钾肥对砂质潮土夏玉米产量及土壤钾素平衡的影响

在砂质潮土上设置田间试验,研究了不同施钾量与钾肥施用方式对夏玉米产量及土壤钾素平衡的影响。结果表明:随着钾肥用量的增加,夏玉米产量、土壤速效钾含量和植株钾素积累量均增加,要保持土壤速效钾平衡,钾肥用量应达150kg/hm²以上。相同施钾水平下,分次施钾的增产增收效应、钾肥当季回收率均显著高于一次基施肥处理。从钾肥的增产增收效应、钾肥当季回收率、土壤钾素平衡等多方面综合分析,以施钾量225kg/hm²分次施用时效果最好,与不施钾处理相比可增产1026kg/hm²,钾肥当季回收率为45.9%,并实现土壤速效钾的盈余。     

黄泛沙土地区玉米施钾效应的研究

本试验对黄泛沙土玉米、小麦轮作田的玉米进行施钾效应的研究,试验研究表明：玉米、小麦两季分别施用氯化钾180 kg/hm²,玉米产量较两季均未施钾肥的增加1596kg/hm²,增产29.8%;土壤速效钾含量比试验前增加0.5 mg/kg,玉米单季施用氯化钾360kg/hm²(小麦不施钾)的,玉米产量较两季未施钾的增加1623 kg/hm²,增产30.4%,土壤速效钾增加2.3 mg/kg,玉米单季不施钾,前茬小麦单季施钾     

黄土高原旱地小麦长期施氮的效应

为了解黄土高原旱地小麦的长期施氮效应,以1984年以来开展的长期定位肥料试验为基础,在一定施磷量（39.3 kg·hm^-2）下,分析了长期不同施氮水平（0、45、90、135和180 kg·hm^-2）间小麦产量、氮素利用、养分累积和土壤氮素含量的差异。结果表明,长期施用氮肥对提高小麦产量仍有显著作用。氮肥利用率和利用效率均随着施氮量增加呈现显著降低的趋势,但施氮135 kg·hm^-2高于90 kg·hm^-2或二者差异不显著;施氮显著提高了小麦籽粒、秸秆和植株对氮、磷、钾的累积量,同时有利于养分在籽粒中的分配;土壤氮素累积量随施氮量增加呈现先升高后降低趋势,全氮和碱解氮含量均在施氮135 kg·hm^-2达到最高值或较高值。黄土高原地区小麦施氮135 kg·hm^-2时,可以获得较高产量,同时氮肥利用效率、籽粒中养分累积量及土壤残留氮量也较高,是该地区小麦氮素最适施用量。     

施磷量对高磷土壤小麦磷素吸收和土壤磷平衡的影响

为给高磷土壤小麦磷管理提供依据,在河南省温县速效磷为49.1 mg·kg^-1的土壤上开展2年田间试验,设置5个施磷量水平（0、45、90、135、180 kg P₂O₅·hm^-2）,研究施磷量对小麦产量、干物质积累、磷素吸收利用及土壤磷素平衡的影响。结果表明,随施磷水平的提高,小麦产量呈先增后减趋势,且两年分别在90和135 kg·hm^-2施磷量下最高。90 kg·hm^-2施磷处理显著提高小麦干物质积累量,施磷量进一步增加时干物质累积量无显著变化,叶片等各器官均表现出相似趋势。第一年小麦花后干物质转运量以90 kg·hm^-2施磷处理最高,转运效率为36.7%;第二年花后干物质转运量以135 kg·hm^-2施磷处理最高,转运效率为30.9%。小麦开花期和收获期磷素积累量均以90 kg·hm^-2施磷处理最高,施磷处理收获期吸磷量比不施磷处理增加14.5%～44.6%,开花后各器官磷素转运量和转运效率以90 kg·hm^-2施磷处理相对较高。磷肥利用率随着施磷量增加呈下降趋势,90 kg·hm^-2施磷处理下磷肥利用率相对较高,磷肥偏生产力、农学效率、表观回收率两年平均为130.8 kg·kg^-1、 10.6 kg·kg^-1、23.9%。磷肥用量高于90 kg·hm^-2时,土壤磷素呈盈余状况;在90 kg·hm^-2施磷水平下土壤磷素盈余0.1～17.3 kg·hm^-2;在施磷135 kg·hm^-2和180 kg·hm^-2时,土壤磷素盈余量分别为32.1～77.5和101.5～115.3 kg·hm^-2。这说明,在土壤磷素肥力较高的情况下,推荐施磷量90 kg·hm^-2,可促进干物质和磷素积累,提高小麦产量,同时维持合理的磷肥利用率及磷素平衡状况。     

