施肥方式对黄土高原旱作春玉米农田土壤氨挥发的影响

【目的】通过两年田间氨挥发测定,研究不同施氮量和不同施氮方式对黄土高原旱作春玉米农田土壤氨挥发的影响。【方法】 该试验采用裂区试验设计,主处理设置0、180、300 kg·hm^-2 3个氮肥用量,同一施氮量下副区分尿素一次性基施（UR）、尿素分次施用（URT）（基肥40%,十叶期追肥60%）以及尿素与控释尿素掺混一次性基施（CRU）3种施氮方式,采用海绵吸收通气法进行原位测定。【结果】 （1）对于施基肥后的氨挥发速率,3种施肥方式均出现挥发峰值,且UR处理的氨挥发峰值高于另外两种施肥方式,特别是在高施氮量的情况下;对于追肥后的氨挥发,只有URT处理出现峰值,且高于基肥后的挥发峰值。（2）氨挥发累积量随着施氮量的增加而增加。在同等施氮量处理下,URT处理氨挥发累积量最高（2.88—36.84 kg·hm^-2）,且主要集中在追肥期（占整个生育期的72.2%—90.4%）;其次是UR处理（1.08—10.07 kg·hm^-2）;CRU处理氨挥发累积量最低（0.96—5.69 kg·hm^-2）。（3）施氮量和施肥方式对氨挥发量的交互作用极显著,氨挥发的年间差异主要是受到施肥后的降雨影响。【结论】 对于西北旱作覆膜春玉米,尿素与控释尿素掺混一次性施用方式（CRU）既能减少追肥人工投入,又能减低氨挥发损失,可作为该区域值得推广的绿色施肥方式。     

控释氮肥减量施用对春玉米土壤N2O排放和氨挥发的影响

在大田条件下采用密闭室间歇通气法和密闭式静态箱法研究了控释氮肥不同施氮水平对春玉米土壤N_2O排放和氨挥发的影响。结果表明:与T2(普通尿素)处理相比,控释氮肥处理(T3~T6)N_2O排放通量变化趋势平稳,无明显的峰值;从累积排放量上看,与T2处理相比,T3(240 kg N·hm~(-2))、T4(216 kg N·hm~(-2))、T5(192 kg N·hm~(-2))、T6(168 kg N·hm~(-2))处理N_2O排放量分别减少27.80%、33.66%、45.85%、55.12%,但T2与T3、T4处理之间差异不显著(P0.05),与T5、T6处理之间差异显著(P0.05);各控释氮肥处理间差异均不显著(P0.05),与施肥量呈极显著的指数函数关系(P0.01)。T2处理氨挥发速率在施肥后的2~4 d内出现峰值,而各控释氮肥处理在基肥、苗肥、穗肥施用后,分别在第9、6、1~2 d出现峰值;与T2处理相比,T3、T4处理氨挥发量反而分别增加了8.02%和0.97%,但差异均不显著(P0.05),T5、T6处理氨挥发量分别减少了8.86%(P0.05)和16.65%(P0.05);各控释氮肥处理间,与T3相比,T4、T5、T6处理氨挥发量分别减少了6.53%(P0.05)、15.62%(P0.05)和22.84%(P0.01),且氨挥发量与施氮量呈极显著线性关系(P0.01)。从产量上看,各施氮肥处理玉米产量均显著高于不施氮肥处理,但各施氮肥处理间差异不显著(P0.05)。综合产量和N_2O排放、氨挥发考虑,控释氮肥的合理减氮施用能够发挥更大的环境效益。     

