小麦-玉米轮作体系下氮肥对长期不同施肥处理土壤氮含量及作物吸收的影响

以长期不同施肥处理土壤为对象,研究了不同施肥土壤中施用氮肥后土壤氮素含量、微生物固持及释放和作物吸收及利用特性。结果表明,施用氮肥显著增加长期不施肥土壤(NF)矿质氮含量,对长期施用化肥土壤(NPK)和有机无机配施土壤(MNPK)矿质态氮含量无显著影响;施用氮肥对NF中土壤微生物生物量氮(SMBN)含量无显著影响,使拔节期NPK和MNPK中SMBN含量分别增加了4.3倍和0.8倍。从小麦拔节期到开花期,NPK和MNPK中土壤微生物生物量氮含量分别显著降低51%和56%。小麦收获时NPK和MNPK土壤氮肥的利用率分别为36%和45%;而NF土壤所施入的氮素几乎未被小麦吸收利用,但在玉米季有34%被吸收。小麦收获时,NF土壤施入的氮肥有50%以上淋溶至土壤30 cm以下土层,施氮也显著提高了NPK土壤30～50 cm土层硝态氮含量,但施用氮肥对MNPK土壤0～100 cm剖面硝态氮含量无显著影响。说明长期有机无机配施增强了土壤氮素的缓冲能力,协调了土壤氮素固持与作物吸氮间的关系,为提高氮素利用率,减少氮素对环境影响的有效手段。     

夜间增温与农田铜污染对小麦吸持铜的影响

当前部分农业土壤铜(Cu)富集与非对称气候变暖潜在地影响我国小麦生产,理解夜间增温与土壤Cu污染对小麦吸持利用Cu的影响有助于确保小麦的安全优质生产。本研究利用田间被动式夜间增温系统,设置土壤Cu污染与对照对比盆栽试验,研究小麦地上部物质积累、不同组织Cu含量与积累量、Cu迁移系数对增温的响应。结果表明,夜间增温显著增加小麦茎叶(增幅为25.1%)、穗(增幅为221.3%)、地上部(增幅为22.7%)和全株(增幅为22.3%)的生物量,能缓解土壤Cu污染对小麦生长的抑制。夜间增温使对照处理小麦茎叶、穗、地上部与全株的Cu积累量显著增加14.7%～56.5%;使Cu污染下小麦根、穗和全株的Cu积累量显著增加12.1%～22.8%,却使Cu污染下小麦茎叶Cu含量显著降低13.9%。夜间增温和Cu污染胁迫影响Cu在不同小麦组织间的迁移和利用,夜间增温显著增加了对照处理下Cu由根向茎的迁移系数,但由茎向叶、茎向穗的迁移系数显著降低;Cu污染胁迫下,夜间增温显著降低了由根向茎的转运,且未显著影响Cu由茎向叶的转运,却增加了茎向穗的转运利用。Cu污染胁迫改变了小麦吸收利用Cu对夜间增温的响应规律。夜间增温有利于小麦生物产量、缓解Cu胁迫生长危害,但增加了Cu胁迫农田粮食遭受Cu污染的潜在风险。     

基于旱地小麦高产优质的氮肥用量优化

  【目的】  探讨长期定位施氮条件下小麦产量与籽粒养分含量的变化,及土壤硝态氮、有效磷和速效钾的变化,为旱地小麦合理施用氮肥,保持土壤肥力,提高产量和改善品质提供理论依据。  【方法】  本研究基于2004年在黄土高原开始的长期定位施肥试验,2015—2017连续3年取样,研究了施氮量对土壤硝态氮、有效磷、速效钾含量,小麦氮磷钾素吸收利用,籽粒氮、磷、钾含量,地上部生物量、籽粒产量及其构成的影响。  【结果】  与不施氮相比,长期施氮小麦平均增产67.1%,生物量提高52.0%,收获指数提高9.5%;穗数和穗粒数平均分别提高32.5%和40.0%,千粒重下降7.1%。施氮量与产量、生物量呈抛物线关系,获得最高产量6587 kg/hm2的施氮量为N 215 kg/hm2。籽粒氮含量随施氮量增加而增加,磷含量降低,钾含量变化较小。土壤硝态氮含量与施氮量呈显著正相关,小麦获得最高产量时播前和成熟期硝态氮含量分别为7.2和10.3 mg/kg;有效磷含量随施氮量增加而降低,速效钾含量变化较小。氮收获指数、生理效率、偏生产力、农学效率均随施氮量增加而降低。  【结论】  综合考虑小麦的籽粒产量和籽粒关键养分含量,研究区域旱地冬小麦产量目标应为6300 kg/hm2,施氮量为N 150 kg/hm2、施磷量为P₂O₅ 100 kg/hm2,播前或收获期表层 (0—20 cm) 土壤硝态氮保持在6.0～8.0 mg/kg、土壤有效磷12.0～15.0 mg/kg、土壤速效钾139～140 mg/kg。     

