秸秆还田配施氮肥对夏玉米灌浆过程和产量的影响

针对京都“冬小麦一夏玉米”种植制度下秸秆还田十分普遍,然而氮肥施用却常常过量这一现状,探讨了秸秆还田配施氮肥对夏玉米灌浆过程和最终产量的影响。试验设秸秆还田和秸秆不还田2个因素,不施氮、传统施氮和优化施氮3个氮肥水平。结果表明：秸秆还田配施氮肥,夏玉米的籽粒体积增加了17．38％～19．69％,高速灌浆持续期较对照延长5～7d,夏玉米产量提高显著,尤其是秸秆还田 优化施氮处理产量最高,达到7385．1kg／hm。;秸秆还田优化施氮的穗粒数达到598．19粒／穗,与秸秆不还田不施氮处理相比增加了27．3％,秸秆还田传统施氮处理的千粒重最大,达到239．75g／1000粒。通过对比分析,认为“秸秆还田 优化施氮”是京郊地区适宜采用的一种增加作物产量的优化耕作模式。     

玉米秸秆还田对冬小麦产量和不同生育期土壤硝态氮累积量的影响

以田间试验方法研究了玉米秸秆还田配施氮肥对后茬冬小麦产量和小麦生育期土壤硝态氮累积量的影响。试验采用裂区设计,主处理包括玉米秸秆还田(S1)和不还田(S0)2个处理,副处理为5个不同施氮水平,分别为0、84、168、252 kg·hm~(-2)和336 kg·hm~(-2)。结果表明,施氮量较低时(分别低于99 kg·hm~(-2)和79 kg·hm~(-2)时),秸秆还田处理小麦产量低于秸秆不还田处理,施氮量较高时则相反;两条氮肥肥效曲线呈相交规律。施氮252 kg·hm~(-2)时,秸秆还田处理分别增产9.5%和2.1%,施氮336 kg·hm~(-2)时,秸秆还田处理分别增产7.0%和5.6%。冬小麦冬前分蘖期土壤硝态氮主要累积在0~40 cm土层;施氮量高于84 kg·hm~(-2)时,秸秆还田处理硝态氮累积量有高于相同施氮量下不还田处理的趋势,其中0~20 cm土层N336+秸秆还田处理硝态氮累积量比不还田处理提高25%(武功试验地)。冬小麦返青期土壤硝态氮较冬前分蘖期大幅降低,此期秸秆还田处理0~20 cm土层硝态氮累积量有低于秸秆不还田处理的趋势。周至县连续三年田间试验结果表明,秸秆还田处理冬小麦收获期土壤硝态氮累积量有高于秸秆不还田处理的趋势,不施氮肥处理0~1 m土层秸秆还田比不还田处理累积量显著提高43.4%。秸秆还田对冬小麦产量和土壤硝态氮累积量的影响与施氮量有关,施氮量较低时秸秆还田条件下冬小麦返青期土壤硝态氮含量较低,引起作物速效氮供应的短期(返青期追施氮肥前)缺乏,影响小麦生长,进而导致小麦减产。连续秸秆还田处理有利于小麦收获期2 m土壤硝态氮累积,减少向下淋溶。     

氮肥配施生物炭和脲酶抑制剂对夏玉米-冬小麦产量及氮素利用的影响

于2019—2021年采用再裂区设计,设置氮肥、生物炭和脲酶抑制剂3个因素,主处理设5个氮水平：0、75、150、225 kg·hm^-2和300 kg·hm^-2,副处理设2个生物炭水平：0 t·hm^-2和7.5 t·hm^-2,副副处理设2个脲酶抑制剂水平：0%和2%,共20个处理,研究氮肥配施生物炭和脲酶抑制剂对夏玉米-冬小麦轮作体系作物产量和氮肥吸收利用的影响。结果表明,施用生物炭显著提高夏玉米和冬小麦产量、植株氮素吸收量、氮肥表观利用率、氮素收获指数以及夏玉米地上部生物量,较不施生物炭处理分别增加4.4%和2.9%、2.3%和3.0%、25.8%和13.5%、4.9%和6.1%、4.5%;氮肥单独配施生物炭可显著提高夏玉米和冬小麦产量、植株氮素吸收量和氮肥表观利用率,且氮肥和生物炭具有显著的交互效应。施用脲酶抑制剂显著增加夏玉米植株氮素吸收量和氮肥表观利用率,较不施脲酶抑制剂处理分别提高1.5%和3.0%;氮肥单独配施脲酶抑制剂可提高夏玉米植株氮素吸收量和氮肥表观利用率,但氮肥与脲酶抑制剂无显著...     

