化肥减量对水稻甬优15产量及面源污染的影响

在我国粮食主产区,目前仍存在因化肥过度施用而造成农业面源污染及加剧周边地表水富营养化的问题。为改变农户不合理传统施肥习惯,最大限度减少农业面源污染,在江山市开展了化肥减量施肥试验,研究在农户常规施肥基础上,化肥减量10%~30%对水稻甬优15产量和稻田地表径流养分(总氮、总磷、总钾)流失的影响。结果显示,减少农户常规施肥量10%~20%,水稻产量无显著性变化,其中减量10%产量最高。稻田排水中养分浓度在施肥后1 h快速上升至最高值,氮在24 h后、磷在1 h后和钾在24 h后又很快下降了25.9%~66.0%、70.1%~88.3%和25.0%~52.5%,之后各养分均缓慢下降直到试验结束,这表明如遇到大暴雨或人工排水引起稻田灌溉水外流,在施肥后几天内是养分流失高风险期(也是面源污染高风险期)。化肥减量对稻田排水中养分含量影响显著,常规施肥量减少10%~30%施肥后1 h,排水中总氮、总磷和总钾含量分别下降了3.7%~27.1%、26.3%~59.5% 和5.8%~32.7%。适期、适量施肥在水稻生产中对提高经济效益和保护生态环境具有重要意义。     

减量施氮对小麦产量和品质的影响

以青麦7号为研究对象,研究减量施氮对小麦产量和品质的影响。研究结果表明：常规减氮25%处理下,越冬期、拔节期、孕穗期、开花期、成熟期小麦植株干物质积累量均最大,单位面积小麦穗数最多、穗粒数最多、千粒质量最大、单位面积产量最高,小麦籽粒总蛋白、清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白、谷蛋白质量分数均最大,小麦籽粒容重、硬度、出粉率、湿面筋率、沉降值均最大。由此可见,适当减量施氮能够显著提升小麦产量和品质,其中常规减氮25%对小麦产量和品质的提升效果最佳。     

化肥减量对玉米生长发育及产量影响试验

为了解化肥减量对玉米生长发育及产量的影响,2021年吉林省敦化市官地镇综合服务中心开展了化肥中氮肥或钾肥用量减少10%或磷肥用量减少30%对玉米生长发育及产量的影响试验。试验结果表明：在氮肥或钾肥减少10%或磷肥减少30%的情况下,玉米的生育期略有差别,但对玉米的株高、叶龄、叶色没有显著影响;钾肥对玉米的茎粗略有影响。处理2即减氮10%(尿素为4.44 kg,多素磷为2.52 kg,硫酸钾为1.5 kg)的配方,玉米的产量为12 280 kg/hm²,与处理1农民习惯施肥(尿素为4.93 kg,多素磷为2.52 kg,硫酸钾为1.5 kg)的产量相比,增产380 kg/hm²,减少投入7.2元/亩,增加收益69.94元/亩。因此,在玉米生产过程中施用化肥时氮肥减量10%对玉米的生长发育无影响,而且还有一定的增产效果,可以大面积推广。     

玉米-大豆间作和减量施氮对玉米生长、产量及土壤硝态氮含量的影响

通过大田试验,研究玉米单作（MM）、玉米-大豆间作1∶2（IMS1,玉米1行,大豆2行）、2∶2（IMS2,玉米2行,大豆2行）3种种植方式和3种施肥水平不施氮（N0）、减量施氮200 kg/hm（N1）、常量施氮300 kg/hm（N2）对玉米生长、产量以及土壤硝态氮含量的影响。结果表明,IMS1下,N2玉米叶面积较N0显著提高6.30%。间作和N1处理对玉米产量无显著影响,但显著提高了玉米和大豆总产量。N1较N2的氮肥农学效率显著提高。土壤硝态氮随玉米不同生育期的变化而变化,在成熟期达到最低值。与N2相比,N1土壤硝态氮无显著变化,未对土壤养分产生负面影响并能满足作物对氮素的需求,保持高产。总体来看,玉米大豆间作模式下减量施氮有利于节肥和提高间作体系总产量。     

