kg/hm~2,净损失量占施氮量的0.21%~0.42%;马铃薯田的氧化亚氮排放量均在施肥后第3 d出现峰值,氧化亚氮排放损失量为0.64~1.96 kg/hm~2,净损失量占施氮量的比例为0.29%~0.48%。当施氮量达到270kg/hm~2时氮的气态损失量显著高于其他处理。土壤含水率和温度对氧化亚氮的排放通量和氨挥发速率有一定影响,随水分增加,氧化亚氮的排放增加,氨挥发速率受到抑制;温度升高会促进氨挥发速率,但温度对氧化亚氮的排放基本没有影响。     

秸秆还田与氮肥运筹对水稻产量及氮素利用的影响

【目的】明确秸秆还田条件下水稻生产合理的氮肥运筹模式,为实现水稻可持续生产提供技术支撑。【方法】以水稻品种吉粳88为试验材料,采用裂区试验设计,主区为秸秆还田(S)和秸秆不还田(S0);副区为氮肥运筹处理,在总施纯氮量为200 kg/hm~2下,设置基肥、分蘖肥、穗肥质量比分别为7∶2∶1(N1)、6∶3∶1(N2)、5∶3∶2(N3)、4∶3∶3(N4)4种氮肥运筹比例,以不施氮肥为对照(CK),研究了秸秆还田与氮肥运筹对群体干物质积累量、水稻产量及产量构成因素及氮素利用效率的影响。【结果】秸秆还田结合适宜的氮肥运筹能够有效增加水稻产量。在秸秆还田条件下,随着基肥占总施氮量比例的降低,水稻产量呈现逐渐降低趋势,N1处理下水稻每穗粒数显著提高,增加有效穗数和结实率,提高水稻产量,且其产量最高比秸秆不还田条件下产量最高的N3处理高7.50%。在同一氮肥运筹模式下,秸秆还田处理水稻分蘖至拔节阶段的群体干物质积累量均低于不还田处理,拔节至抽穗阶段的群体干物质积累量均高于不还田处理,而在抽穗至成熟阶段,只有高基肥处理(N1、N2)的阶段干物质积累量高于不还田处理。在秸秆还田条件下,不同氮肥运筹间表现为随基肥占总施氮质量比例的降低,拔节至抽穗、抽穗至成熟阶段的群体干物质积累量呈逐渐降低趋势,N1处理水稻群体干物质积累量最高。秸秆还田处理的平均氮素积累总量高于秸秆不还田处理。在秸秆还田条件下,不同氮肥运筹间表现为随着基肥所占总施氮量比例的降低,氮肥利用效率呈逐渐降低趋势,N1处理氮肥表观利用率、农学利用率和偏生产力最高。【结论】在秸秆还田为8.0 t/hm~2条件下,氮肥运筹以基肥、蘖肥、穗肥质量比为7∶2∶1时能够有效增加各时期的干物质积累量,提高氮肥利用率及水稻产量,为最佳氮肥运筹比例。     

氮肥运筹对夏玉米根系生长与氮素利用的影响

基于2季夏玉米田间试验,对比研究了尿素(纯氮0、80、160、240 kg/hm~2,基追比为2∶3;记为N0、N80、N160、N240)和控释氮肥(纯氮0、60、120、180、240 kg/hm~2,一次性基施;记为K0、K60、K120、K180、K_240)运筹对夏玉米根系生长、产量及土壤硝态氮分布和氮素吸收利用的影响。结果表明,施用尿素和施用控释氮肥的夏玉米整根各参数均表现为随施氮水平的提高呈先增加后减小的趋势。其中处理N160和处理K120的根系各项指标较高,且根长比根表面积和产量的拟合效果更优,更能反映不同氮肥运筹间产量的差异。与尿素相比,控释氮肥各处理土壤硝态氮累积量与作物需肥规律吻合较好,收获后0~200 cm土层硝态氮含量变幅较小,且硝态氮峰值所在土层深度较浅。2种氮肥中,处理N160与处理K120的籽粒产量、氮收获指数和氮素利用效率较高。其中处理K120的节肥增效潜力显著,其2季夏玉米平均氮收获指数和氮素利用效率分别较处理N160提高5.38%和4.96%,是适宜的氮肥运筹方式。     