缓控释肥对春玉米干物质积累、产量和经济效益的影响

以桂单162为供试品种,采用大田试验,研究常规施肥(CK)、“一炮轰”和一次性缓控释肥(2种)共4个处理对春玉米农艺性状、干物质积累与分配、产量和经济效益的影响。结果表明：与常规施肥(CK)相比,一次性缓控释肥处理下玉米株高、穗位高、茎粗、叶面积和单株干物质积累量均较高;一次性缓控释肥处理下前期干物质在叶片和茎鞘中的分配比例均较低,后期在籽粒中的分配比例较高;一次性缓控释肥有助于增加玉米吐丝阶段穗的干物质积累量,提高成熟期玉米籽粒产量;一次性缓控释肥处理不仅能提高玉米百粒重,同时也能提高玉米穗行数和行粒数,穗长、穗粗和秃尖长均有不同程度的改善。T3处理条件下,百粒重较CK提高7.36%,秃尖长减少28.8%,产量提高3.96%,农民收益增长25.20%。综之,与常规施肥相比,选用茂施牌一次性缓控释肥进行一次性底施,不仅可以为植株生长过程提供充足肥料,同时还可以合理调配干物质分布,增加籽粒中干物质分配比例,最终提高产量和收益。     

控释肥一次性施用对春玉米产量影响的研究

对陕西省北部春玉米施用控释肥,和当地农户传统高产施肥进行比较,以求为当地玉米田的控释肥施用提供依据。研究结果显示,播前控释肥一次性深施,与当地农户常规高产施肥方式相比,2016年显著增产5.7%,2017年和2018年分别增产1.5%、0.7%,差异不显著;连续3 a均显著增加玉米株高、降低玉米秃尖长度;施肥方式对穗长和行粒数的影响仅在2016年出现显著差异,控释肥一次性施用对穗位高、穗长、穗粗、穗行数、百粒重的影响与传统施肥方式差异不大。     

不同水氮运筹模式对田间土壤氨挥发及春玉米籽粒产量的影响

为了减少氨挥发带来的氮素损失和面源污染,寻求一种节水、节肥、稳产的水氮运筹模式,研究分析了氨挥发规律及春玉米籽粒产量对不同水氮运筹模式的响应。试验采用裂区设计,共15个处理。主区为灌水定额,设置3个水平,分别为525、750、975 m~3·hm~(-2);副区为施氮量,设置5个水平,分别为0、80、160、240、320 kg·hm~(-2)。于2014、2015年连续两年进行田间试验。采用通气法采集田间氨挥发量,并计算氨挥发速率、氨挥发损失量及损失率。结果表明:2014、2015两年同一处理追肥后的氨挥发速率峰值均大于该处理施入基肥后的氨挥发速率峰值,追肥后氨挥发速率峰值比施入基肥后的氨挥发速率峰值分别高出63.31%和62.06%。施氮量、灌水定额以及两者的交互作用均对NH_3-N损失量具有极显著影响,三者对田间土壤NH_3-N损失量的影响表现为施氮量灌水定额两者的交互作用。2014、2015两年各施氮处理施入基肥后平均NH_3-N损失量为5.71~13.95 kg·hm~(-2),追肥后平均NH_3-N损失量为8.70~18.66 kg·hm~(-2)。2014年各施氮处理NH_3-N总损失量为13.90~32.21 kg·hm~(-2),2015年各施氮处理NH_3-N总损失量为15.45~32.99 kg·hm~(-2)。处理W2N3(灌水定额750 m~3·hm~(-2),施氮量240 kg·hm~(-2))既能节水、节肥,又能保证获得高产,同时显著地降低了NH_3-N损失量,故推荐该处理为适用于当地的最优水氮运筹模式。     

控释氮肥对春玉米产量和品质的影响

田间试验结果表明:控释氮肥与普通氮肥相比,不仅能提高春玉米子粒产量,而且能提高玉米子粒中粗脂肪含量,在春玉米上的适宜施氮量为150 kg/hm2。     

控释肥对玉米性状及产量的影响

以张玉1355为供试玉米品种,在氮、磷、钾肥施用量相等的模式下,研究了控释肥对玉米产量、生育期以及对病虫害的影响。结果表明,控释肥处理有助于提高玉米的产量及产量构成因素,与常规施肥处理相比,增产8.67%,穗粒数提高10.21%,总生育期延长5 d,对病虫害的影响无差异。综合来看,施用控释肥有助于玉米产量的提高。     

