不同新型磷肥对黄瓜产量、品质及磷肥利用率的影响

为了探明不同新型磷肥对黄瓜产量、品质及磷肥利用效率的影响,遴选适合黄瓜的最优新型磷肥品种,为土壤-黄瓜-新型磷肥匹配提供理论依据。选用不同新型磷肥进行田间栽培试验和室内培养试验,以黄瓜为研究对象,设置4个处理：不施磷肥（CK）、普通磷酸二铵（DAP）、控失活化磷酸二铵（LC-DAP）和聚磷酸铵（APP）。通过田间试验探究不同新型磷肥对黄瓜品质和磷肥利用率的影响;基于室内培养试验利用X射线衍射（XRD）、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）和X射线光电子能谱（XPS）等手段解析新型磷肥对磷有效性的化学增效机制。结果显示：与DAP处理相比,APP处理中黄瓜产量增加18.5%,黄瓜可溶性糖和维生素C含量分别提高了33.5%和16.7%,硝酸盐含量降低了3.7%。相比DAP处理,LC-DAP与APP处理均可以显著提高土壤有效磷含量和黄瓜植株磷素累积量（P < 0.05）,磷肥吸收利用率分别提高了4.7%和10.9%,磷肥贡献率分别提高了13.6%和13.4%;磷肥农学利用率分别提高了170.4%和172.9%;磷肥偏生产力分别提高了18.3%和18.5%,除磷肥吸收利用率外,LC-DAP与APP处理差异不大,APP处理磷肥吸收利用率增幅最大。通过XRD、FT-IR、和XPS等技术得出APP处理残留物的H₂PO₄^-形态磷酸盐含量占比最高,为36.54%,比DAP处理高出15.0%,这表明施用APP可减少难溶性磷酸盐产生。结果表明,与普通磷酸二铵相比,控失活化磷酸二铵和聚磷酸铵均可显著提高黄瓜产量及磷肥利用率,并可改善品质,其中以聚磷酸铵效果最佳。聚磷酸铵可更有效地减少磷肥固定,提高土壤可溶性正磷酸盐含量,从而保障磷肥持续供应。     

滴灌水肥一体化条件下磷肥减量对黄瓜磷素利用效率和产量的影响

为探究磷肥减量施用对设施黄瓜产量和养分利用效率的影响,通过田间试验分析水肥一体化条件下磷肥减量10%、30%、50%对黄瓜磷素累积吸收量、利用效率和产量的影响差异。结果表明:在配方施肥基础上,磷肥减量10%～50%时,0～20 cm土层土壤有效磷含量随磷肥减量比例的增加不断降低,黄瓜植株磷素含量和累积量呈先增加后降低的规律。当磷肥减量30%时,黄瓜磷素总累积量最高(7.17 kg·hm-2),磷肥贡献率、农学效率、偏生产力和吸收利用率比配方施肥处理分别提高了178.7%、388.7%、75.4%和162.9%,产量和产投比分别提高了22.8%和25.1%。综合分析,水肥一体化条件下,合理减少磷肥施用可显著提高设施黄瓜生育期磷素吸收累积量,提高黄瓜磷素利用效率、产量和产投比。     

钾肥减施对稻麦轮作区作物产量和品质的影响

[目的]巢湖流域稻麦轮作区农田钾肥施用严重过量的农户比例高达70％,探究钾肥减量施用对水稻和小麦籽粒产量和营养品质的影响,以实现钾肥科学施用.[方法]2017—2019年,在安徽农业大学皖中试验站开展田间试验研究,试验设置不施钾肥(CK)、农户模式(K1,K2O 90 kg/hm2)以及在农户模式基础上减钾10％(K2...     

