基于水肥一体化条件下化肥减量对春小麦的影响

【目的】研究水肥一体化条件下化肥减量对春小麦的影响,为新疆塔额盆地春小麦化肥减量提供理论基础。【方法】以春小麦品种宁春16号为材料,设置5个处理,其中1个空白对照A(N₀P₀K₀)1个农户处理E(N₂₄₀P₁₀₅K_37.5)和3个对氮肥、磷肥的减量处理B(N₁₂₀P_52.5K_37.5)、C(N₁₂₀P₁₀₅K_37.5)、D(N₂₄₀P_52.5K_37.5)的田间试验,对照处理为A、农户E处理,分析在水肥一体化条件下的不同化肥减量对春小麦农艺性状、叶面积指数、产量构成、干物质积累与转运、农学效率的影响。【结果】处理C施肥量下,在开花期LAI达到7.14,显著高于对照A、E处理,花前转运量、转运率及物质转运对籽粒的贡献率在C处理达到最高,花后干物质积累量对产量的贡献率达到75.29％。处理C比其它处理提高了5％~24％;氮肥减少50％、磷肥不变C处理时产量达到最高为7 964.84 kg/hm²,较对照显著提高,比其他减肥模式产量提高了4.52％~24.09％。【结论】小麦处理C模式下表现最优,在小麦生产过程中合理的减量施氮可以获得高产;C(N₁₂₀P₁₀₅K_37.5)处理的化肥减量模式更适合新疆种植春小麦。     

基于APSIM模型的内蒙古四大生态区不同降水年型下主要作物适应性评价

【目的】探究内蒙古四大生态区（黄土高原、阴山北麓、燕山丘陵和大兴安岭）不同降水年型下主要作物（玉米、马铃薯、莜麦、油菜、油葵和食葵）的适应性,为优化内蒙古主要作物布局提供重要科学参考。【方法】本研究选取4个生态区的典型站点,应用验证后的APSIM模型定量6种作物的潜在产量、雨养产量和产量差,以此计算不同降水年型下作物减产率,评估其适应性并基于作物水分生产函数解析作物对水分的敏感性。【结果】（1）6种作物营养生长期、生殖生长期和产量模拟值与实测值的RMSE分别为10.1 d、8.9 d和1 322.4 kg·hm^-2,NRMSE分别为14.6%、19.2%和22.6%,表明模型能够较好地模拟不同区域各作物的生长发育和产量形成。（2）玉米、马铃薯、莜麦、油菜、油葵与食葵的潜在干重产量分别为12 024±4 874、7 315±806、6 611±906、2 424±326、2 721±205、4 905±428 kg·hm^-2,莜麦与食葵的最大潜在产量在阴山北麓,其他4种作物的最大潜在产量在黄土高原。玉米、马铃薯、莜麦、油菜、油葵与食葵的雨养干重产量分别为3 056±2 902、3 337±1 608、2 974±1 677、912±511、869±618、1 508±984 kg·hm^-2,6种作物的雨养产量自西向东递增,在大兴安岭达到最大值。玉米、马铃薯、莜麦、油菜、油葵与食葵的产量差分别为8 968±5 844、3 978±2 358、3 637±2 122、1 512±832、1 852±749、3 397±1 328 kg·hm^-2,除玉米与莜麦外的4种作物产量差自西向东递减,在大兴安岭达到最低值。（3）以雨养产量相对于潜在产量的减产率为干旱指标,并参考雨养产量的变异系数,则在雨养条件下,黄土高原区各作物均不适宜种植;阴山北麓区枯水年各作物均不适宜种植,平水年适宜种植马铃薯,丰水年则适宜种植马铃薯、莜麦;燕山丘陵区枯水年各作物均不适宜种植,平水年适宜种植马铃薯与莜麦,丰水年6种作物均适宜种植;大兴安岭区枯水年适宜种植马铃薯、莜麦、油菜与食葵,平水年与丰水年6种作物均适宜种植。（4）6种作物的相对蒸散与相对产量的线性相关均达到了极显著水平（P<0.01）,R²在0.84—0.99。作物对水分亏缺的敏感度为：油葵>食葵>玉米>莜麦>油菜>马铃薯。【结论】本研究揭示了内蒙古四大生态区不同降水年型下作物的适应性,6种作物对水分的敏感性差异较大,雨养条件下,马铃薯在阴山北麓与燕山丘陵的平水年与丰水年型以及大兴安岭的所有年型下均适宜种植,莜麦在阴山北麓的丰水年型、燕山丘陵的平水和丰水年型以及大兴安岭的所有年型下均适宜种植,油菜与食葵在燕山丘陵的丰水年,大兴安岭的所有年型下均适宜种植,而玉米与油葵仅在燕山丘陵的丰水年,大兴安岭的平水年与丰水年型下适宜种植。     

