施氮模式对冬小麦/夏玉米产量及氮素利用的影响

采用大田试验,在小麦季N 250kg /hm2和玉米季N 200kg /hm2氮肥供应条件下,连续2年度（2007～2009）观测了不同施氮模式对冬小麦/夏玉米产量及氮素利用的影响。结果表明,与对照相比,常规施肥、有机无机复合肥、控释复合肥、控失复合肥以及改变氮肥基追配比处理均显著提高冬小麦/夏玉米子粒产量和干物质积累量,小麦季各处理产量大小依次为:控释复合肥控失复合肥有机无机复合肥改变氮肥基追配比常规施肥,提高幅度在107.5%～147.4%;玉米季各处理产量大小依次为:控释复合肥控失复合肥有机无机复合肥常规施肥改变氮肥基追配比,提高幅度在28.5%～56.1%。与常规施肥处理比较,控释复合肥、控失复合肥和有机无机复合肥处理冬小麦氮肥偏生产力和氮肥农学效率提高2.2～5.1 kg/kg,夏玉米提高3.6～7.6 kg/kg;但改变基追配比处理在小麦季高于常规处理,在玉米季则低于当地常规施肥处理。从产量和氮肥利用率方面综合分析,有机无机复合肥、控释复合肥、控失复合肥均可作为适宜研究区域推广的肥料品种,而改变基追配比处理相对较适宜冬小麦季。     

施氮量对间作玉米土壤硝态氮累积量及氮肥利用率的影响

通过田间定位试验,监测了不施氮和不同施氮水平(分别为210、420和630kg.hm-2)下间作玉米各关键生育时期0～200cm土层硝态氮累积量的动态变化、玉米产量及其构成,计算分析了间作玉米的氮肥利用率。研究结果表明,间作玉米0～200cm土层土壤硝态氮累积量总体表现为0～60cm土层>60～200cm土层。0～60cm土层土壤硝态氮累积量呈"M"形变化,即玉米播种前和玉米大喇叭口期出现高峰,小麦播种前、玉米拔节期和玉米收获后出现低谷。60～120cm和120～200cm土层土壤硝态氮累积量呈倒"V"形变化,总体在玉米大喇叭口期前后出现高峰值,210～630kg.hm-2施氮处理下120～200cm土层的硝态氮累积量较不施氮处理分别高出149.1%、115.6%和126.3%。随着施氮量的增加,间作玉米穗长、穗粒数、穗重呈增大趋势,秃顶呈降低趋势,增产幅度依次减小,氮肥利用率依次降低。     

施氮量对冀西北春玉米氮肥利用率和土壤硝态氮时空分布的影响

在田间条件下研究了施氮量对春玉米产量、氮肥利用率和土壤硝态氮时空分布的影响,旨在为冀西北春玉米氮肥优化管理提供理论依据。研究结果表明,春玉米产量随施氮量的增加而提高,当施氮量高于225 kg/hm2时,春玉米产量和氮肥利用率显著降低。从春玉米播种前到收获后,不施氮处理0-90 cm各土层硝态氮含量不断降低,施氮处理0-30 cm和30-60 cm土层硝态氮含量呈先上升后迅速下降并保持稳定的趋势,而60-90 cm土层硝态氮在春玉米生长后期有增加的趋势;春玉米收获后随着土层深度的增加,硝态氮呈波浪式下降,施氮量300,375 kg/hm2处理60-90,120-150,150-180 cm土层硝态氮含量显著高于其它处理。随着施氮量的增加,春玉米0-90,90-180,0-180 cm土层硝态氮累积量均呈增加趋势,高施氮量土层累积的硝态氮存在着更大的淋溶风险。因此,综合分析氮肥用量对春玉米产量、氮肥利用率的影响,并考虑土壤硝态氮时空分布下的环境风险,合理的施氮量应控制在195~225 kg/hm2之间。     