氮肥对豆茬冬小麦氮素利用及产量的影响

为探明黄淮海地区大豆茬口（S）冬小麦的最佳施氮策略,以玉米茬口（M）为对照,研究了不同施氮水平（0、180、240、300 kg·hm^-2）下大豆茬口对冬小麦干物质积累动态、氮素吸收利用特征及产量的影响。结果表明,与玉米茬口相比,大豆茬口可显著提高不施氮处理下的小麦干物质积累速率及积累量,尤其在生育后期（开花至成熟期）;可以提高0和180 kg·hm^-2施氮水平下冬小麦植株氮素吸收量,成熟期小麦籽粒氮素积累量分别提高了32.1%和9.5%,但当施氮量达到300 kg·hm^-2后,豆茬小麦的生长及氮素积累均受到显著抑制,总体呈现"低氮促进,高氮抑制"的氮肥效应。两种茬口冬小麦产量均在240  kg·hm^-2施氮量达到最高;在0和180 kg·hm^-2施氮量下,大豆茬口较玉米茬口均显著增产（P<0.05,  25.8%和13.1%）,在240和300 kg·hm^-2施氮量下,减产幅度分别为5.13%和13.9%,后者差异显著。豆茬小麦的氮肥利用率、生理效率及产量效应均低于玉米茬口。综上,豆茬冬小麦的施氮量应适当低于玉米茬口,黄淮海地区推荐施氮量不宜超过240 kg·hm^-2,采用豆-麦部分替代玉-麦模式种植,可实现该地区减氮增效目标。     

氮肥施用对稻茬小麦冠层结构及产量、品质的影响

为给安徽省沿淮稻茬小麦高产栽培的氮肥合理运筹提供理论依据,通过大田试验,选用当地小麦主栽品种济麦22（半冬性中筋品种）和烟农19（半冬性强筋品种）为材料,设置0、90、180、270和360 kg·hm^-2 5个施氮水平,分析施氮量对两种基因型小麦冠层结构、产量及品质的影响。结果表明,在0~180 kg·hm^-2 施氮范围内,随着施氮量的增加,小麦株高、叶面积指数和叶片SPAD值显著上升,群体截获更多光能,冠层截获光合有效辐射显著增加,群体透光率显著降低,冠层光谱反射率在400～725 nm波段逐渐下降,在725～1 000 nm逐渐上升;随着施氮量的进一步增加,360 kg·hm^-2 施氮处理的各冠层指标与270 kg·hm^-2 施氮处理之间差异未达到0.05显著水平。籽粒产量随施氮量增加呈先升后降趋势,2个小麦品种产量均以270 kg·hm^-2 施氮处理最高。穗数、穗粒数均随施氮量增加而显著提高,都以360 kg·hm^-2 施氮处理最大,但180、270和360 kg·hm^-2 施氮处理间差异较小或不显著;千粒重则表现为先升后降的趋势,以90 kg·hm^-2 施氮处理最高。小麦籽粒蛋白质含量、湿面筋含量、沉降值均随施氮量增加而逐渐提高,除2014-2015年270和360 kg·hm^-2 两个施氮处理间差异不显著外,两年不同施氮处理间均差异显著。综合高产、优质、低环境风险的选择条件,沿淮稻茬麦区小麦季氮素在180~270 kg·hm^-2 范围内偏下限施用较为适宜,强筋品种烟农19可适当提高施氮量。     

钾肥对玉米的增产增收效果与利用率

田间试验结果表明,钾对玉米有较显著的增产作用。以施用K₂O 50～100kg/hm²可以获得最大产量和最高收益。钾肥在风沙土上增产、增收效果好于淡黑钙土和黑土,在黑钙土上好于黑土。施钾量与玉米产量关系式为y=a+bx+cx²。土壤有效钾含量与施钾最大增产量呈极显著的直线负相关y=3491.5-23.00x。玉米施钾可提高植株和子粒含钾量和干物质产量,因而明显提高吸钾量。在中肥力黑土上施用100kg/hm²钾(K₂O)的利用率为37.56%。     

