秸秆还田与减氮对砂姜黑土理化指标及小麦产量的影响

旨在为砂姜黑土区减肥增效技术在小麦生产上的推广应用提供参考,在豫南典型砂姜黑土区小麦/玉米轮作体系下进行大田试验。田间试验以秸秆还田作为主处理,以不同氮肥施用为副处理,包括：0%（不施氮肥,CK）、普通尿素100%（农民习惯施肥,普N100）、普通尿素70%（普N70）、控失氮肥70%（控N70）。结果表明,与不还田条件下的减氮处理相比,还田条件下普N70和控N70处理土壤容重分别显著降低12.3%、17.9%,土壤全氮含量显著提高25.0%、27.3%,然而减氮处理与全量氮肥处理之间无明显差异。与不还田的对应处理相比,还田处理的普N70、控N70和CK的土壤有机碳显著增加38.6%、30.5%、30.6%。秸秆还田显著影响土壤容重、全N和有机碳含量,施肥处理间并不显著。小麦氮肥利用率(NRE)以及氮肥收获指数(NHI)均以控N70处理最高,但与普N100、普N70处理无显著差异。小麦产量以还田条件下的控N70处理最高,较不还田的普N100增产13.9%。综上,秸秆还田比减氮(30%)对砂姜黑土理化性状和产量的影响更大,与普通尿素100%相比,施用控失氮肥70%与普通尿素70%的产量无明显差异。     

长效腐植酸尿素(UHA)肥效试验研究

对玉米施用等重量和等氮量的腐植酸尿素(UHA)和普通尿素(U)的肥效进行了试验对比。结果表明：施用UHA比U不论是等重量还是等氮量，均能使玉米增产，增产幅度为6％～16％，其中施用等氮量的uHA和u比施用等重量的uHA和u的增产率高出5．7％。施用UHA还可延长尿素的肥效期，增加作物生长中后期对氮素的吸收量，从而使腐植酸尿素中N素利用率提高10％。     

周年耕作方式对砂姜黑土农田土壤养分及作物产量的影响

为探明适宜于砂姜黑土农田的周年耕作方式, 提升砂姜黑土农田地力及作物产量, 在冬小麦?夏玉米一年两熟种植制度下, 设置多年定位夏玉米季?冬小麦季免耕?旋耕(对照)、免耕?深耕、深松?旋耕、深松?免耕、免耕?免耕5种周年耕作方式田间试验, 在定位处理的第4个周年研究耕作方式对砂姜黑土农田土壤有机碳含量、土壤养分及其对作物产量的影响。结果表明, 在秸秆全量还田条件下, 与试验开始前相比, 各处理0~20 cm土层土壤有机碳、全氮、速效钾含量均有所增加。与对照相比, 其他处理均增加周年内0~20 cm土层土壤有机碳和全氮含量。免耕?深耕、深松?旋耕、免耕?免耕处理显著增加周年内0~20 cm土层土壤有效磷含量, 而深松?免耕处理显著增加冬小麦开花期和收获期0~20 cm土层土壤有效磷含量, 整个周年内对照在20~40 cm土层土壤的有效磷含量均最低。深松?免耕处理增加周年内0~20 cm土层土壤速效钾含量, 而深松?免耕、免耕?免耕处理20~40 cm土层土壤速效钾含量在夏玉米苗期、大口期、开花期和灌浆期显著高于对照处理。深松?旋耕和深松?免耕处理显著增加夏玉米?冬小麦周年籽粒产量, 增幅分别为7.67%和10.21%。综上所述, 在秸秆全量还田基础上, 深松?旋耕和深松?免耕能够改善土壤有机碳和养分状况, 显著提高周年作物产量, 可作为黄淮区砂姜黑土农田相对适宜的周年耕作方式。     