有机肥氮替代部分化肥氮对小麦产量及氮肥利用率的影响

为明确如皋市中等肥力土壤有机肥部分替代化肥的适宜比例,为化肥减量使用提供依据,进行了有机肥氮替代部分化肥氮对小麦产量及氮肥利用率的影响试验。结果表明,以30%有机肥、70%化肥配施小麦产量和氮肥利用率最高,分别达到8 000 kg/hm~2和47.30%。     

优化施氮对高产小麦/玉米间作产量和氮利用率的影响

田间小区试验结果表明,优化施肥能提高作物产量及氮肥利用率,节约氮肥38.96%~46.12%,且随着土壤肥力提高,增产更稳定。优化施肥方案能降低土壤硝态氮的累积并减少其流失,从而减轻地下水污染,保护生态环境。     

生物炭结合氮肥减量对玉米产量和氮效率的影响

为明确施用生物炭条件下氮高效品种玉米的氮效率和适宜减氮量,以氮高效品种郑单958(ZD)和氮低效品种先玉508(XY)为试验材料,以氮肥用量为主区、品种为副区开展裂区试验设计.试验主区共设置5个处理:C0,不施生物炭,施纯N 300 kg·hm-2;C1,施生物炭3000 kg·hm-2和纯N 300 kg·hm-2;...     

沼液替代化肥对小麦-玉米轮作温室气体排放及温室效应的影响

本文采用密闭箱-气相色谱法研究不同沼液灌溉模式,小麦-玉米轮作条件下温室气体的排放特征,并运用全球增温潜势(GWP)和气体排放强度(GHGI)对小麦-玉米排放的温室效应进行估算。研究表明,在冬小麦-夏玉米轮作周期中,以清/沼比2∶1配比的沼液灌溉,小麦灌3次,玉米灌溉1次的处理(T3)和小麦灌溉4次,玉米灌溉1次的处理(T4)与常规施肥(CF)相比,GWP连续两年没有显著性差异,T3、T4和CF在2016年的GWP为2 990.82±285.00、3 235.48±307.05、3 047.35±315.11;T3、T4和CF在2017年的GWP为2 865.61±296.44、3 069.10±318.44和2 741.70±284.37。但小麦季灌溉1次,玉米灌溉1次处理(T1)和与小麦灌溉2次,玉米灌溉1次的处理(T2)的GWP比CF处理相比显著降低。T1和T2处理在2016年和2017年的GWP分别为2 578.57±279.39、2 586.13±263.01;2 702.59±300.75、2 733.19±260.81,T1和T2处理2016年比CF处理降低了15.38%和11.31%;2017年比CF处理降低了5.67%和0.31%。针对产量进行分析,T2、T3、T4和CF处理连续两年差异性不显著,其中T4处理在2016年产量比CF处理提高了4.12%。T3、T4的温室气体排放强度与常规施肥处理(CF)连续两年差异性不显著,2016年T1和T2处理与CF处理相比显著降低了0.56%,2017年T2处理和CF处理相比差异性不显著。综合考虑GWP与作物产量的因素,T2处理(小麦季2∶1沼液灌溉2次,玉米季2∶1沼液灌溉1次,施氮量为315 kg·hm~(-2))为最优选择,所以T2处理是可以替代化肥且较合理的灌溉模式。     

小麦地膜玉米带田玉米施氮时期对其产量及吸氮生理的影响

通过对玉米8个施氮时期的效应分析表明,玉米拔节期一次施氮处理,小麦玉米混合单产最高达838.4kg/亩,小麦千粒重和产量明显提高,氮收获指数也最高;玉米产量无显著下降,玉米穗位叶叶缘素含量和全氮含量处理间差异达显著水平.     