氮肥运筹对夏玉米氮素盈亏与利用的影响

基于2年田间试验,确立了尿素(纯氮0、80、160、240 kg/hm2,基追比为2∶3)和控释氮肥(纯氮0、60、120、180、240 kg/hm2,一次性基施)运筹下夏玉米临界氮浓度稀释曲线模型,据此构建氮素吸收模型、氮素营养指数模型和氮积累亏缺模型进行夏玉米氮素营养诊断,并比较不同氮肥运筹的氮素利用效率。结果表明,夏玉米临界氮浓度与地上部最大生物量间符合幂函数关系。利用独立试验数据对模型进行验证,结果表明该模型可靠性较高(相对误差为0.46%~4.08%)。氮素营养指数模型和氮积累亏缺模型可用于诊断植株氮素营养并定量调控氮肥管理。尿素和控释氮肥的适宜施氮范围分别为160~174 kg/hm2和120~150 kg/hm2。与尿素相比,控释氮肥的氮肥利用率显著提高,获得理论最高产量时,可节省氮肥用量约14%。     

农田不同培肥措施的节水增产试验研究

针对华北平原水资源严重不足的实际情况 ,开展了不同培肥模式的节水增产试验研究 ,结果表明 ,玉米秸、麦秸全部还田与单独麦秸还田比较 ,全生育期冬小麦夏玉米共增产 4 77.72 kg/hm2 ,增产幅度为3.6 2 %。耗水量则是冬小麦季全还耗水量高于麦还 ,夏玉米季的耗水量全还低于麦还 ,二季总耗水量则表现为全还大于麦还 ,而且水分利用效率也是全还大于麦还。综合各种施氮水平与还田模式 ,适合当地的最佳培肥模式为 :全还 + N2 +有机肥 ,冬小麦夏玉米全生育期耗水总量为 778.34 mm,水分利用效率为 1 9.0 0kg/( hm2· mm)。     

水氮运筹对玉米产量及水氮利用效率的影响

【目的】确定适合豫北灌溉区玉米的高产高效和节水增效的水氮运筹模式。【方法】采用随机区组设计实施了为期3 a田间定位试验,试验设置3个灌水量:灌0水(A1),灌2水(A2)和灌3水(A3);2个氮肥运筹:B1:基肥(70%)+小喇叭口期(20%)+灌浆期(10%),B2:基肥(60%)+小喇叭口期(25%)+灌浆期(15%),共6个处理,并分析灌水次数和氮肥运筹对玉米产量和水氮利用效率的影响。【结果】灌水次数(A)和氮肥运筹(B)对玉米产量、水分利用效率(WUE)、灌水利用效率(IWUE)和氮肥偏生产力(NPFP)的影响均极显著,而A×B交互作用对其没有显著影响。2017年和2019年玉米产量、WUE和NPFP的变化规律为A3B2处理>A2B2处理>A3B1处理>A2B1处理>A1B2处理>A1B1处理;而2018年玉米产量和NPFP为A3B2处理>A3B1处理>A2B2处理>A2B1处理>A1B2处理>A1B1处理,WUE为A3B2处理>A3B1处理>A2B2处理>A1B2处理>A1B1处理>A2B1处理,且2017—2019年A3B1处理玉米产量、WUE和NPFP与A2B2处理间没有显著性差异。与对照(A1B2处理)相比,2017—2019年A3B2处理玉米产量、WUE和NPFP分别增加20.2%~39.6%、4.8%~10.9%和20.2%~39.6%。2017—2019年玉米IWUE均随着灌水次数的增加而降低,其中均以A2B2处理最高,较A3B2处理增加30.2%~91.9%。此外,2017—2019年A2B2处理玉米产量和NPFP显著高于A1B2处理,分别增加11.3%~21.1%和11.3%~21.2%。【结论】A3B2处理为豫北灌区玉米最佳高产高效模式,A2B2处理为豫北灌区玉米最佳节水增效模式。     