不同控释尿素与普通尿素配比对冬小麦茎蘖、产量、土壤硝态氮和氮素平衡的影响

通过田间试验,研究了农民习惯施肥、优化施肥以及普通尿素和控释尿素在不同配比条件下对冬小麦茎蘖动态、冬小麦产量、土壤硝态氮动态和氮素平衡等影响。试验共设7个处理,分别是对照(CK)、农民习惯施肥(Ncon)、优化施肥(Nopt)、控释尿素(100%)(CRU1)、普通尿素(33.3%)+控释尿素(66.7%)(CRU2)、普通尿素(66.7%)+控释尿素(33.3%)(CRU3)和普通尿素(100%)(CRU4)。试验结果表明:2个生长季内,各施肥处理之间冬小麦群体动态没有显著差异,施用控释肥也并没有显著降低土壤硝态氮含量。尽管施氮处理之间冬小麦产量没有显著差异,但CRU2处理的产量、氮肥利用效率(RE)、农学效率(AE)和偏生产力(PP)略优于其他处理。因此,控释尿素和普通尿素配合施用(比例为2∶1)仍然是一种较佳的施肥方法。     

不同品种磷肥运筹对砂姜黑土玉米生长及产量的影响

为了进一步提高砂姜黑土生产能力、缓解土壤酸化和防止磷流失导致面源污染,通过田间试验研究了钙镁磷肥用量和不同品种磷肥对砂姜黑土玉米生长和产量的影响。结果表明：在P2O5 用量为90 kg/hm2时,钙镁磷肥、过磷酸钙、磷酸二铵、钙镁磷肥配施磷酸二铵分别比不施磷肥处理玉米增产20.8%、4.8%、5.7%、18.1%。施用钙镁磷肥玉米增产效果最大,并与砂姜黑土传统习惯施用的磷肥品种过磷酸钙、磷酸二铵等处理玉米产量达显著差异。供试土壤钙镁磷肥肥料效应方程为y=22.073x-0.1027x2+5537.4,由此方程可获得最高玉米产量钙镁磷肥(P2O5)用量为107.5 kg/hm2,因钙镁磷肥碱性,用量过高会影响土壤其他养分有效性而降低玉米产量。由此得出,钙镁磷肥是砂姜黑土玉米进一步增产新的施肥技术,其增产机理和施用方法值得进一步研究。     

不同耕作方式对砂姜黑土理化性质和小麦产量的影响

为探讨砂姜黑土农田适宜的耕作方式,提升砂姜黑土农田地力及作物产量,发挥地域资源优势,以‘百农207’为试验材料,通过田间试验,研究了免耕、旋耕(15 cm)和深耕(30 cm)3种耕作方式对砂姜黑土农田土壤容重、土壤含水量、硝态氮含量及小麦籽粒产量的影响。结果表明:在小麦越冬期和成熟期,3种耕作方式0~10 cm土层土壤容重差异不显著(P0.05),但深耕处理显著降低了10~40 cm土层土壤容重(P0.05)。在小麦苗期,3种耕作方式对0~40 cm土层土壤含水量影响规律不明显(P0.05),但在小麦越冬期、拔节期、成熟期,深耕处理显著增加了0~40 cm土层土壤含水量(P0.05)。在小麦成熟期,0~40 cm土层土壤硝态氮含量均为免耕旋耕深耕。与免耕处理相比,深耕处理通过增加小麦穗粒数和千粒重,使籽粒产量增加9.79%。综合研究区的土壤性质、作物生长、自然环境等因素,小麦季30 cm深耕可以降低土壤容重,增加土壤含水量,提高小麦籽粒产量,可作为砂姜黑土农田适宜的耕作方式。     