长期定位施氮条件下不同品质类型冬小麦适宜施氮量的研究

为了探明河北不同品质类型冬小麦的适宜施氮量,在十年定位试验的基础上,研究了不同施氮水平（0、60、120、180、240和360 kg·hm^-2）下小麦中筋品种济麦22、中强筋品种石优20、强筋品种藁优2018和超强筋品种师栾02-1的产量和品质以及农田氮素平衡和土壤氮素盈余状况。结果表明,产量和品质在不同类型小麦品种间及氮肥处理间均差异显著。不施氮和施氮60 kg·hm^-2处理的产量和品质显著低于其他处理。长期不施氮肥时各小麦品种的蛋白质含量、湿面筋含量、稳定时间等品质指标降至弱筋麦水平。济麦22、石优20、藁优2018和师栾02-1实现高产高效的适宜施氮范围依次是120～240、180～240、120～300和120～240 kg·hm^-2,济麦22达到品种本身品质水平的适宜施氮量范围为120～300 kg·hm^-2,其他品种为180～240 kg·hm^-2。不同品质指标对施氮量的反应有差异,强筋品种的蛋白质含量和面团稳定时间在施氮120 kg·hm^-2条件下能达到较高水平,而湿面筋含量、面团形成时间和延伸性则需要更高施氮量才能达到较高水平。济麦22、石优20、藁优2018和师栾02-1达到农田氮素表观平衡的适宜施氮量分别为197、166、199和218 kg·hm^-2,土壤氮素表观平衡的施氮量均为212 kg·hm^-2。过量施氮不能提高小麦产量和品质,降低施肥效益,会造成土壤氮素盈余。可见,施氮180 kg·hm^-2为最优施氮处理,能实现小麦高产、高效、优质和生态安全的统一。     

不同施钾量对玉米钾素吸收利用的影响研究

采用田间试验研究了不同施钾量对玉米钾素吸收利用的影响。结果表明:玉米产量随钾肥用量提高呈缓慢上升趋势。当钾肥用量达156kg/hm²时玉米产量最高,为11177kg/hm²,与不施钾肥处理相比增产20.53%,产量差异达显著水平;不同施钾处理玉米收获后土壤速效钾含量比播种前有所降低,土壤缓效钾随钾肥施用量的增加而明显提高,土壤全钾含量变化不大;不同施钾处理,随着钾肥的施用量提高,玉米从土壤中带走钾量明显增加,当钾肥施用量在117kg/hm²以下时,土壤中的钾素亏损,不能保持土壤中钾素平衡;各处理玉米子粒中钾素含量均比其茎秆钾素含量低,随着钾肥施入量的增加,子粒茎秆中钾素含量也相应增加;不同施钾处理,钾素的利用率随钾肥的施用量的增加而减少。     

施氮量对河西绿洲灌区垄作春小麦土壤水氮动态及吸收利用的影响

为给河西绿洲灌区春小麦垄作栽培中的合理施氮提供参考依据,设置0、150、300 kg·hm^-2三个施氮水平,研究了施氮量对垄作春小麦土壤水氮动态及吸收利用的影响。结果表明,从垄作春小麦播种到收获,土壤含水量持续降低,各生育时期0～200 cm土壤含水量均随施氮量的增加而降低。施氮量越大,土壤硝态氮累积越多,且在垂直方向上施氮300 kg·hm^-2时土壤硝态氮累积下界面由60 cm土层下移到200 cm深处,施150 kg·hm^-2时土壤硝态氮累积下界面由60 cm土层下移到140 cm深处。随施氮量的增加,产量先增后降,施氮300 kg·hm^-2时氮肥利用率和氮素残留率分别为21.14%和73.84%,而施氮150 kg·hm^-2时分别为25.80%和51.93%,两个施氮处理间氮肥利用率差异不显著（P>0.05）,而氮素残留率差异达到极显著水平（P<0.01）。可见,适量施氮有利于垄作春小麦生长,而过量施氮不仅会导致小麦减产,而且会使大量氮素残留在土壤中,从而加大硝态氮淋溶及污染地下水的危险性。     

