基于产量反应的东北一季稻推荐施肥方法的可行性

  【目的】  推荐施肥是提高作物产量和肥料利用率的有效措施。基于产量反应的养分专家系统 (Nutrient Expert for Rice，NE) 易于操作，便于推广。通过大量田间试验，验证了其在东北一季稻上的应用效果。  【方法】  于2013—2018年在东北水稻主产区黑龙江省和吉林省共开展了115个田间试验，每个试验包括6个处理:1) 基于水稻养分专家系统推荐施肥处理 (NE)；2) 农民习惯施肥措施处理 (FP)；3) 基于测土配方施肥或当地农技部门推荐施肥的处理 (ST)；4)～6) 分别为基于NE的不施氮 (N)、不施磷 (P) 和不施钾 (K) 处理，用于计算养分利用率。水稻收获期调查产量，依据肥料成本，计算净效益和肥料利用率。  【结果】  NE、FP和ST处理间的水稻产量无显著差异 (P = 0.185)，但以NE处理的产量较高，平均为9068 kg/hm2，与FP和ST处理相比，分别增加了344和196 kg/hm2，其产量差随着NE系统不断优化趋于稳定。虽然NE处理的肥料成本 (TFC) 最高，但其净效益 (GRF) 比FP和ST处理分别高1043和537元/hm2，这部分效益都来自于产量的增量。养分回收率 (RE) 均以NE处理最高，与FP和ST处理相比，氮素回收率分别提高了3.3和2.3个百分点，磷素回收率分别提高了3.5和3.6个百分点，钾素回收率分别提高了7.3和4.6个百分点。与FP处理相比，NE处理的氮和磷的农学效率 (AE) 分别显著提高2.7 kg/kg (P = 0.022) 和4.1 kg/kg(P = 0.030)，3个处理的钾素农学效率无显著差异。肥料偏生产力 (PFP) 的大小与施肥量呈显著负相关，NE和ST处理N的偏生产力显著高于FP处理 (P = 0.004)，ST处理磷素偏生产力显著高于NE和FP处理 (P = 0.001)，但FP处理钾素偏生产力高于NE和ST处理，并与NE处理差异达到了显著水平 (P = 0.028)。  【结论】  与以常规测土施肥为基础的推荐施肥相比，基于产量反应的养分专家系统 (NE系统) 的推荐施肥量和比例更符合作物对养分的需求，在吉林和黑龙江两个省份的大田试验中均获得了相同或更高的水稻产量。由于NE系统无论是否进行土壤测试都可用来进行推荐施肥，因而是更加方便和可行的一季稻施肥推荐方法。     

控释氮肥不同施用位置对春玉米产量及氮素吸收利用的影响

通过田间试验,系统研究了控释氮肥不同施用位置对春玉米产量、养分利用及土壤速效养分的影响。结果表明,与农民习惯施肥(FP)相比,控释氮肥种下8～10 cm(T1)施用可以显著地提高春玉米的产量,增产幅度为5.3%,氮肥农学利用率、氮肥偏生产力和氮肥利用率分别提高了14.6%、3.7%和16.3%,显著增加了耕层土壤速效养分的含量。因此,控释氮肥在春玉米生产中最佳施用位置为种下8～10 cm,对指导控释氮肥在一次性施肥技术上的应用具有重要的意义。     

生物有机肥在农业生产中的作用及发展趋势

本文叙述了生物有机肥在提高作物产量和改善农产品品质,改良土壤和提高土壤肥力以及减少植物病虫害的发生,降低环境污染等方面的作用,阐明了生物有机肥研究中存在的问题,并且简单探讨了生物有机肥的发展方向。     

不同氮效率玉米干物质形成及氮素营养特性差异研究

通过田间小区试验,开展了两个氮素供应水平（N0和N180）下,两个不同氮效率玉米品种［氮高效品种先玉335（V1）低效品种吉单535（V2）］干物质形成与氮素营养特性差异研究。结果表明,在氮素胁迫条件下,氮高效品种先玉335具有较高的耐低氮能力,表现为N0处理其干物质量及吸氮量均显著高于氮低效品种吉单535的N180处理。成熟期,先玉335的子粒干物质量和吸氮量均显著高于吉单535,且N180处理显著高于N0处理; 品种和氮素处理间的交互作用达极显著水平,表现为N180处理先玉335子粒干物质量和吸氮素最高。另外,两品种子粒中85.6%～97.6%的碳来源于粒重形成阶段叶片的光合作用,仅2.4%～14.1%源于抽雄前营养体的碳素转移。先玉335子粒氮素来源更多依赖于生育后期根系对氮素的吸收和转移,N0和N180处理中,根系氮素吸收转移量对子粒的贡献分别为45.4%和59.3%; 而吉单535子粒的氮素来源则以生育前期地上部营养体的氮素转移为主,N0和N180处理中,转移量对子粒贡献分别为65.5%和67.9%。先玉335的氮肥回收利用率、氮肥农学效率及氮肥偏生产力均高于吉单535。     