缓释氮肥对砂姜黑土区夏玉米产量及氮代谢的影响

为了明确砂姜黑土区夏玉米氮肥代谢及产量变化,探究缓释氮肥施用范围,本研究以玉米品种‘北青340’及硫包衣尿素为试验材料,设置不施氮肥(C0)、施缓释氮肥70 kg/hm²(C70)、施缓释氮肥140 kg/hm²(C140)、施缓释氮肥210 kg/hm²(C210)、施缓释氮肥280 kg/hm²(C280) 5个水平,磷钾肥均按统一标准施用。检测和分析缓释氮肥对砂姜黑土区夏玉米氮素吸收、积累、运转及同化的影响。结果显示,随缓释氮施用量的增加,玉米抽雄期以后,器官氮素吸收、积累、转运、同化量均呈先增后降低的趋势;器官氮素吸收、积累、转运、同化与产量的相关性有差异,与抽雄期-乳熟期氮素积累量、成熟期叶片氮素积累量呈负相关,其他正相关,同时器官氮素积累量及转运量与产量性状存在显著的线性相关关系。以减肥增效为标准,发现210 kg/hm²的缓释氮肥是砂姜黑土区夏玉米较优的施肥量。本研究为砂姜黑土区夏玉米生产减肥增效提供参考。     

滴灌条件下基肥减施后移对夏玉米养分吸收和根系生长的影响

为探明滴灌条件下基肥减施后移对夏玉米养分吸收和根系生长的影响,在大田条件下,以‘郑单958’为供试材料,研究基肥传统施用(CK)、基肥减施后移至拔节期(T1)及基肥减施后移至大喇叭口期(T2)对夏玉米干物质积累、根系生长、植株氮营养指数、氮素积累、土壤硝态氮含量及产量的影响。结果表明,T1和T2处理拔节期(V6)虽然植株氮营养指数低于1 (0.88),但地上部氮磷钾含量和干物质积累量与CK差异不显著,且T2处理吐丝期(R1)到成熟期(R6)植株氮素积累量高于对照(+33.39%)。处理间收获期夏玉米行间0~20 cm土层硝态氮含量差异显著,其中T2分别低于CK和T1处理41.85%和35.46%,深层80~100 cm土层硝态氮含量T1和T2处理分别低于CK 78.68%和56.02%,差异未达到显著水平。大喇叭口期(V12) 15~30 cm土层根系表面积密度为T2>T1>CK,其中T2和T1分别比CK高25.89%和36.17%,且T2处理30~45 cm土层根系表面积密度也较CK高68.59%。各处理间收获指数及产量差异不显著,但总体T2处理值最高,氮肥利用率比对照也增加12.13%。因此在滴灌水肥一体化条件下,夏玉米生产上应根据地力优化基追比,中高肥力农田玉米基肥可以适当减施后移至拔节期(V6)甚至大喇叭口期(V12),控前促后,降低土壤硝态氮残留,同时促进前期根系下扎。     

氮肥减量对东北坡岗地土壤养分及玉米产量的影响

为探讨东北黑土区玉米合理的施肥方式,减少化肥过量施用导致的氮素流失造成的环境风险,为氮肥的合理利用提供依据,在黑龙江省方正县布置田间小区试验,设置5个试验处理,研究不同施肥量对黑土区玉米地养分含量的影响,以及不同施肥量对玉米产量的影响。结果显示:减肥25%处理玉米产量最高。施氮量越大,硝态氮残留量越大,5个处理硝态氮含量在玉米不同生长阶段不同土层呈显著变化。肥料的减量对碱解氮含量的变化影响不显著。随土层深度的增加,土壤碱解氮和硝态氮均呈显著下降趋势。氮肥施用量的减少对土壤中有机质含量影响不显著。化肥的减量对土壤表层速效磷含量基本无影响,对10~30 cm土层速效磷含量影响与施肥量无明显规律性关系。综合考虑玉米产量和生态环境效益,以减肥25%为最佳施用量。     

