养分平衡法在黔东南州油菜测土推荐施肥中的应用研究

通过3年5个田间试验,获得各处理油菜籽产量和N、P、K肥料利用率,依据养分平衡法的测土施肥公式,寻求各因子与土壤有效养分测定值的数量关系,最后提出以土壤有效养分测定值为自变量的油菜推荐施肥量等式。     

北方褐土区冬小麦养分平衡施肥参数研究

【目的】利用养分平衡法原理,研究各养分平衡施肥参数,建立以土壤有效养分测定为基础的我国褐土冬小麦测土推荐施肥指标体系,以简捷快速、科学合理地指导我国北方褐土区冬小麦的施肥与生产。【方法】通过对多年多点小麦肥效试验结果的分析,分别计算出小麦单位产量养分吸收量、土壤有效养分校正系数、肥料当季利用率等养分平衡施肥参数,主要研究土壤环境、产量水平等因素对土壤有效养分校正系数和肥料利用率的影响及变化规律。【结果】冬小麦每百千克小麦产量养分吸收量在一个相对稳定的范围内变化,因此忽略其变化将其定为常数,即氮(N)、磷(P2O5)和钾(K2O)分别为3 kg、1.2 kg和2.8 kg。土壤有效养分校正系数与土壤有效养分含量之间呈显著幂指数负相关关系。在不同的产量水平下,肥料养分当季利用率与土壤有效养分含量之间呈显著对数负相关关系。在此基础上,建立了以养分平衡原理为依据、土壤有效养分测定为基础的我国褐土冬小麦测土推荐施肥指标体系。【结论】由于养分平衡模型的作物推荐施肥量是根据目标产量需肥量与土壤供肥量之差来计算的,在利用该模型进行施肥推荐时,研究的关键点应该是如何准确确定模型中土壤有效养分校正系数和肥料当季利用率等参数,以便得到广泛地推广应用。在北方褐土区建立了以养分平衡原理为依据,土壤肥力测定为基础,具有氮、磷和钾全定量特性的小麦测土推荐施肥体系。     

黔东南州油菜测土推荐施肥研究

通过油菜小区试验研究,结果表明:不同施肥量,不同N、P、K配比,均有不同的化肥利用率;土壤养分测定值与目标产量、空白田产量均正相关;土壤养分测定值与化肥利用率负相关;利用测土施肥公式,建立了N、P、K化肥施用量与土壤养分测定值的函数关系,能在产前提出合理的施肥计划。     

分区平衡施肥技术对氮肥利用率和土壤养分平衡的影响

本文的研究结果表明，分区平衡施肥技术能明显提高氮肥利用率，在小麦和玉米上分别平均提高12.7和14.2个百分点。该技术能使养分盈亏趋于合理，分区平衡施肥的氮素平衡盈余显著低于习惯施肥，有利于减少氮素损失及其对环境的污染；磷素平衡盈余则明显高于习惯施肥，有利于改善土壤磷素状况；钾素平衡存在一定程度的亏缺，需通过增加无机、有机钾源来调节土壤钾素平衡。     

土壤养分状况系统研究法在土壤肥力研究及测土施肥中的应用

土壤养分状况系统研究法应用美国国际农化中心的ASI联合浸提液(0.25mol/L NaHCO3-0.01mol/L EDTA-0.01mol/L NH4F)测定土壤中11种大、中、微量元素含量,结合土壤对营养元素的吸附研究和盆栽试验,判断土壤中存在的和潜在的养分限制因子,用以指导田间试验和施肥推荐。在全围17个省(市、自治区)范围内选取了140个土壤样品,应用该方法对土壤养分状况进行了研究。盆栽试验结果表明,土壤中氮、磷、钾、锌、硫、铜、硼、锰、钼、镁、钙和铁成为限制因子的土壤分别为137、126、84、68、45、37、36、34、28、25、20和17个。应用Cate和Nelson的方法估计出11种元素(钼除外)测定值在盆栽条件下的临界值。 应用在原取土地块安排的田间试验的资料估计出大田条件下应用ASI联合浸提液测定的土壤磷、钾含量的临界值分别为15mg/L和90mg/L。应用河北省玉田县试验和示范资料建立的计算机测土施肥模型综合考虑了土壤中各种营养元素的综合平衡和土壤对磷、钾的吸附固定能力。     