不同钾吸收类型小麦品种(系)秸秆还田对农田钾素平衡的影响

为明确不同小麦品种(系)秸秆还田对土壤钾素平衡的影响,采用大田试验,研究了32个小麦品种(系)成熟期植株的钾含量及分布,对比分析了秸秆直接就地还田与收获不还田条件下不同小麦品种(系)钾素的携出量、回田量与土壤钾素盈亏量。结果表明,在麦田钾肥施用量为93kg·hm-2条件下,秸秆还田后,小麦植株返还到土壤中的钾素量高达60.4~146.3kg·hm-2。与秸秆不还田相比,秸秆还田多向农田返还钾素44.6~112.6kg·hm-2。在秸秆还田条件下,种植所有品种(系)的土壤钾素均呈现大量盈余状态,其盈余量为65.7~81.3kg·hm-2,占施钾量的70.7%~87.4%。秸秆还田还有利于缩小不同品种(系)种植农田土壤钾素的差异。秸秆不还田条件下农田钾素盈亏状况在品种(系)间差异显著,而秸秆还田条件下不同品种(系)间农田钾素盈亏状况差异较小。钾高效吸收型小麦品种(系)具有较高的钾素携出量和回田量及较低的土壤盈余量,而钾低效吸收型小麦品种(系)则具有较低的钾素携出量和回田量及较高的土壤盈余量。从土壤可持续发展而言,无论小麦品种(系)钾吸收效率高低,秸秆还田条件下麦田均应大幅减少钾肥施用量。     

施氮量对不同土壤肥力条件下冬小麦光合特性和产量的影响

为给"小麦-玉米"轮作体系下不同土壤肥力麦田的小麦施氮量提供参考,选择开封八里湾(土壤肥力水平高)、郑州(土壤肥力水平中等)和开封水稻乡(土壤肥力水平低)为试验地点,3个试验地点均设置4个施氮水平(即小麦季0、180、240和300 kg·hm~(-2);玉米季0、225、300和375kg·hm~(-2)),研究不同施氮量对小麦光合特性及产量的影响。结果表明,施氮处理增加了冬小麦的光合速率、叶绿素含量、全氮含量和Rubisco活性,与不施氮处理相比,分别增加22.4%～183.3%、37.9%～306.2%、49.6%～359.3%和27.4%～59.5%;不同肥力试点施氮后,产量增加幅度不同,与N0施氮水平相比,高肥力试点各施氮水平处理增产幅度为10.8%～54.9%,中肥力试点为125.3%～165.8%,低肥力试点为63.3%～288.2%;在定位试验进行3年后,高、中、低肥力试点在4个施氮处理下的平均产量分别提高36.1%(2014-2015年度)、136.4%(2014-2015年度)和288.2%(2016-2017年度),表明施氮增产效应与土壤肥力密切相关,高肥力麦田土壤基础肥力高,土壤贡献产量大,对氮肥依赖性低,施氮增产效果不明显。从产量构成因素看,产量由低产到中高产水平主要依靠穗数增加,由中高产到高产水平主要依靠穗粒数增加。因此,为充分发挥氮肥的增产效应,在低肥力麦田,应少量多次施氮;在中肥力麦田,应提倡稳氮,以促穗数为主,施氮量为240kg·hm~(-2);在高肥力麦田,应注意控氮,以增粒为主,施氮量为180 kg·hm~(-2)。     

