化肥减施下有机替代对小麦产量和养分吸收利用的影响

  【目的】  探讨化肥减施和氮肥有机替代对小麦产量、养分积累、运转和吸收利用的影响，为国家化肥零增长战略提供理论依据。  【方法】  于2017—2019年，定位研究了常规施肥 (CF)、等氮量有机替代 (有机替代30%N， CF+M)、化肥减施 (N、P₂O₅、K₂O分别减施25%、30%和16.7%，CFR)、减施替代 (有机替代30%N，CFR+M) 和单施有机肥 (M) 对小麦产量及其构成、生物量、不同生育期植株氮磷钾积累量、花前植株养分运转及花后养分积累、养分吸收利用的影响。  【结果】  与CF相比，CFR和CF+M处理小麦产量、成穗数和穗粒数均没有显著变化，千粒重有增加趋势；CFR提高了小麦拔节—开花阶段氮、磷、钾吸收量及其比例，CF+M与CF处理间各生育阶段尤其是拔节期后吸氮、钾量差异均不显著，而CFR处理开花—成熟期的氮磷吸收量显著降低，CF+M处理降低了花前茎叶氮运转量及花后氮磷积累量，CF+M、CFR和CF 3个处理间氮积累量差异不显著；CF+M提高了花前茎叶氮磷运转量对籽粒氮磷贡献率及花后氮积累量对籽粒氮的贡献率。籽粒氮素积累与各生育阶段氮素积累量、花前期茎叶氮素运转量及花后氮素积累量间呈显著或极显著正相关，籽粒磷素积累量仅与花后磷素积累量显著正相关，籽粒钾素积累量与返青—拔节阶段钾素积累量显著正相关，与花前颖壳+穗轴钾素运转量显著负相关。CFR和CF+M较CF提高了氮吸收、利用效率和氮肥偏生产力，CF+M较CF提高了钾素利用效率，降低了钾素吸收和钾素偏生产力。  【结论】  本试验的两年间，不同程度地减少氮磷钾化肥投入量，或不减少总氮量投入 (以30%有机氮替代化肥氮) 有利于花前期营养器官积累的养分向籽粒运转及籽粒对氮养分的吸收利用，都可以维持小麦产量。在减施氮肥量25%的前提下，用30%或者100%的鸡粪替代化肥则降低小麦各生育期干物质和氮磷钾养分的积累和运转，最终降低小麦的产量。因此，进行有机替代需要进一步研究适宜的氮肥减施比例。     

灌浆期喷施微肥对小麦临优2018产量及品质的影响

试验选用4种微肥在对中筋冬小麦临优2018灌浆期进行叶面喷施处理,研究其对冬小麦产量及品质指标的影响。结果表明:用微肥处理小麦均可增加产量,对品质也有不同影响,其中硼酸、硫酸锰对小麦产量影响最大;硫酸镁对蛋白质和面筋影响较大;硫酸锰对沉降值影响较大。     

晋南日光温室土壤微生物及土壤酶活性变化规律研究

笔者通过对晋南地区日光温室土壤微生物状况和土壤酶活性进行分析研究,结果显示:晋南地区日光温室土壤微生物总量由南往北呈增加趋势,显现出明显的地域性变化规律;随着种植年限的延长,土壤微生物总量和脲酶活性增加,过氧化氢酶活性保持相对稳定水平;土壤有机质含量和土壤微生物总量呈明显正相关,但生物总量的增加量远大于有机质的增加量,这可能是温室土壤有机质水平较低的原因之一。     

