太湖地区小麦生产氮和磷投入阈值的研究

于2012²013年在太湖流域典型稻麦轮作农田开展了田间定位试验,研究了不同施氮、施磷量处理对小麦产量、肥料表观利用率和土壤氮、磷含量的影响,并利用产量效应图与氮、磷流失风险图叠加分析的方法推导出小麦生产中既保产量又最大程度减低污染排放的氮、磷投入阈值。结果表明:太湖流域稻麦轮作农田小麦产量随施氮量的增加呈先增后减的趋势,随施磷量的增加呈递减趋势,小麦麦粒产量最高可达4.14 t/hm2013年在太湖流域典型稻麦轮作农田开展了田间定位试验,研究了不同施氮、施磷量处理对小麦产量、肥料表观利用率和土壤氮、磷含量的影响,并利用产量效应图与氮、磷流失风险图叠加分析的方法推导出小麦生产中既保产量又最大程度减低污染排放的氮、磷投入阈值。结果表明:太湖流域稻麦轮作农田小麦产量随施氮量的增加呈先增后减的趋势,随施磷量的增加呈递减趋势,小麦麦粒产量最高可达4.14 t/hm²;在小麦收获后,土壤氮、磷残留量基本上随施肥量的增加呈增加趋势;太湖地区小麦稳产、减排的氮、磷(P_2O_5)施用阈值分别为190.80和43.59 kg/hm2;在小麦收获后,土壤氮、磷残留量基本上随施肥量的增加呈增加趋势;太湖地区小麦稳产、减排的氮、磷(P_2O_5)施用阈值分别为190.80和43.59 kg/hm²。     

不同熟化垫料替代比例对稻麦轮作下作物产量、土壤肥力及重金属的影响

针对中国化肥施用量较高、大田作物畜禽粪污有机肥施用率低等问题,以稻麦轮作体系为研究对象,在相等的施氮量(稻季300 kg/hm2,麦季225 kg/hm2)条件下,以熟化垫料不同比例替代化肥[不施肥对照(CK)、施化肥(CF)、熟化垫料氮替代1/4氮素化肥氮(1/4DL)、熟化垫料氮替代1/2氮素化肥氮(1/2DL)、熟化垫料氮替代3/4氮素化肥氮(3/4DL)以及熟化垫料氮全量替代氮素化肥氮],研究了在相等施氮量条件下熟化垫料替代化肥对稻麦轮作体系作物产量、土壤肥力以及重金属的影响.结果表明,在水稻季施氮量300 kg/hm2条件下,熟化垫料替代处理的产量达到单施化肥处理的产量.不同处理间小麦产量差异极显著,随熟化垫料替代量增加,小麦产量表现出先增加后降低的趋势,1/2DL处理的小麦产量最高.稻麦轮作三季后,熟化垫料替代氮素化肥处理耕层0～20 cm土壤全氮含量、有机质含量、pH值均表现出先增加后降低的趋势,3/4DL处理最高,而磷含量及电导率则呈线性增加趋势.稻麦轮作三季后,耕层0～20 cm土壤铜、锌总含量均高于试验前土壤铜、锌总含量,各处理铜、锌、镉、砷、铅等指标均在土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准(GB 15618-2018)范围内.稻麦轮作三季后,土壤内有效态铜、锌、镉、铅含量均高于试验前土壤,砷则相反.对于施肥处理,土壤内有效态铜、锌含量随熟化垫料施用量增加而增加,有效态铅含量则随垫料用量增加而降低,不同处理间有效态镉含量差异不显著.     

全量秸秆还田下不同施氮量对水稻产量及土壤有机质含量的影响

为探究稻麦轮作区秸秆还田对氮肥的替代作用,推进秸秆资源高效利用,提升土壤质量,通过连续4年定位试验,在小麦秸秆全量还田的条件下,设置5个施氮水平,分别为0、60、120、180、240 kg/hm~2,研究不同处理对水稻产量和土壤有机质含量的影响。结果表明,秸秆全量还田下,施氮量为180 kg/hm~2时,水稻产量最高;施氮量为0和60 kg/hm~2时,水稻产量无显著差异;施氮量为120和240 kg/hm~2时,水稻产量无显著差异。秸秆全量还田下,施氮量为0 kg/hm~2时,土壤有机质含量有下降趋势,随着施氮量增加土壤有机质含量有增加趋势,但未达显著水平。     