减氮覆膜下土壤有机碳组分含量的变化特征

【目的】明确长期优化施肥（减施氮肥）和减氮覆膜下土壤有机碳（SOC）与各组分有机碳含量特征及其对冬小麦籽粒产量的贡献,以期为黄土高原旱地土壤培肥和作物增产提供科学依据。【方法】依托山西省洪洞县7年定位试验,采集0—20 cm土层原状土样,利用连续物理分组方法进行分组,结合冗余分析,研究不同农田管理措施下冬小麦籽粒产量、SOC以及颗粒有机碳（POC）、矿质结合态有机碳（MOC）、轻组颗粒有机碳（Light-POC）和重组颗粒有机碳（Heavy-POC）含量特征,明确SOC含量与各组分有机碳含量的关系,量化其对冬小麦籽粒产量的贡献。试验共设农户施肥（FP）、测控施肥（MF）、垄膜沟播（RF）和平膜穴播（FH）4个处理。【结果】分析不同管理措施下冬小麦籽粒产量和SOC含量发现,FP处理的冬小麦平均产量最低,为3 070 kg·hm^-2,与FP相比,MF在减少氮肥用量的情况下并未造成小麦减产,而RF和FH可进一步显著提高小麦籽粒产量,增幅分别达到27.0%和46.4%;与试验初始（2012年）土壤相比,经连续7年采用不同管理措施后SOC含量均显著提高,提高幅度从小到大依次为11.8%（MF）、22.4%（RF）、25.5%（FP）和36.1%（FH）,即MF对试验地石灰性褐土SOC提升作用最小,但结合地膜覆盖会显著提升其培肥土壤的效果,FH对SOC含量提升的效果最佳。进一步分析不同处理下SOC组分的差异发现,与FP和MF相比,两种减氮覆膜措施不同程度提高了POC和Light-POC含量及Light-POC在SOC中的分配比例。结合SOC及其各组分有机碳含量与冬小麦籽粒产量的冗余分析、敏感性指数分析和SOC与各组分有机碳含量的相关性分析发现,各有机碳组分均以POC对小麦产量的贡献最大（达71.0%）并对SOC含量的变化和农田管理措施的响应最为敏感。因此,平膜穴播对作物产量和土壤肥力的提高主要是通过提高土壤有机碳中POC含量得以实现的。【结论】在减氮优化施肥的基础上进行平膜穴播,有利于提高黄土高原南部旱地褐土区土壤有机碳和活性有机碳含量,实现冬小麦可持续增产。     

化肥减量配施对燕山丘陵区春玉米生长发育及产量的影响

针对燕山丘陵区长期过量施用化肥导致肥料利用率低的现状,研究了有机肥、缓控释尿素、秸秆还田和生物炭与化肥减量配施对玉米生长发育和产量的影响,探讨了化肥减量替代的可行性,旨在探索燕山丘陵区春玉米田化肥减量配施技术模式。试验采用随机区组设计的方法,以赤单218为试验材料,设置平衡施用化肥（NPK）、NPK基础上减氮20%（RN）、RN基础上有机肥替代总氮量的20%（RN+OM）、RN基础上缓控释尿素替代总氮量的40%（RN+CRU）、RN基础上秸秆全量还田（秸秆还田）和RN基础上生物炭基肥替代总氮量的20%（生物炭肥）共6个处理,研究燕山丘陵区化肥减量配施对春玉米生长发育及产量的影响。结果表明,减氮配施可以增加玉米产量、玉米叶面积指数和地上部干物质量,对穗粗、穗长、行粒数和千粒重也有积极的影响。减氮配施有机肥条件下,玉米产量最高,相应的产量构成因素穗粗、穗长、行粒数和千粒重也最高,。其次是减氮配施缓控释尿素处理,而秸秆还田和生物炭肥配施处理的表现却并不突出,综合考虑作物产量与环境保护等因素,在春玉米生产中减少氮肥用量、施用有机肥和缓控释尿素可以保证产量,同时还能减少农业面源污染,值得在生产中大力推广。     