砂质潮土区不同小麦品种的施钾效应

为给砂质潮土小麦生产中合理施钾提供理论依据,在河南省新郑砂质潮土上设置0kg·hm-2(K0)、60kg·hm-2(K1)、120kg·hm-2(K2)、180kg·hm-2(K3)和300kg·hm-2(K4)5个施钾(K2O)水平,以小麦品种矮抗58和豫农035为材料,研究了钾肥对不同小麦品种籽粒产量、蛋白质含量、氮钾养分累积、钾肥利用率等指标的影响。结果表明,随着施钾量的增加,冬小麦籽粒产量和蛋白质含量均呈先增加后降低的趋势,其中矮抗58和豫农035籽粒产量分别在K2、K3时达到最高;钾肥农学效率随着施钾量的增加而降低,在施钾量低于K3时,矮抗58的钾肥农学效率显著高于豫农035;施钾可促进两个品种对氮和钾的吸收,其中矮抗58、豫农035氮素积累量分别于K2、K3下达到最大,钾素积累量均在K3下最大,同一施钾处理下矮抗58的吸氮量、吸钾量明显高于豫农035;两个品种的钾肥利用率均以K1处理最高,在施钾量低于K3时,矮抗58的钾肥利用率显著高于豫农035。在本试验条件下,矮抗58对钾肥反应优于豫农035,适宜在砂质潮土条件下推广应用,推荐施钾量为120kg·hm-2。     

麦季施磷量对小麦-玉米轮作产量及土壤有效磷的影响

为提高陕西关中地区小麦-玉米轮作体系磷素利用率和节本增效，以及筛选合理的磷肥施用方式，于2018-2021年进行连续3年的仅小麦季一次施磷的田间定位试验，通过设置0、75、150、225和300 kg·hm^-2 5个施磷（P₂O₅）水平，分析了麦季施磷量对小麦-玉米轮作产量、生物量、植株磷积累转运及土壤有效磷含量的影响。结果表明，与不施磷处理相比，施磷处理下小麦和小麦-玉米周年籽粒产量分别提高29.38%~40.95%和15.72%~24.57%，成熟期生物产量分别提高18.56%~34.19%和12.84%~23.29%，花前干物质转运量分别提高31.65%~63.33%和27.79%~52.47%，成熟期磷积累量分别提高37.08%~54.67%和39.54%~44.38%，磷素转运量分别提高90.82%~165.63%和44.06%~58.27%。通过进一步回归分析发现，实现小麦季和小麦-玉米周年最高产量的施磷量分别为207 和201 kg·hm^-2；若综合考虑粮食安全、环境安全和肥料利用率，以95%的小麦最高产量为实际目标，小麦季施磷量仅为130 kg·hm^-2，两个最高产量的施磷量分别降低37.20%和35.32%，磷肥利用率分别提高2.27和2.87个百分点，小麦成熟期和玉米成熟期土壤有效磷含量分别为17.96和12.31 mg·kg^-1。因此，陕西省关中小麦-玉米轮作区麦季一次施用磷肥可实现小麦和小麦玉米周年高产稳产，本试验条件下130 kg·hm^-2为满足较高的轮作产量和磷肥利用率的适宜麦季施磷水平。     

不同土壤肥力下施氮量对小麦产量和品质的影响

为探究氮肥在不同土壤肥力条件下对小麦的增产提质效应,以强筋小麦品种丰德存麦5号和中筋小麦品种百农207为供试材料,分别在三个地点设置0、180 、240和300 kg·hm^-2 四个施氮水平,研究了不同施氮量对冬小麦籽粒产量和品质的影响。结果表明,地点、品种和施氮量均对小麦产量有显著影响,其中地点的影响最大,其次是施氮量,品种最小。在高肥力麦田,施氮量为180 kg·hm^-2时产量最高,中高肥力麦田和低肥力麦田均以施氮量为240 kg·hm^-2时产量最高。不施氮肥条件下,品质指标以高肥力麦田较高,低肥力麦田最低,表明基础肥力高有利于改善小麦品质。施用氮肥均显著提高了小麦籽粒中的蛋白质含量、蛋白质产量、沉淀值和湿面筋含量,延长了形成时间和稳定时间,各试验点表现一致。利用主成分分析将小麦品质性状转化为蛋白质因子和面粉粉质因子,结果表明,在低肥力麦田,施氮量对蛋白质因子的增强效应较大,在中高肥力麦田,施氮量能均衡提高蛋白质因子和粉质因子;在高肥力麦田,施氮量对小麦粉质因子的增强效应较大。不论土壤肥力高低,均以施氮量为240 kg·hm^-2时小麦品质性状最优。     