地表覆盖对旱地小麦氮磷钾需求及生理效率的影响

【目的】研究地表覆盖对黄土高原旱地冬小麦氮磷钾需求和生理效率的影响,为促进黄土高原旱地冬小麦高效优质生产提供可靠的理论依据和实践经验。【方法】通过田间试验,以裸地休闲为对照,研究地膜覆盖、秸秆覆盖、种植绿肥和秸秆覆盖+种植绿肥对冬小麦籽粒产量、籽粒养分含量、籽粒产量形成和籽粒养分含量形成的氮磷钾需求及生理效率的影响。【结果】地膜覆盖降低了籽粒产量形成的需氮量,提高了籽粒产量形成的氮生理效率,从而使冬小麦籽粒产量显著增加6%;秸秆覆盖降低了地上部吸氮量,使籽粒产量减少7%;种植绿肥和秸秆覆盖+种植绿肥提高了籽粒产量形成的氮磷钾养分需求量、降低了籽粒产量形成的养分生理效率,从而使籽粒产量均减少5%。地膜覆盖提高了籽粒氮含量形成的需氮量,降低了氮生理效率,从而使籽粒含氮量降低8%,地膜覆盖增加了地上部吸钾量,使籽粒含钾量增加4%;秸秆覆盖的籽粒含氮量降低4%,但它的籽粒磷和钾含量分别提高6%和4%,这与降低籽粒磷钾含量形成的养分需求量、提高磷钾生理效率有关;种植绿肥提高了籽粒氮含量形成的氮生理效率,从而使籽粒氮含量增加8%;秸秆覆盖+种植绿肥对籽粒氮和磷含量无显著影响,但籽粒含钾量增加4%,归因于提高了籽粒钾含量形成的钾生理效率。【结论】地膜覆盖降低籽粒产量形成的需氮量,提高籽粒产量形成的氮生理效率,从而提高籽粒产量;但增加了籽粒氮含量形成的需氮量、降低了籽粒氮形成的氮生理效率,不利于籽粒含氮量提高。秸秆覆盖不利于作物养分吸收,从而影响籽粒产量和养分含量形成。种植绿肥和秸秆覆盖+种植绿肥提高了籽粒氮磷钾养分需求量、降低它们的生理效率,从而降低籽粒产量。种植绿肥可提高籽粒氮含量形成的氮生理效率,从而提高籽粒氮含量。因此,旱地小麦生产中为保证籽粒产量和营养品质,需增加地膜覆盖和秸秆覆盖的氮肥用量;夏闲期种植绿肥是旱地土壤培肥的重要措施,但需注意其可能带来的减产风险,应结合区域降水情况因地制宜。     

我国水稻秸秆钾资源分布及其还田对土壤钾平衡的重要性

  【目的】  我国钾肥资源不足但秸秆资源丰富,有待科学高效循环利用。本研究估算了我国水稻秸秆钾养分的量和空间分布特征,为利用水稻秸秆还田保持土壤钾素平衡提供参考。  【方法】  本研究基于《中国农村统计年鉴》和其他文献资料数据,结合草谷比法对我国各省份不同季别水稻秸秆钾资源量及还田情景下的土壤钾输入量进行测算。  【结果】  2019年我国水稻秸秆钾(K₂O)养分总产量为493.9万t,其中早稻、晚稻和中晚稻秸秆钾养分量的占比分别为13.1%、14.6%和72.4%。不同稻区的水稻秸秆钾资源量占总量的比例为:长江中游(33.4%)?长江下游(21.7%)?西南(15.3%)?东北(13.1%)?华南(12.8%)?华北(3.7%)。早稻和晚稻秸秆钾养分主要源自湖南(25.2%和24.7%)、江西(23.8%和24.4%)、广东(18.6%和19.5%)及广西(17.2%和14.8%)。中晚稻秸秆钾养分资源在主产省区间的分布表现为:江苏(14.3%)?黑龙江(12.9%)?湖北(12.2%)?四川(10.7%)?安徽(10.5%)?湖南(8.8%)。在双季稻主产省区湖南、江西、广东和广西,早稻秸秆还田可向土壤输入钾量分别为148.7、140.6、143.9和145.0 kg/hm2,早稻籽粒钾的携出量分别为25.6、24.2、24.8和25.0 kg/hm2;晚稻秸秆还田可向土壤输入钾量分别为153.4、145.3、146.3和131.1 kg/hm2,晚稻籽粒钾的携出量分别为30.3、28.7、28.9和25.9 kg/hm2;不施钾肥条件下,4个省区双季稻体系秸秆不还田的土壤钾素周年亏缺量分别为357.9、338.8、343.9和327.0 kg/hm2,秸秆还田后的土壤钾素周年亏缺量分别降至55.9、52.9、53.6和50.8 kg/hm2。中晚稻主产区为东北、长江下游、长江中游和西南稻区,中晚稻秸秆钾养分资源量分别为125.8、203.8、201.1和189.0 kg/hm2,相应的籽粒钾携出量分别为32.6、29.4、29.0和27.3 kg/hm2,说明如果秸秆全部还田,可以提高土壤钾素盈余。  【结论】  我国70%以上的水稻秸秆钾养分资源来自于中晚稻,50%以上的水稻秸秆钾养分资源分布在长江中游和长江下游稻区。早稻和晚稻秸秆还田可以大大降低土壤钾素亏缺,而中晚稻秸秆全部还田则可以提升土壤钾素的年盈余量。     

