华北平原春玉米季土壤硝态氮动态及氮素矿化的特征

为进一步明确推荐施氮的优势所在,并为春玉米制定合理的施氮策略,本文在高肥力土壤条件下,通过设计不同氮肥管理模式.研究了春玉米季0—150 cm土体土壤NO_3~-—N动态和氮素矿化的特征。结果表明,经验施氮0—90 cm土层NO_3~-—N含量呈单峰曲线变化,峰值一般在400 kg/hm~2以上,90—150 cm土层则富积了大量的NO_3~-—N,潜在淋洗量很大。不施氮条件下,土壤表现出较强的净矿化势,并且净矿化速率和玉米生长速率有较好的协同性,二者同在大喇叭口至吐丝期达到最大值,但土壤供氮能力逐年下降。推荐施氮使得0—90 cm土层NO_3~-—N总体保持在100～200 kg/hm~2范围内,既确保作物的吸收又减少了氮素淋洗损失。研究表明,三年来推荐施氮共节省氮肥475 kg/hm~2,氮肥利用率提高了14%。     

基于CERES-Maize模型的华北平原玉米生产潜力的估算与分析

在对DSSAT4.0中CERES-Maize模型进行参数校正和验证的基础上,进一步利用华北地区具有代表性的10个气象站30年(1976～2005年)的气象资料以及华北地区典型的土壤数据展开模拟.结果表明,在一年一季的生产条件下,华北平原各地区玉米多年平均光温生产潜力为13.53～22.56 t/hm2;各地区玉米产量在4月下旬至6月中旬的播期范围内均呈随播期的延迟而增加的趋势,对这一趋势和各气象指标进行相关分析表明,在华北北部主要驱动因子是灌浆期平均日辐射量,而华北中南部主要驱动因子是灌浆期的温度.华北平原自北向南,优化播期呈逐渐推迟的趋势:北部怀来地区5月上旬播种较为适宜,北京、乐亭和天津地区以5月下旬至6月初播种产量最高;中南部以6月中上旬播种(夏播)较适宜.     

华北平原春玉米种植体系中土壤无机氮的时空变化与盈亏

在华北平原北部高肥力土壤条件下,研究了不同氮肥管理模式（包括不施氮、推荐施氮和经验施氮）对春玉米物质生产、土壤无机氮时空动态、氮素盈亏和平衡的影响。结果表明：1）推荐施氮和经验施氮未能显著提高春玉米产量,但显著提高了总吸氮量,而氮素收获指数与总吸氮量呈相反趋势。2）春玉米生长季内,土壤铵态氮含量始终处于较低水平,土壤中无机氮形态以硝态氮为主;全生育期内的土壤硝态氮含量,经验施氮均明显高于其它施氮措施,推荐施氮居中,不施氮最低。3）受土壤肥力和天气的影响,春玉米生长期间土壤硝态氮会发生大幅度的垂直运移,潜在淋洗量很大。4）不施氮处理中土壤矿化量占总吸氮量的75％,其中绝大部分矿化集中于春玉米生育后期,土壤Nmin残留量比播前起始值下降了21．4％;经验施氮中施氮量过大造成大量的损失,表观损失率高达42．6％,残留率为48．60k;而推荐施氮处理不仅能够保持产量和土壤供氮能力的稳定,更减少了氮素损失的可能。     

不同氮肥管理对春玉米干物质生产、分配及转运的影响

为探索华北地区春玉米高产可持续栽培技术,研究了不同氮素管理(不施氮、推荐施氮、经验施氮)对春玉米的干物质积累、分配及转运的影响。结果表明,在高肥力土壤条件下,第一年推荐和经验施氮同不施氮相比在干物质积累、叶面积指数、籽粒产量、穗位叶光合速率等方面都没有起到明显的促进作用,但在第二年不施氮处理产量比推荐施氮和经验施氮分别下降了12.0%和11.6%。推荐施氮的优势不仅体现在减少氮肥投入的前提下保持产量的稳定,同时也明显促进了生育后期植株营养体干物质向籽粒的转运,各器官干物质转运总量占籽粒总干质量的22.1%,比经验施氮高6.1%。     

春、夏玉米物质生产及其对温光资源利用比较

比较了春玉米和夏玉米在产量和品质、干物质积累、光温气候资源的利用等方面的差异。结果表明:春玉米比夏玉米平均增产1600kg/hm²,前者的子粒粗蛋白含量也显著高于后者。春玉米的高生产力主要体现在干物质积累速率上,平均比夏玉米高15.8%,但年际间有一定的变异。春玉米对光温资源的占用率较高,但在光能利用率上并无明显优势。春玉米较高的产量潜力主要得益于营养生长期优越的光温条件以及较长的灌浆期;夏玉米灌浆期气候较适宜,但由于受冬小麦生育期的限制,产量潜力未得到充分发挥。     

包膜尿素对夏玉米产量及碳氮代谢的影响

以玉米杂交种郑单958为材料,研究基施包膜尿素(120 kg/hm²和90 kg/hm²纯N,下同)和分施普通尿素(1∶1和1∶2 ∶1的比例,总量均为120 kg/hm²)对夏玉米产量、产量构成、干物质生产及碳氮代谢的影响。结果表明,基施包膜尿素120 kg/hm²和分施(1∶2∶1)普通尿素效果基本一致,在子粒产量、穗粒数、生物产量及氮素累积量等方面均显著优于基施包膜尿素90 kg/hm²和分施(1∶1)普通尿素。前二者的子粒干物质和氮素累积主要来源于灌浆期叶片的光合生产和根系的吸收,表明基施包膜尿素120 kg/hm²和分施(1∶2∶1)普通尿素,均有利于增大并延长叶片的光合生产能力和根系的吸收能力。另外,乳熟至灌浆中期,包膜尿素处理的植株营养器官总糖含量处于较合理的水平。