氮肥对节水栽培冬小麦产量、土壤硝态氮残留的影响

在节水栽培条件下，研究了不同施氮量及氮肥运筹对冬小麦产量、氮肥利用率及生育期间土壤硝态氮的时空变化特征。同时计算了成熟期土壤硝态氮残留量。结果表明。节水栽培条件下冬小麦产量对氮肥反应不明显。氮肥利用率则随施氮量增加而显著降低。同时氮肥用量的增加显著增加了成熟期土壤硝态氮残留量。不同生育期0～60cm土层硝态氮含量均随施氮量增加而增加，开花期表现为施氮量157．5kg／hm^2或226．5kg／hm^2时氮肥一次性底施处理硝态氮含量均低于分次施用处理，成熟期表现为施氮量157．5kg／hm^2时氮肥分次施用处理高于一次性底施处理，而施氮量226．5kg／hm^2则相反。由此可见，节水栽培条件下施氮量157．5kg／hm^2一次性底施既可满足冬小麦高产的要求，同时土壤硝态氮残留量较低。     

潮土小麦–玉米轮作体系氮肥用量阈值及土壤硝态氮年际变化

  【目的】  合理施氮是粮食高产、稳产的重要保证。研究不同施氮水平下作物产量的可持续指数以及土壤硝态氮年际迁移特征,对指导黄淮海地区冬小麦–玉米轮作体系下农田氮肥的合理施用具有重要意义。  【方法】  长期定位试验始建于2006年,设置10个施氮水平:0、60、120、180、240、300、360、420、500和600 kg/hm2。测定冬小麦和夏玉米产量及土壤剖面 (0—200 cm) 硝态氮含量的年际变化特征。  【结果】  施氮水平显著影响冬小麦–夏玉米轮作体系下作物产量,施肥年限以及施肥年限与施肥量间的交互作用对小麦、玉米产量也存在极显著影响。施N 0～240 kg/hm2的处理,小麦、玉米产量随施氮量的增加逐渐增加;施N 300～600 kg/hm2的处理作物产量基本稳定,处理间差异不显著 (P > 0.05)。施氮能显著提高冬小麦产量的可持续性指数 (P < 0.05),但对夏玉米产量的可持续指数影响较小。随着施氮量增加,土壤硝态氮含量呈现逐渐增加的趋势,且施N量低于300 kg/hm2时,0—200 cm土层硝态氮含量均处于较低水平,施氮量超过300 kg/hm2后,土壤硝态氮含量显著增加。另外,随着试验年限的延长,土壤硝态氮累积峰逐渐下移,2008、2011和2017年土壤硝态氮含量峰值分别在40—60 cm、80—120 cm和80—160 cm。  【结论】  黄淮海盐化潮土区,冬小麦–夏玉米轮作制度下氮合理用量在冬小麦上的阈值为240 kg/hm2、在夏玉米上的阈值为180 kg/hm2,在此氮肥用量下,长期施肥既可保证作物 (小麦、玉米) 稳产,又不会显著增加土壤硝态氮残留及向下迁移。     

施氮量对冬小麦产量的影响及土壤硝态氮运转特性

以冬小麦“西农9814”为材料进行大田试验,研究施氮量对小麦产量构成因素、土壤中硝态氮变化的影响。结果表明,适宜施氮量（N 276 kg/hm2）可以显著提高小麦的穗重、穗粒数、千粒重等产量构成因素,比对照增产24.6%。产量构成因素中以穗粒数与产量的相关性最强,达极显著水平,千粒重次之。土壤耕层硝态氮主要集中在0—40 cm土层,且含量随着施氮量的增加而增加。随着小麦生育期的推移,耕层中硝态氮呈下降趋势,0—40 cm耕层变化显著,到成熟期各土层硝态氮含量基本趋于一致。施氮量在N 0～207 kg/hm2范围内,硝态氮积累的增加量变化不显著,但当施氮量高于N 207 kg/hm2时,土壤中硝态氮的积累量随施氮量增加而显著增加,增加了硝态氮的冗余和向下淋溶的可能。     

冬小麦—夏玉米轮作周期内碱解氮、硝态氮时空变化及施氮安全值的研究

利用 3年 6季氮肥试验研究了冬小麦—夏玉米轮作制度下 ,冀东褐土剖面碱解氮、NO-3 -N含量时空迁移变化和土壤氮素安全值指标。结果表明 ,土壤碱解氮自上而下依次递减 ,NO-3 -N呈“V”字型变化 ,二者均与施肥水平及植株生长状况密切相关 ,在 2 0～ 40cm区域出现碱解氮亏缺区 ,N2处理较为明显。N2处理的地下水NO-3 -N含量已超标 ,建议高产条件下土壤环境投氮安全值为 42 0～ 450kghm- 2 较为适宜     

