缓控释肥的发展应用与评价体系研究进展

在农业生产中氮肥过度使用、肥料利用率低下,因肥料施用不当引起的土壤恶化、资源短缺、环境污染等环境问题已经严重制约了我国农业的现代化进程。缓控释肥料作为高效且环境友好型的肥料,对缓解农业肥料用量日益增加,提高肥料利用率有重要作用。本文对缓控释肥料的发展与运用现状进行了总结,很多研究证实缓控释肥料对水稻、小麦、玉米等主要农作物有较高的应用价值,但由于肥料释放效果、经济效益、社会生态效益等方面的限制,使得缓控释肥料目前未能在农业上广泛推广应用。因此,构建与完善缓控释肥料的综合评价体系非常迫切,这也是推动其在农业领域推广应用的重要依据。     

稻茬过晚播小麦不同品种适应性的比较

以生产上大面积推广应用的8个小麦品种(宁麦14、宁麦19、苏麦188、扬麦16、扬麦22、扬辐麦4号、扬麦23和扬麦25)为试验材料,研究过晚播(较适播期推迟30 d以上)条件下不同小麦品种产量、群体结构特性、剑叶光合特性与灌浆特性的差异。结果表明:扬麦22苗期繁茂性好,分蘖发生早,成穗数多,开花期、成熟期干物质积累量最高,且具有较高的花后干物质积累量,花后剑叶叶绿素含量及净光合速率较高,两年平均产量达7 200.38 kg·hm~(-2),具有较高的产量潜力且稳产性好。扬麦23产量水平仅次于扬麦22,平均产量达7 104.62 kg·hm~(-2),在整个生育时期群体结构协调,具有较高的干物质积累量;花后0～14 d剑叶叶绿素含量及净光合速率较高,快速灌浆启动早,峰值灌浆速率大,快速完成灌浆,避免高温逼熟。过晚播条件下扬麦16虽具有生育前期繁茂性好、籽粒灌浆速率高、稳产性好、熟期最早等特点,但过晚播后穗数较难提高,限制其产量潜力。综合而言,稻茬过晚播条件下,推荐选用扬麦22和扬麦23,有利于小麦生产潜力发挥。     

稻茬过晚播扬麦25产量形成与氮素积累利用特征

为明确过晚播种（较适播期晚30 d左右）对小麦产量及氮素积累与利用的影响,2018―2020年以长江中下游地区主栽品种扬麦25为供试材料,在11月1日（适期播）和12月1日（过晚播）条件下设置 225×10株·hm^-2和375×10株·hm^-2两种种植密度,分析过晚播和适期播小麦产量、氮素积累与分配和氮素利用效率的差异。结果表明,与适期播相比,过晚播小麦的播种至出苗阶段延长9 d,出苗至成熟阶段缩短36 d,总生育期缩短27 d,单穗重降低。适期播条件下低密度的小麦产量较高;过晚播小麦在低密度下与适期播相比两年平均减产20.37%,过晚播高密度小麦较适期播低密度处理平均减产12.41%。过晚播条件下增加密度有利于小麦产量提升,平均产量达8 129.80 kg·hm^-2。过晚播小麦各生育时期氮素积累量较适播小麦下降,密度增加至375×10株·hm^-2能显著提高各生育时期氮素积累量和分蘖至拔节、开花至成熟期的阶段氮素吸收量,与适播低密度处理相比各时期氮素吸收量虽降低,但花后氮素吸收速率与百分比均显著提高,因此过晚播小麦氮肥吸收利用能力显著提升。在本研究条件下,11月1日适期播种时,扬麦25采用密度225×10株·hm^-2,产量可达9 000 kg·hm^-2以上,氮肥表观利用率在45%左右;12月1日过晚播种时,采用密度375×10株·hm^-2,可以协调产量构成三因素,产量达8 000 kg·hm^-2以上,氮肥表观利用率在40%左右。     

