大豆和玉米影响后茬作物氮素供应的研究进展

  【目的】  为提高轮作系统的生产力和土壤肥力的可持续性,我们从作物根系形态、残留养分有效性和土壤结构等方面,综述了大豆和玉米生产对土壤物理特性和后茬作物氮素供应能力的影响机理及原因。  主要进展  大豆根系呈网状分布,分枝侧根多,生长过程中新老根频繁更替,收获后土壤团聚体由原来的简单形态变为多级复合形态,团聚体内部孔隙增多,利于后茬作物的根系发育。大豆形成的稳定土壤团聚结构也是土壤氮素循环的良好基础,可有效提升土壤有机氮的总矿化和转化量,增强土壤对后茬作物的供氮潜力。玉米生产一般氮肥施用量较高,故收获后残留在土壤中的肥料氮相对较多。残留氮以NO₃–-N和微生物氮形态存在的比例高,由于NO₃–-N在土壤中不稳定、易损失,因此,不易于为后茬利用。大豆秸秆C/N低,翻压还田后易于被土壤微生物利用,加速土壤氮循环,易于后茬作物的吸收利用。加之豆科作物生长过程中死亡的根瘤和根形成的沉积物数量大,根系分泌物含有较高的甘氨酸和丝氨酸,且根际沉积物C/N较低,更易矿化转化为后季作物的重要氮源。因此,大豆较玉米更有利于后茬作物的生长和氮素营养。  展望  为更好地利用轮作优势,需要在以下几方面加强研究:提高大豆残留氮素高效利用的关键驱动因素比例;减少玉米收获后土壤残留氮素损失的氮素管理方法;残留氮素转移转化过程中的根–土–微生物互作机制。由于秸秆腐解会加快土壤有机碳的释放,因此减少大豆秸秆还田带来的轮作周年CO₂等温室气体的排放,提高土壤的碳汇功能也将成为今后研究重点。     

氮肥后移对超高产夏玉米产量及氮素吸收和利用的影响

采用田间试验研究了氮肥后移对超高产夏玉米产量、氮素吸收积累和氮肥效率的影响,旨在了解超高产夏玉米(≥ 12 000 kg hm^-2)的氮素吸收和转运特性,为实现夏玉米超高产合理施肥提供依据。结果表明,夏玉米施氮显著增产,增产幅度为9.62%~15.95%,氮肥后移比习惯施氮增产2.27%~5.33%。超高产夏玉米吐丝后氮素吸收积累量占总积累量的40.30%~47.78%,保证后期氮素养分充足供应对于夏玉米达到超高产水平至关重要;氮肥后移可促进超高产夏玉米后期的氮素吸收积累,降低夏玉米茎和叶片氮素的转运率,显著增强灌浆期夏玉米穗位叶硝酸还原酶活性,提高灌浆期叶片游离氨基酸含量,增加蛋白质产量;氮肥后移比习惯施氮的氮肥利用率提高1.88%~9.70%、农学效率提高0.96~2.21 kg kg^-1,以“30%苗肥+30%大喇叭口肥+40%吐丝肥”方式施用氮肥的产量和氮肥利用效率最佳。     

砂薄地夏玉米施用包膜氮肥效果研究

在砂薄地上研究了夏玉米施用缓／控释氮肥ZP（包膜氮肥）的效果，结果表明，缓／控释氮肥ZP1次性施用、或以质量比1：1比例配合尿素施用，其增产效应和氮肥利用率与尿素分2次施用无显著差异，与尿素1次施用相比，氮肥肥效和肥料利用率均显著提高。     

多因素交互作用下玉米秸秆腐解对土壤速效养分的影响

为促进玉米秸秆腐解、提高土壤肥力提供技术依据,采用盆栽方法,设置对照、水、水+N、水+微生物、水+N+微生物共5个处理,研究了多因素交互作用下玉米秸秆腐解对土壤速效养分的影响.试验结果表明:添加微生物和氮肥能促进秸秆腐解,加快土壤中有机态磷的矿化,提高土壤速效磷含量;补施氮肥一方面增加了土壤碱解氮含量,另一方面为微生物提供了氮素营养,提高其活性,促进了秸秆后期养分释放,加速有机态钾矿化分解,土壤速效钾含量提高12.62%～28.19%;适宜的水分、氮素和微生物配合有利于增加土壤有机质含量,4个月后增加了7.62‰9.45%.综合比较各个处理对土壤速效养分和有机质含量的影响,水+N处理效果较好.     