长期施用氮磷肥对旱地冬小麦籽粒产量和锌含量的影响

【目的】小麦是中国北方地区的主要粮食作物,主要种植在低锌的石灰性土壤上,其籽粒锌含量普遍偏低,因此小麦籽粒锌营养强化是近年研究的热点。小麦氮磷与锌的吸收利用存在互作效应。利用从2004年起在中国西北旱地潜在缺锌的石灰性土壤上开展的长期定位试验,研究长期氮磷施用下的小麦产量与锌含量的变化。【方法】田间试验采用完全随机区组设计,设不施肥(CK)、单施氮肥(N160,施160 kg N·hm~(-2))、单施磷肥(P100,施100 kg P2O5·hm~(-2))和氮磷配施(N160P100,施160 kg N·hm~(-2)、100 kg P2O5·hm~(-2))4个处理。于2012—2016年连续4年进行田间取样,分析小麦的生物量、产量、产量构成,及锌含量与锌吸收和分配。【结果】与不施肥相比,长期单施氮肥使小麦穗数降低9%,籽粒产量和地上部生物量均降低12%,而籽粒锌含量由不施肥处理的29.4 mg·kg-1提高到42.8 mg·kg-1,提高幅度为46%,籽粒和地上部的锌吸收量分别增加29%和37%,地上部的氮锌比和磷锌比分别降低13%和45%;长期单施磷肥使小麦穗数、籽粒产量和地上部生物量分别增加18%、15%和16%,籽粒锌含量、籽粒和地上部的锌吸收量却分别降低31%、19%和17%,同时地上部的氮锌比和磷锌比分别提高19%和83%;氮磷配施的小麦穗数、籽粒产量和地上部生物量也显著增加,增加幅度分别为40%、46%和38%,籽粒和地上部的锌吸收量还分别提高36%和34%,但籽粒的锌含量仅降低8%,同时地上部的氮锌比和磷锌比分别提高43%和27%。与单施磷肥相比,氮磷配施不仅提高了籽粒产量,还提高了籽粒锌含量,主要原因是施用氮肥能够增加小麦锌吸收,减缓了磷肥对小麦锌吸收的抑制作用。【结论】在生产实践中,单施氮肥虽可以提高小麦籽粒的锌含量,达到食物锌营养强化的目的,但长期单施氮肥会导致土壤养分不平衡,不利于维持和提高小麦产量。长期单施磷肥虽能够提高小麦籽粒产量,但抑制小麦锌吸收,不利于籽粒锌累积,降低籽粒含量。因此,在黄土高原旱地石灰性土壤上,建议合理进行氮磷配施,以保证小麦生产高产优质。     