养分专家系统推荐施肥对新疆棉花产量 与养分吸收、利用和平衡的影响

为验证棉花养分专家系统推荐施肥在新疆南北疆区的适用性,研究了养分专家推荐施肥对棉花产量、经济效益、养分吸收和肥料利用率的影响。2020年,在新疆沙湾、昌吉和巴楚开展田间试验,每个试验设6个处理：基于养分专家系统的推荐施肥（NE）;农民习惯施肥（FP）;基于测土配方施肥或当地农技推广部门推荐施肥（ST）;NE推荐基础上不施氮肥（NE-N）;NE推荐基础上不施磷肥（NE-P）;NE推荐基础上不施钾肥（NEK）。结果表明,沙湾、昌吉和巴楚试验点,NE处理产量高于ST和FP处理,其中沙湾分别增产4.71%和6.68%,昌吉分别增产5.53%和9.58%,巴楚分别增产5.81%和9.47%。3个试验点中,NE较ST和FP处理分别增收2682.13～4027.40和4278.95～6895.06元/hm2。NE处理在增产的同时也能提高养分吸收及肥料利用率,沙湾NE处理氮、磷、钾肥利用率显著高于ST和FP处理,分别提高14.65%和9.08%、10.93%和15.92%、7.26%和8.53%。昌吉NE处理氮肥利用率显著高于FP处理,提高21.69%;昌吉NE处理磷、钾肥利用率显著高于ST和FP处理...     

土壤养分状况系统研究法在高产平衡施肥中的应用

应用土壤养分状况系统研究法对河南省主要土壤进行化学分析、吸附试验、盆栽试验和田间校验研究。结果表明：河南省作物高产的养分限制因子主要是Ｎ、Ｐ、Ｋ、Ｓ、Ｚｎ、Ｂ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｆｅ和Ｍｇ，在某些土壤上也限制作物生长。施用含这些元素的肥料对作物有明显增产效果。在一年两作高产平衡施肥时，应综合考虑Ｎ、Ｐ、Ｋ的适宜用量和比例，中、微量元素的配合，前茬施肥后效，以取得高产和较高的经济效益。     

分区平衡施肥技术对氮肥利用率和土壤养分平衡的影响

本文的研究结果表明,分区平衡施肥技术能明显提高氮肥利用率,在小麦和玉米上分别平均提高12.7和14.2个百分点。该技术能使养分盈亏趋于合理,分区平衡施肥的氮素平衡盈余显著低于习惯施肥,有利于减少氮素损失及其对环境的污染;磷素平衡盈余则明显高于习惯施肥,有利于改善土壤磷素状况;钾素平衡存在一定程度的亏缺,需通过增加无机、有机钾源来调节土壤钾素平衡。     

不同施肥模式下春玉米养分吸收利用和土壤养分平衡研究

通过三年定位试验,研究了吉林省春玉米主产区(公主岭和乾安)农民习惯与优化施肥模式对玉米产量、养分吸收利用、土壤养分变化及收支平衡的影响。结果表明,公主岭和乾安优化施肥玉米产量较农民习惯施肥分别增产6.8%~9.2%和6.3%~12.9%,差异均达显著水平(P<0.05)。与农民习惯施肥相比,公主岭和乾安优化施肥肥料吸收利用率分别提高46.9%和26.4%、农学利用率分别提高45.9%和32.6%、偏生产力分别提高35.2%和22.5%,差异均达显著水平(P<0.05)。优化施肥30~90 cm土壤无机氮含量和0~40 cm土壤有效磷含量均低于农民习惯施肥,0~40 cm土壤速效钾含量高于农民习惯施肥。与试验起始时相比,农民习惯施肥30~90 cm土壤无机氮含量与0~40 cm土壤有效磷含量均有明显提高,0~30 cm土壤无机氮含量和0~40 cm土壤速效钾含量下降。而优化施肥处理0~90 cm土壤无机氮含量,0~40 cm土壤有效磷含量和速效钾含量变化幅度较小。玉米收获期土壤氮、磷、钾养分表观平衡估算结果表明,优化施肥和农民习惯施肥土壤氮、磷素均出现盈余,钾素亏缺。与农民习惯施肥相比,公主岭和乾安优化施肥处理氮盈余量分别下降86.3%和93.3%,磷盈余量分别下降98.1%和92.1%,钾亏缺量分别下降16.5%和34.0%。综上所述,农民习惯施肥模式使土壤氮素和磷素大量残留,钾素亏缺,而优化施肥模式在提高产量和肥料利用率的同时,降低了氮、磷的损失和钾的亏缺。     

