春玉米功能叶片生理特征及产量对施氮的响应

为了提高氮肥增产效益,减少环境污染,通过2年田间试验研究了不同施氮水平(0、60、120、180、240和300 kg·hm-2)对春玉米功能叶片生理特性及产量的影响。结果表明:春玉米功能叶片SPAD值、硝态氮(NO3--N)含量、硝酸还原酶活性(NRA)、谷氨酰胺合成酶活性(GSA)和籽粒产量均随着施氮量增加显著增加,当施氮量高于180 kg·hm-2时,各指标均有降低趋势。氮肥表观利用率和氮肥生理利用率均随着施氮量增加先增加后降低,在施氮量为180 kg·hm-2时达到最大,分别为30.0%和9.3 kg·kg-1N,这与氮肥农学利用率的变化趋势正好相反。春玉米功能叶片SPAD值、NO3--N含量、NRA和GSA随着生育期推进分别呈现"快速上升-缓慢上升-下降"、"双峰"、"波浪型"和"波浪型"的变化趋势,其峰值均出现在拔节期至孕穗期。综合考虑籽粒产量和功能叶片生理特征,179~209 kg·hm-2是本试验条件下春玉米的合理施氮量。     

不同施氮方式对春玉米产量、氮素吸收及经济效益的影响

通过田间试验,研究了不同施氮方式(习惯施氮量、推荐施氮量及等氮量下有机肥替代)对春玉米产量、氮素吸收及经济效益的影响。结果表明:施氮能显著提高春玉米产量,2008年和2009年分别提高11.2%～16.8%、10.9%～24.2%。等氮量下,30%有机肥氮替代模式能够维持或显著提高春玉米产量。除2009年推荐施氮量下有机肥氮替代处理春玉米产量低于习惯施氮量外,其它相同施氮模式间春玉米产量均无显著差异。有机肥氮替代模式氮素吸收量和肥料利用率较等氮量下100%化肥氮偏低,但施氮效益较高,因此,有机肥氮部分替代化肥氮可作为东北春玉米的有效施氮措施。     

基于产量反应和农学效率的推荐施肥方法在东北春玉米上应用的可行性研究

【目的】针对当前我国玉米生产中肥料不合理施用带来的肥料利用率低的现状,以及我国小农户经营、测土施肥实现困难等问题,建立基于产量反应和农学效率的玉米推荐施肥方法,玉米养分专家系统（Nutrient Expert for Hybrid Maize,NE）,研究其在东北春玉米上的应用效果。【方法】于2010~2014年共布置了193个田间试验,从产量、经济和环境方面在东北春玉米种植区对玉米养分专家系统进行校正和改进,包括肥料用量,产量,经济效益,氮（N）、磷（P）和钾（K）肥利用率和氮素损失等方面。试验包括5个处理,分别为农民习惯施肥（FP）,玉米养分专家系统的推荐施肥（NE）,以及基于NE处理的减氮、减磷和减钾处理。【结果】NE平衡了肥料用量,显著降低了氮肥和磷肥施用量,与FP相比分别降低了43.5（P < 0.001）和23.6 kg/hm2（P < 0.001）,降幅分别达到了21.0%和27.0%,但增加了钾肥用量（8.3 kg/hm2,P=0.001）。全部试验NE处理产量显著高于FP处理0.6 t/hm2,增产率为5.2%（P < 0.001）。5年平均经济效益（GRF）NE处理比FP处理增加1466 yuan/hm2,增幅为7.2%（P < 0.001）,其中1192 yuan/hm2是通过产量增加带来的,占总增加量的81.3%。NE处理的氮素农学效率（AEN）、氮素吸收利用率（REN）和氮素偏生产力（PFPN）比FP处理平均分别增加了5.8 kg/kg、11.0个百分点和16.8 kg/kg,增幅分别达到了53.8%、47.8%和29.6%;磷素农学效率（AEP）、磷素吸收利用率（REP）和磷素偏生产力（PFPP）平均分别增加了12.3 kg/kg、13.5个百分点和44.0 kg/kg,增幅分别达到了125.9%、87.5%和29.6%;钾素农学效率（AEK）和钾素吸收利用率（REK）平均分别增加了4.0 kg/kg和13.8个百分点,增幅分别达到了30.2%和36.1%,但钾素偏生产力（PFPK）降低了22.4 kg/kg。三年定位试验氮肥施用量NE处理比FP处理共减少102.8 kg/hm2,地上部氮素吸收量却增加了38.7 kg/hm2,氮素表观损失降低了78.5 kg/hm2,收获期土壤氮素残留降低了63.0 kg/hm2,但NE处理的三年平均产量达到了12.3 t/hm2,比FP处理平均高0.9 t/hm2。【结论】近5年,共193个田间试验结果证明,采用基于玉米产量反应和农学效率的推荐施肥方法不仅增加了产量和经济效益,提高了肥料利用率,而且降低了氮素损失,在实践上可以用于我国东北春玉米的施肥推荐。     