控释肥和硝化抑制剂对华北春玉米N2O排放的影响

为了分析控释肥和硝化抑制剂处理下华北春玉米田土壤N_2O排放规律及其影响因素,研究不同施肥处理对N_2O排放和产量的影响,筛选既能增产又能减排的肥料管理措施,采用自动静态箱-气相色谱法于2009—2012年连续4年对春玉米生长季内的N_2O排放进行监测,同时测定了相关环境变量和产量。试验共设置4种施肥处理:不施肥对照(CK);尿素(U);硫包膜控释尿素(SCU);尿素加入占施氮量10%的双氰胺硝化抑制剂(UDD)。结果表明,SCU和UDD处理较尿素处理在4个生长季内均起到了减排和增产效果,其N_2O平均减排率分别为37.77%和33.39%,增产率分别为16.04%和6.35%。N_2O排放通量与5 cm土壤温度,10 cm土壤湿度和土壤NH+4含量极显著相关(P0.01),与土壤NO-3含量无显著相关关系。N_2O排放通量的较大值均分布在土壤湿度大于60%土壤含水孔隙率(Water-filled pore space,WFPS),5 cm土壤温度大于20℃的范围内。综上可知,长期施用硫包膜控释肥和添加双氰胺硝化抑制剂均能取得一定的减排和增产效果,可以作为春玉米种植中的优良施肥技术加以推广。     

控释肥对玉米农艺性状及产量的影响

在辽宁省北部半湿润雨养区的土壤和气候条件下,对比分析了控释肥和常规高产施肥方式下玉米的农艺性状、产量及其构成因素和经济效益。结果表明,控释肥处理在植株形态性状、光合性状、产量性状均明显优于常规高产施肥处理;与对照相比,控释肥处理增产41.9 kg/667m~2,节约成本37.7元/667m~2,节本增效100.5元/667m~2,具有较好的推广前景。     

施氮方式及测定方法对紫色土夏玉米氨挥发的影响

以川中丘陵区紫色土为对象,研究了撒施尿素添加脲酶抑制剂及尿素深施对夏玉米季氨挥发的减排效果,为合理施肥和减少农田氨排放提供依据;同时,对比风洞法和密闭室连续抽气法测定氨挥发的结果,为准确定量农田氨挥发提供方法依据。设置5个施氮方式处理,分别为:不施氮(CK);农民传统施氮——雨后撒施尿素(BC);撒施添加有Limus(德国BASF公司新开发的脲酶抑制剂)的尿素(BC+Limus);尿素一次性条施(Band1);尿素分两次条施(Band2)。除不施氮处理外,其他处理施氮量均为150 kg·hm~(-2),各处理采用密闭室连续抽气法测定氨挥发。另外,选取农民传统施氮处理用风洞法测定氨挥发,以研究不同测定方法对氨挥发损失量的影响。结果表明:紫色土夏玉米季农民传统的施氮方式氨挥发损失率可高于40%,而处理BC+Limus、Band1、Band2的氨挥发损失率分别为4.8%、3.8%、1.3%,分别比处理BC减少了90%、92%和97%的氨挥发损失,均具有很好的减排效果。密闭室连续抽气法测定氨挥发量稍高于风洞法,氨挥发损失率分别为48.4%和41.9%,但差异不显著。     