山西褐土长期施钾和秸秆还田对冬小麦产量和钾素平衡的影响

在山西石灰性褐土一年一作条件下,通过16年的田间定位试验,研究了长期施钾和秸秆还田对小麦产量和土壤钾素平衡的影响。结果表明,只施用氮、磷肥,冬小麦年平均产量5.5 t/hm2,土壤钾素养分严重亏缺,年平均亏缺104.3 kg/hm2,与试验前的初始值比较,土壤速效钾和缓效钾含量分别下降23.6%和14.3%。在施用氮、磷肥的基础上每年施用钾肥(K2O 150 kg/hm2),平均增产10.2%以上;小麦秸秆还田平均增产6.6%以上,二者配合平均增产17.6%,年平均吸钾量提高32.0 kg/hm2。与试验初始值比较,土壤速效钾、缓效钾分别提高38.6%和11.0%。在施用氮、磷肥的基础上,长期施用钾肥和秸秆还田在显著增加冬小麦的经济产量、生物产量和吸钾量的同时,也减少年度间因气候因素等影响引起的产量变异,提高年度间产量和植物吸钾量的稳定性。     

长期施肥对华北平原土壤生产力的影响

Soil productivity is the ability of a soil, in its normal environment, to support plant growth and can be evaluated with respect to crop production in unfertilized soil within the agricultural ecosystem. Both soil productivity and fertilizer applications affect crop yields. A long-term experiment with a winter wheat-summer maize rotation was established in 1989 in a field of the Fengqiu State Key Agro-Ecological Experimental Station, a region typical of the North China Plain, including seven treatments: 1) a balanced application of NPK chemical fertilizers(NPK); 2) application of organic fertilizer(OM); 3) application of 50% organic fertilizer and50% NPK chemical fertilizers(1/2OMN); 4) application of NP chemical fertilizers(NP); 5) application of PK chemical fertilizer(PK);6) application of NK chemical fertilizers(NK); and 7) unfertilized control(CK). To investigate the effects of fertilization practices on soil productivity, further pot tests were conducted in 2007–2008 using soil samples from the different fertilization treatments of the long-term field experiment. The soil sample of each treatment of the long-term experiment was divided into three pots to grow wheat: with no fertilization(Potunf), with balanced NPK fertilization(PotNPK), and with the same fertilizer(s) of the long-term field experiment(Potori). The fertilized soils of the field experiment used in all the pot tests showed a higher wheat grain yield and higher nutrient uptake levels than the unfertilized soil. Soil productivity of the treatments of the field experiment after 18 years of continuous fertilizer applications were ranked in the order of OM 1/2OMN NPK NP PK NK CK. The contribution of soil productivity of the different treatments of the field experiment to the wheat grain yield of Potoriwas 36.0%–76.7%, with the PK and NK treatments being higher than the OM, 1/2OMN, NPK, and NP treatments since the soil in this area was deficient in N and P and rich in K. Wheat grain yields of PotNPKwere higher than those of Potoriand Potunf. The N, P, and K use efficiencies were higher in PotNPKthan Potoriand significantly positively correlated with wheat grain yield. Soil organic matter could be a better predictor of soil productivity because it correlated more strongly than other nutrients with the wheat grain yield of Potunf. Wheat yields of PotNPKshowed a similar trend to those of Potunf, indicating that soil productivity improvement was essential for a further increase in crop yield. The long-term applications of both organic and chemical fertilizers were capable of increasing soil productivity on the North China Plain, but the former was more effective than the latter. The balanced application of NPK chemical fertilizers not only increased soil productivity, but also largely increased crop yields, especially in soils with lower productivity. Thus, such an approach should be a feasible practice for the sustainable use of agricultural soils on the North China Plain, particularly when taking into account crop yields, labor costs, and the limited availability of organic fertilizers.     