氮肥运筹对夏玉米产量、氮素利用率及土壤养分残留量的影响

通过2年定位试验,在山西省临汾市采用大田随机区组试验法,在等氮磷钾施肥条件下,研究氮肥运筹对夏玉米产量及其构成因素、不同生育期植株氮磷钾吸收量,并监测0~40 cm土壤速效养分含量动态变化。结果表明,施氮肥处理均使不施氮肥处理(CK)夏玉米显著增产,2014,2015年增产幅度分别为5.72%~27.71%和6.05%~27.84%;其中,一次性施用缓控释肥处理BBF和CRF的夏玉米产量接近或高于常规尿素3次施肥(U3)和2次施肥(U2),增产效果优于一次性基施等量普通复合肥(CF)处理;BBF和CRF处理夏玉米穗粒数、单穗粒重和百粒质量等产量构成因素指标均较优,与U3处理间差异不显著;BBF和CRF处理下植株氮磷钾养分积累量高是产量提高的基础,2年氮肥表观利用率平均达29.59%和28.95%,高于CF处理(22.27%)。常规尿素分次施肥处理施肥次数越多,玉米产量和氮肥利用率越高。各施氮肥处理对土壤速效养分残留量影响在不同生育期各异。BBF和CRF处理0~20 cm土层碱解氮含量随玉米生育期表现为先低后高再低的趋势,这与玉米整个生育期氮素吸收形成一定协同效应,且生育后期残留量低。各施氮肥处理20~40 cm土壤碱解氮含量在苗期变化不大,大喇叭口期和成熟期以U1和U2增加明显。与CK相比,各施氮处理玉米收获后0~40 cm土壤碱解氮残留量均增加。0~20 cm和20~40 cm土壤速效磷和缓效钾含量在生育期的差异较施氮处理间的差异更明显。因此,一次性基施缓控释肥可达到接近或增加常规尿素2次或3次施肥对夏玉米的增产效果,较好地协调养分供应与夏玉米养分吸收,提高氮素养分利用率,后期土壤养分残留量低,实现夏玉米一次性施肥高产高效的效果。     

几种有机肥对玉米光合特性及土壤酶活性的影响

为了比较研究有机肥、化肥对玉米生产能力的影响,为北方黑土地区有机肥与化肥的施用提供科学依据。大田条件下对玉米施用4种有机肥和传统化肥,测定玉米产量、叶片光合特性、土壤酶活性以及丛枝菌根真菌(AMF)侵染情况等指标。结果表明：超效有机肥(T4)处理下的玉米产量为9800 kg/hm²,相比于传统化肥(CK)增产11.53%,达到显著水平,菌糠+鸡粪+腐殖酸有机肥(T2)同CK产量差异不显著;T2、T4处理下玉米叶片光合特性均高于CK,分别增加了32.34%(T2)、24.10%(T4);酶活性方面菌糠+鸡粪+枯草芽孢杆菌腐熟有机肥(T3)处理下碱性磷酸酶活性最高,较CK提高31.80%,T4处理下蔗糖酶活性最高,较CK提高30.91%。4种有机肥相比于CK均显著增加了玉米根系AMF侵染率与总球囊霉素含量,T2处理下的AMF侵染率与总球囊霉素最高,较CK分别增加了58.90%、8.52%。本试验结果表明超效有机肥、菌糠+鸡粪+腐殖酸有机肥在替代化肥施用中具有减施化肥、增产增效的作用。     

控释尿素对水稻产量、氮肥利用率及土壤硝态氮含量的影响

为探讨等量氮肥及合理节肥条件下,控释尿素对水稻的增产效应及氮素的高效利用,通过田间试验,比较分析了控释尿素(CRU)和普通尿素(CU)在不同施用量下对水稻产量、氮肥利用率及土壤硝态氮含量的影响。结果表明：CRU100%处理的产量最高,达8986.5 kg/hm²,较同等氮素用量的CU100%处理增产380.7 kg/hm²,差异呈显著水平。CRU3/4处理与CU100%处理,以及CRU1/2处理与CU100%处理之间产量差异不显著。这说明与普通尿素相比,控释尿素减少1/4~1/2的氮素用量时也能达到同样的产量水平。氮肥利用率以CRU1/2处理最高,达68.3%,较同等氮素用量的CU1/2处理提高20.6个百分点。同时,控释尿素还可明显降低水稻土壤中硝态氮的含量,减少硝态氮向土壤深层渗漏数量,以减轻对地下水污染风险。     

