我国主要麦区农户施肥评价及减肥潜力分析

【目的】明确我国主要麦区农户小麦施肥存在的问题及减肥潜力,为科学施肥、合理减肥提供依据。【方法】连续3年对我国主要麦区的小麦种植户进行施肥调研和取样,基于农户产量、养分需求量和土壤养分供应水平对其施肥状况和减肥潜力进行评价和分析。【结果】我国主要麦区农户小麦产量和生物量平均为6.0和13.2 t·hm ^-2,二者极显著线性相关。小麦产量与施肥量和土壤养分无显著相关。我国小麦氮（N）、磷（P₂O₅）和钾（K₂O）肥用量平均分别为191.1、112.8和53.4 kg·hm ^-2,春麦区农户氮、磷和钾肥用量平均分别为171.7、108.9和10.6 kg·hm ^-2,旱作区分别为154.3、111.8和32.6 kg·hm ^-2,麦玉区分别为236.4、128.1和74.0 kg·hm ^-2,稻麦区分别为177.5、77.0和71.8 kg·hm ^-2。就施氮量而言,春麦区过量施氮的农户较少,为34%,其次是麦玉区、稻麦区和旱作区,分别为42%、55%和63%;产量较低的农户是氮肥减施的重点,减氮潜力最高达43.6%,平均需减氮2.3—135.5 kg·hm ^-2。过量施磷问题比较突出,各麦区施磷过量的农户分别占63%、87%、68%和57%,即使小麦高产时,仍有超过50%的农户施磷过量;各麦区不同产量等级的农户均需减施磷肥,减磷量平均为3.8—91.1 kg·hm ^-2,旱作区减磷潜力最大,达55.6%。施钾状况因麦区而异,在春麦区,主要问题是施钾不足,占84%,平均需增施钾肥22.8 kg·hm ^-2;旱作、麦玉和稻麦区,减钾潜力分别达43.2%、25.7%和56.0%;产量较低的农户是减钾的重点,平均需减钾31.7—45.9 kg·hm ^-2。【结论】我国农户施肥状况和减肥潜力因农户产量和麦区不同存在差异,中低产农户过量施肥问题较为严重,应注意根据产量适量减少施用氮、钾肥,所有农户均需警惕磷肥过量投入问题,其中旱作区氮、磷肥减施潜力最高,稻麦区减钾潜力最高。     

黄淮麦区小麦籽粒锌含量差异原因与调控

小麦高产优质生产对保障我国粮食安全和人们营养健康有重要意义。通过实地调研和取样分析,研究了黄淮麦区276个田块的小麦籽粒锌含量与产量和产量构成、施肥和土壤养分、作物锌吸收利用等参数的关系。结果表明,黄淮麦区缺锌和非缺锌土壤的比例分别为42%和58%,两种土壤上的小麦籽粒锌含量分别介于16~52和17~58 mg·kg^-1,分别有7%和9%样本的籽粒锌达到推荐值40 mg·kg^-1。缺锌田块,籽粒锌含量与磷肥用量（r = -0.273,P < 0.01）、0~20 cm土壤有效磷（r= -0.283,P < 0.01）显著负相关,高低籽粒锌组的磷肥用量分别为73和137 kg·hm^-2,土壤有效磷分别为13和20 mg·kg^-1,有效锌分别为0.8和0.7 mg·kg^-1,但籽粒产量低于非缺锌土壤（7 204 和7 857 kg·hm^-2）。非缺锌田块,籽粒锌含量与磷肥用量显著负相关（r= -0.181,P < 0.05）,与0~20 cm（r= 0.236,P< 0.01）和20~40 cm（r= 0.183,P < 0.05）土壤有效锌显著正相关,高低锌组的磷肥用量分别为112和145 kg·hm^-2,0~20 cm的土壤有效磷分别为29和30 mg·kg^-1,有效锌分别为3.3和2.2 mg·kg^-1。因此,在缺锌土壤上,应首先解决土壤缺锌问题,将有效锌提升至临界值1.0 mg·kg^-1以上,非缺锌土壤有效锌保持在3.0 mg·kg^-1以上,同时适当减少磷肥用量和降低土壤有效磷水平,以减少磷对小麦锌吸收的负面影响,维持黄淮麦区小麦高产并改善籽粒锌营养。     