覆膜栽培对旱地小麦籽粒产量及硫含量的影响

研究并明确旱地覆膜栽培对冬小麦籽粒产量、硫吸收累积和转运及籽粒硫含量的影响, 调控作物硫营养, 提高籽粒硫含量和营养品质, 对旱地小麦高产优质栽培有重要意义。2014—2015和2015—2016两年在西北三省七点进行田间试验, 比较不覆膜(传统平作栽培)和覆膜(垄覆沟播或全膜覆土穴播)栽培模式的小麦生物量、产量、产量构成, 以及籽粒硫含量和硫吸收利用。与不覆膜相比, 覆膜栽培提高了小麦穗数, 使籽粒产量提高13.7%, 但籽粒硫含量却降低9.0%。覆膜栽培能提高旱地小麦开花期地上部硫累积量, 茎叶、穗和地上部硫累积总量分别提高19.9%、16.1%和19.2%, 并使花后硫转运量和转运率提高36.2%和17.9%, 但开花期土壤有效硫却因覆膜降低24.5%, 花后硫吸收也降低77.9%, 结果使成熟期地上部硫累积总量和硫收获指数未因覆膜而增加。籽粒硫吸收量没能随产量同步提高, 致使籽粒硫含量因籽粒产量增加引起的稀释效应而降低。因此, 在西北旱地小麦覆膜栽培中要注意加强土壤硫的补充, 改善旱地小麦籽粒硫营养, 提高小麦的营养和加工品质。     

膜侧施肥对旱地小麦产量、籽粒蛋白质含量和水分利用效率的影响

覆膜栽培能提高旱地小麦产量,但降低了籽粒蛋白质含量,优化施肥是解决这一问题的有效措施之一。2013年9月至2016年9月,在黄土高原中部典型旱地进行田间定位试验,比较传统平作(不覆盖+均匀施肥)、垄覆沟播(垄上覆膜+垄间沟播+均匀施肥)和膜侧施肥(垄上覆膜+垄间沟播+播种行侧膜下定位施肥)栽培模式下,0~40 cm土层硝态氮含量和0~200 cm土壤水分,以及膜侧施肥对小麦氮素吸收利用、产量、籽粒蛋白质含量和水分利用的影响。与传统平作相比,在偏旱的2013—2014和2015—2016年度,垄覆沟播的小麦产量分别提高9.5%和6.3%,籽粒蛋白质含量降低7.1%和9.9%,水分利用效率提高5.8%和8.7%,而膜侧施肥的小麦产量提高18.8%和22.8%,籽粒蛋白质含量无显著变化,水分利用效率提高13.2%和19.6%;在偏湿润的2014—2015年度,垄覆沟播和膜侧施肥对小麦产量无影响,但膜侧施肥的籽粒蛋白质含量和水分利用效率分别提高6.0%和17.0%。与垄覆沟播相比,膜侧施肥在偏湿润年份使生长季内100~200 cm土壤水分消耗显著减少,而在偏旱年份使夏休闲季土壤蓄水显著增加,开花和收获期0~40 cm土壤硝态氮、根系全氮以及开花期茎叶全氮含量升高,促进了小麦营养器官氮素吸收、积累及其向籽粒的转运,提高了旱地小麦产量,籽粒蛋白质含量和水分利用效率。在偏干旱的2013—2014和2015—2016年度,膜侧施肥较垄覆沟播产量分别提高8.4%和15.5%,籽粒蛋白质含量提高9.9%和8.7%,水分利用效率提高7.0%和10.0%;在偏湿润的2014—2015年度,两处理产量无显著差异,但膜侧施肥的籽粒蛋白质含量提高6.0%。因此,膜侧施肥可维持旱地小麦生育后期的土壤氮供应,提高小麦产量、籽粒蛋白质含量和水分利用效率,增加下季播前深层土壤贮水,是适宜于旱区推广的小麦栽培模式。     