减量施氮对雨养区春玉米产量和环境效应的影响

通过3年田间试验,研究了减量施氮(N)对雨养区春玉米产量、温室气体排放、土壤硝态氮(NO_3~--N)残留的影响。试验于2013年4月至2015年9月在中国科学院长武黄土高原农业生态试验站进行,供试作物为春玉米,半覆膜种植,设常规施氮(N200)和减量施氮(N150)2个处理,定期测定土壤矿质N和氧化亚氮(N_2O)气体含量。结果表明:虽然N150处理较N200处理施N量减少了25%,但玉米产量无显著变化(P0.05),三年平均为13.4(N200)、13.3(N150)t·hm~(-2);N150处理N2O累积排放量较N200处理降低24.3%;N200处理0~200 cm土壤剖面NO_3~--N残留量平均为210.2 kg·hm~(-2),N150处理则低至115.1 kg·hm~(-2);N200和N150处理的生育期耗水量差异不显著(P0.05)。在渭北雨养农业区,春玉米在常规施N的基础上减量25%,不仅能维持作物产量,还能有效降低N_2O排放和NO_3~--N的残留。     

增效复合肥减氮施用对小麦-玉米产量和养分效率的影响

为了探明增效复合肥减氮施用对小麦-玉米产量和养分效率的影响, 2017-2020年度在安徽省涡阳县布置不同增效复合肥及其减氮施用的田间试验。试验共设置9个处理,分别为不施肥（CK）、常规复合肥（CF）、腐殖酸复合肥（HF）、氨基酸复合肥（AF）、海藻酸复合肥（SF）、常规复合肥减氮20%（CR）、腐殖酸复合肥减氮20%（HR）、氨基酸复合肥减氮20%（AR）和海藻酸复合肥减氮20%（SR）。结果表明：不减氮处理小麦和玉米3年的平均产量高低顺序分别为AF > SF> HF > CF、SF > HF> AF> CF;减氮处理小麦和玉米3年的平均产量分别为AR > SR > HR > CR、HR > SR > AR > CR;周年平均产量SF > AF > HF > AR > SR > HR > CF > CR,增效复合肥减氮处理较增效复合肥不减氮处理周年产量下降6.37%,较CF处理周年产量增加3.51%,较CR处理周年产量增加10.40%。施用增效复合肥的处理小麦穗粒数较CF处理平均增加19.30%,施用增效复合肥的处理玉米穗粒数较CF处理平均增加5.80%,增效复合肥减氮处理较增效复合肥不减氮处理小麦、玉米穗粒数分别下降3.40%和2.60%。养分效率是衡量小麦、玉米吸收利用肥料效果的重要指标,小麦季增效复合肥不减氮的处理氮、磷和钾肥利用率较CF处理平均提高了10.32%,增效复合肥减氮处理与CR处理相比,氮、磷和钾肥吸收利用率平均提高了7.94%,增效复合肥处理小麦季平均肥料农学效率、偏生产力较CF处理分别提高了3.19和3.17 kg·kg^-1,减氮20%后,施用3种增效复合肥的处理肥料农学效率、偏生产力较CR处理分别提高3.10和3.15 kg·kg^-1;玉米季增效复合肥不减氮的处理氮、磷和钾肥吸收利用率较CF处理平均提高了7.35%,增效复合肥处理玉米季肥料的农学效率、偏生产力较CF处理分别提高了0.97和0.66 kg·kg^-1,减氮20%后,施用3种增效复合肥的处理较CR处理氮、磷和钾肥吸收利用率分别提高了4.87%、4.71%和9.03%。综上,试验条件下增效复合肥较普通复合肥等养分条件下能显著提高小麦、玉米的产量和养分效率,增产主要体现在增加小麦和 玉米穗粒数;增效复合肥减氮施用条件下,小麦季较普通复合肥处理呈现增产,玉米季呈现减产,而周年产量表现为减肥稳产。     

化肥减氮及有机肥配施对水稻产量及土壤养分含量的影响

本文旨在研究等磷、钾量条件下,化肥减氮及有机肥不同用量配施对水稻产量及土壤养分的影响,试验共设6个处理,分别为T1∶80%N+20%有机肥;T2∶80%N+40%有机肥;T3∶70%N+60%有机肥;T4∶70%N+80%有机肥;T5∶60%化肥+100%有机肥;CK：100%N+0,对水稻生育期株高、群体动态、产量、构产因子以及秋季土壤养分含量进行分析,结果表明：1化肥减氮20%时,不会对水稻造成明显减产,且当有机肥配施量为500kg·mu-2时,水稻籽粒产量最高,为775.19kg·mu-2,比CK增产17.20%;2有机肥的施用能提高水稻基本苗,对水稻穗长有显著提高效果,对空秕率影响较大,对枝梗数影响最小;3化肥减氮+有机肥配施可以提高土壤肥力,增加土壤有机质含量,提高土壤碱解氮、速效钾含量。     