渭北旱塬秸秆还田对土壤水分及作物水分利用效率的影响

探讨秸秆还田对渭北旱塬区土壤水分状况、冬小麦产量及水分利用效率的影响。在陕西合阳进行连续两年的秸秆还田定位试验,研究秸秆还田对不同层次土壤水分变化、产量及作物水分利用效率的影响。从小麦播种到抽穗期秸秆还田量9 000 kg/hm2和6 000 kg/hm2处理的0~80 cm土层贮水量分别较对照高15.96 mm和10.74 mm,还田量9 000 kg/hm2处理的贮水量与对照间差异达到显著水平(P0.05),且80~200 cm土层贮水量较对照高15.11 mm,差异达极显著水平(P0.01),但还田量6 000 kg/hm2处理的80~200 cm土层贮水量与对照差异不显著。还田量9 000 kg/hm2处理的产量、耗水量和水分利用效率均与对照间差异显著(P0.05),分别较对照增加15.70%、5.66%和8.9%;还田量6 000 kg/hm2处理的产量较对照增加6.22%,较还田量9 000 kg/hm2处理减少8.93%,差异均达到显著水平(P0.05),其耗水量和水分利用效率与对照差异不显著。秸秆还田对土壤蓄水保墒具有重要作用;还可显著地提高冬小麦产量、水分利用效率和耗水量,且表现出随秸秆还田量的增加而增加。     

秸秆还田与氮肥配施对春玉米产量及水分利用效率的影响

为了探讨长期玉米秸秆还田与氮肥配施对辽西风沙半干旱区春玉米产量和水分利用效率的影响,在农业部阜新农业环境与耕地保育科学观测实验站利用长期定位试验,设置了4个秸秆还田量水平(0,3 000 kg·hm~(-2),6 000 kg·hm~(-2),9 000 kg·hm~(-2))与两个施氮肥水平(210 kg·hm~(-2),420 kg·hm~(-2)),共8个处理。结果表明,连续秸秆还田与氮肥配施可以显著增加玉米的群体生物产量(P0.05)和经济产量(P0.05),2013年(平水年)和2014年(枯水年)的产量均为C3N1处理最高,分别为14 719.95 kg·hm~(-2)和12 397.95 kg·hm~(-2),大小顺序为C3N1C3N2C2N1C2N2C1N2C1N1C0N2C0N1;秸秆还田可以充分利用作物生育期降水,提高降水利用效率和作物水分利用效率,2 a的研究结果显示,C3N1处理的水分利用效率最高,在生物产量和子粒产量水分利用效率方面,2013年与2014年分别比最低的C0N1处理高26.83%、43.15%和44.64%、70.55%,两年平均水分利用效率的大小顺序与生物产量相同。综合分析认为,秸秆量9 000 kg·hm~(-2)、氮肥量210 kg·hm~(-2)是提高该区域类型土地生产力和农田水分利用效率的较优方案。     

秸秆还田下减量施氮对作物产量及养分吸收利用的影响

秸秆还田条件下,采用多年田间定位试验研究了N肥减量施用对作物产量、养分吸收利用以及土壤表观N平衡的影响,旨在为关中小麦／玉米一年二熟轮作区合理施用N肥提供依据。结果表明：与常规施N处理（玉米季施氮187．5 kg·hm－2,小麦季施氮150 kg·hm－2）相比,2008—2011年三年中,15％减N、30％减N两个处理均未显著降低作物籽粒与秸秆产量;2010—2011年生长季中,15％减N处理降低了作物秸秆N、P、K周年总吸收量,增加了籽粒N、P、K周年总吸收量,其中籽粒P周年总吸收量增加达显著性水平;30％减N处理显著降低了籽粒N和秸秆N、K周年总吸收量,降幅分别为12．9％、41．9％、18．5％,在小麦收获后,30％减N处理的N素盈余量只有11．3 kg·hm－2,有潜在缺N危险。综合考虑产量、养分吸收利用及土壤表观N平衡,在秸秆还田条件下,15％减N处理的施N量（即玉米季施氮159 kg·hm－2,小麦季施氮127．5 kg·hm－2）为本地区最佳N肥用量。     