控释尿素与普通尿素混施对夏玉米产量和氮肥效率的影响

以释放期60 d的控释尿素为供试材料, 研究相同氮肥用量条件下0、10%、30%、50%、100%的控释氮肥与普通尿素配合追施对夏玉米光合性能、灌浆速率、产量、经济效益及氮肥利用率的影响。结果表明: (1)与单施普通尿素处理比较, 控释掺混处理的夏玉米穗位叶净光合速率、叶绿素含量以及硝酸还原酶活性均较高, 籽粒灌浆启动较快, 灌浆活跃期延长。(2)随控释尿素比例的增加, 玉米产量呈先升高后降低的趋势;与普通尿素处理相比, 控释掺混处理的玉米产量分别增加2.90%、7.91%、9.48%和5.68%, 经济效益依次增加397.34、1077.65、1263.94和611.3元 hm^-2。(3)各控释掺混处理的氮肥农学效率依次为8.31、10.55、11.81、12.50和9.46 kg kg^-1, 氮肥利用率依次为29.71%、31.83%、38.49%、40.72%和44.63%, 两项指标分别比普通尿素处理增加1.15%~4.19%和2.12%~14.92%。(4)控释尿素与普通尿素的掺混比例为50%时, 增产效果最好。     

氮磷钾肥优化配施对冬小麦产量与养分吸收利用的影响

为探究氮磷钾肥优化配施对冬小麦产量、养分吸收和积累以及利用特性的关系,推动高产高效施肥,于2017—2018年在河南省的鹤壁市和焦作市同步开展冬小麦田间试验,分析不施肥(CK)、磷钾肥配施(CF-N)、氮钾肥配施(CF-P)、氮磷肥配施(CF-K)、氮磷钾肥优化配施(CF)、控释尿素与普通尿素1:1配施(CRU)和农民习惯施肥(FP)对冬小麦产量、地上部养分积累和吸收利用效率的影响。结果表明,CF能显著提高冬小麦产量,其两地产量平均值分别较CK和FP提高30.27%和6.50%;与FP相比,焦作市CF的氮、磷、钾素积累量分别提高20.69%、1.03%和23.16%,鹤壁市则分别提高9.99%、3.27%和13.88%;两地CF氮、磷、钾肥利用率较CRU分别平均提高9.57、7.17和9.83个百分点,农学效率分别平均提高0.85、2.20和2.25个百分点。综上,采用氮、磷、钾肥用量分别为240、105、90 kg/hm²,并按照基肥与拔节肥1:1配施的CF处理可显著提高冬小麦产量及养分吸收利用效率。     

不同土壤改良剂对南方酸性土壤的改良效果研究

针对南方土壤酸性的问题,通过盆栽试验,选用了8种土壤改良剂并以此作为改土措施,研究了不同土壤改良剂对高粱生长特性、土壤物理性状和化学性状的影响,根据高粱、土壤和改良剂之间的相互作用,探讨了改良剂的作用机制,揭示了酸性土壤在改良剂作用下各项性能的变化规律。结果表明,XP2、脱硫灰改良剂和有机肥对高粱生长有较好的作用。酸性土壤施用腐植酸、腐植酸+石灰、XP2、有机肥和脱硫灰改良剂,分别较对照土壤容重有不同程度的下降;石灰、XP1、市售改良剂分别较对照土壤容重有不同程度的增加。经Duncan多重比较,除石灰处理外,其余施用改良剂的处理与不施改良剂（对照）之间的差异达到显著水平（P<0.05）。XP1处理和含有石灰的处理土壤pH较对照处理有较大幅度的提升,达到2个单位左右,差异呈显著水平（P＜0.05）。施用改良剂还可有效缓解酸性土壤铝毒的危害,红壤、赤红壤石灰处理分别比对照降低了18.0%、18.7%,XP1处理降低了16.4%、16.0%。     