沼液替代化肥氮对冬小麦产量、品质及生长发育的影响

研究了沼液替代不同比例化肥氮对冬小麦产量、生长发育特征（生育进程、株高动态、群体动态和干物质积累动态）、品质和重金属含量的影响。结果表明：随着沼液施用量的增加,小麦产量显著增加（P<0.05）,以沼液替代50%化肥氮（50% Nbs）处理产量最高,为7.75 t·hm^-2,比全施化肥（Ncf）处理增产18.14%;以沼液替代100%化肥氮（100% Nbs）处理与Ncf处理产量差异不显著（P>0.05）;籽粒千粒重呈显著下降趋势（P<0.05）;穗粒数和收获指数呈先上升后下降趋势。随着沼液替代化肥氮比例的增加,小麦各生育期株高、分蘖数和干物质积累量都呈现逐渐增加的趋势;成熟期,100% Nbs处理地上部干物质积累量显著高于Ncf处理（P<0.05）;以沼液替代200%化肥氮（200% Nbs）处理的小麦株高、分蘖数和地上部干物质积累量都显著高于Ncf处理（P<0.05）。施用沼液可改善小麦品质;提高小麦籽粒的Cu和Zn含量,显著降低Cd和Cr含量（P<0.05）,对Pb和As含量影响不显著（P>0.05）。各处理籽粒重金属含量均低于相应的污染物限量标准。当沼液替代化肥氮比例达到50%以上,由于贪青晚熟,以及基部节间长度显著增长等原因可能导致倒伏、减产,施入大量沼液也可能导致二次污染风险。因此,本研究初步认为,在本试验条件下,麦田灌溉沼液替代化肥氮最佳比例为50%。     

轮作体系下麦/油减量施氮与水稻氮肥运筹对作物产量和氮素吸收的影响

为了研究麦/油-稻轮作体系麦/油减量施氮与水稻氮肥运筹对作物产量、氮素吸收和氮肥偏生产力的影响,于2017—2018年开展麦-稻轮作和油-稻轮作的田间试验,在麦/油季设置常规施氮(小麦,N 150 kg·hm^-2;油菜,N 180 kg·hm^-2)、减量施氮(小麦,N 120 kg·hm^-2;油菜,N 150 kg·hm^-2)2个处理,在水稻季N 150 kg·hm^-2用量基础上设置3个运筹M1~M3,基肥、分蘖肥、穗肥的用量比分别为2∶2∶6、3∶3∶4和4∶4∶2。结果表明:在麦-稻轮作体系下,小麦季减量施氮小麦产量、地上部生物量和地上部氮素吸收量分别显著(P<0.05)降低15.36%、14.21%和17.14%,小麦氮肥偏生产力显著(P<0.05)增加5.79%。小麦季常规施肥处理下,M3运筹的水稻产量最高,而减量施氮处理下,M2运筹的水稻产量、地上部氮素吸收量和氮肥偏生产力最高。在油-稻轮作体系下,油菜季减量施氮显著(P<0.05)降低了油菜的产量和地上部氮素吸收量,降幅分别为14.28%和16.76%。无论油菜季减氮与否,M3运筹的水稻产量、地上部生物量和氮肥偏生产力均最高。     