施氮与灌水对夏玉米土壤硝态氮积累、氮素平衡及其利用率的影响

通过田间裂区试验研究了不同施氮量(N 0、150、210和270 kg/hm2)和灌水量(900、1200、和1500 m3/hm2)对夏玉米土壤硝态氮分布累积、氮素平衡以及氮肥利用率的影响。结果表明,夏玉米收获期各处理土壤硝态氮在表层(0—20 cm)含量最高,在0—200 cm剖面均呈现先减少后增加再减少的变化趋势;土壤剖面NO3--N累积量随施氮量的增加而增加,且施氮处理硝态氮积累量显著高于不施氮处理。作物吸氮量、氮素表观损失量均与施氮量和总氮输入量呈显著相关,氮素输入量每增加1 kg,作物吸氮量仅增加0.301 kg,而表观损失量增加0.546 kg,是作物吸氮量的1.8倍左右。随施氮量的增加土壤剖面中NO3--N的损失量逐渐减少。夏玉米子粒吸氮量和收获指数随施氮量的增加有增加的趋势;氮肥回收效率和氮肥农学效率均以处理W1500N150最高,分别为46.15%和12.98kg/kg;氮肥生理效率以处理W1200N150最大,为34.49 kg/kg。本试验条件下,以水氮处理W1500N150的土壤硝态氮残留量、表观损失量较低,夏玉米氮肥回收效率和农学效率较高。     

持续减量施氮对冬小麦土壤硝态氮含量和氮肥利用效率的影响

连续两个生长季（2008/2009和2009/2010）对小麦（济麦22）进行不施氮T1、减量施氮T2（180kg·hm-2纯氮）和按农民习惯施氮T3（315kg·hm-2纯氮）3种施肥处理,2008/2009年度各处理分别为T11、T21、T31,2009/2010年度为T12、T22、T32。观测小麦旗叶光合速率、产量、土壤硝态氮含量,分析连续处理两个生长季后各处理氮肥利用率RE N、氮肥农学效率AE N、氮肥生理效率PE N和氮肥偏生产力PFP N的差异。结果表明,（1）第一生长季T21与T31处理相比,第二生长季T22与T32处理相比,小麦旗叶光合能力和产量均未显著下降,但均显著高于不施氮处理（P〈0.05）。（2）持续2a减量施氮处理（T22）后,小麦成熟期0-200cm土层硝态氮含量分别比T32和T21显著下降32.2%和26.7%（P〈0.05）。（3）持续2a减量施氮处理T22的RE N、AE N、PE N和PFP N均显著高于T32,与第1年减量施氮处理T21相比,T22的RE N、AE N和PE N显著升高（P〈0.05）,但PFP N变化不显著。研究表明连续减氮处理未显著降低小麦开花后旗叶的光合能力和产量,但降低了地下水污染的风险,同时提高了各项氮肥利用效率指标,因而180kg·hm-2纯氮的施氮量可作为小麦持续高产条件下的推荐施肥量。研究结果可为氮肥高效利用和冬小麦栽培的可持续发展提供理论基础。     

不同氮肥运筹对冬小麦氮肥利用率和土壤硝态氮含量的影响

为了提高氮肥的增产效益,减少氮肥对环境的污染,采用大田试验,在山东省桓台县小麦一玉米轮作区,研究了不同氮肥运筹对冬小麦产量、氮肥利用率、土壤硝态氮累积量、经济效益等的影响.结果表明,与农民习惯(FP)相比,优化氮肥(OPT)、两种控释氮肥(CRF+OF和CRF)措施均可提高小麦的产量及产量构成要素.有机肥替代部分化肥(OPT+OF)能够提高经济系数及千粒重,但产量较低,应重视有机无机肥的合理配比.此外,4种措施的应用都能提高氮肥的利用率和农学效率,显著减少0-120 cm土体中硝态氮的残留,从而降低对地下水的硝酸盐污染.经济效益分析表明,OPT及CRF两种措施,分别比农民习惯施肥增收744.68元/hm2和883.02元/hm2.综合经济效益与生态效益.施氮量减少30%的优化施肥和施氮量减少53%的控释氮肥措施均比农民习惯施肥更合理,是值得推荐的氮肥运筹方式.     