沙壤土包膜尿素释放期与小麦适宜施用方式研究

【目的】在保水保肥性差、 氮素淋溶损失严重的姜堰高砂土地区,采用新型水基反应成膜技术的包膜尿素,研究可提高小麦产量以及氮肥利用率的肥料品种和施肥方法。【方法】本研究采用30、 60、 90 d三种控释期包膜尿素(PCU30、 PCU60、 PCU90)并各设置三种施肥方式处理: 播种行下方12 cm处一次基施、 播种行侧方3 cm深5 cm处一次基施、 播种行侧方10 cm深5 cm处一次基施(T1、 T2、 T3)。小麦成熟期测定各小麦秸秆和籽粒产量与干物质分配,测定氮素吸收量。【结果】三种包膜尿素中,施用PCU60增产效果最好,其侧施处理优于种下深施,其中T2处理的小麦产量最高,为8661 kg/hm2,比当地习惯施肥增产6.5%。PCU60 T2处理的氮肥利用率为53.7%,较习惯施肥提高17.3%,差异显著。PCU90各处理较习惯施肥均减产且收获期土壤硝态氮残留量高,不适合当地使用。【结论】在砂土基质下,PCU60在播种行侧方3 cm深5 cm处一次基施可替代尿素分次施用,降低劳动成本。     

底墒和磷肥对渭北旱塬冬小麦产量与水肥利用的影响

在陕西杨凌渭北旱塬进行5年定位试验,在施N160kg/hm2的基础上,设施P2O5 0、50、100、150 kg/hm2 4个施磷水平,结合5年降水情况,分析了播前底墒、施磷对旱地冬小麦产量及水肥利用的影响。结果表明,夏季7～9月的降水是决定渭北旱塬小麦播前底墒的关键因素,两者呈线性相关夏季每增加1 mm降水,土壤贮水增加0.5mm。要保持这一地区小麦稳产或高产,底墒应保持550 mm左右,夏季降水应有380 mm左右。夏季降水充足的年份,施磷量增加造成的下季小麦播前底墒下降不明显;降水偏少的（350mm）的年份,合理施磷能够促进小麦生长,导致生育期内对土壤水分消耗较多,降低土壤含水量,使前季小麦每增施磷50 kg/hm2,下季小麦播前底墒减少9～12 mm。除底墒外,关键生育期的充足降水也是保证旱地小麦产量重要因素,每毫米播前底墒能形成9.0～9.9 kg/hm2、生育期降水形成28.6～33.3 kg/hm2小麦子粒产量。施磷水平决定了作物生物量、产量高低;底墒决定了水分和磷肥利用的程度或水平,同时水分也制约着作物累积的干物质向收获器官（子粒）转移的多少或比例。在底墒充足的年份,较低的施磷量,就可实现较高的产量和水肥利用效率;底墒较差的年份,则要求较高的磷肥投入量。     