腐植酸尿素对玉米生长及肥料氮利用的影响

【目的】 利用腐植酸对氮肥的增效作用,通过研究尿素中腐植酸添加量对玉米生长及肥料氮 (15N) 吸收、分配的影响,以期为腐植酸提高尿素肥效提供理论及实践依据。 【方法】 将腐植酸增效剂按 1%、5%、10%、20% 的比例分别添加到普通尿素中,利用熔融法制备四种腐植酸尿素试验产品 (HAU1、HAU2、HAU3 和 HAU4) ,在土柱栽培试验中利用同位素15N 示踪法,研究在等氮量 (施氮量 0.1 g/kg 干土) 投入情况下,尿素中腐植酸添加量对玉米生长,玉米肥料氮吸收、分配及肥料氮在不同土层分布的影响。 【结果】 与普通尿素处理 (U) 相比,1) 四种腐植酸尿素处理均可显著提高玉米地上部生物量和籽粒产量,分别提高 5.5%～13.8% 和 6.3%～17.3%,且随着腐植酸添加量的增加而提高。2) 腐植酸尿素提高了玉米籽粒、茎、穗轴中的肥料氮含量,但差异不显著,同时降低了苞叶中的肥料氮含量;腐植酸尿素可显著提高玉米地上部和籽粒肥料氮的吸收量,分别增加 11.6%～17.0% 和 16.8%～25.9%,但随着腐植酸添加量的增加,叶和苞叶中的肥料氮吸收量会有所降低;腐植酸尿素的肥料氮收获指数提高 2.5～4.2 个百分点。3) 腐植酸尿素可显著提高15N 肥料利用率和15N 肥料土壤残留率,并降低15N 肥料损失率,15N 肥料利用率提高 5.9～8.6 个百分点,15N 壤残留率提高 1.4～2.5 个百分点,损失率降低 7.3～11.2 个百分点。4) 玉米收获后,土壤中的肥料氮主要残留在 0—50 cm 土层,腐植酸尿素在 0—90 cm 土层中的肥料氮累积残留量比普通尿素高 5.2%～10.1%。 【结论】 与普通尿素相比,在腐植酸增效剂添加比例为 1%～20% 的范围内,腐植酸对尿素均具有较好的增效作用,随着腐植酸添加量的增加,玉米籽粒产量逐渐增加;腐植酸还可促进玉米叶片和苞叶中的肥料氮向籽粒的转运,提高玉米肥料氮收获指数及籽粒肥料氮吸收量;同时还可提高尿素在土壤中的残留量,减少氮素淋溶损失。      