施钾对春玉米产量、养分吸收及分配的影响

通过连续两年田间试验,研究吉林省中部玉米主产区施钾对春玉米产量、养分吸收、转运、分配及钾肥利用率的影响。结果表明,施用钾肥可显著提高春玉米产量,在一定施钾范围内,春玉米产量随施钾量的增加而增加,当施钾量超过90 kg/hm2后产量不再增加,根据玉米产量(y)和施钾量(x)拟合,得出最佳施钾量为82.9~86.6 kg/hm2。施钾肥可提高干物质最大积累速率和积累总量、养分最大吸收速率和吸收总量,提前干物质最大积累速率和养分最大吸收速率出现的时间。施钾可提高春玉米氮、磷、钾养分向子粒的转运量及转运率,施钾量30~90 kg/hm2范围内抽雄期养分积累量与子粒转运量和转运率呈正比,当施钾量超过90 kg/hm2后,氮、磷、钾养分转运出现负效应。钾素农学利用率和偏生产力随着施钾量的增加而下降,钾肥当季回收率以施钾量90 kg/hm2处理最高。在吉林省中部玉米主产区,适宜施钾量为82.9~86.6 kg/hm2。     

测土配方施肥对玉米产量及化肥利用率的影响

[目的]探讨测土配方施肥对玉米产量及化肥利用率的影响。[方法]在吉林省玉米主产区不同类型土壤上,选择当地主推品种为供试玉米品种,设置测土配方施肥与农民习惯施肥对比试验,研究测土配方施肥对玉米产量构成因素、产量、肥料效益与肥料利用率的影响作用。[结果]在吉林省东、中、西部地区不同土壤上,测土配方施肥的穗长、秃尖和穗粒数等玉米产量构成因素均好于农民习惯施肥,千粒重和穗粒数分别提高1.6%～6.7%和3.8%～8.0%。与农民习惯施肥相比,测土配方施肥显著提高了玉米产量,增产玉米122～1 228 kg/hm2,增收398～1 457元/hm2;化肥利用率提高0.22%～13.26%,说明测土配方施肥的肥料用量及配比基本合理。[结论]测土配方能达到玉米增产、节本、增效的目的,大大提高肥料的利用率。     

平衡施肥对春玉米产量及养分吸收的影响

在吉林省玉米主产区采用田间试验研究平衡施肥对玉米产量、养分吸收利用和土壤养分表观平衡的影响。结果表明,与农民习惯施肥（FP）相比,平衡施肥（OPT）在减施氮肥17.0%～37.7%、减施磷肥39.2%～48.7%的情况下,玉米产量提高2.3%～3.1%。OPT处理的养分吸收总量和肥料利用效率有不同程度的提高,其中氮吸收量提高12.3～25.4 kg/hm²,磷吸收量提高0.8～2.9 kg/hm²,钾吸收量提高2.8～4.5 kg/hm²,肥料利用效率提高13.7～19.6个百分点。平衡施肥处理的氮、磷、钾养分平衡系数分别为0.92～1.11、0.83～0.96、0.67～0.77,均好于农民习惯施肥,说明平衡施肥的氮、磷、钾等养分投入基本合理。     

施氮对水稻产量、氮素利用及土壤无机氮积累的影响

通过田间试验研究了不同施氮量(0、60、120、180和240 kg hm~(-2))对水稻氮肥利用、产量、土壤氮素供应及氮素平衡的影响,结果表明,水稻产量随施氮量的增加呈先增后降的趋势,当施氮量超过180 kg hm~(-2)后产量下降,根据水稻产量(y)和施氮量(x)拟合,得出最佳施氮量为204 kg hm~(-2)。施用氮肥可显著增加水稻氮吸收总量,并随施氮量的增加显著增加,当施氮量超过180 kg hm~(-2)后,氮吸收总量不再显著增加。氮肥当季回收率、农学利用率、偏生产力和生理利用率均随施氮量的增加而下降,分别由44.0%、25.5 kg kg~(-1)、145.6 kg kg~(-1)和58.1 kg kg~(-1)下降至31.1%、13.6 kg kg~(-1)、43.6 kg kg~(-1)和43.7 kg kg~(-1)。氮收获指数表现为随施氮量的增加先增后降,以施氮量180 kg hm~(-2)处理最高,为68.7%。土壤无机氮(Nmin)含量在水稻整个生育期呈现先快速下降后缓慢升高的趋势,施氮处理各层土壤Nmin积累量与不施氮处理差异均达显著水平(P0.05),且基本随着施氮量的增加而增加。水稻成熟期土壤残留Nmin量和表观损失均随施氮量的增加而增加。氮盈余主要以土壤Nmin残留量为主,表观损失在氮盈余比例较小,但随着施氮量的增加显著增加。水稻氮吸收量、土壤无机氮残留量和氮素表观损失量与施氮量呈显著的正向相关性。在本试验条件下,综合水稻产量、氮肥利用效率和土壤无机氮积累等方面的因素,在吉林省水稻主产区,适宜施氮量应控制在180~204 kg hm~(-2)范围内。     