长期不同施肥对黄潮土区冬小麦产量及土壤养分的影响

【目的】分析长期施肥方式下小麦产量的变化规律,以探明黄潮土区小麦产量稳定性对不同施肥方式的响应机制,为黄潮土区合理施肥的管理及其土壤生态系统的改善提供依据。【方法】以 35 年长期定位试验为研究平台,设 5 种施肥方式:不施肥 (CK)、单施氮肥 (N)、氮磷钾配施 (NPK)、单施有机肥 (M)、有机无机配施 (MNPK),测定小麦的平均产量及土壤养分状况。【结果】小麦产量和肥料贡献率以有机无机配施 (MNPK) 最高,平均产量为 6393 kg/hm2;其次为 NPK 处理,与当年不施肥处理相比,产量提高了 374.2%;单施有机肥增产幅度位居第三;单施氮肥处理增产效果最低。单施氮肥处理小麦产量变异系数 (CV) 偏高 (26.72%～38.72%)、可持续性产量指数 (SYI) 偏低 (0.32～0.51),产量稳定性最低,MNPK 处理的CV 最低 (4.86%～7.76%)、SYI 最高 (0.79～0.89),产量稳定性最高,而单施有机肥处理 (CV = 5.44%～15.87%,SYI = 0.60～0.87) 的产量稳定性和生产可持续性不及 NPK 处理 (CV = 5.72%～9.67%,SYI = 0.75～0.83)。施用有机肥显著提高土壤有机质、全氮、有效磷和速效钾含量,其中 MNPK 处理 35 年土壤有机质、全氮、有效磷、速效钾平均含量分别较 CK 处理提高 1.20、1.18、16.13、0.95 倍,增加幅度最为显著。通过相关分析可得,小麦产量与土壤有机质、全氮、有效磷和速效钾含量呈极显著正相关关系 (P < 0.01)。【结论】施肥处理均可有效提高黄潮土区小麦产量,以有机无机配施增产效果最佳,最有利于促进小麦产量稳定性、提高产量可持续性指数,提升土壤有机质、全氮、有效磷、速效钾含量。因此,有机无机配施的施肥方式最为合理,有利于保持黄潮土养分均衡,促进农田生产力稳定。     

施肥和地膜覆盖对黄土旱塬土壤理化性质和冬小麦产量的影响

【目的】研究黄土高原旱作农业区施肥等措施对耕层土壤理化性质和作物农艺性状的影响,为保持土壤适度生产力,选择适合黄土塬区可持续发展的新型增产措施提供理论基础。【方法】通过设在渭北旱塬的多年田间定位试验,选取不施肥空白对照、施氮磷肥、施氮磷钾肥、氮磷肥加生物炭、氮磷肥加生育期地膜半覆盖和氮磷肥加夏闲期地膜半覆盖共6个处理,所有处理均在冬小麦收获后和播种前进行翻耕。分析了不同处理耕层土壤理化性质、冬小麦产量及农艺指标。【结果】与对照相比,施氮磷肥显著提高了耕层土壤饱和导水率,降低耕层土壤紧实度,显著增加冬小麦生育期耗水量,提高水分利用效率和降雨利用效率,显著提高了耕层土壤中有机质、全氮、硝态氮、铵态氮、全磷、有效磷等养分的含量,连续三年提高冬小麦的产量均在一倍左右。与氮磷肥处理相比,增施钾肥处理增加了冬小麦拔节期耕层土壤紧实度,却显著降低了收获期土壤容重、增加了总孔隙度,并显著提高了水分利用效率,在一定程度上增加了耕层土壤全氮、有机质含量,使冬小麦的叶面积指数显著增加,连续三年冬小麦平均产量达4500 kg/hm2;增施生物炭处理耕层土壤容重降至最低为1.16 g/cm3,增加了土壤总孔隙度,导致饱和导水率最大为0.049 cm/min,提高了水分利用效率;耕层土壤中的有机质、全氮、全磷、有效磷的含量有一定增加,冬小麦的产量有所提升;施氮磷肥基础上的生育期地膜半覆盖与夏闲期地膜半覆盖,均显著降低了耕层土壤饱和导水率,增加了土壤紧实度,提高了冬小麦水分利用效率,耕层土壤中有机质、铵态氮、速效钾的含量有所增加,全磷含量降低,土壤pH下降,除去受灾年份,冬小麦平均产量在4700～4800 kg/hm2之间。【结论】与对照相比,长期施用氮磷化肥显著提高冬小麦的产量,却导致土壤pH下降。在施氮磷肥的基础上增施生物炭,可以显著改善土壤物理化学性质,增加冬小麦产量,但其经济投入过高。在施氮磷肥的基础上,增施钾肥与生育期地膜半覆盖,改善了耕层土壤养分状况,有一定的经济效益,是适宜黄土塬区的冬小麦增产措施。     