氮肥追施方式对不同类型土壤玉米养分吸收及利用的影响

2010~2012年在吉林省中部地区(公主岭)和西部地区(白城)通过田间试验,研究追施氮肥方式对不同类型土壤玉米产量、养分吸收和利用的影响。结果表明,与一次性基施氮肥处理相比,2次追施氮肥处理和3次追施氮肥处理均显著的提高玉米产量,公主岭试验点提高幅度为5.4%~12.0%,白城试验点提高幅度为5.2%~10.0%。在不同追肥方式中,垄沟追施氮肥处理玉米产量均高于垅侧追施氮肥处理,提高幅度为1.4%~2.0%。适宜的氮肥追施方式可以提高玉米养分吸收总量和氮肥农学利用率、氮肥当季回收率、氮肥偏生产力等指标,与一次性基施氮肥处理相比,2次追施氮肥处理和3次追施氮肥处理上述指标均有显著提高,其中公主岭试验点以N(2∶1∶2A)两次垄沟追氮处理最高,白城试验点分别以N(2∶1∶1∶1A)3次垄沟追氮处理最高,2次追施氮肥处理与3次追施氮肥处理间差异不显著。     

水稻养分吸收和转运及产量对施钾的响应

为解决吉林省水稻合理施用钾肥问题,通过2年(2014—2015)田间试验,研究了不同施钾(K2O)量(0,40,80,120,160 kg/hm~2)对水稻产量、养分吸收、转运及利用的影响。结果表明:水稻产量随施钾量的增加呈先增后降的趋势。将水稻产量(y)和施钾量(x)拟合,得出最佳施钾量分别为114.5 kg/hm2和108.1 kg/hm~2。施钾可增加水稻各生育期氮、磷、钾吸收量,且能促进抽穗期水稻营养器官氮、磷、钾养分向子粒的转运,其中施钾量为40~120 kg/hm~2时,抽穗期的氮、磷、钾积累量与转运量呈正相关,当钾肥用量增加至160 kg/hm2时,氮、磷、钾转运量与抽穗期养分积累量呈负相关。水稻钾素农学利用率、偏生产力和生理利用率表现为随施钾量的增加而下降。钾素当季回收率表现为随施钾量的增加先增后降,其中施钾量为120 kg/hm~2的处理最高。相关分析表明,除水稻返青期外,其他各生育期氮、磷、钾的吸收间及转运间均存在显著或极显著的正相关关系,并且水稻氮、磷、钾的吸收、转运与产量也存在显著或极显著的正相关关系。综合水稻产量、养分吸收、转运及钾素利用效率对施钾量的响应以及稻株氮、磷、钾的吸收转运与产量关系间的表现,在此试验条件下,钾肥用量为108~120 kg/hm~2较为适宜。     

吉林省不同类型土壤玉米施用钾肥效应研究

通过田间试验,研究了不同类型土壤上不同钾肥用量的效应以及土壤速效钾含量与玉米最佳施肥量的关系。结果表明:在不同类型土壤上,钾肥用量与玉米产量之间存在函数相关;土壤养分测定值与施钾量之间存在着密切的直线负相关,可将其作为玉米最佳施肥量的重要科学依据。     

氮肥运筹对春玉米产量、养分吸收和转运的影响

研究氮肥不同运筹方式对玉米产量、养分吸收利用、转运及分配的影响。结果表明,基肥:拔节期:抽雄期施氮比例为3∶4∶3处理玉米产量和氮肥利用效率最高,较其他基追比例处理增产3.2%~20.5%,氮收获指数、当季回收率、农学利用率和偏生产力分别提高2.0~5.3个百分点、2.0~21.3个百分点、2.3~10.0 kg/kg和2.3~10.0 kg/kg。施氮可显著增加玉米主要生育期氮、磷、钾吸收量,并可提高玉米抽雄期氮、磷、钾养分向子粒转运和子粒养分增加量,其中基肥∶拔节期∶抽雄期施氮比例为3∶4∶3处理玉米灌浆期氮、磷、钾吸收量最高,成熟期子粒氮、磷、钾积累总量高于其他基追比例处理。相关分析结果表明,玉米各生育期氮、磷、钾吸收间存在显著或极显著的正向相关,且除苗期外,其他生育期氮、磷、钾吸收量与产量均存在极显著正相关,灌浆期氮、磷、钾吸收状况与产量相关系数最大。     

风沙土玉米钾肥适宜用量的研究

田间试验结果表明:在吉林省西部风沙土上,施用钾肥对玉米有明显的增产效果。施用K2O 75kg/hm2,相对增产值为23.6%,化肥利用率达31.7%,千粒重和穗粒数最高,为最佳用量。     

高产大豆钾素需求特性的研究

通过吉林省两个不同气候区大豆试验研究表明:施用钾肥能够促进大豆生长发育,提高大豆产量,同时还能促进对氮磷的吸收。施用钾肥60 kg/hm2,钾肥利用率最高,并可获得最大的经济效益。