安徽省县域麦稻玉米秸秆时空分异特征与还田养分输入量测算

安徽省是国家重要商品粮生产基地,作为农业大省其粮食作物秸秆产量居于全国前列。明晰全省产粮大县主要粮食作物秸秆理论资源量和可收集资源量时空分布特征,并准确测算秸秆就地还田对土壤养分输入的贡献,可为秸秆全量化差异化利用策略优化及秸秆还田情景下的农田养分平衡调控提供决策依据。研究表明,2011-2019年安徽省产粮大县三大粮食作物秸秆资源总量呈现出稳步增长的态势,而不同作物秸秆产量年际变化趋势各异：小麦秸秆先升后稳,水稻秸秆波动不大,玉米秸秆逐年递增。2019年安徽省产粮大县三大粮食作物秸秆理论资源量为3 878万t,其中小麦、水稻和玉米秸秆所占比例分别为47.3%、36.3%和16.4%。淮北区为小麦和玉米秸秆资源集中分布区,占比分别为73.0%和88.3%,水稻秸秆主要产自江淮区（41.7%）、皖西区（21.3%）及沿江区（19.7%）。主要粮食作物秸秆资源总量分布表现为淮北区（52.5%）?江淮区（24.3%）?皖西区（10.5%）?沿江区（9.1%）?皖南区（3.6%）。2019年全省产粮大县小麦、水稻和玉米秸秆可收集资源量分别为1 338万、1 041万和542万t,淮北区单位播种面积小麦和玉米秸秆可收集资源量分别为4 505～6 310和4 171～5 395 kg/hm2,江淮区、皖西区和沿江区单位播种面积水稻秸秆可收集资源量分别为4 487～5 326、4 570～5 028和4 329～5 778 kg/hm2。2019年安徽省产粮大县三大粮食作物秸秆氮（N）、磷（P2O5）和钾（K2O）养分资源总量分别为25.3万、10.9万和90.1万t。在秸秆就地全量还田情景下,小麦玉米主产区（淮北区）小麦秸秆还田的氮（N）、磷（P2O5）和钾（K2O）养分输入量分别为35.8～50.1、14.1～19.8和139.8～195.8 kg/hm2,玉米秸秆还田的养分输入量分别为42.7～55.2、16.9～21.8和93.4～120.9 kg/hm2;水稻主产区（江淮区、皖西区和沿江区）水稻秸秆还田的养分输入量分别为38.0～50.8、18.8～25.0和151.6～202.3 kg/hm2。研究结果对进一步提升安徽省产粮大县秸秆资源综合利用效率及推动农业绿色高质量发展具有重要的现实意义。     

我国水稻秸秆磷分布及其还田对土壤磷输入的贡献

我国水稻秸秆资源丰富,水稻秸秆还田是向土壤输入磷素的重要途径之一。对我国各省区不同季别水稻秸秆还田的土壤磷输入贡献进行测算,可有针对性地为水稻秸秆还田条件下土壤磷素优化管理及平衡调控提供科学参考和指导。本研究基于《中国农村统计年鉴》中水稻生产统计资料和文献调研参数,对2013—2018年我国主要稻区不同季别水稻秸秆磷养分资源时空分布特征以及单位播种面积水稻秸秆还田的土壤磷素输入量进行分析。结果表明,2018年我国主要稻区早稻、双季晚稻和中晚稻秸秆产量分别为2327万t、2783万t和13 527万t,长江中游和长江下游稻区的水稻秸秆资源量居于全国前列,分别占33.6%和21.8%。2013—2018年我国水稻秸秆磷(P_2O_5)养分产量呈缓慢增长的趋势,从2013年的59.7万t增加到2018年的62.8万t。2018年水稻秸秆磷养分资源主要分布在黑龙江(15.0%)、湖南(12.5%)、江苏(10.0%)、湖北(9.9%)和江西(9.6%)等省份。2013—2018年我国主要稻区早稻、双季晚稻及中晚稻秸秆还田的年均土壤磷养分输入量分别为13.9～15.1kg(P_2O_5)·hm~(-2)、16.0～20.9 kg(P_2O_5)·hm~(-2)和19.3～29.3 kg(P_2O_5)·hm~(-2)。从全国范围来看,早稻、双季晚稻和中晚稻秸秆还田下的土壤磷养分输入量平均分别为14.4 kg(P_2O_5)·hm~(-2)、18.2 kg(P_2O_5)·hm~(-2)和24.4 kg(P_2O_5)·hm~(-2)。基于上述测算结果,建议我国主要稻区各省份在水稻特别是中晚稻秸秆还田条件下,基于秸秆磷素携入量适当调整磷肥投入量,以实现土壤磷养分收支平衡,控制农田磷养分盈余及流失风险。