氮肥对吉林春玉米产量、农学效率和氮养分平衡的影响

为解决东北地区玉米合理施用氮肥问题,于2014年在吉林省中部地区通过田间试验,研究了不同施氮量(0、70、140、210、280 kg/hm2)对玉米产量、氮素吸收利用、土壤无机氮积累变化规律及氮素平衡的影响。结果表明,施氮量在70~210 kg/hm2范围内玉米产量随施氮量的增加而增加,当施氮量增加至280 kg/hm2产量下降,根据玉米产量(y)和施氮量(x)拟合得出线性加平台关系式:y=14.63x+8 734.11(R2=0.924**),得出最佳施氮量为184.0 kg/hm2。氮素利用率、农学利用率和偏生产力随施氮量的增加而下降;氮收获指数随施氮量的增加先增后降,以施氮量210 kg/hm2处理最高,为64.9%。土壤无机氮积累量在玉米整个生育期呈现先快速下降后小幅升高的趋势。玉米成熟期施氮处理各层土壤无机氮积累量均高于不施氮肥处理,且基本随施氮量的增加而增加。玉米收获后土壤无机氮残留量在施氮量70~210 kg/hm2范围内显著增加,施氮量增加至280 kg/hm2不再显著增加;氮表观损失量随施氮量的增加显著增加。玉米氮吸收量、土壤无机氮残留量和氮表观损失量与施氮量呈显著的正向相关性,玉米氮吸收量、土壤无机氮残留量和氮表观损失量分别占增加氮量的21.84%、41.19%和36.97%。综上所述,在本试验条件下,最佳施氮范围为184~210 kg/hm2。     

依据土壤有效磷测定值推荐玉米磷肥最佳用量

通过土壤测试得出:Olsen和ASI两种分析方法测得的土壤有效磷之间存在极密切直线正相关,其函数式为Y=0.211 1+0.406 x(R**=0.917 8),说明两种结果均可作为推荐磷肥的科学依据。田间试验得出:玉米施用磷肥最大效益和最高产量用量同供试土壤有效磷测定值之间存在极显著的直线负相关,其函数式分别为Y=100.16-1.250 6 x(R**=-0.800 2)和Y=117.47-1.296 6 x(R**=-0.764 2);依据土壤有效磷测得值同磷肥适宜用量的两个关系式,提出了玉米施用磷肥最大效益和最高产量的推荐量。     

施磷对苏打盐碱土区水稻养分吸收、转运及分配的影响

为解决吉林省中西部水稻主产区水稻合理施用磷肥问题,通过连续2年(2014—2015)田间试验,研究了不同施磷(P2O5)量(0,40,80,120,160 kg/hm~2)条件下水稻产量、养分吸收、转运及分配的变化。结果表明:施磷量为40~120 kg/hm~2时,水稻产量随着施磷量的增加而增加,当磷肥用量增加至160 kg/hm~2时水稻产量下降。根据水稻产量(y)和施磷量(x)拟合,得出2014年和2015年最佳施磷量分别为111.3 kg/hm~2和102.3 kg/hm~2,施用磷肥可显著增加水稻主要生育期氮、磷、钾吸收量,且能提高水稻抽穗期氮、磷、钾养分向子粒的转运,施磷量为40~120 kg/hm~2时抽穗期各养分积累量与子粒转运量呈正相关,当磷肥用量增加至160 kg/hm~2,氮、磷、钾养分向子粒转运出现负效应。相关分析表明,除返青期外,水稻其他生育期氮、磷、钾的吸收均存在显著或极显著的正向相关性,并且氮、磷、钾吸收与产量间也存在显著或极显著的正向相关性,其中灌浆期氮、磷、钾的吸收与产量间的相关系数最大。综合考虑施磷水稻的产量、养分吸收及稻株氮、磷、钾吸收与产量关系间的表现,适宜磷肥用量应控制在102.3~111.3 kg/hm~2范围内较为适宜。