秸秆还田配施氮肥对冬小麦产量及氮素调控的影响

以周麦23为供试材料,采用裂区设计的大田试验研究了关中地区秸秆还田配施不同氮肥水平对冬小麦产量及氮素调控的影响。结果表明：相较于单施氮肥处理,秸秆还田配施氮肥处理冬小麦产量在低施氮量处理时有降低的趋势,在高施氮量处理时有增加的趋势,但两者间的差异不显著;秸秆还田配施氮肥能有效提高冬小麦的氮素利用效率,冬小麦的氮肥表观利用率提高了1．6％～9．1％;秸秆还田措施配施适量的氮肥有降低冬小麦百公斤籽粒需氮量的趋势。综合考虑到生产成本及潜在环境污染的可能性因素,在秸秆还田条件下,试验地区冬小麦施氮量以252～321 kg·hm-2为宜。     

黄土区旱地长期施用微肥对冬小麦农艺性状及产量的影响

以长达20年的微量元素肥料定位实验数据为基础,分析长期施用微肥对冬小麦农艺性状及产量的影响。结果表明:长期施用微肥对冬小麦有明显的增产效果,小麦施B增产481.8 kg/hm2,增产率30.3%;施Zn增产610.8 kg/hm2,增产率38.4%;施Mn肥籽粒增产368 kg/hm2,增产率23.1%;施Cu籽粒产量无明显变化。施用微肥小麦,籽粒、秸秆中微量元素含量增加,籽粒中含锌量增加10.47 mg/kg,增加率为49.79%;秸秆中含锌量增加3.84 mg/kg,增加率为47.5%;与施KH2PO4肥相比,籽粒中含锌量增加8.03 mg/kg,增加率为33.0%;秸秆中含锌量增加4.78 mg/kg,增加率为66.8%。     

不同前茬与施氮量对半干旱黄土高原夏玉米产量和土壤有机碳库的影响

研究了不同前茬(冬油菜茬、冬小麦茬)与不同施氮量(N0,0 kg·hm~(-2);N120,120 kg·hm~(-2);N240,240 kg·hm~(-2))对半干旱黄土高原夏玉米产量和土壤有机碳库的影响。结果表明:施氮显著增加了夏玉米产量,与不施氮比较,冬油菜茬和冬小麦茬分别增产9.76%~24.88%和12.56%~22.50%,且冬油菜茬的产量高于冬小麦茬6.40%~11.05%。同一茬口不同处理间夏玉米田土壤总有机碳(TOC)含量为N_(240)N_(120)N_0,N_0、N_(120)和N_(240)处理下冬油菜茬土壤TOC含量分别高于冬小麦茬1.07~1.70、1.07~1.93 g·kg~(~(-1))和0.77~1.60 g·kg~(~(-1))。两种前茬下,夏玉米出苗至成熟土壤易氧化有机碳(EOOC)和颗粒有机碳(POC)含量均随着施氮量的增加而增加,冬油菜茬土壤EOOC和POC含量分别高于冬小麦茬0.09~4.91 mg·kg~(~(-1))和0.05~0.27 g·kg~(~(-1))。施氮对土壤EOOC和POC的贡献率分别为0.34%~3.45%和10.14%~51.41%。综上分析,施氮有利于增加半干旱黄土高原夏玉米产量,并能促进土壤有机碳库的积累。在本试验区同等肥力土壤条件下,复播夏玉米以冬油菜茬为优,且施氮量以240 kg·hm~(-2)为宜。     

有机物料还田和减施氮肥对小麦氮素利用及经济效益的影响

为探讨长期有机物料还田和减施氮肥对小麦氮素利用效率及麦田经济效益的影响,本试验以常规单施氮肥处理为对照(CK),设置了秸秆还田(J)、秸秆还田+牛粪(JF)、秸秆还田+菌渣(JZ)3种有机物料还田措施,耦合减施氮肥10%(N1)、20%(N2)、30%(N3)3个施氮水平共10个处理。试验结果表明:有机物料还田处理可以使小麦增产1.90%～69.64%,各有机物料还田下小麦产量表现为JZJFJCK。JZ条件下N1水平的小麦产量最高,为10 478.04 kg·hm~(-2);JF条件下N3水平的小麦产量最高,为8 113.05 kg·hm~(-2);J条件下N2水平的小麦产量最高,为8 138.14 kg·hm~(-2),分别较CK增加了69.64%、31.35%、31.76%。各有机物料还田下小麦的经济效益与去除环境成本后的净经济效益均表现为JZJJFCK,经济效益最高的JZNI、JN2、JFN3处理分别较CK增加了123.49%、59.35%、37.72%,净经济效益分别较CK增加了186.41%、96.35%、71.94%。综上所述,有机物料还田下减施氮肥可以显著增加小麦的氮素利用效率,提升小麦的产量,从而增加麦田的经济效益与净经济效益。     