氮肥运筹对潮土冬小麦/夏玉米产量及氮肥利用率的影响

为探究适宜于黄淮潮土区的合理氮肥运筹方式,为中国化肥施用量零增长目标提供理论依据和技术支撑,在黄淮潮土农田定位试验地研究了氮肥运筹对冬小麦/夏玉米产量、氮肥利用率及经济效益的影响。试验设置4种氮肥运筹方式:基施控失尿素(T1)、基施普通尿素+追施普通尿素(T2)、基施控失尿素+追施普通尿素(T3)和基施普通尿素+追施控失尿素(T4),各氮肥运筹方式均包含0、80、160和240 kg·hm~(-2)(以N计,下同)4个施氮水平。结果表明,随施氮量增加,平均单季籽粒产量、周年产值及周年纯效益均表现为先增加后降低趋势,而氮肥利用效率则表现为逐渐降低趋势,其中以160 kg·hm~(-2)时效果较优。T1处理小麦季籽粒产量、周年产量、周年产值及周年纯经济效益均显著高于其他3个处理。效益分析表明,虽然T1处理在等氮条件下氮肥投入成本相对较高,但其较其他氮肥运筹减少了追肥人工成本,加之该处理产量相对较高,最终该处理纯效益相对较高。结合施氮量与产量曲线方程,在160～173 kg·hm~(-2)施用范围内一次性基施控失尿素符合当前研究地区农村劳动力缺乏的实际情况,且能保证产量收益。     

施氮量对冬小麦—夏玉米土壤氮素表观盈亏的影响

通过河北清苑连续6年的田间定位试验,以冬小麦—夏玉米轮作体系作为对象,设置不同的施氮处理(N_0、N_(100)、N_(180)、N_(255)、N_(330)),研究不同施氮量对冬小麦—夏玉米轮作体系的土壤氮素表观盈亏的影响。结果表明:6年土壤表观氮素累积盈亏量随施氮量的增加而增加,N_0和N_(100)处理的土壤氮素累积盈亏量为负值,N_(180)、N_(255)和N_(330)处理的土壤氮素累积盈亏量分别高达382,1 173,2 116kg/hm~2;各处理的氮素表观盈亏量年际间变异较大,而在2种作物上的氮素累积盈亏量差异不大;在冬小麦季和夏玉米季,土壤氮库达到平衡状态的施氮量分别为155,134kg/hm~2;土壤氮素表观盈亏量均与土壤无机氮变化量呈显著负相关,与施氮量呈显著正相关,且随降雨量的增加呈增加趋势;不同生育期的结果表明,在冬小麦—夏玉米生长前期均表现土壤氮素盈余,而后期土壤氮素亏缺。因此合理施用氮肥既要考虑土壤氮素盈亏,也要关注生育期的分配。     

氮肥运筹对稻茬小麦土壤硝态氮含量、根系生长及氮素利用的影响

以宁麦9号为材料,研究施氮量及氮肥基追比例对稻茬小麦土壤硝态氮含量、根系生长、植株氮素积累量、产量和氮素利用效率的影响。结果表明,拔节前0-60cm土层硝态氮含量随基施氮量的增加而显著增加,随生育进程的推进各处理硝态氮显著向下层土壤淋洗;拔节期追施氮肥显著提高了孕穗期0-40cm土层硝态氮含量,且随追施氮量的增加而显著增加,N300和N3/7处理硝态氮显著向40-60cm土层淋洗。根系主要生长于0-20cm土层,拔节前各土层根长密度均随基施氮量的增加而增加,拔节后则随施氮量增加和适当的追肥比例而增加。各施氮处理均以拔节至开花期为小麦氮素积累高峰期。适宜增加施氮量并适当提高追肥比例,有利于提高产量、植株氮素积累量和氮素利用效率。因此,在小麦生产中,适当降低施氮量并提高拔节期追肥比例有利于促进小麦根系生长和植株氮素积累,进而提高小麦产量并减少硝态氮淋洗损失。     