不同水肥措施下的冬小麦水氮利用和生物效应研究

【目的】寻找合适的冬小麦水肥方案。【方法】采用田间试验方法,在传统畦灌和水肥一体化微喷灌下分别设置不同施氮肥处理,研究了小麦干物质积累、产量、水氮利用和土壤贮水量。【结果】与传统畦灌比,微喷灌各处理灌水量减少50%,干物质积累量、产量、氮肥生产效率、水分利用效率分别增加28.2%～41.1%、0.2%～27.3%、0.8%～76.6%和23.3%～61.7%。其中传统畦灌下,推荐施氮肥与不施氮肥、农民习惯施氮肥和推荐施氮肥减氮20%处理比较,小麦干物质积累量、产量、氮肥生产效率、水分利用效率分别增加4.0%～11.4%、1.8%～26.9%、32.1%～75.3%、0.8%～28.2%。微喷灌下,与推荐施氮肥比,推荐施氮肥减氮20%的小麦干物质积累量、产量、氮肥生产效率、水分利用效率分别提高6.4%、4.5%、0.8%、2.3%。【结论】综合比较,水肥一体化微喷灌下推荐施氮肥减氮20%表现最优,提高冬小麦水氮利用效率,稳定产量,是节水减肥可推荐的有效途径。     

拔节期淹水条件下施氮量对玉米干物质积累和氮素吸收利用的影响

【目的】揭示拔节期淹水胁迫下施氮量对玉米干物质积累分配及氮素吸收利用的影响。【方法】以春玉米"宜单629"为供试作物,采用2因素裂区田间试验,主处理为土壤水分状况,包括全生育期适宜水分(CS处理)和拔节期淹水6 d(YS处理);副处理为施氮量,包括0、90、180、270 kg/hm²和360 kg/hm²,分别记为N0、N1、N2、N3和N4,测定了春玉米叶片SPAD值、抽丝期和成熟期各器官干物质和氮素积累量和成熟期籽粒产量。【结果】任一施氮水平下,与CS处理相比,YS处理显著降低玉米叶片的SPAD值、植株干物质和氮素积累量、营养器官氮素转运量、收获指数、氮收获指数和氮素利用效率。随着施氮量的增加,YS处理下植株干物质量、氮素积累量、营养器官氮素转运量、收获指数、氮收获指数和氮素利用效率增加5.2%~41.8%,但氮肥偏生产力减少41.1%~59.4%,氮肥农学利用率先增加后减少;N4处理可以实现氮素转运贡献率和氮素吸收贡献率的协调,但降低氮肥农学利用率。【结论】增施氮肥有利于提高拔节期淹水胁迫下玉米的干物质累积量和吸氮量,且增加二者向籽粒的分配比例,但增加了土壤氮素损失的风险。     