氮硅配施对冬小麦生育后期蚜虫密度及抗虫生化物质含量的影响

试验采用氮（N）和硅（SiO2）两因素 23完全均衡方案和随机区组设计,氮（N）设180 kg/hm2、 270 kg/hm2两个水平,分别配施0 kg/hm2、 75 kg/hm2和150 kg/hm2 三个水平的硅肥（SiO2）,研究氮配施硅肥对冬小麦生育后期麦长管蚜盛发期蚜虫密度及抗虫生化物质含量的影响。结果表明, 施氮增加平均麦蚜密度的效应与冬小麦叶部、 穗部平均可溶性糖、 平均总酚,叶部平均单宁含量的降低和叶部、 穗部平均可溶性蛋白含量的增加有着密切关系;施硅降低冬小麦平均蚜虫密度的效应与施硅增加冬小麦叶部和穗部平均可溶性糖、 平均总酚、 平均单宁含量有关系密切。高硅削弱施氮增加小麦蚜虫密度的效应与高硅削弱施氮降低叶部和穗部可溶性糖含量、 叶部单宁含量的效应有密切关系;低氮配施低硅即可显著降低蚜虫密度,其效应与施硅增加了穗部可溶性糖的含量有密切关系;而高氮需配施高硅才可显著降低蚜虫密度,其效应与施硅增加了小麦叶部和穗部可溶性糖、 叶部单宁含量有密切关系。     

氮肥后移对超高产区夏玉米氮代谢及氮素吸收利用的影响(英文)

[目的]探索夏玉米氮肥后移效应及增产机理,以期为合理施用氮肥提供理论依据。[方法]在夏玉米超高产区采用田间试验研究了氮肥后移对夏玉米氮代谢关键酶、产量及氮肥利用效率的影响。[结果]氮肥后移使吐丝后28d夏玉米穗位叶硝酸还原酶(NR)、蔗糖磷酸合成酶(SPS)和谷氨酰胺合成酶(GS)活性分别提高了11.99%～34.87%、8.25%～10.64%和10.00%～16.81%;显著增加了叶片可溶性糖含量,使成熟期植株氮素积累量增加5.00%～9.74%。"30%苗肥+30%大喇叭口肥+40%吐丝肥"氮肥后移模式较习惯施氮增产5.05%,氮肥利用率和农学效率分别提高了6.87%和1.75kg/kg。[结论]超高产夏玉米区氮肥后移使灌浆期夏玉米叶片NR、GS和SPS活性维持较高水平,促进了氮素吸收利用,较好地协调了夏玉米生育后期碳氮代谢,促进籽粒灌浆而实现增产。     

氮肥基追比对高产冬小麦产量及氮素吸收利用的影响

为确定高产冬小麦生产过程中氮肥的合理施用时期及比例,实现氮肥资源高效利用.采用田间试验方法,研究了豫北超高产田总施氮量240 kg/hm2条件下,不同氮肥运筹模式对冬小麦产量、地上部氮素吸收与积累及氮素效率的影响.结果表明,同一施氮量下,与氮肥全部基施处理相比,氮肥分次施用可增加冬小麦产量、氮素积累量,提高氮素回收率、农学效率、吸收效率和收获指数,降低土壤氮素依存率,其中N3处理最佳.冬小麦返青期前对氮的积累量约占总积累量的9.4%～11.2%,返青期后对氮的需求量大,返青至灌浆期可吸收氮素63.3%～66.6%,灌浆期后可吸收氮素23.5%～25.9%;N3处理植株各生育阶段氮积累量较高.氮肥1/3底施+1/3返青期追施+1/3拔节期追施是本试验条件下兼顾小麦产量及氮素效率的最佳运筹方式.     