氮肥减施对宽幅播种冬小麦产量形成和氮肥利用效率的影响

为明确氮肥减施对宽幅播种冬小麦产量和氮肥利用效率的影响,设置氮肥减施(减肥处理)、农户习惯施肥量(习惯施肥处理)、不施氮(无肥处理)3个处理,通过大田试验研究了不同处理冬小麦的群体动态、干物质积累特征、产量及其构成和氮肥利用效率的影响.结果表明,无肥处理的产量比习惯施肥处理低36.83％,而减肥处理的产量比习惯施肥处理...     

稳定氮肥用量对夏玉米产量和氮肥利用率的影响

通过大田小区试验,研究了稳定氮肥不同用量对夏玉米产量、养分累积量、氮肥利用效率及经济效益的影响。结果表明,与不施稳定氮肥相比,稳定氮肥施氮量90、150、210 kg·hm-2和270 kg·hm-2分别增产36.7%、62.1%、76.6%和81.9%,地上部氮素总累积量分别增加39.0%、60.3%、79.0%和113.4%,经济效益分别增加36.1%、61.2%、72.7%和77.1%;与农民习惯施用氮肥相比,高量稳定氮肥用量210 kg·hm-2和270 kg·hm-2分别增产7.3%和10.5%,地上部氮素总累积量分别增加3.2%和23.0%,经济效益分别增加9.7%和11.4%。施用稳定氮肥促进夏玉米对氮素的吸收累积,高量210 kg·hm-2和270kg·hm-2处理较习惯施氮提高总吸氮量。施用稳定氮肥各处理氮肥表观利用率和农学效率显著高于农民习惯施氮,偏生产力高于农民习惯施氮,生理效率除270 kg·hm-2处理外,高于农民习惯施氮。稳定氮肥施氮量在210 kg·hm-2时,能较好地协调玉米高产与稳定氮肥合理利用的统一。     

减氮覆膜对黄土旱塬小麦产量构成及水肥利用效率的影响

为明确减氮测控定量施肥技术结合地膜覆盖措施对黄土旱塬冬小麦产量构成及水肥利用效率的影响,为旱地冬小麦减施氮肥及提高产量提供理论依据,于2013—2018年在晋南黄土旱塬冬小麦种植区,设置农户施肥种植模式、减氮测控施肥、减氮测控施肥+垄膜沟播和减氮测控施肥+平膜穴播4种处理,分析了在减氮覆膜条件下连续5年冬小麦产量构成情况、土壤水分和氮、磷、钾肥利用效率。结果表明:(1)减氮测控施肥较农户模式在减少氮肥施用量46.9%,平衡施用磷钾肥的情况下,冬小麦年均籽粒产量、生物产量和公顷穗数分别增加4.4%,4.0%和4.3%,氮肥收获指数和偏生产力分别提高4.3%和120.3%,同时促进了冬小麦地上部分对磷素和钾素的吸收量;(2)在减氮测控施肥基础上进行覆膜种植,地膜覆盖使水分利用效率和生育期耗水量分别增加13.8%~23.9%和7.1%~10.1%,氮肥收获指数提高1.7%~3.5%,偏生产力提高21.7%~41.4%,生理效率降低8.7%~16.8%,磷肥和钾肥的偏生产力分别提高22.4%~39.2%和19.3%~37.1%。地膜覆盖良好的水肥调节作用使垄膜沟播和平膜穴播的籽粒产量、生物产量、公顷穗数和千粒重较不覆膜分别增加21.0%,39.2%,18.2%,4.7%和23.5%,40.3%,27.6%,7.0%。因此,为了实现小麦增产和肥料增效,减氮测控定量施肥技术与地膜覆盖措施相结合的种植方式可以在黄土旱塬冬小麦种植区进行推广应用。     

土壤扩蓄增容肥对冬小麦棵间蒸发和水分利用效率的影响

利用农田水量平衡公式计算了冬小麦耗水量,用微型蒸渗仪测定了农田土壤棵间蒸发状况,在此基础上通过对比试验研究了土壤扩蓄增容肥条件下不同水分处理冬小麦生长期间农田棵间蒸发与水分利用效率.结果表明,施加土壤扩蓄增容肥后冬小麦生育期平均耗水量较对照平均减少了491.67 m3/h㎡,可明显降低冬小麦棵间蒸发,同时可降低播种到拔节期阶段棵间蒸发占阶段耗水量的比例;灌水量2250 m3/h㎡3理(T2)水分利用效率达2.62 kg/m3;灌水量1950 m3/h㎡的处理(T3)可增产32.68%.     