施磷对宁夏引黄灌区水稻产量、氮磷吸收利用及氮素残留的影响

针对宁夏引黄灌区水稻磷肥施用不合理的问题,确定宁夏引黄灌区水稻生产适宜施磷量,以"节3号"水稻为试验材料,采用单因素随机区组试验设计研究了不同施P_2O_5量(0,75,150,225 kg/hm~2)对水稻产量、土壤矿质氮累积量以及水稻氮、磷吸收与利用效率的影响。结果表明:与不施磷肥相比,施磷肥显著(p0.05)提高了水稻穗数、每穗粒数和结实率,进而提高了水稻籽粒产量;以施磷150 kg/hm~2处理下水稻籽粒产量最高,最高值为7 593.11 kg/hm~2(增产率为36.12%)。施磷肥显著降低了水稻0—100 cm土层土壤硝态氮和铵态氮的累积,施磷150 kg/hm~2显著提高了各生育期水稻氮素和磷素的吸收量。随着施磷量增加,水稻磷素生产效率和磷素吸收效率显著降低,氮素吸收效率、氮素收获指数和磷素收获指数的最大值出现在施磷150 kg/hm~2处理,而水稻氮素生产效率受施磷量影响不显著。施磷肥显著提高了宁夏引黄灌区水稻产量及氮、磷吸收量和利用效率,施磷量150 kg/hm~2为本地区适宜施肥量。     

硅肥对冬小麦磷素吸收转运的影响

研究了大田条件下硅对小麦(Triticum aestivum L.济麦22)干物质积累与分配比例,磷吸收转运的影响。结果表明:施用硅酸钾肥料促进作物对P的吸收与利用,从而促进小麦生长和提高生物量;在适宜的硅酸钾肥料施用量90 kg hm^-2下,小麦地上部干物质积累及分配表现出最优,不适宜的硅酸钾肥料施用量将不利于穗形成期干物质在穗部的优先分配;小麦总硅吸收量与总磷吸收量呈显著线性相关;穗中13.8%～28.3%的磷素是靠秸秆转运而来,施硅肥显著促进了磷素在穗的累积,且累积量随着施硅肥增加而降低,各施硅肥处理的磷素转运效率在36.6%～44.3%之间,随着施硅肥量增加而降低。本研究表明,在土壤酸化严重的胶东地区,推荐T2处理(90 kg硅酸钾hm^-2),能取得较好的小麦增产效果。     

水稻秸秆还田下磷肥减量对小麦产量及养分利用效率的影响

探究秸秆还田后秸秆磷素替代化学磷肥的适宜比例,为秸秆还田后磷肥的科学施用提供理论依据。采用田间试验方法,研究了秸秆粉碎旋耕还田条件下配方施肥及磷肥减量10%、20%和30%对小麦磷素吸收累积量、产量及养分利用效率的影响。在秸秆还田的基础上,磷肥施用量减少10%～30%时,小麦植株的磷素含量和累积量随着磷肥施入量的减少先增加后减少,土壤有效磷含量先减少后增加;当磷肥减量20%时,小麦植株的磷素累积量最高(6.38 mg/株),而土壤有效磷含量最低(24.56 mg/kg)。磷肥施用量减少10%～30%时,小麦有效穗数、每穗粒数、千粒重和产量均随着施用量的减少而呈现先增后减的趋势。秸秆还田基础上磷肥减量低于20%时,小麦产量差异不显著(P0.05),且磷肥吸收利用效率较配方施肥分别提高16.7%、125.9%和1.9%。秸秆还田条件下磷肥减量20%以内可提高小麦的磷肥贡献率、磷肥农学效率、磷肥偏生产力和磷肥吸收利用率,且对小麦产量影响不显著(P0.05)。总体而言,水稻秸秆还田后,在有效磷较为丰富(20 mg/kg)的土壤上减少磷肥用量20%以内,不会影响当季小麦的正常生长和产量。     

腐植酸钾与磷肥施用方式对土壤磷素移动性的影响

为探明腐植酸与磷肥施用方式对土壤磷素移动性和淋失量的影响,通过室内土柱淋溶试验,分别设计了不施肥(CK)、基施腐植酸钾追施/不追施磷肥(HA-P、HA)、基施磷肥追施/不追施腐植酸钾(P-HA、P)和磷肥腐植酸钾共同基施(P+HA)共6个处理,来探讨将腐植酸水溶性肥料中的主要原料腐植酸钾与磷肥按照不同施用方式施入土壤后对土壤磷素剖面迁移能力和淋出的影响。结果表明:在相同的灌溉条件下,HA-P处理显著增加了土壤磷素的淋出,分别比P-HA、P和P+HA3个处理的磷素淋出总量高244.08%、78.51%和35.34%,而P-HA则显著降低了土壤磷素的淋出量;P+HA和P-HA处理土壤剖面的速效磷和全磷含量均随土层深度的增加而显著增加,与P处理结果相似,而HA-P处理剖面各层土壤的速效磷和全磷含量差异较小;HA处理会使土壤磷素淋出略有增加。研究表明,腐植酸钾与磷肥等量输入时,以腐植酸钾为基肥、磷溶液进行追肥的施用方式对土壤磷素移动的促进作用最大,有较高的淋失风险,而基施磷肥、追施腐植酸钾则可以显著控制土壤剖面磷素移动,降低土壤磷素的淋出量。     