设施蔬菜肥料施用现状调查分析及减施潜力估算

对赤峰市典型设施农业区20个种植户进行施肥情况调查。结果表明：赤峰市设施农业有机肥投入量偏高,化肥以基施为主。赤峰市设施蔬菜调查区氮、磷、钾养分总投入量平均分别达 2575、1266、2790 kg/hm _² ,土壤养分投入过大养分过量现象严重。每季黄瓜、番茄、辣椒 N∶P ₂ O ₅ ∶K ₂ O 平均为1:0.49:1.09,养分比例适中。施入土壤的养分总量远超过各自推荐施肥量,养分减施潜力较大。赤峰市设施蔬菜应大力推广测土配方施肥技术,实现资源节约型、环境友好型现代化高效农业。     

减施氮肥对芝麻农艺性状、光合特性及产量的影响

为研究减施氮肥对芝麻农艺性状、光合及产量的影响,以郑太芝4号为试验材料,在大田设置不施氮肥（N0）、减施氮肥（75 kg·hm^-2,N1）、常规氮肥（150 kg·hm^-2,N2）和高施氮肥（225 kg·hm^-2,N3）共4个处理,系统研究不同处理下芝麻在苗期、现蕾期、初花期、盛花期、终花期和成熟期植株叶片的光合特性及收获期的农艺性状和产量、品质等。结果表明,与N2处理相比,N1处理的主茎果轴长度、单株蒴数、单蒴粒数、千粒重无显著变化;株高显著下降;单株产量略微增加,但未达到显著水平;经济系数增加6.10%。N0处理的株高、主茎果轴长度、单株蒴数、单蒴粒数、千粒重、单株产量和经济系数较N2分别显著降低15.89%、12.70%、25.67%、6.38%、10.00%、40.15%和16.43 %。从干物质积累来看,N1处理的根干重、叶干重、茎干重、蒴果皮干重、总干物质重和粒蒴比与N2处理差异不显著;N0处理的根干重、茎干重、蒴果皮干重、总干物质和粒蒴比重较N2分别显著降低19.40%、25.40%、28.40%、27.57%和9.83%。从光合特性来看,N1处理的净光合速率（net photosynthetic rate,P_n）、蒸腾速率（transpiration rate,T_r）、水分利用率（water use efficiency, WUE）、气孔导度（stomatal conductance,G_s）和胞间CO₂浓度（intercellular CO₂ concentration,C_i）与N2处理差异不显著;N0处理的P_n和WUE分别较N2处理降低8.15%和8.52%。综上所述,氮肥减施50%对芝麻农艺性状、产量性状及光合特性无显著影响,为芝麻高产、高效栽培提供了理论指导与技术支撑。     

微生物在不同pH下对水稻土胶体中砷释放的影响

为探讨水稻土胶体与类金属砷（As）的生物地球环境行为,本研究对比分析了微生物在初始pH=3和初始pH=7的不同酸碱条件下对土壤胶体负载As释放的作用差异,并揭示其内在机制。结果表明：在pH=3条件下微生物作用相对较弱,对胶体悬液pH与Eh影响较小,与无菌对照组相比,溶液中Fe²⁺与As含量均有所提高,且释放的As主要为氧化态As（Ⅴ）;在pH=7条件下微生物活性较强,至28 d时可使胶体悬液pH升至8.12,Eh降至-55 mV,形成强还原环境,铁还原溶解量明显增多,Fe²⁺含量是无菌对照组的2.79倍,并且胶体中吸附态As随着Fe的还原溶解而释放,主要为还原态As（Ⅲ）。相关性分析表明,土壤胶体中As的释放与铁氧化物的还原转化有关,溶液中As释放量与Fe²⁺含量呈显著正相关关系,尤其在中性条件下As（Ⅲ）含量与Fe²⁺极显著正相关（r=0.798**,P<0.01）。研究表明,在中性环境条件下较强的微生物活性可提高土壤胶体中铁氧化物的异化还原,同时增强As的释放与转化。     