化肥减施下粪水替代对设施白菜氮利用与土壤氮盈余的影响

为促进丹江口水源涵养区绿色发展,提升氮素利用率,控制农业面源污染,利用田间小区试验,研究化肥减施及减施下粪水替代对设施白菜产量、土壤无机氮累积量及氮素盈余的影响。结果表明,化肥减施20%对设施白菜产量影响不显著,相同施氮量下粪水替代白菜产量显著高于化肥减施处理,可以提高白菜对氮的利用能力。土壤硝态氮累积量随种植茬数的增加呈增加趋势,且显著高于土壤铵态氮累积量。化肥减施处理氮素盈余量较常规施肥处理降低了23.38%,化肥减施粪水替代处理氮素盈余量比常规施肥处理降低了29.24%~30.65%,氮素盈余量与土壤有机质含量和土壤硝态氮累积量呈显著正相关。研究表明,化肥减施下粪水替代在保证设施白菜产量的同时,提高了氮素利用率,是降低氮素盈余的有效措施。     

氮磷减量对棉花—油菜轮作系统作物产量及氮、磷流失的影响

长期不合理施用化肥导致土壤酸化、大气污染等一系列环境问题,化肥合理减施将有利于提高肥料利用率、促进耕地健康发展。本试验采用田间试验,以常规施肥（棉花季N：390 kg/hm2,P2O5：105 kg/hm2;油菜季N：180 kg/hm2,P2O5：54 kg/hm2）为对照,研究洞庭湖区域旱地棉花—油菜轮作下氮磷肥减量（10%、20%、30%）对作物产量及氮磷养分流失的影响。结果表明：与常规施肥相比,氮磷肥减量10%、20%对作物产量影响不显著,但明显提高肥料利用率,显著减少旱地氮磷径流损失;养分流失以棉花季为主,且棉花花铃期为关键时期。氮磷肥减量20%处理氮、磷肥利用率较常规施肥处理分别提高了5.41、12.23个百分点（棉花季）和10.91、11.91个百分点（油菜季）;氮磷肥减量处理总氮、总磷流失量分别为0.69～5.48 kg/hm2、0.08～0.24 kg/hm2（棉花季）和0.17～0.34 kg/hm2、0.05～0.11 kg/hm2（油菜季）,较常规施肥处理分别降低了5.94%～31.20%、12.80%～44.02%（棉花季）和18.88%～37.61%、10.18%～24.85%（油菜季）。综上,在本研究所设肥料减量范围内,氮磷肥减量20%处理能稳定作物产量、提高肥料利用率,降低氮磷流失。     

减氮配施缓释氮肥对滴灌棉花氮素利用和产量的影响

为探究减氮施肥技术和缓释氮肥在新疆滴灌棉花上的应用效果,选用当地棉花主栽品种新陆早64号,设置不施氮肥（H1）、常规全施尿素（H2,300 kg/hm²）、减氮20%缓释氮肥与尿素配施（H3,240 kg/hm²）3个处理,分别在棉花不同生育期对棉田土壤理化性质、酶活性、无机氮含量进行测定,并在棉花吐絮期测定棉花氮素含量,分析减氮配施缓释氮肥对棉花氮素利用效率的影响。结果显示：在棉花各生育时期,减氮20%配施缓释氮肥处理0~20 cm土层团聚体稳定性显著高于常规全施尿素处理（P<0.05）,在0~40 cm土层H3与H2处理全氮差异不显著;不施氮肥（H1）处理土壤酶活性在棉花全生育时期均处于较低水平,常规全施尿素H2处理土壤脲酶活性显著高于减氮20%配施缓释氮肥（H3）处理,过氧化氢酶活性均低于H3处理,2个处理间蔗糖酶活性和碱性磷酸酶活性差异不显著;H3处理在40~60 cm土层铵、硝态氮含量较常规全施尿素H2处理减少了棉花生育后期氮素的淋溶损失;H3处理的氮肥利用率为45.75%,高于H2处理（P<0.05）,较H2处理提高了7.87百分点;减氮配施缓释氮肥有利于提高棉花产量,减氮20%配施缓释氮肥（H3）处理下棉花皮棉产量较不施氮肥（H1）处理提高了18.26%,且铃质量、籽棉产量、皮棉产量与常规全施尿素（H2）处理差异不显著,可实现减氮不减产。结果表明,减氮20%施氮水平下缓释氮肥与尿素配施（H2）增强了表层土壤团聚体稳定性,可在棉花全生育期维持较高无机氮含量,减少了氮素淋溶损失,有利于棉花氮肥利用率及产量的提高,可在滴灌棉田中推广应用。     