盐碱土壤上石膏与有机物料组合对作物产量与籽粒养分含量的影响

为了研究不同改良物料（脱硫石膏、草碳、腐殖酸）单一施用与不同配比在盐碱土壤上对作物产量与土壤理化性质的短期改良效果,于2014—2015 年在山东乐陵地区进行了8 处理3 重复的随机区组试验。结果表明：第一季小麦相比未改良处理,脱硫石膏、有机物料单一施用及不同配比均没有显著增加小麦产量。玉米季时,脱硫石膏与腐殖酸单一施用与其1:2 组合与未改良处理在玉米产量上没有显著性差异,但脱硫石膏与腐殖酸1:1 组合实现玉米增产40%。改良物料1:1 组合措施显著提高了玉米籽粒的氮与钾浓度,同时降低土壤pH 0.5 个单位。土壤中的速效钾含量显著提高,交换性钠的含量显著降低,维持了土壤溶液中钾钠比的平衡。因此,盐碱土短期的改良过程中,脱硫石膏与腐殖酸1:1 组合施用,对于改良土壤盐碱具有一定的应用前景。     

砂姜黑土区小麦玉米轮作制下有机肥适宜替代比例研究

以砂姜黑土区小麦玉米轮作制为研究对象,探讨不同有机肥替代化肥比例对小麦、玉米产量和土壤物理、化学性质的影响,为砂姜黑土区有机肥合理施用提供理论依据。2012—2020年,在安徽省蒙城县开展了定位试验,试验设置不施氮肥对照(CK)、常量化肥(F)、在常量化肥基础上有机肥氮替代20%化肥氮(F_0.8M_0.2)、在常量化肥基础上有机肥氮替代40%化肥氮(F_0.6M_0.4)、在常量化肥基础上有机肥氮替代60%化肥氮(F_0.4M_0.6)、在常量化肥基础上有机肥氮替代80%化肥氮(F_0.2M_0.8)、有机肥氮替代100%化肥氮(M)等7个处理,小区面积30 m²,重复3 次。结果表明：有机肥替代比例为20%时,小麦多年平均产量增加1.8%,玉米上有机肥替代比例为40%时,多年平均产量增加0.2%,随有机肥替代化肥比例的增加,作物产量有降低趋势。回归分析表明,小麦上有机肥替代比例为10.4%、玉米上为25.6%时可获得最高小麦、玉米产量。随着试验年限的延长,高比例有机替代处理小麦、玉米相对产量逐渐提高。有机肥替代化肥能提高土壤pH,能降低土壤容重。有机肥替代化肥可以提高土壤有机质和全氮含量,随着有机肥替代比例的增加,土壤有机质和全氮含量呈上升趋势;有机肥替代化肥对土壤有效磷和速效钾含量的影响受磷钾素投入量、作物产量、土壤中磷钾素的有效性等因素综合影响。砂姜黑土区小麦玉米轮作下,小麦季适宜的有机替代比例为20%,玉米上为40%,高于这一比例,小麦、玉米产量下降,随着试验年限的延长,有机肥残效迭加效应增加;有机肥替代部分化肥可以改善土壤生态环境,提高土壤有机质和全氮含量,提高土壤肥力水平;有机肥替代化肥作物的产量效应受有机肥替代比例、试验持续年限等众多因素的影响,只有通过连续多年的定位研究,才能得出适合区域的有机肥氮替代化肥氮的最佳比例。     

炭基土壤调理剂配施专用肥对玉米土壤微生物及酶活性的影响

通过大田试验,研究了炭基土壤调理剂与玉米专用肥(T1)、玉米生物专用肥(T2)配施后对玉米微生物数量、群落结构及土壤酶活性的影响。结果表明：与对照农户施肥(CK)相比,炭基土壤调理剂配施2种专用肥均能够明显提高玉米根际细菌、放线菌数量,土壤真菌数量下降;土壤蔗糖酶、脲酶、酸性磷酸酶的活性得到不同程度的提高,过氧化物酶活性没有明显差异;土壤微生物的代谢活性与功能多样性均高于对照;通过PCA分析也表明,T1、T2处理和CK处理在主成分坐标系中差异十分明显,即玉米根际微生物群落功能多样性差异显著;T1、T2处理更有利于玉米的增产。总体而言,与农户施肥相比,炭基土壤调理剂配施2种专用肥处理均有较好的效果,以炭基土壤调理剂与生物专用肥配施的效果最好。