规模化种植条件下不同生育期玉米品种合理搭配与布局技术规程

针对玉米规模化种植条件下目前普遍面临的因播种及收获时间过于集中而在农事安排上颇为紧张的难题,在本团队前期试验研究与示范展示基础上,制定了规模化种植条件下不同生育期玉米品种合理搭配与布局技术规程。     

中低分子量腐殖酸提高冬小麦磷吸收和产量的机理

  【目的】  研究不同分子量腐殖酸与磷肥复合制备的腐殖酸磷肥对作物和土壤磷有效性的影响，为腐殖酸磷肥研发和磷素高效利用提供理论依据。  【方法】  利用超滤分级方法，将风化煤腐殖酸分子量分为 > 100 kDa、10～100 kDa和 < 10 kDa 3个部分，获得高 (HA_H)、中 (HA_M)、低 (HA_L) 不同分子量的腐殖酸，采用磷酸与KOH反应法制备普通磷肥 (P)、未分级腐殖酸磷肥 (PHA)、高分子量腐殖酸磷肥 (PHA_H)、中分子量腐殖酸磷肥 (PHA_M) 和低分子量腐殖酸磷肥 (PHA_L) 5种磷肥。采用深100 cm、内径25 cm的土柱进行冬小麦栽培试验，按等磷量原则，设置P、PHA、PHA_H、PHA_M、PHA_L 5个施磷处理，同时设置与4个施磷处理对应的等量腐殖酸处理 (HA、HA_H、HA_M、HA_L)，以不施磷肥为对照CK。测定小麦产量及产量构成因素、植株磷含量及不同层次土壤有效磷含量。  【结果】  1) 与CK相比，腐殖酸处理 (HA、HA_H、HA_M、HA_L) 小麦增产不明显。与普通磷肥相比，PHA、PHA_M和PHA_L处理产量显著提高了14.73%、18.84%、21.37% (P < 0.05)，3 个处理间产量差异不显著，PHA_H增产不明显。PHA_L处理千粒重显著高于普通磷肥处理，其余3个腐殖酸磷肥处理增幅未达显著水平。2) PHA、PHA_M和PHA_L处理籽粒吸磷量较普通磷肥处理分别显著提高14.97%、19.45%、22.68%，而PHA_H增幅未达显著水平；腐殖酸磷肥处理间秸秆吸磷量没有显著差异。3) 与普通磷肥相比，PHA、PHA_H、PHA_M、PHA_L磷肥偏生产力和农学效率分别提高14.71%、6.01%、18.82%、21.35%和14.95%、1.66%、20.18%、23.03%，磷肥表观利用率分别提高2.93、0.51、4.52、5.41个百分点，也以中、低分子量腐殖酸磷肥效果最为明显，腐殖酸中的氧烷基碳、羧基/酰胺基碳、烷基碳结构与小麦籽粒产量和磷肥利用率具有正相关性，与芳香碳、芳香C―O负相关。4) 4个腐殖酸磷肥处理间及其与普通磷肥处理间 0—20、20—40、40—60 cm 土层土壤有效磷含量差异不显著。  【结论】  田间土柱栽培条件下，单施腐殖酸对小麦没有表现出明显的增产效果。腐殖酸中的氧烷基碳、羧基/酰胺基碳、烷基碳结构与小麦磷素吸收具有正相关性，低分子量腐殖酸具有较多的烷基碳、氧烷基碳、羧基/酰胺基碳结构，因而低分子量腐殖酸提高磷肥中磷素利用率的作用好于中分子量腐殖酸，而高分子量腐殖酸的效果不显著。     