棉区有机肥替代化肥对棉花产量及其构成因子的影响

【目的】研究棉花合理的化肥减施量和有机肥替代量,筛选化肥减施与有机肥替代最佳模式,为新疆南部棉区棉花化肥减施增效技术提供理论依据。【方法】采用田间试验,以不施肥和无机复混肥为对照,分析化肥有机替代比例(20%、40%、100%)对棉花产量构成的影响。【结果】施肥可改善棉花产量构成,提高棉花产量。与无机肥处理(CF)比较,化肥减量20%下施用400 kg有机肥、化肥减量40%下施用800方有机肥处理,通过提高棉花单铃重和衣分,改善棉花产量构成,显著提高棉花产量。处理3、处理4处理棉花产量分别为423.50和403.76 kg/667m ²,比空白处理(CK)增产27.70%、21.75%,比CF处理增产5.81%、0.88%。【结论】新疆南部棉区棉花种植以化肥减量20%、化肥减量40%,即每667 m²基施有机肥400 kg,无机复混肥65.39 kg,追施尿素22.35 kg(每667 m²基肥施用有机肥800 kg,无机复混肥49.04 kg,追肥尿素16.76 kg)较为适宜。处理3、处理4模式(20%、40%的化肥减量)可以推广应用。     

增效剂对常用烟碱类杀虫剂防治棉蚜的减量增效作用

【目的】研究添加增效剂对常用烟碱类杀虫剂吡虫啉和噻虫嗪防治棉蚜的增效作用,为增效剂和杀虫剂的科学高效利用提供数据基础。【方法】采用田间小区喷雾试验,测定增效剂的适宜用量,对比分析杀虫剂田间常规用量减少10%、20%、30%后添加增效剂对棉蚜的防效。【结果】0.15% Fieldor Max EC对烟碱类杀虫剂吡虫啉和噻虫嗪具有明显的增效作用,适宜用量为450.0~ 675.0 mL/hm²;杀虫剂减量后配施增效剂对棉蚜防效增加或相当,药后1 d,70%吡虫啉WG和25%噻虫嗪WG减量10%~30%后添加增效剂,防效分别为65.5%~81.4%和62.2%~78.5%,减量10%和20%防效显著高于常规用量,减量30%防效与常规用量差异不显著;药后3 d,70%吡虫啉WG和25%噻虫嗪WG减量10%~30%后添加增效剂,防效分别为68.4%~85.2%和63.5%~79.6%,减量10%和20%防效显著高于常规用量,减量30%防效与常规用量差异不显著;药后7 d,70%吡虫啉WG和25%噻虫嗪WG减量10%~30%后添加增效剂,防效分别为59.2%~78.5%和56.5%~71.1%,减量10%和20%防效显著高于常规用量,减量30%防效与常规用量差异不显著。【结论】增效剂0.15% Fieldor Max EC对吡虫啉和噻虫嗪具有明显的减量增效作用,推荐使用量为450~ 675 mL/hm²;减少吡虫啉和噻虫嗪用量10%~20%后添加增效剂,对棉蚜防效显著高于常规用量,减量30%防效与常规用量差异不显著,利用增效剂减少杀虫剂使用量和提高防治效果具有较好的应用价值。     

灌排模式对稻田作物水足迹的影响

设置浅水勤灌(FSI)、浅湿灌溉(WSI)、控制灌溉(CI)和蓄水控灌(RC-CI)4种灌排模式,于2017—2018年进行了桶栽观测试验,利用作物水足迹计算方法量化蓝、绿、灰水足迹,分析灌排模式对水稻水足迹及其组成的影响。结果表明:在不同灌排模式下,水稻作物水足迹、组成及其效率均存在差异。所有处理水足迹的范围为846.3~1132.3 mm,RC-CI处理水足迹最小,而FSI最大。FSI、WSI、CI、RC-CI作物生产水足迹年均值分别为1.26、1.18、1.06、1.08 m^3/kg。在水足迹组成方面,蓝、绿、灰水足迹比例分别为10.9%~22.3%、28.8%~44.1%和39.4%~55.0%。FSI处理蓝水比例最大,RC-CI处理绿水比例占有优势。蓄水控灌降低了水稻作物水足迹,其用水结构更为合理,减小了机会成本,能够较好地实现节水减排。本研究可为选择水稻高效灌排模式和农业节水策略制定提供参考。