地下水埋深与施氮水平对夏玉米生长及硝态氮量的影响

【目的】探讨华北地区夏玉米-冬小麦轮作体系下氮肥减施与地下水埋深的交互作用。【方法】借助大型地中渗透仪和Logistic作物生长模型,采用二因素完全随机区组设计:地下水埋深(G1:2.0 m、G2:3.0 m、G3:4.0 m),施氮量(N1:减氮20%、N2:常规施氮),以及不施氮不控水作为对照(WN),研究了华北地区地下水埋深和施氮水平组合对夏玉米生长、干物质量积累和硝态氮量的影响。【结果】所有处理夏玉米叶面积指数(LAI)在灌浆期最大,成熟期相同施氮水平,G1处理LAI显著高于G2、G3处理;N2水平下,G1处理玉米株高快速生长时间较G2、G3处理分别增加了3.99%、12.91%,但最大增长速率相对降低了9.69%、14.65%;N1水平下,G1处理籽粒干物质量显著高于G2和G3处理,N2水平下,G3处理籽粒干物质量显著高于G1和G2处理;N2水平下,G1处理硝态氮增量显著高于G2、G3处理,0~20 cm分别高出75.92%、90.03%,20~40 cm分别高出30.56%、130.95%。同一地下水埋深下,成熟期LAI表现为N2处理显著高于N1处理;0~20 cm与20~40 cm土层N2处理下硝态氮增量是N1处理的1.4~5.3倍和2.4~11.2倍;在G1水平下,N2处理株高快速生长期较N1处理增加了7.52%,而N1处理单株籽粒干物质量显著高于N2处理,高出9.13%;Person相关性分析表明,N2水平下,随着地下水埋深变化,0~40 cm土层硝态氮增量与产量显著负相关,R²为0.827~0.883。【结论】高氮与较浅地下水埋深组合促进了玉米营养生长,不利于玉米生殖生长和产量形成;低氮与浅地下水埋深组合有利于产量形成和减氮增效。     

少免耕与秸秆还田对极端土壤水分及冬小麦产量的影响

为了高效利用天然降雨，缓和农业水资源短缺，该试验在小麦、玉米一年两熟条件下，设置耕作措施和秸秆2个因素，其中耕作措施分为常规耕作、深松耕、耙耕、旋耕、免耕5种，秸秆因素分为玉米秸秆全量还田与不还田，共10个处理，研究了耕作措施与秸秆因素对极端土壤水分和冬小麦产量的效应。结果表明，无论秸秆还田与否，相对于常规耕作，深松耕能提高土壤水分充足期的土壤含水率，增加冬小麦产量，尤其是深松耕秸秆还田，比常规耕作无秸秆还田分别高25.74%和11.45%。秸秆因素在土壤水分充足时影响土壤含水率方面占主导地位，秸秆因素与耕作措施在土壤水分亏缺时影响土壤含水率和冬小麦产量方面均起着重要的作用。免耕、深松耕、耙耕与秸秆还田的交互效应能够增加集雨，提高冬小麦产量。研究结果还表明，冬小麦产量与土壤水分亏缺时土壤含水率相关不显著，而与土壤水分充足期土壤含水率相关显著。     

施氮量对扬黄灌区土壤水分、温度、碳氮及玉米产量的影响

针对宁夏扬黄灌区降水少、春季低温不利于玉米出苗和生长,而作物生育中后期高温胁迫导致玉米生产力低下等问题,在滴灌条件下设置秸秆全量还田(9 000 kg/hm²)配施3个不同纯氮用量:150,300,450 kg/hm²(即处理N1,N2,N3),并以秸秆还田不施氮肥为对照处理(CK),研究不同施氮量对土壤水分、土壤温度、土壤碳氮(土壤有机碳和全氮含量及碳氮比C/N)、玉米产量及水分生产率的影响.结果表明,N3处理对提高0~40 cm层土壤有机碳、全氮含量效果最佳,分别较CK处理显著提高41.5%和41.7%,而N2处理对调控土壤C/N效果最显著,较CK处理显著增加5.2%.秸秆还田配施氮肥均可提高玉米苗期(播后20 d)0~25 cm土层土壤的温度,且对玉米生育期内0~100 cm土层土壤具有很好的保水作用,以N2处理对土壤调温保水效果最佳.处理N1和N2能显著影响玉米的产量构成,较CK处理可显著增产46.2%~63.7%.同时,N2处理可显著提高玉米水分生产率,与CK处理相比,N2处理可显著促进玉米水分生产率提高36.1%.可见,秸秆配施300 kg/hm²氮肥还田在宁夏扬黄灌区对调控土壤水热环境和土壤碳氮比、促进玉米产量和水分生产率增加方面,效果最佳.