缓/控释肥料对芝麻生长发育及其产量的影响

通过田间试验研究了氮肥、氮磷肥配施以及缓/控释肥料对国芝二号和郑芝95-8产量、干物质积累和叶绿素含量的影响,试验结果表明：施肥能显著提高芝麻产量,使国芝二号增产9.90%~41.97%,郑芝98-3增产16.00%~42.03%;施用缓/控释肥料处理产量均最高,分别为1695.20kg/hm2和1394.40kg/hm2。施肥使芝麻的千粒重增率分别为13.10%~31.80%和25.47%~29.59%。施用氮肥平均增产12.95%,磷肥平均增产5.86%,缓/控释肥料与等养分量的常规化肥相比平均增产18.90%。施肥能使芝麻株高、叶片数、叶绿素含量、株蒴数、蒴粒数和干物质积累增加,促进了芝麻的生长发育。     

不同施肥措施对豫中小麦-玉米轮作体系土壤微生物生物量碳、氮的影响

为探讨豫中高产农田生态系统中化肥和秸秆还田等培肥措施对土壤肥力的影响,在豫中小麦-玉米轮作农田上进行了定位试验.试验设5个处理,分别是:(1)对照;(2)NPK(氮、磷、钾化肥);(3)NPK+半量秸秆还田(冬小麦、玉米秸秆各半量);(4)NPK+全量秸秆(冬小麦、玉米秸秆各全量);(5)NPK+倍半量秸秆(冬小麦、玉米秸秆各倍半量).试验结果表明:土壤微生物量碳在冬小麦拔节期到灌浆期、玉米大喇叭口期到成熟均呈增加趋势;土壤微生物氮变化的总体趋势与微生物量碳相同,但冬小麦季微牛物量氮的最低值出现在抽穗期;单施NPK肥使土壤微生物量碳、氮有增加趋势,NPK+秸秆对土壤微生物碳和氮有进一步提升的趋势,并能缓解化肥施用后对土壤微生物的抑制作用;从冬小麦-夏玉米轮作周期看,不同秸秆用量对微生物量碳、氮的影响趋势是:NPK+全量秸秆>NPK+倍半量秸秆>NPK+半量秸秆.     

采用粒片状肥料实现夏玉米一次施肥的可行性研究

【目的】为探求夏玉米高产一次性施肥技术,根据夏玉米需肥特性,研制大小一致、 含等量氮磷钾养分的新型压缩片状肥料,将此肥料施在玉米植株适宜的位置,实现单株定量精准施肥。【方法】将尿素、 磷酸一铵和氯化钾肥料按夏玉米需肥特性合理配比,粉碎、 充分混匀后采用液压机压缩为重7.0 g的片状肥料,每2片含有每株玉米所需的氮磷钾养分; 在夏玉米苗期,将2粒片状肥料分别施在两株玉米中间两边间隔约15 cm处,施肥深度约10 cm,使得每株玉米四周都有肥料持续供应养分。采用田间试验分别在河南鹤壁和山东菏泽研究了单株定量施肥、 缓释肥及常规施肥对夏玉米产量、 干物质积累、 氮代谢、 氮磷钾养分积累量及氮肥利用效率的影响。【结果】鹤壁和菏泽夏玉米施氮肥显著增产15.1%~19.5%和13.8%~16.1%。单株定量一次性施肥叶片硝酸还原酶活性在大喇叭口期和吐丝期分别较习惯2次施肥高7.45%和5.57%,谷氨酰胺合成酶活性分别高9.88%和6.18%; 植株氮、 磷和钾素积累量均略有增加,氮肥农学效率和氮肥当季利用率分别高1.24 kg/kg和3.41个百分点,产量平均增加2.5%。【结论】夏玉米单株定量一次性施肥叶片硝酸还原酶、 谷氨酰胺合成酶活性、 干物重、 植株氮磷钾养分积累量与习惯2次施肥、 缓释肥一次性施肥效果相当,产量和氮肥利用效率略有增加,实现了高产和一次性施肥的目标。