Soil nitrogen balance and nitrogen utilization of winter wheat affected by straw management and nitrogen application in the Yangtze river basin of China

Straw incorporation is a useful management practice in sustainable agricultural systems to improve soil fertility and to reduce air pollution from straw burning. A three-year field experiment was conducted under two rice straw managements and four nitrogen (N) application rates in Rugao, China during 2010–2013, to examine whether straw management practices integrated with fertilizer N applications affect crop yield, N balance and N use efficiency in the wheat season of rice-wheat cropping systems. The results showed that straw incorporation had positive effects on plant N uptake and grain yield. This may be attributed to the greater soil water content and lower amount of seasonal rainfall. However, straw incorporation resulted in lower soil inorganic N and more N surplus at the early growth stage. Grain yield had a significant relation with wheat N uptake from sowing to jointing and from jointing to anthesis with straw incorporation. Therefore, our results suggest that in adjusting the ratio of basal and topdressing N fertilizer, it is important for the supply of optimum N to the crop and to maintain grain production with straw incorporation.     

施肥水平对冬小麦田土壤水分影响的模拟

在模拟精度验证基础上,应用WinEPIC模型模拟研究了黄土高原长武早塬地1957～2001年期间不同肥力水平下连作冬小麦田的土壤干燥化效应.结果表明:4种肥力处理下连作冬小麦逐月土壤有效含水量均呈现波动性降低趋势,平均每年分别减少8.6、8.6、11.1和13.7 mm,无肥和低肥与中肥和高肥处理间土壤有效含水量差异十分显著,但无肥和低肥处理间无明显差异;在模拟初期出现了土壤湿度逐年降低、土壤干层逐年加厚的干燥化过程,在连作第5～8年以后均出现了稳定的土壤干层,无肥和低肥处理土壤干层均分布于2～3 m土层,中肥和高肥肥处理分别分布于2～4 m和2～5 m土层,随肥力和作物产量水平的提高,土壤干层厚度增厚;4种肥力处理麦田生产年度耗水量接近且呈现波动性缓慢降低趋势,但前1～4年中肥和高肥处理麦田共计较无肥处理麦田多耗水91和203 mm,长武旱塬地麦田土壤水分承载力为1.422～2.405 t/hm2,相应的肥力水平为N45～90 kg/hm2和P 15～30 kg/hm2.     

中国北方紫花苜蓿土壤有效磷丰缺指标与适宜施磷量初步研究

为了初步建立我国北方紫花苜蓿土壤有效磷( Olsen－P)丰缺指标,并确定不同丰缺级别土壤的适宜施磷量,采用土壤有效养分含量与缺素处理相对产量回归方程法、土壤有效养分丰缺分级改良方案和“养分平衡—地力差减法”确定适宜施肥量新应用公式,开展了本研究。结果表明,东北平原区第1~5和6~11级土壤有效磷丰缺指标依次为>26、14~26、7~14、4~7、2~4和0~2 mg/kg;内蒙古高原区第1~11级土壤有效磷丰缺指标依次为>28、16~28、9~16、5.2~9、3.0~5.2、1.7~3.0、1.0~1.7、0.6~1.0、0.3~0.6、0.2~0.3和0~0.2 mg/kg;西北荒漠绿洲区第1~5和6~11级土壤有效磷丰缺指标依次为>20、12~20、7~12、4~7、2.4~4和0~2.4 mg/kg;黄土高原区第1~5和6~11级土壤有效磷丰缺指标依次为>29、15~29、7~15、4~7、2~4和0~2 mg/kg;黄淮海平原区第1~3和4~11级土壤有效磷丰缺指标依次为>13、4~13、1~4和0~1 mg/kg。当紫花苜蓿干草目标产量为15 t/hm2时,第1~11级土壤的适宜施磷( P2 O5)量依次为0、45、90、135、180、225、270、315、360、405和450 kg/hm2。