种植密度与施氮量对稻麦轮作体系作物产量及地表径流氮素流失的影响

于2016~2017年在江苏连云港市研究了水稻-小麦轮作体系下种植密度与施氮量对作物产量及地表径流氮素流失的影响。结果表明:在一定范围内增加种植密度和施氮量可以提高作物的产量,改善其产量构成因素;水稻的最适栽植规格为25 cm×13 cm,最适施氮量为300 kg/hm~2;小麦的最适播种量为375 kg/hm~2,最适施氮量为315 kg/hm~2;增加种植密度能够有效降低农田地表径流氮流失量和氮流失率,提高作物的氮肥偏生产力;随着施氮量的增加,农田地表径流水体氮流失量显著上升,氮流失率出现减小的趋势,且作物的氮肥偏生产力逐渐下降。     

沿江潮土稻麦轮作下磷素临界指标研究

为了明确沿江潮土稻麦轮作条件下土壤速效磷临界值和磷肥效应,进行了小麦、水稻轮作周期的磷肥临界指标研究。结果表明:土壤速效磷含量总体随施磷量的增加而呈增加趋势,表现为低施磷量水平时,土壤速效磷含量增加缓慢;在施磷量达90 kg/hm2以上时,土壤速效磷含量快速增长,在水稻、小麦上的趋势一致。土壤速效磷临界值,小麦为18.5 mg/kg,水稻为15.8 mg/kg;磷系数,小麦为15.8kg/hm2(P2O5),水稻为25.6 kg/hm2(P2O5)。     

秸秆全量还田条件下减量施氮与碳氮调控对稻麦轮作系统的影响

在稻麦秸秆全量还田条件下,研究了不同施氮量及不同氮肥基追比例对土壤理化性质、作物生长及产量的影响,以期为稻麦轮作生产提供合理的施肥技术支撑。结果表明:稻季施氮量为20 kg/hm~2时,相较于施氮量17 kg/hm~2处理,土壤全磷、速效氮磷钾含量分别显著增加3. 60%、6. 25%、45. 54%、50. 00%,水稻产量提高3. 89%。麦季施氮量为17 kg/hm~2时,相较于施氮量14 kg/hm~2处理,土壤全钾、速效氮磷分别显著提高4. 38%、33. 43%、30. 03%,返青期、拔节期和成熟期株高均显著增加,小麦产量增加2. 13%。随着基肥比例的增加,土壤养分、株高和产量均有显著增加。氮肥基追比例为7∶3和8∶2时,相较于常规5∶5处理,水稻和小麦产量的增幅分别为12. 95%—13. 08%和20. 97%—21. 77%。综上,稻季和麦季最佳施氮量分别为20 kg/hm~2和17 kg/hm~2,最佳氮肥基追比例为7∶3和8∶2。     

施氮量对晋麦84号产量及土壤硝态氮、铵态氮的影响

以晋麦84号为材料进行大田试验,研究施氮量对小麦产量、氮肥利用效率以及土壤中硝态氮、铵态氮含量分布的影响。结果表明,小麦籽粒产量与施氮量呈二次曲线关系,适宜施氮量(N 180 kg/hm~2)可以显著提高小麦的穗数、穗粒数,产量比对照提高34.7%,穗粒数、穗数与产量呈极显著的正相关,千粒质量与产量呈负相关,但差异不显著;施氮量在120～180 kg/hm~2时,有利于提高氮肥的利用效率。各处理麦收后,1 m土壤中硝态氮累积量随施氮量增加而增加,当施氮量在240 kg/hm~2以下时,麦收后土壤硝态氮主要集中在耕土层,且含量随着土层深度增加而减少;当施氮量在240 kg/hm~2以上时,硝态氮主要积累在60 cm以上土层,最高峰值在30 cm,淋失的风险增大。施肥处理的土壤铵态氮含量在不同土层均显著高于不施氮处理,表层土壤的铵态氮积累量最高,随着土层深度的增加铵态氮含量逐渐降低。因此,在晋南生产水平和管理方式下,综合考虑产量、经济和生态效益,主栽品种晋麦84号的氮素用量为180 kg/hm~2,其相应的产量水平为7 680 kg/hm~2。     