播期、密度及其互作对冬小麦产量的影响

播期和密度是小麦高产的关键栽培技术。通过大田小区试验,研究了5个播期(9月26日, 10月2日, 10月8日, 10月14日和10月20日)和3种栽培密度(120万, 240万和360万·hm~(-2))及其互作对冬小麦(济麦22)产量及其构成因素的影响。结果表明,冬小麦的产量均随着播期前后呈先上升后下降趋势,10月2日播种的平均产量最高;且以240万·hm~(-2)处理最高,为9 613.5 kg·hm~(-2),显著高于其它密度处理。公顷穗数最高值出现在9月26日—10月2日播种的处理,最小值均出现在10月20日播种的处理,在其处理下,密度为360万,240万,120万·hm~(-2)的公顷穗数分别为513.0万穗,487.5万穗和399.0万穗·hm~(-2),分别比10月2日播种的减少了118.5万穗,123.0万穗和177.0万穗·hm~(-2)。播期和密度对济麦22的千粒质量也具有显著影响,千粒质量最大值出现在10月2日播种,密度为120万·hm~(-2)的处理,为42.7 g,3种密度的最低值均出现在播期10月20日的处理。双因素方差分析结果表明,播期、密度及其互作对小麦产量及构成因素均具有极显著的影响,其中对冬小麦产量、公顷穗数和千粒质量影响最大的均为播期。以上研究表明,冬小麦品种(济麦22)在该地区的推荐播期为10月2日左右,适宜播量为240万·hm~(-2)。     

影响盐碱土持续利用主要环境因子演变

根据在山东禹城市多年土壤肥、水、盐定位监测资料，分析了引黄灌区影响土壤次生盐碱化的主要环境因子演变，认为主要环境因子演变经历二个阶段：第一阶段，１９８５年以前，以水利工程排水抗涝、改良盐碱土为主，配合土壤培肥和耕作措施，工程措施是改良土壤盐碱化的主要环境因子；第二阶段，１９８５年以来，主要问题是防御土壤返盐，巩固改良盐碱土壤的效果，土壤耕作是防止土壤次生盐碱化的主要环境因子，是抑制土壤次生盐碱化的有效措施，持续利用盐碱土的关键是加强土壤培肥和种植。     

有机无机复混肥优化化肥养分利用的效应与机理研究Ⅰ. 有机物料与尿素复混对玉米产量及肥料养分吸收利用的影响

本研究采用团粒法工艺,利用味精厂制糖形成的糖渣（A）作为有机原料,与尿素复混制成有机无机复混氮肥,运用土柱栽培试验研究等尿素氮投入条件下（设置低、中、高3个施氮水平）不同有机无机比例的有机无机复混氮肥对玉米产量和养分吸收利用的影响。主要结果为, 1）低氮、中氮和高氮水平下,有机无机复混氮肥处理平均玉米子粒产量比单施尿素处理的分别提高12.4%、4.8%和5.4%;低氮、中氮和高氮水平下,有机无机复混氮肥比对应的有机物料处理的增产幅度均大于尿素处理比对应的不施氮肥（CK）处理的增产幅度,有机物料与尿素复混,明显提高了尿素的增产效果。2）有机物料与化学氮肥复混具有优化化学肥料养分利用和提高化肥利用率的效果。低氮、中氮和高氮水平下,有机无机复混氮肥处理玉米植株氮素吸收量比尿素处理的分别提高29.0%、21.6%和18.9%;低氮、中氮和高氮水平下,有机无机复混氮肥处理化肥氮（尿素N）的表观利用率比尿素处理（尿素N）的氮肥表观利用率分别提高了33.5、11.6和13.0个百分点。     