基于产量和养分含量的旱地小麦施磷量和土壤有效磷优化

【目的】 探讨长期定位施磷条件下小麦产量、土壤有效磷水平及籽粒养分含量变化,为旱地小麦合理施用磷肥,提高产量、改善品质提供理论依据。【方法】 基于2004年在黄土高原开始的长期定位试验,于2014—2015、2015—2016和2016—2017连续3年取样,研究不同施磷量对小麦产量,生物量,产量构成,籽粒氮、磷、钾含量,土壤有效磷含量及磷吸收利用的影响。【结果】 与不施磷相比,长期施磷使小麦产量平均提高67%,生物量提高58%,穗数和穗粒数分别增加64%和8%,而千粒重降低7%。施磷量与小麦产量、生物量呈抛物线关系,获得最高产量6 465 kg·hm ^-2的施磷量为144 kg P₂O₅·hm ^-2。籽粒氮含量随施磷量增加而降低,磷和钾含量随施磷量增加而提高。土壤有效磷含量与施磷量呈显著正相关,小麦获得最高产量时播前和成熟期有效磷含量分别为16.9和20.4 mg·kg ^-1。磷吸收利用效率随施磷量增加而降低,施磷量提高50 kg P₂O₅·hm ^-2,需磷量增加0.4 g·kg ^-1,磷收获指数降低1.3%,生理效率降低45.1 kg·kg ^-1。【结论】 综合考虑小麦的籽粒产量和关键养分含量,研究区域旱地小麦应以95%的最高产量为实际生产目标,施磷量为94 kg P₂O₅·hm ^-2,播前土壤有效磷为12.0 mg·kg ^-1,成熟期为13.8 mg·kg ^-1。     

中国主要麦区农户小麦氮磷钾养分需求与产量的关系

【目的】明确实际生产中农户小麦产量与养分需求的关系,为科学施肥、合理减肥提供理论依据。【方法】连续两年对中国小麦主产区多点的农户调研和取样分析,研究中国春麦、旱作、麦玉和稻麦4个典型种植区域农户小麦氮磷钾养分需求量与产量的关系。【结果】中国农户小麦产量平均为6.4 t·hm-2,麦区间存在显著的产量差异,春麦、旱作、麦玉和稻麦区平均分别为6.0、4.0、7.7和5.5 t·hm~(-2),产量越高的麦区小麦生物量越大、公顷穗数越多,收获指数随产量增加而增加。全国农户小麦平均需氮量为28.1 kg·Mg~(-1),4个麦区分别为28.6、28.3、29.3和25.0 kg·Mg~(-1),产量由低产增至高产时,旱作区和麦玉区小麦需氮量分别显著降低16.9%和14.6%,春麦和稻麦区有降低趋势,但未达差异显著水平。全国小麦平均需磷量为4.0 kg·Mg~(-1),4个麦区分别为4.5、3.2、4.1和4.1 kg·Mg~(-1),产量从低产增至高产时,麦玉和稻麦区分别显著降低11.4%、17.8%,旱作区需磷量降低8.6%,差异亦未达显著水平,春麦区低产时需磷量最低为3.7 kg·Mg~(-1),产量从偏低提高到高产水平时也显著降低21.4%。农户小麦平均需钾量为21.5 kg·Mg~(-1),各麦区存在显著差异,4个麦区分别为26.5、17.1、23.3和18.8 kg·Mg~(-1),产量由低产增至高产时,4个麦区需钾量分别降低4.0%、4.4%、12.7%和19.9%,仅稻麦区差异显著。【结论】中国各麦区农户的小麦产量存在显著差异,养分需求量与产量的关系因麦区而异,总体来看,随产量增加,小麦氮、磷、钾养分需求量呈降低趋势。可见,在向农户推荐肥料用量时,需针对不同区域,结合农户田块的小麦产量水平、作物养分需求特性和土壤养分供应能力,确定合理的养分需求量,避免肥料施用过量或不足。     

我国主要麦区土壤有效铁锰铜锌丰缺状况评价及影响因素

明确我国主要麦区土壤有效铁锰铜锌含量分布和影响因素，对了解麦田土壤微量元素供应能力、指导小麦丰产与优质生产至关重要。于2016—2021年连续6年，在我国17个小麦主产省/市采集1 314份耕层土壤样品，参考中国土壤有效微量元素分级标准，评价了我国麦田土壤有效铁锰铜锌丰缺状况，并采用随机森林方法定量分析了主要土壤化学性质对铁锰铜锌有效性的贡献。结果表明，我国主要麦区土壤有效铁含量介于1.8~612 mg?kg-1，平均为49.1 mg?kg-1，8.9%的样本未达到缺铁临界值4.5 mg?kg-1，且主要集中在北方、西北麦区的山西、陕西、甘肃等地，西南和长江中下游麦区有效铁较高。土壤有效锰介于0.1~176 mg?kg-1，平均为22.1 mg?kg-1，低于缺锰临界值5 mg?kg-1的样本占6.9%，缺锰土壤分布在西北、北方麦区的山西、陕西、甘肃、内蒙古等地，西南、长江中下游麦区土壤有效锰含量较高。土壤有效铜介于0.1~10.8 mg?kg-1，平均为1.9 mg?kg-1，仅1.8%样本未达到缺铜临界值0.5 mg?kg-1。土壤有效锌介于0.1~26.0 mg?kg-1，平均为1.4 mg?kg-1，14.3%的样本低于缺锌临界值0.5 mg?kg-1，主要分布在西北和北方麦区的山西、陕西、甘肃、内蒙古等省份，云南、贵州等西南麦区的有效锌较高。土壤基本化学性质中，pH对有效铁、有效锰含量影响最大，有效铁是铜有效性的重要因素，影响有效锌的主要因素是有效磷和有效铜。我国麦田土壤有效铁锰铜锌含量存在较大的区域变异，铁、锰、锌不足主要发生在北方石灰性土壤，南方麦田供应充足，几乎所有麦田土壤有效铜可满足作物铜需求。