熟化垫料等氮量替代化肥对小麦产量、土壤养分及当季氮肥利用率的影响

为高效合理地进行熟化垫料的大田利用,在相同施氮量(225 kg/hm~2)条件下,以猪发酵床熟化垫料不同比例替代化肥(不施肥对照、施化肥、熟化垫料1/2氮量替代、熟化垫料3/4氮量替代和熟化垫料全氮量替代),研究其对小麦当季产量、当季土壤养分以及氮肥利用率的影响。结果表明:在相同施氮量熟化垫料不同替代量下,小麦当季籽粒产量、穗数、穗粒数、株高及穗长差异显著(P0.05),产量依次为氮素化肥处理(7 365.3 kg/hm~2)熟化垫料1/2氮量替代处理(7 225.1 kg/hm~2)熟化垫料3/4氮量替代处理(6 293.3 kg/hm~2)熟化垫料全氮量替代处理(5 160 kg/hm~2)不施肥对照(3 676.8 kg/hm~2);土壤有机质、全氮、全磷含量随熟化垫料施用量增加而增加;小麦氮肥表观利用率随熟化垫料替代比例增加而呈现先增加后降低的趋势,氮肥偏生产力与氮肥农学效率则呈现降低趋势。综合考虑小麦产量、土壤养分状况以及氮肥利用率,熟化垫料1/2氮量替代可以达到单施化肥的效果。     

氮肥用量对四川紫色丘陵区水稻氮素吸收及土壤氮素表观平衡的影响

为全面掌握氮肥施用对紫色丘陵区稻麦轮作模式下水稻季氮素吸收积累及土壤氮素表观平衡的影响机理,本试验采用6水平氮肥(0~300 kg N/hm~2)随机区组试验设计,研究氮肥用量对稻麦轮作模式下水稻产量、氮素吸收积累及土壤氮素表观平衡的影响。结果表明:随着氮肥用量的增加水稻籽粒产量先增加后趋于平稳,可以用二次方程模拟y=-0.032 x~2+23.50 x+6495,R~2=0.998;氮肥用量与水稻氮素吸收量及土壤氮素表观平衡呈线性关系,线性方程分别为:y=0.27x+85.28,R~2=0.990,y=0.730x-85.32,R~2=0.998。施氮量低于112.5 kg/hm2时,水稻产量较低,氮素表观盈余量为-3.23 kg/hm~2,有耗竭土壤的风险;施氮量在112.5~187.5 kg/hm2时水稻产量稳定,氮素吸收量为135.77 kg/hm~2,氮素表观盈余量为51.56 kg/hm~2,水稻产量和氮素表观盈余维持在较为合理水平,土壤氮肥力和产量得以维持,农业生产可持续发展;施氮量在187.5~300 kg/hm~2的时候,水稻产量趋于稳定,而氮素表观盈余增加到133.68 kg/hm~2,氮素表观盈余增加了159.27%。过多的氮肥通过水体、大气或者其他渠道流失,引起环境污染。因此,从保证粮食安全和控制面源污染的角度出发,四川丘陵区稻麦轮作模式下水稻氮肥用量以187.5kg/hm~2最优。     

油-稻轮作制中供氮水平对作物及土壤氮磷钾含量的影响

田间试验条件下探究了不同供氮水平(0、90、180、270、360 kg/hm2)对油(华油杂9号)-稻(丰两优香1号)轮作下作物及土壤中氮磷钾含量的影响。结果表明,油菜生育前期氮磷钾积累量无显著变化,120 d后氮磷钾积累量随施氮量增加而增加,各处理差异显著。磷素积累量在直播180 d后呈先增加后降低趋势,以180 kg/hm2处理积累量变化最大,与270、360 kg/hm2处理相比无显著差异。水稻氮积累量随施氮量增加而增加,但270 kg/hm2与360 kg/hm2处理无显著差异,而磷钾积累量呈先增加后降低趋势,磷素积累量以270 kg/hm2处理最大,180、270、360 kg/hm2处理下,钾积累量在整个生育期内无显著差异,说明在油菜季施用较高氮肥来保证油菜对氮磷钾吸收基础上,后季水稻适当减少氮肥用量便可保证其对氮磷钾的吸收;从整个轮作周期农田氮磷钾平衡状况看,除不施氮肥外,其他处理农田土壤氮素均处于盈余状态,盈余量随施氮量的增加而增加,各处理在投入相同磷钾肥情况下,土壤磷素盈余量随施氮量增加呈降低趋势,施氮量为270、360 kg/hm2时,磷素出现亏缺,不同氮处理的农田钾素均处亏缺状态,且亏缺量随施氮量增加而增加。