磷肥中腐植酸添加比例对玉米产量、磷素吸收及土壤速效磷含量的影响

【目的】 腐植酸可提高磷肥的肥效,对于其在磷肥中适宜添加量的研究可为我国磷肥的增效减量提供依据。【方法】 将腐植酸增效剂按1%、5%、10%和20%的比例添加到磷酸一铵中,制成四种腐植酸磷肥试验产品（HP1、HP2、HP3和HP4）,利用土柱栽培试验研究在等磷量（施P2O5量0.1g/kg干土）投入及等肥料重量（施磷肥实物量0.16g/kg干土,即施P2O5量分别减少1%、5%、10%、20%）投入情况下,腐植酸磷肥对玉米产量、磷素吸收利用及土壤速效磷含量的影响。【结果】 1）在等磷量施用情况下,与普通磷肥（P）相比,四种腐植酸磷肥处理玉米籽粒产量增加4.5%～13.6%,且腐植酸添加量越大产量越高,均显著高于普通磷肥处理;在等肥料重量施用下,随着腐植酸磷肥施入P2O5量的减少,玉米籽粒产量逐渐降低,当P2O5施用量减少20%时籽粒产量与普通磷肥处理相比仍未显著降低。2）腐植酸磷肥处理在等磷量施用下较普通磷肥处理可显著提高玉米籽粒磷吸收量和地上部吸磷总量,分别增加6.0%～15.4%和6.3%～14.0%,但秸秆磷吸收量无显著变化;当腐植酸磷肥施入P2O5量减少20%时籽粒磷吸收量和地上部磷吸收总量会显著低于普通磷肥处理。3）与普通磷肥处理相比,在等磷量施用下,腐植酸磷肥的表观利用率提高5.9～13.1个百分点,农学利用率、偏生产力分别提高26.5%～79.1%、4.5%～13.5%,且均达到显著水平。4）施入腐植酸后主要影响050cm土层的土壤速效磷含量,其中1530cm土层速效磷含量增加最为显著,与普通磷肥处理相比增加18.1%～36.6%。【结论】 腐植酸增效剂在1%～20%的添加比例范围内对磷肥均具有较好的增效作用,可提高玉米产量、磷素吸收量及磷肥利用效率,并可提高土壤中的速效磷含量,且腐植酸添加量越大效果越好;利用腐植酸的增效作用来减少磷肥施用量是可行的,在当前磷肥施用量的基础上可减少磷肥用量20%左右而保证玉米不减产。     

基于辣椒产量、磷素累积及土壤磷环境风险的磷肥用量研究

针对西南地区辣椒生产中磷素吸收分配及土壤磷素累积特征不明的问题,通过田间试验明确辣椒不同时期各器官的磷素累积、分配及土壤磷累积动态过程,阐明基于辣椒产量、磷素吸收和土壤磷环境风险的最佳磷肥用量。试验于2018年以当地主栽品种开展田间试验,通过设置5个施磷水平(P 0、33、65、131、393 kg/hm²),测定辣椒各器官干重、磷含量、磷累积量及土壤磷累积量、土壤有效磷浓度、土壤水溶性磷浓度等指标。结果表明,随施磷量的增加:初花期和收获期辣椒茎、叶、果的干重均显著增加,施磷使初花期茎、叶干重增幅分别为50.0%～150%、50.0%～175%,施磷使收获期茎、叶、果干重增幅分别为39.7%～122%、66.7%～143%、15.2%～51.0%;磷累积量均显著增加,施磷使初花期茎、叶磷累积量增幅分别为63.6%～200%、40.9%～