氮肥类型对夏玉米及后作冬小麦产量与水、氮利用的影响

研究了华北平原夏玉米季施用不同类型氮肥对当季与后作冬小麦及周年产量与水、氮利用的影响,结果表明:(1)随施氮量增大,夏玉米产量、耗水量与水分利用效率(WUE)增大,氮肥利用率(NUE)降低。夏玉米WUE与NUE受到氮肥类型的影响,WUE以复合肥处理较大,NUE以包膜尿素和复合肥较高,且存在较明显的基因型差异,WUE以郑单958较大,NUE以农大108较大;(2)夏玉米季施氮使冬小麦氮生理效率降低,氮肥效率增大,并显著影响冬小麦产量和WUE,但因夏玉米季品种、氮肥类型与施氮量不同而表现有差异。夏玉米季氮肥后效明显,但氮肥类型间差异显著,一般以尿素处理及包膜尿素与复合肥高N处理较大;(3)夏玉米—冬小麦轮作制度下,两季总产量、总氮素累积量、总耗水量及水、氮利用效率明显受到夏玉米季氮肥类型与施氮量的影响,且受到夏玉米基因型的影响。     

长期秸秆覆盖条件下施氮对冬小麦生长的影响

通过9年定位试验,研究了秸秆覆盖(不覆盖和秸秆覆盖4 500 kg·hm~(-2))和施氮量(0、75、150、225、300 kg·hm~(-2))对冬小麦群体动态、产量三要素和籽粒产量的影响。结果表明,秸秆覆盖显著降低冬小麦越冬期分蘖数和春季总茎数,越冬期分蘖数最多降低24%,春季总茎数最大降幅为40.7%;秸秆覆盖导致单位面积穗数减少,平均降幅5.6%,但穗粒数有增加趋势,对千粒重无显著影响;与无覆盖相比,秸秆覆盖的冬小麦籽粒产量略有降低。无论秸秆覆盖与否,小麦越冬期分蘖数、春季总茎数以及单位面积穗数均与施氮量呈抛物线的关系,穗粒数随施氮量的增加而增加,千粒重则随施氮量增加而降低;施用氮肥使小麦籽粒产量最高增幅接近70%;在供试条件下,秸秆覆盖无增产效应。相比秸秆覆盖,同样小麦产量水平下,常规栽培需氮肥较少。     

施肥和绿肥翻压方式对旱地冬小麦生长及土壤水分利用的影响

通过田间试验研究渭北旱原不同施肥处理(不施肥;40 kg P2O5/hm2;豆科绿肥专用肥30 kg/hm2)对夏闲期豆科绿肥生长和后茬小麦生长的效果,探讨了夏季豆科绿肥翻压方式(提前翻压、提前覆盖,播前翻压和不种绿肥即夏季休闲)对后茬冬小麦产量及水分利用的影响。研究表明:与不施肥处理相比,豆科绿肥专用肥显著提高绿肥盛花期地上部生物量,但对根系生长没有明显作用;施用磷肥则更有利于绿肥根系生物量的提高;施用绿肥专用肥和磷肥处理的后茬小麦产量较高,特别是绿肥提前翻压时。绿肥提前翻压时冬小麦分蘖数较高、春季总茎数较高、单位面积穗数较高,产量显著高于绿肥提前覆盖、播前翻压和不种绿肥处理,水分生产效率显著高于不种绿肥处理。从绿肥翻压、小麦播前直至小麦拔节期,绿肥翻压方式的3个处理土壤0~200 cm剖面水分含量与休闲处理始终有明显差异。提前翻压处理与提前覆盖、播前翻压处理的差异主要在40 cm以上土层。     

Effects of mulches on water use in a winter wheat/summer maize rotation system in Loess Plateau,China

Limited water resources often result in reduced crop yield and low water productivity(WP). In northwestern China, crop production is generally dependent on precipitation. Therefore, a variety of agricultural rainwater harvesting(ARH) techniques have been used for conserving soil moisture, ameliorating soil environment, increasing crop yield, and improving water use efficiency. A two-year(2013–2015) field experiment was conducted under a typical sub-humid drought-prone climate in Yangling(108°24′E, 34°20′N; 521 m a.s.l.), Shaanxi Province, China, to explore the effects of mulching(same for summer maize and winter wheat) on soil moisture, soil temperature, crop water consumption, and crop yield with a winter wheat/summer maize rotation. Crops were planted in a ridge-furrow pattern and the treatments consisted of a transparent film mulch over the ridges(M1), a crop straw mulch in the furrows(M2), a transparent film mulch over the ridges and a crop straw mulch in the furrows(M3), a black film mulch over the ridges and a crop straw mulch in the furrows(M4), and a control with no mulch(CK). Results showed that M4 was the best treatment for improving soil water storage and content, and decreasing crop water consumption during the summer maize and winter wheat rotation. In both maize and wheat seasons, M1 had a higher soil temperature than M2 and CK, and M3 had a higher soil temperature than M4. In the maize seasons, M4 had the highest yield, WP, and precipitation productivity(PP), with the average values for these parameters increasing by 30.9%, 39.0%, and 31.0%, respectively, compared to those in CK. In the wheat seasons, however, M3 had the highest yield, WP, and PP, with the average values for these parameters being 23.7%, 26.7%, and 23.8% higher, respectively, than those in CK. Annual yield(maize and wheat yields combined) and WP did not differ significantly between M3 and M4. These results suggested that M3 and M4 may thus be the optimal ARH practices for the production of winter wheat and summer maize, respectively, in arid and semi-arid areas.     