春玉米产量、氮肥效率及土壤矿质氮对施氮的响应

为了提高氮肥增产效益,减少对环境的污染,通过田间试验研究了施氮量对春玉米产量、氮肥效率及土壤矿质氮的影响。结果表明,施氮量较低时,春玉米籽粒产量随施氮量增加显著增加,当施氮量高于180 kg·hm-2时,产量保持不变或有减少趋势。氮肥农学利用率、氮素吸收效率、氮素偏生产力和氮收获指数均随着施氮量增加显著降低,氮肥表观利用率和氮肥生理利用率均先增加后降低。从苗期到收获期,施氮处理0~60 cm土层硝态氮含量呈现"上升—下降—上升—下降—稳定"的变化趋势,而60~120 cm土层硝态氮在春玉米生长后期有增加的趋势。随着土层加深,土壤硝态氮含量呈波浪式下降,施氮量240 kg·hm-2和300 kg·hm-2处理在60~100 cm土层硝态氮含量均显著高于其他处理。随着施氮量增加,0~120 cm土层硝态氮累积量显著增加,当施氮量超过240kg·hm-2时,土层中累积的硝态氮存在着较大的淋溶风险。综合考虑产量、氮肥效率和环境效应,179~209 kg N·hm-2是本试验条件下春玉米的合理施氮量。     

Nitrogen Application in Winter Wheat Grown in Mediterranean Conditions: Effects on Nitrogen Uptake,Utilization Efficiency,and Soil Nitrogen Deficit

ABSTRACT

Nitrogen (N) is one of the most growth restricting nutrients in cereal grain and represents one of the highest input costs in agricultural systems; therefore, environmental and economic considerations require the effective use of N fertilizer in plant production. This study was conducted for three years to better understand wheat plant response to optimize N fertilizer and how to reduce the risk of ground water pollution.

Two of the most important durum wheat cultivars in Southern Italy and four N fertilization levels (0, 60, 120, and 180 kg N ha^{? 1}, indicated as N0, N60, N120, and N180, respectively) were compared in this experiment. During plant growth, fresh and dry matter, plant nutritional state (SPAD readings and stem nitrate content), and N uptake were determined. At harvest, plant N content, N uptake, grain yield, yield components and quality were determined, allowing the calculation of the pre- and postanthesis N uptake and the N utilization efficiency indices. Furthermore, at the beginning and at the end of each year, soil mineral N was measured to calculate mineral N deficit in the soil.

The results indicated that the treatment with 120 kg N ha^{? 1} of fertilizer ensures a good balance between yield and N utilization. In fact, N180 and N120 showed similar yield (3.01 and 3.07 t ha^{? 1}, respectively) and protein content (13.7 and 13.5 %). Meanwhile, throughout the three-year experiment, N180 presented the highest final mineral N content in the soil at the end of the cropping cycles, increasing the amount of N available for leaching. The N120 treatment showed the same values of N utilization indices as compared to N180, indicating that further doses of N fertilizer did not increase wheat N utilization. Plant N status shows that it is possible to modify the N fertilization to reach its optimum level during plant growth, in accordance with variable weather conditions, and consequently the plants requirements. The mean treatments of the preanthesis N uptake were about 67.5% of the total N uptake, and it was significantly and positively correlated with wheat yield. On the contrary, the postanthesis N uptake showed positive correlation with grain protein content, confirming the importance of late N supply in grains quality. The variation of weather conditions affected winter wheat yield, quality, N utilization and plant N status, but any difference throughout years was found between N180 and N120, confirming that higher N rate did not influence wheat growth, yield, and N uptake.