稻茬晚播小麦公顷产8000 kg高产群体特征及产量构成分析

为挖掘稻茬晚播小麦产量潜力，以春性中强筋小麦品种扬麦23为试验材料，设置不同密度、氮肥施用量及比例的处理，按实收产量高低划分为不同产量水平群体，研究了较适宜播期推迟10 d左右播种的晚播小麦8 000 kg·hm^-2高产群体的产量及其结构、品质和群体质量形成特征。结果表明，晚播条件下，扬麦23实现产量8 000 kg·hm^-2以上，要求穗数、穗粒数和千粒重分别为560×10·hm^-2以上、39.0~40.0 粒和38.0 g左右，总结实粒数在22 000×10 粒左右。群体特征主要表现：分蘖期和拔节期的茎蘖数分别为穗数的1.1~1.3倍和2.3~2.5倍，茎蘖成穗率40.0%左右；开花期干物质积累量为15 000 kg·hm^-2，成熟期为21 000 kg·hm^-2左右，花后干物质积累量>6 200 kg·hm^-2；孕穗期、开花期和乳熟期群体LAI分别在7.0、5.6和3.2左右，粒数叶比和粒重叶比分别为0.31~0.33 粒·cm^-2和11.5~11.8 mg·cm^-2；各时期具有较高的旗叶SPAD值，花后21 d旗叶SPAD值控制在43.0~47.0。8 000 kg·hm^-2高产群体具有较高的籽粒蛋白质含量以及湿面筋含量，使品质得到改善。本试验条件下，扬麦23晚播10 d适宜的栽培措施组合为种植密度270× 10株·hm^-2、施氮量225 kg·hm^-2、氮肥运筹5∶1∶2∶2或4∶2∶1∶3。     

密度对稻茬晚播小麦15N积累、分配与利用特征的影响

通过15N微区试验,研究晚播条件下不同密度小麦氮素吸收与利用的差异,探索提高晚播小麦氮素利用效率的生理机制.结果 表明:稻茬晚播小麦开花期植株吸收的氮素67％～71％、成熟期植株吸收的氮素53％～70％来自土壤中氮素,15N微区试验结果表明开花期植株对肥料15N的吸收以基施15N为主,成熟期吸收追施15N比例则高于基施15N.花后营养器官中的肥料15N向籽粒中转运,其中茎鞘转移量最大,转移氮素以基施15N为主.增加密度可显著增加成熟期植株对追肥中肥料15N的吸收量及占总氮比例.高密度条件下籽粒中氮素的积累提高,主要是增加营养器官中追肥15N向籽粒中转运.这说明晚播条件下适度增加密度有利于提高植株对肥料氮的吸收,减少土壤中肥料残留,提高营养器官中氮素向籽粒中的运转量,结合氮肥后移措施有利于提高氮素利用率.     

硫包膜尿素施用模式对稻茬冬小麦产量、氮肥利用率和效益的影响

为探究稻麦复种连作系统中硫包膜尿素在小麦上的高效施肥模式及其增产增效机制,以春性冬小麦扬麦23为材料,采用含氮35%硫包膜尿素(SCU)和含氮46.3%普通尿素(U)设计5种施肥模式:100%SCU全部基施(M1);60% SCU基施,40%U拔节期追施(M2);60%SCU基施,40%SCU返青期追施(M3);40%SCU+20%U基施,30%SCU+10%U返青期追施(M4),并以生产中推荐的常规施肥模式(全部为尿素,基肥:分蘖肥:拔节肥:孕穗肥分别为50%:10%:20%:20%)为对照(CK),分析等施氮量条件下不同施肥模式对稻茬冬小麦群体质量、产量构成、氮肥利用率等的调控效应。结果表明,硫包膜尿素一次基施模式(M1)产量略低于CK但差异不显著;两次施肥模式(M2、M3、M4)的产量显著高于CK,两年度分别平均增产10.71%和7.85%,其中M3两年度产量均最高,分别达8 185.96和9 451.10 kg·hm^-2。 两次施肥模式在乳熟期仍有较高的旗叶SPAD值和净光合速率,有利于延缓花后旗叶衰老,提高花后旗叶光合生产能力,促进籽粒灌浆充实。两次施肥模式的氮肥利用率显著高于CK,两年度平均增幅分别为5.37和2.19个百分点;且两次施肥增产带来的效益远高于肥料成本的增加。综上,两次施肥模式均实现了不同程度的增产增收,是高产高效的施肥方式。为追求产量和效益的最大化,生产上推荐采用硫包膜尿素60%基施,40%返青期追施的施肥模式。本研究为推动硫包膜尿素的广泛应用、促进小麦高产高效、简化节本栽培等方面提供了科学依据。     