化肥有机肥配施对盐渍化土壤氨挥发及玉米产量的影响

针对河套灌区无机氮肥过量施用造成的环境问题,通过探究有机氮替代部分无机氮肥对田间土壤氨挥发的影响,确定盐渍化农田适宜的有机无机氮肥配施用量。于2018年进行田间试验,选取轻度(0.45～0.68 dS·m~(-1))和中度(1.04～1.40 dS·m~(-1))盐渍化农田,以纯施氮量240 kg·hm~(-2)为相同施氮总量进行有机无机氮肥配施,分别设置5个施肥处理:单施化肥、3/4氮由化肥提供+1/4氮由有机肥提供、1/2氮由化肥提供+1/2氮由有机肥提供、1/4氮由化肥提供+3/4氮由有机肥提供、单施有机肥,依次记为U_1、U_3O_1、U_1O_1、U_1O_3、O_1。另外设置空白对照处理(CK),探究不同有机无机氮肥配施量对盐渍化玉米农田土壤氨挥发速率、氨挥发损失量及产量的影响。结果表明:土壤盐分随着有机氮肥施用量增加呈先降后升的趋势;各肥料配施处理追肥后氨高挥发期较施入基肥后明显延长,导致同一处理轻、中度盐渍化土壤追肥后氨挥发损失量较施入基肥后分别高出22.15%～64.03%和14.34～40.66%;同一处理在中度盐渍化土壤上的氨挥发总量较轻度盐渍化土壤高出8.35%～16.46%;土壤氨挥发损失量与有机肥施入比例、土壤盐分之间呈显著二元二次非线性回归关系,分析回归方程各系数可知,适当增大有机肥施入比例可以降低土壤氨挥发,而增加土壤盐分则会使土壤氨挥发增大,增施有机肥和土壤盐分之间会产生共同降低氨挥发损失的效应;有机肥替代部分化肥可提高玉米产量,轻、中度盐渍化土壤U_1O_1处理玉米产量分别较U_1处理高出12.63%和17.05%。在轻度和中度盐渍化土壤上,综合氨挥发损失量及玉米产量,处理U_1O_1既能保证高产,又能显著降低氨挥发损失,故推荐该处理为当地适宜肥料配施模式。     

稻田氨挥发和水稻产量对增效复合肥减氮施用的响应

通过田间试验研究3种增效复合肥(腐植酸、氨基酸及海藻酸复合肥)减氮施用对稻田氨挥发、氮素利用率和产量的影响,为探究增效复合肥的高效利用并评价其环境效应提供科学依据。田间试验设不施肥(CK)、常规施肥(CF)、常规施肥减氮20%(CR)、腐植酸复合肥减氮20%(HR)、氨基酸复合肥减氮20%(AR)和海藻酸复合肥减氮20%(SR)6个处理。采用密闭式间歇通气法测定施肥后氨挥发通量,于水稻成熟期测产,测定植株吸氮量并计算氮素利用率。结果表明:氨挥发主要发生在基肥和分蘖肥施用后。与CF处理相比,CR、HR、AR、SR处理均显著降低了稻田氨挥发损失总量(P0.05),降低幅度为38.9%～54.7%;且与CR处理相比,增效复合肥减氮处理AR与SR的氨挥发损失总量分别显著降低20.5%和25.8%。此外,田面水NH_4~+-N浓度是影响氨挥发的重要因素,减氮条件下田面水NH_4~+-N浓度降低,其中3种增效复合肥减氮处理田面水NH_4~+-N平均浓度较CR处理降低了5.5%～18.7%。减氮条件下,增效复合肥处理(HR、AR与SR)的植株吸氮量较CR处理显著提高20.0%～31.8%(P0.05)。而且,HR、AR与SR处理的氮素利用率均显著高于CF和CR处理(P0.05)。对比CF处理的产量,3种增效复合肥减氮处理的产量没有显著降低;同一减氮水平下,HR、AR与SR的产量均显著高于CR处理,增幅为4.4%～4.8%(P0.05)。研究表明,增效复合肥减氮施用均可有效降低稻田氨挥发损失,并具有较好的稳产效应,其中以氨基酸和海藻酸增效复合肥效果更为明显。     