增值尿素对小麦产量、氮肥利用率及肥料氮在土壤剖面中分布的影响

本研究利用同位素15N尿素,采用尿素熔融工艺分别制备了普通尿素（U）、 海藻酸增值尿素（AU）、 腐植酸增值尿素（HAU）和谷氨酸增值尿素（GU）试验产品,运用土柱栽培试验研究等氮量条件下（N 0.1 g/kg 干土,以030 cm土层干土重量计算）3种增值尿素产品对小麦产量、 氮肥利用率和肥料氮在土壤剖面中分布的影响。主要结果, 1）与U相比,AU、 HAU和GU处理均可显著提高小麦籽粒产量,增加幅度分别为7.12%、 13.63%和3.65%; 2）小麦吸收的氮素中有44.8%~48.0%来自肥料氮,AU、 HAU、 GU处理的小麦地上部吸收的肥料氮量均显著高于U处理,分别高出4.83%、 7.41% 和 3.12%; 3）虽然所有处理土壤残留的肥料氮均主要集中在050 cm土层中,U处理在5090 cm层次土壤肥料氮累积量显著高于AU和HAU处理; 4）AU、 HAU和GU处理的小麦氮肥表观利用率分别较U处理显著提高6.38、 15.63、 3.08个百分点,HAU和AU处理的15N利用率分别较普通尿素高出3.70和2.41个百分点,AU、 HAU和GU处理的肥料氮的损失率分别比普通尿素显著降低7.64、 9.52和2.19个百分点。     

氮肥类型和用量对冬小麦品质的影响

在连续4年有机无机氮肥配施试验基础上,设置不同冬小麦品种研究氮肥类型（无机肥氮、 有机肥氮以及有机肥氮与无机肥氮配施）和用量（N 0、45、90、120、180 和 240 kg/hm2）对冬小麦子粒品质的影响。结果表明, 中穗型品种石麦15和大穗型品种潍麦8的子粒产量和各项品质指标差异显著,其中石麦15 的产量、沉降值、形成时间和稳定时间分别比潍麦 8 高12.62%、5.09%、5.85%、25.35%,而粗蛋白、 湿面筋和吸水率则比潍麦8 显著低11.03%、15.51%、 5.49%。子粒产量、 粗蛋白、 湿面筋和沉降值及形成时间与植株吸氮量极显著正相关,吸水率和稳定时间与植株吸氮量的相关性较差。单施无机氮180 kg/hm2（0/180 处理）和240 kg/hm2（0/240 处理）及有机无机氮配施 240 kg/hm2（120/120 处理）植株吸氮量最高且三者差异不显著,而单施有机氮240 kg/hm2（240/0 处理）植株吸氮量显著低于0/180、0/240 和120/120 处理。施氮量小于240 kg/hm2 时等氮量比较,单施无机氮吸氮量大于有机无机配施,单施有机氮最小;且施氮量越低,不同施氮类型间吸氮量差异越小。两品种均在单施无机氮180 和 240 kg/hm2 时产量最高且各项品质指标最优,有机无机氮配施120/120 处理对比等量无机氮单施 0/240 处理产量不降低且品质指标不下降,单施有机氮240/0 处理产量和子粒品质都较 0/240 和120/120处理差;施氮量低于240 kg/hm2 时,单施无机氮处理的产量和各项品质指标优于有机无机配施,有机无机配施又优于单施有机氮,这与有机肥供氮不足有关。     

多元复混肥平衡施用方法的研究

近几年,我国的多元复混肥的生产发展迅速,其产量年际间成倍增加,与之相配套的施肥技术受到科研单位与肥料生产厂家的共同关注。氮磷钾微量元素平衡施肥技术,发展到研究与应用相结合的阶段。本文基于研究与应用这一现实状况,提供肥料生产厂家如何利用现有科研成果、施肥技术方面的应用等思考。     