玉米秸秆还田条件下冬灌时间与施氮方式对冬小麦生长发育及水肥利用效率的影响

为给玉米秸秆还田条件下冬小麦的水氮运筹提供依据,以小麦品种临优2069为材料,研究了山西省小麦-玉米一年两熟区玉米秸秆还田条件下冬灌时间和施氮方式对冬小麦生长发育及水氮利用效率的影响。结果表明,随着冬前灌水时间的推迟,小麦总茎数、单株分蘖数、成穗数、产量、籽粒水分生产率、氮肥表观利用率均呈先升高后降低趋势,以11月25日冬灌的最高。在施氮量相同条件下,氮肥一次性底施(N10∶0)的拔节期总茎数、成穗数、产量、籽粒水分生产率和氮素吸收量、表观利用率高于氮肥70%底施+30%拔节期追施(N7∶3)处理,冬前总茎数、单株分蘖数则相反。冬前灌水时间提前和氮肥一次性底施有利于提高小麦前期单株干重;冬前灌水时间推迟和后期追氮则有利于灌浆期穗部和总干物质的积累。因此,山西省小麦-玉米一年两熟区,秸秆还田条件下氮肥采取一次性底施,并于11月25日冬灌,可实现冬小麦的高产高效栽培。     

根控肥(CULTAN)对强筋小麦临优145产量及品质的影响

为给根控肥（Controlled uptake long term ammonium nutrition，CULTAN）在强筋小麦高产优质栽培上的应用提供依据，根据CULTAN的原理与关键配方，以临优145为材料采取田间试验方法，研究了根控肥对强筋小麦产量及品质的影响。结果表明，根控肥可显著增加强筋小麦的产量，其中根控肥2（1／3硫铵＋2／3尿素＋DCD添加剂）的产量较传统肥2（硫铵）和不施肥的对照分别增产713和1513kg／hm^3，增幅14．15％和35．71％；成穗数和穗粒数也有所增加。根控肥也可明显改善强筋小麦的营养品质和加工品质，蛋白质含量明显高于对照，达极显著水平；面团的吸水率、形成时间、稳定时间和沉淀值明显提高,尤其是硫铵、尿素和DCD添加剂混合物的根控肥效果最为明显。因此在优质强筋小麦生产中，推广使用根控肥，能迟到强筋小麦产量与品质的协调统一。     

微喷水肥一体化氮肥后移对夏玉米氮素吸收及籽粒产量品质的影响

为了探明晋南地区冬小麦-夏玉米轮作区适宜的节水减氮管理模式,采用田间试验,研究分析了5个水氮组合模式对夏玉米氮素积累特征、籽粒产量、品质和氮肥利用率的影响。结果表明,与大水漫灌、传统撒施肥料(CK)相比,微喷水肥一体化处理的夏玉米籽粒产量提高12.05%～45.4%,其中以微喷灌4次(出苗水+小喇叭口水+大喇叭口水+抽雄水),施纯氮227.5 kg/hm2,氮肥后移、追氮2次处理(WN3)的籽粒产量和蛋白质含量最高,籽粒氮素积累量、总氮素积累量分别较施纯氮227.5 kg/hm2,追氮1次处理(WN2)提高6.8%、14.26%,且与微喷灌、施纯氮300 kg/hm2(WN1)和WN2相比,WN3处理的氮肥利用率分别提高41.81%、23.14%,氮肥农学利用效率分别提高47.45%、49.01%。综上所述,晋南冬小麦-夏玉米一年两熟区,采用微喷水肥一体化可替代漫灌实现节水减氮高产栽培,推荐微喷灌溉4次、氮肥后移处理(基肥45.5 kg/hm2+小喇叭口期追肥136.5 kg/hm2+抽雄期追肥45.5 kg/hm2)作为晋南地区夏玉米灌水施氮适宜的运筹方式,该模式相比CK减少灌水量50%、减施氮肥24.16%,提高氮肥利用效率的效果最好,实现了节水减氮的效果。     