玉米秸秆生物炭及其老化对石灰性农田土壤氨挥发的影响

为探明玉米秸秆粉末、新鲜和老化(自然老化、高温老化、冻融循环老化)玉米秸秆生物炭对黄土高原石灰性农田土壤氨挥发的影响,将不同材料按2%(质量比)与土壤充分混匀,开展为期29 d的室内静态土壤培养实验,研究土壤氨挥发速率的日变化以及整个培养期间的氨挥发累积量。同时,为探究不同材料对土壤氨挥发影响的机理,测定了培养初态和终态土壤样品的无机氮含量、氨氧化速率和氨氧化细菌数量,并研究了不同材料对水中NH_4~+-N的吸附特性。结果表明,在整个培养过程中,与未添加外源材料处理相比,添加冻融循环老化生物炭或高温老化生物炭处理的氨挥发累积量减少了30%,添加自然老化生物炭或新鲜生物炭处理的氨挥发累积量减少了23%,添加玉米秸秆粉末处理的氨挥发累积量减少了19%。施氮肥后1~10 d为土壤氨挥发的主要阶段,该阶段氨挥发累积量占整个培养过程氨挥发累积量的90%以上。不同材料对土壤氨挥发影响的机理研究表明,冻融循环老化生物炭和高温老化生物炭较强的氨挥发抑制作用与其较强的土壤氨氧化促进作用以及NH_4~+-N吸附能力有关。本研究有助于深刻理解新鲜和老化玉米秸秆生物炭还田对石灰性农田土壤氨挥发的影响,为降低土壤氨挥发提供有效途径,为生物炭在黄土高原的农业工程应用提供理论借鉴。     

高产春玉米种植密度和施肥效应研究

以郑单958为供试材料,采用二次通用旋转组合设计,研究辽南地区春玉米籽粒产量与密度、氮肥、磷肥、钾肥4因素的定量关系,建立产量形成的肥密反应模型,解析各因素对产量的主效应及互作效应,寻求定量生产水平下的最佳农艺措施．结果表明：4个因素变化的效应曲线均为抛物线,氮肥对产量的影响最大,钾肥次之通过对回归模型的解析,筛选确定了郑单958在辽南地区春播中,实现产量≥11272．90kg／hm2的密度与肥料耦合优化技术方案：合理密度为58882．5～63697．5株／hm2、适宜纯氮、磷和钾施用量为22961-247．33、7327-82．20、16322-180．09kg／hm2．     

养殖肥水施用对土壤氨挥发的影响及响应因素

养殖肥水农田施用是一种有效的绿色循环模式,肥水施用会影响土壤氨挥发,而土壤氨挥发受肥水含氮量、温度、土壤含水量和pH等多种因素共同影响。本研究采用室内培养的方法,研究肥水施氮量、温度、pH和土壤含水量四个因素对土壤氨挥发的影响,筛选实验条件下适宜的养殖肥水施用条件。结果表明,四个因素对土壤氨挥发累积量的影响大小依次为：施氮量 > 温度 > pH > 土壤含水量,其中,土壤氨挥发与施氮量、温度、pH均呈显著正相关关系,氨挥发累积量随着施氮量、温度、pH的升高而升高。在温度15~35℃、土壤含水量60%~80%、pH 6~8、施氮量60~120 kg N·hm^-2的范围内,降低土壤氨挥发的理想条件为：施氮量75.58 kg N·hm^-2,温度15.48℃,pH 6.22,土壤含水量为田间持水量的60.63%。考虑实际情况,温度25℃时,降低土壤氨挥发的肥水施用条件为：施氮量64.98 kg N·hm^-2,pH 6.02,土壤含水量为田间持水量的73.42%。研究多因素耦合对土壤氨挥发的影响,能够提高氮素利用率,为养殖肥水安全回用提供了科学方法和理论依据。     