长期单施有机肥和化肥对土壤养分和小麦产量的影响

【目的】等氮、磷、钾养分投入条件下,探索黄淮海小麦主产区化肥和有机肥施用对小麦的增产效果以及土壤养分的演变规律,为小麦科学施肥及土壤肥力的提升提供依据。【方法】本研究以8年长期定位试验为平台,在冬小麦—夏玉米的传统种植制度下,有机肥和化肥处理均分别设置5个施氮 (N) 量:0、120、240、360、600 kg/hm2,共9个处理。化肥处理的磷、钾用量等同各有机肥处理带入的量。于每年小麦收获期测定小麦产量和土壤养分含量。【结果】在土壤养分方面,土壤有机质、全氮、有效磷、速效钾含量均随有机肥用量的增加而增加,并且呈逐年增长的趋势。化肥在提高土壤有机质及全氮方面与施肥量无明显关系,年际间差异不明显,基本处于同一水平。增施化肥在开始几年能够缓慢提高土壤有效磷和速效钾的养分含量,之后保持稳定。在同一施氮水平下,有机肥处理土壤有机质、全氮、有效磷钾养分含量均显著高于化肥各处理。在作物增产方面,施氮240、360、600 kg/hm2的有机肥处理小麦产量均显著高于施氮120 kg/hm2的有机肥处理,但三个处理之间差异不显著;化肥各处理间均差异不显著。除施N 120 kg/hm2水平下,化肥处理产量显著高于有机肥处理外,其他相同氮水平下化肥处理与有机肥处理无显著差异。【结论】有机肥在培肥土壤方面,效果明显优于化肥,并且有机肥处理随施肥量的增加能够持续提高土壤养分库容量,而化肥对于土壤养分的提升效果不大,始终处于一个相对较为稳定的水平。有机肥和化肥施用均对小麦产量具有显著的提升效果。在N 120 kg/hm2的低氮条件下,化肥对小麦的增产效果优于有机肥,而在高于N 240 kg/hm2的养分条件下,有机肥与化肥增产效果基本一致。另外,当产量提高到一定水平后,增加施肥量无助于作物产量的提高。     

长期单施不同量化肥和有机肥后盐化潮土pH和EC的变化

【目的】研究长期单施不同量有机肥和化肥对华北平原盐化潮土区土壤pH和EC的影响,以期为本地区科学实施有机肥替代化肥提供数据支撑和理论依据。【方法】本研究以始于2006年的长期定位试验为研究平台,在冬小麦–夏玉米一年两熟种植制度下,有机肥和化肥处理均设置10个氮水平,N 0、60、120、180、240、300、360、420、500和600 kg/hm2,共计19个处理,监测了连续施用不同量化肥和有机肥10年共20季作物后潮土的EC和pH值。【结果】单施化肥N 60、120、180、240 kg/hm2的土壤EC分别为232、280、220和258 μS/cm,与不施肥处理CK的243 μS/cm差异不显著 (P > 0.05);化肥氮量为N 300、360、420、500和600 kg/hm2处理,土壤EC分别为320、403、513、516和570 μS/cm,显著高于CK和N 60～240 kg/hm2处理 (P < 0.05)。10年20季播种作物后,不施肥处理土壤pH基本在7.97上下波动,化肥处理N从60增加到600 kg/hm2,土壤pH分别为7.96、7.89、7.88、7.85、7.83、7.72、7.53、7.51和7.42,随着肥料用量的增加呈显著降低趋势 (P < 0.05)。肥料类型对黄淮海地区盐化潮土土壤EC和pH存在显著影响。化肥氮量为N 60、120、180、240 kg/hm2处理与有机肥氮量N 60、120、180、240处理土壤EC和pH类似,分别相差为9.90、–15.9、26.4、1.76 μS/cm和 –0.04、0、0.03、0.02,差异均未达显著水平,但随着肥料投入量的增加,差距越来越明显,且与施肥量呈显著线性相关 (P < 0.05)。化肥N 300、360、420、500、600 kg/hm2处理比同量有机肥氮处理的土壤EC值分别高42.1、90.5、195、110、188 μS/cm,土壤pH分别低0.08、0.09、0.18、0.18、0.14个单位,差异达显著水平 (P < 0.05)。【结论】在华北盐化潮土上,化肥和有机肥氮投入量不超过240 kg/hm2范围内,连续施用10年20季作物后,均未发现对土壤EC值和pH有不利影响,施化肥和有机肥的土壤EC值和pH差异不显著。然而,氮投入量超过300 kg/hm2后,等养分化肥土壤EC值显著高于有机肥,pH显著低于有机肥。因此,要提高盐化潮土的养分投入,应控制化肥用量,依靠有机肥投入,维持土壤pH和土壤EC的稳定。