华北平原不同施氮量与施肥模式对作物产量与氮肥利用率的影响

合理施肥是保证作物高产、减少面源污染的重要措施,以华北平原为研究区域,基于7个长期施肥试验,探讨不同施氮量及施肥模式（不施肥CK、化肥NPK、有机肥M、有机无机配施NPKM）对作物产量及氮肥利用率的影响。结果表明,作物产量与施肥量之间整体呈抛物线趋势,作物产量最高值均出现在NPKM处理。不同施肥模式对作物产量有一定影响,NPKM与NPK处理小麦产量无显著差异,且显著高于M、CK处理;NPKM、NPK、M处理玉米产量无显著差异,均显著高于CK处理。氮肥利用率随着施氮量增加呈下降趋势,不同施肥模式对氮肥利用率有一定影响,小麦季NPKM与NPK处理氮肥利用率无显著差异,且高于M处理,玉米季NPKM、NPK、M处理之间氮肥利用率均无显著差异。综合分析施氮量与有机肥替代率两因素对小麦产量的影响,在华北平原,利用有机肥替代化肥潜力可观,且不会显著降低作物产量,甚至增产,但为避免显著减产,在考虑提高有机肥替代率时,需要满足总施氮量的需求。     

化肥减量对玉米田土壤酶活性及微生物量的影响

【目的】在小麦-玉米轮作模式下,探讨有机培肥时化肥减量对玉米田土壤酶活性及微生物量的影响。【方法】于2010-10-2011-07在陕西杨凌进行大田试验,试验共设置化肥不减量+高有机肥（NPK+HM）、化肥不减量+中有机肥（NPK+MM）、化肥不减量+低有机肥（NPK+LM）、化肥减量70%+高有机肥（30%NPK+HM）、化肥减量50%+中有机肥（50%NPK+MM）、化肥减量30%+低有机肥（70%NPK+LM）和对照（NPK）7个处理,分别于玉米苗期、拔节期、大喇叭口期、抽雄期、灌浆期及成熟期采集玉米田0～20 cm土层土样,测定土壤蔗糖酶、过氧化氢酶、多酚氧化酶、脲酶活性及土壤微生物量碳、氮含量,分析不同施肥处理土壤酶活性及土壤微生物量碳、氮含量的变化规律。【结果】无论在化肥减量还是不减量条件下,增施有机肥均可以明显提高土壤蔗糖酶、过氧化氢酶和脲酶的活性及微生物量碳、氮含量,但土壤多酚氧化酶活性却显著下降;有机培肥条件下,不同的化肥减量处理对土壤蔗糖酶、脲酶、过氧化氢酶、多酚氧化酶活性以及土壤微生物量碳、氮含量的影响不同,其中化肥减量50%+中量有机肥（50%NPK+MM）处理的土壤酶活性及微生物量碳、氮含量均最高,且与化肥不减量+高量有机培肥（NPK+HM）处理对土壤酶活性以及微生物量碳、氮含量的作用几乎一致。另外,各有机培肥处理玉米不同生育阶段的土壤呼吸强度均较对照（NPK）处理高,但差异并不明显。【结论】在小麦-玉米轮作模式下,化肥减量50%+中量有机肥（50%NPK+MM）是比较合理的施肥方式,化肥适度减量在土壤培肥过程中是合理可行的。     

基于养分回用-化肥替代的农业面源污染氮负荷削减策略及技术

有效削减农业面源氮污染负荷是提升水环境质量的关键,也是当前关注的热点之一。氮排到水体是污染源,但其本身是农作物生长必需的营养元素。为此,提出了基于养分回用-替代化肥的农业面源污染氮负荷削减策略,利用农业生产系统对农业面源污染排放的氮进行消纳和回用,减少农田化肥氮投入并有效削减排入到水环境中的氮,达到农业生产与环境保护的双赢。重点介绍了面源污水中氮的农田直接回用、水生植物回收-有机肥还田替代、环境材料吸附净化-回收还田等几种技术途径及其应用,并指出了目前存在的不足及以后发展的方向。