氮肥后移对土壤氮素供应和冬小麦氮素吸收利用的影响

采用田间试验研究了氮肥后移对土壤氮素供应和冬小麦氮素吸收利用的影响。结果表明,与农民习惯施氮（N 300 kg/hm2,基肥和拔节肥各占1/2）比较,氮肥后移处理（N210kg/hm2,基肥、拔节肥和孕穗肥各占1/3）在不降低小麦产量的同时,大大提高了氮肥利用率,且全生育期氮素表观损失极低。过量施用氮肥(N 300 kg/hm2)明显提高了60 cm以下土层硝态氮含量,增加了其向地下水淋溶迁移的风险。氮肥后移可提高小麦成熟期0-20cm土层硝态氮积累量,降低其在20-100cm土层的积累。基于冬小麦不同生育阶段的氮素吸收量而进行氮肥后移是可行的,氮肥后移可节省氮肥30%,是较为理想的施氮方式。     

4种杀虫剂对优质小麦产量和品质的影响

田间试验研究了4种杀虫剂(啶虫脒、吡虫啉,氧化乐果及高效氯氰聚酯)对3个优质小麦品种("临优145"、"临优2069"和"临优2018")千粒重、产量及品质的影响,结果表明:杀虫剂提高了优质小麦千粒重和产量,氧化乐果处理提高最多,高效氯氰菊酯处理次之,且两处理间差异不显著.杀虫剂对优质小麦品质的影响因小麦品种而异,氧化乐果处理和高效氯氰菊酯处理使3个小麦品种蛋白质含量提高,强筋"临优145"和"临优2069"加工品质下降,但大多指标与对照差异不显著,中筋"临优2018"营养品质和加工品质均得到改善;啶虫脒处理对优质小麦产量提高和品质改善效果最差;杀虫剂对优质小麦可溶性蛋白质(清蛋白和球蛋白)影响较小,对贮藏蛋白(醇溶蛋白和谷蛋白)影响较大.     

氮肥底追比对不同小麦品种生长发育及产量的影响

为给小麦高产优质栽培合理施氮提供依据,以小麦品种‘尧麦16’、‘安麦16’和‘泰山4241’为材料,在施纯N 270 kg/hm2,底追比3:7、5:5、7:3处理下研究了氮肥底追比对不同小麦品种生长发育和产量的影响。结果表明,‘尧麦16’和‘安麦16’产量均在3:7处理下最高,分别为6839.93 kg/hm2和6202.2 kg/hm2,‘泰山4241’产量在5:5处理下最高,达7629.23 kg/hm2。品种间以‘泰山4241’产量最高,‘安麦16’产量最低。不同氮肥底追比处理下,品种间以‘泰山4241’旗叶SPAD值均表现为最高,且在底追比3:7处理下表现最高,‘尧麦16’和‘安麦16’在底追比5:5处理下表现最高。灌浆时间相对于灌浆速率更易受氮肥底追比的影响,氮肥底追比对‘尧麦16’和‘泰山4241’的灌浆过程影响大于‘安麦16’,‘泰山4241’的灌浆持续时间和灌浆速率均表现较高,灌浆后期功能叶衰退较慢,叶源生产能力强,能为籽粒发育提供较多的营养物质,从而为获得较高产量提供物质保证。     

氮肥运筹对农大108产量、氮肥利用率及土壤氮素平衡的影响

以农大108为试材,通过田间试验研究不同氮肥运筹方式对春玉米干物质积累、子粒产量、氮肥利用率及土壤氮素平衡的影响。结果表明,氮肥不同运筹方式增产效果差异显著,其中,1/3氮肥底施、2/3氮肥两次追肥(N3)处理增产效果最好,其次是1/4氮肥底施、3/4氮肥3次追肥(N4)处理,氮肥全部作底肥(N1)处理增产效果最小。分次施肥有利于子粒粗蛋白含量、子粒蛋白质产量以及氮肥利用率的提高;随着施肥次数的增加,子粒粗蛋白含量、子粒蛋白质产量以及氮肥利用率均呈上升趋势,以N4处理最佳,其次是N3处理。氮肥不同运筹方式氮素表观损失量差异显著,N1处理其表观损失量最高,N3处理最低。因此,N3处理有效促进了植株对氮素的吸收利用,显著增加了产量和子粒蛋白质产量,降低了氮素表观损失量,是最佳氮肥运筹方式。