追氮及收获期对饲用青莜麦产量及秸秆蛋白质含量的影响

就追氮和收获期对3个青莜麦品种的产量和秸秆蛋白质含量的影响进行研究。结果表明,追氮可显著提高青莜麦产量和秸秆的蛋白质含量。沙地追氮69 kg/hm2时增产显著,青莜麦干重产量达6 023.4 kg/hm2,滩地青莜麦的产量最高,干重产量达9 013.4 kg/hm2;追氮69 kg/hm2,沙地青莜麦秸秆中粗蛋白和真蛋白含量分别为12.09%和7.45%,比对照提高了6.81和3.61个百分点;追氮量在69 kg/hm2水平上,每增加69 kg/hm2,青莜麦秸秆中粗蛋白质和真蛋白的增幅均显著下降。乳熟早期收获的青莜麦产量最高,品16的干重产量达10 916.7kg/hm2,9348的干重产量达10 700.0 kg/hm2;乳熟早期收获,粗蛋白向真蛋白的转化率最高。     

不同施氮水平下小麦/玉米套作群体产量和水氮利用

通过2018—2020年连续两年田间试验,以小麦/玉米套作群体为试验对象,研究N0、N1和N2 3个水平下（施N量分别为小麦0、120 kg·hm^-2和240 kg·hm^-2,玉米0、180 kg·hm^-2和360 kg·hm^-2）小麦/玉米套作群体产量、土地当量比与土壤水分利用的差异。结果表明：小麦/玉米套作具有明显的产量与水分利用优势,与单作相比,套作小麦产量提高21.34%~27.80%（P＜0.05）,产量优势主要来源于边1行与边2行的增产,而套作玉米表现受氮肥供应的调控,在N0与N1水平下套作产量减少3.02%~11.43%,仅在N2水平下高于单作玉米;小麦/玉米套作群体的土地当量比（LER）在1.04~1.16,具有土地利用优势;在相同产量下小麦/玉米套作群体比单作群体的耗水量更少,水分利用效率更高,其中在N1水平下耗水量减少最为明显,两年内平均减少消耗47.30 mm的水分,而水分利用效率比单作系统提高2.77%~6.46%,小麦/玉米套作群体在3个施氮水平下均表现出节水与水分利用优势;套作种植还可以提高小麦和玉米的氮肥农学利用率及小麦的氮肥偏生产力,两年内套作小麦的氮肥偏生产力和氮肥农学利用率最高可达64.17 kg·kg^-1和11.17 kg·kg^-1。因此在半湿润区雨养条件下具有发展小麦/玉米套作种植模式的可行性。     

旱地夏闲期秸秆覆盖和种植绿肥对冬小麦水分利用及养分吸收的影响

以夏季裸地休闲为对照,研究了免耕条件下小麦秸秆覆盖和种植豆科绿肥及二者混合对旱地冬小麦产量、作物水分利用、氮磷钾养分吸收的影响。结果表明,秸秆覆盖和种植绿肥对冬小麦籽粒产量和生物量无影响,但秸秆覆盖作物耗水量较对照增加10 mm,种植绿肥则减少11 mm,水分利用效率却无显著变化;夏闲期种植绿肥和秸秆覆盖+种植绿肥使小麦籽粒吸氮量分别降低6.0%和6.6%,差异显著,吸磷量降低5.9%和6.2%,籽粒吸钾量降低了7.9%和7.9%。可见,一年的秸秆覆盖和种植绿肥对冬小麦产量没有显著影响,但秸秆覆盖使小麦生育期耗水量增加而种植绿肥使之降低,种植绿肥和秸秆覆盖+种植绿肥使小麦对氮磷钾养分吸收有所降低。