不同施肥条件下冬小麦氮素吸收、转运及累积的研究

为给陕西关中地区冬小麦合理施用氮肥提供理论基础,以小偃22为材料,通过田间试验研究了不同施肥条件下冬小麦产量、氮素吸收、转运和累积特点.结果表明,氮磷钾和有机肥配合施用可明显提高小麦籽粒产量,其中在基施有机氮150 kg·hm-2的基础上,施氮量为150～225 kg·hm-2时小麦籽粒产量接近或达到9 000 kg·hm-2的超高产水平,显著高于农民习惯施肥处理(基施纯氮300 kg·hm-2和P2O5 75 kg·hm-2);在不施有机肥、施氮量为270～300 kg·hm-2时,小麦籽粒产量与农民习惯施肥处理差异不明显,说明有机肥具有明显的增产作用.施肥处理时小麦氮素累积有显著影响,氮磷钾配施可显著提高小麦氮素累积量,有机肥和化肥配合施用氮素累积量最高,达到249.3～283.0 kg·hm-2.与农民习惯施肥处理相比,氮磷钾配施条件下小麦生育中期和后期氮素累积量增加,开花后营养器官氮素转运量也随着增加,但施肥处理间氮素转运效率差异不明显.综合来看,陕西关中地区冬小麦在氮磷钾和有机肥配合施用的情况下,氮肥用量应控制在150～225 kg·hm-2.     

大气NH3浓度升高和施氮对冬小麦生物量和氮素利用的影响

为揭示大气NH₃浓度升高和施氮对冬小麦生物量和氮素利用的影响，通过开顶式气室，以小偃22为试验材料，于2020-2022两年进行田间微区试验，设置3个施氮水平（0、180和240 kg·hm^-2）和两种大气NH₃浓度（空气背景NH₃浓度:0.01~0.03 mg·m^-3;高NH₃浓度:0.30~0.60 mg·m^-3）,对不同处理下小麦地上部和根系干物质、氮素积累量及氮素利用效率进行分析。结果表明，大气NH₃浓度升高能显著提升小麦地上部生物量、根系生物量、地上部氮素积累量和根系氮素积累量，2年内平均增幅分别为5.77%、6.74%、8.94%和9.98%。在空气背景NH₃浓度下，施氮后小麦显著增产， 180和240 kg·hm^-2施氮水平下产量较0 kg·hm^-2施氮水平分别提高了45.26%和50.67%。在大气NH₃浓度升高环境中，随着施氮量的增加，小麦产量出现先升后降趋势， 180 kg·hm^-2施氮水平下产量最高， 240 kg·hm^-2施氮水平下小麦产量较0 kg·hm^-2施氮水平降低17.97%，小麦氮肥农学效率和氮素利用率也随之降低。这说明，大气NH₃浓度升高的环境中适当减少氮肥施用量能有效提升冬小麦的氮素利用率，稳定小麦产量。     

基于Meta分析的黄河三角洲小麦产量及肥效特征

为探究黄河三角洲小麦产量及肥效特征,通过检索已发表的相关文献,采用整合分析法（Meta-analysis）,对黄河三角洲不同区域小麦产量分布及肥料的产量差贡献率、产量反应、相对产量、农学效率和偏生产力等进行了统计分析。结果表明,黄河三角洲小麦田间平均产量为6.00 t·hm_-2,变化范围较大 （2.69~8.65 t·hm_-2）,不同区域平均产量表现为第一扇面>第三扇面>第二扇面。肥料增产效果表现为磷肥>钾肥>氮肥。施肥导致的产量差为2.40~2.87 t·hm_-2,其中氮肥对小麦产量差的贡献率最大。氮、磷、钾肥的相对产量分别为0.96、0.85、0.92。在基础地力条件下,土壤氮素对小麦产量贡献最大,其次为钾素,磷素贡献最小。氮、磷、钾肥的平均农学效率分别为4.94、12.13、15.33 kg·kg_-1,氮、磷农学效率较高地区均为第一扇面,钾农学效率较高地区为第二扇面;氮、磷、钾肥平均偏生产力分别为36.12、60.95、82.92 kg·kg_-1,均以第二扇面值最高。可见,黄河三角洲小麦肥料利用率有待提升,氮素为小麦产量的第一限制因子,应重视减施氮肥,不同区域土壤地力及肥效差异较大,施肥过程中需因地制宜配合土壤改良,才能起到更好的增产节肥功效。