包膜尿素与普通尿素配施对稻田氨挥发的影响

为有效减少平原河网双季稻种植区农田氮素（N）损失并提高N肥利用率,采用聚氨酯包膜尿素与普通尿素掺混一次性施肥技术,探究控释掺混肥对早稻季氨挥发损失及N肥利用率的影响。连续两年（2018—2019年）在湖南益阳开展田间试验,设置不施N肥（CK）、常规施肥（CF）、聚氨酯包膜尿素（PuCU）、聚氨酯包膜尿素与普通尿素以6∶4比例配比（0.6PuCU+0.4CF）共4个处理,采用半密闭通气法监测水稻生育期间氨挥发特征。结果表明： CF和0.6PuCU+0.4CF处理稻田氨挥发主要发生在移栽后10 d内,峰值出现于第2~3天和第10天;而PuCU处理整个早稻生长季氨挥发通量缓慢,略高于CK处理。早稻全生育期CF处理氨挥发损失量（率）最高,达39.48 kg·hm^-2（22.22%）,N肥吸收利用率（NRE）和N肥农学利用率（NAE）分别为29.19%和13.82 kg·kg^-1;PuCU和0.6PuCU+0.4CF处理氨挥发损失量（率）分别为12.01 kg·hm^-2（3.91%）和20.70 kg·hm^-2（9.70%）,NRE分别为60.22%和71.36%,NAE分别为18.99 kg·kg^-1和20.34 kg·kg^-1。其中,0.6PuCU+0.4CF和PuCU处理早稻季总计氨挥发损失量较CF处理分别降低47.57%和69.56%,而NRE分别提高163.08%和116.29%,NAE分别提高69.85%和55.97%。Elovich方程能较好地拟合稻田氨挥发累积量随时间的变化趋势,各处理相关系数均达到极显著水平。相关分析表明,早稻季氨挥发通量与田面水NH₄⁺-N浓度及pH呈显著正相关。研究表明,聚氨酯包膜尿素一次性基施能有效避免施肥后NH₄⁺-N的急剧升高,减少稻田氨挥发损失,并提高早稻N肥利用率,而将其与尿素按比例进行互配能进一步促进N素吸收,提高N素利用效率,但氨挥发减排效果较单施聚氨酯包膜尿素低。     

不同施肥方案对华南地区菜心种植氨挥发损失的影响

为探明华南地区菜心种植过程中土壤的氨挥发损失规律,提出兼顾减少氨挥发且保证菜心产量的施肥方案,以广州市黄埔区菜地为研究对象,以菜心为试验材料,设置氮肥施用量处理为A组,设定A0（不施氮肥）、A1（337.5 kg·hm^-2）、A2（200 kg·hm^-2）、A3（140 kg·hm^-2）共计4种施氮水平;同时,设置施肥方式处理为B组,分别为沟施覆土（B1）、表面撒施（B2）和撒施后灌水（B3）共3组氮肥施用方式,开展正交试验。采用通气法对菜心菜地进行田间原位氨挥发测定,成熟期调查菜心产量。研究了不同施肥方案下土壤氨挥发情况和不同施肥方案对菜心产量的影响。结果表明：菜心种植过程中的氨挥发主要来自追肥,菜心追肥期间氨挥发量占全生育期氨挥发总量的60%~81%。氨挥发量与施氮量呈正比;不同施氮量在施肥初期,氨挥发速率均较高;相同施氮水平下氨挥发累积量呈现出表面撒施>沟施覆土>撒施后灌水。各施氮处理下,菜心产量无显著差异。研究表明,采用沟施覆土的施肥方式同时减少30%的施氮量对华南地区菜心产量无显著影响,但较常规施氮处理组A2B1和A2B2分别可减少氨挥发损失5.9 kg·hm^-2和29.3 kg·hm^-2。     

氮肥-生长调节剂对寒地春玉米植株形态及产量的互作效应研究

氮肥过量使用导致玉米倒伏,限制了玉米产量潜力的发挥,而作物化控技术可以有效解决玉米倒伏,但有关寒地春玉米氮肥与化控技术互作缺乏深入研究。本研究以郑单958和先玉335为材料,在不同氮肥水平下于玉米拔节初期(七片展开叶)叶面喷施植物生长调节剂30%己·乙水剂,研究寒地春玉米氮肥与调节剂的互作效应。试验结果表明,随氮肥施用量增加,玉米株高和穗位增高,茎叶夹角和基部第3节间长度增大,节间氮积累量增加,而叶面积指数(LAI)、节间直径、碳含量和木质素含量呈先增加后减少趋势,但节间碳氮比和抗折力随施氮量增加有下降趋势。中氮水平(180kg/hm2)改善了玉米冠层结构,促进了产量提高。30%己·乙水剂处理降低了株高和穗位高,减小了茎叶夹角和LAI,缩短了第3节间长,增加了节间直径、碳含量、木质素含量、碳氮比和抗折力,提高了植株的抗倒伏性,产量得到提高。研究结果表明,180kg/hm2的氮肥施用与30%己·乙水剂叶面喷施玉米产量最高,株型、群体结构和抗倒力最佳,是寒地春玉米氮肥与化控技术互作的最佳模式。