稻茬晚播小麦不同品种产量及群体特征和氮效应比较研究

为筛选出适合苏中地区稻茬晚播条件下种植的小麦品种，以苏中地区生产上大面积推广应用的宁麦14、宁麦19、苏麦188、扬麦16、扬麦22、扬辐麦4号、扬麦23和扬麦25为试验材料，比较了不同品种在晚播条件下生育进程、产量、群体结构特征、氮效率及抗倒性的差异。结果表明，晚播条件下，扬麦16、扬麦23、宁麦14以及宁麦19的生育进程略快于苏麦188及扬麦22，扬麦16和扬麦23较其他品种早熟1~2 d。两年度均以扬麦23产量最高(8 168.82 kg·hm^-2)，其次为扬辐麦4号(8 124.06 kg·hm^-2)，这两个品种生育前期干物质积累量高， LAI较大，花后旗叶叶绿素含量较高。扬麦16虽然越冬期有较大的生长量及分蘖发生量，熟期较早，但晚播条件下穗数不足，限制了其产量潜力的发挥。成熟期扬麦16和扬麦23的氮素积累量显著高于宁麦14和扬麦25，花后氮素积累量扬麦23最高。扬辐麦4号和扬麦23氮效率指标优于其他参试品种。扬辐麦4号抗倒伏指数最高，其次为扬麦23和扬麦25，抗倒性能均较好；扬麦22株高与重心高度低于其他品种，但茎秆质量较差。综合考虑，扬麦23和扬辐麦4号生育前期分蘖发生较快，中期群体结构协调，花后旗叶叶绿素含量较高，同时具有较好的抗倒性能，稻茬晚播条件下推荐选用。     

树脂包膜缓释肥与尿素配施对稻茬冬小麦产量、氮肥利用率与效益的影响

为了探究树脂包膜缓释肥在稻茬冬小麦生产上的高效施肥方式,以含氮45%树脂包膜缓释肥(PCU)和含氮46.3%普通尿素(U)设计五种施肥模式:100%PCU全部基施(M1);60%PCU基施,40%U拔节期追施(M2);60%PCU基施,40%PCU返青期追施(M3);30%PCU与30%U基施,20%PCU与20%U返青期追施(M4);常规尿素施肥模式(全部为尿素,基肥∶分蘖肥∶拔节肥∶孕穗肥为50%∶10%∶20%∶20%)为对照(CK),研究不同施肥模式对稻茬冬小麦群体质量、产量及其构成因素、氮效率和经济效益等的影响。结果表明,四种PCU施肥模式产量均高于对照,其中M3和M4模式的增产效果最显著,分别较对照增产15.11%和17.44%,增产的原因主要在于穗数和千粒重的增加;M3和M4模式的茎蘖成穗率分别较对照高4.15%和3.88%,干物质积累量分别高25.86%和25.91%,LAI在开花期和乳熟期均显著高于对照,更有利于延缓花后叶片衰老,促进籽粒充实。M3和M4模式氮肥表观利用率和氮肥农学效率也显著高于对照;以M4模式成本较低,净效益最高,达12 223.99元·hm~(-2),分别比对照和M3模式高29.05%和6.58%。故生产上推荐30%树脂包膜缓释肥与30%尿素基施、20%树脂包膜缓释肥与20%尿素返青期追施的施肥模式,此模式有利于构建适宜群体、协调产量构成因素、提高产量、降低人工成本、增加经济效益、提高氮肥利用率。