不同施氮水平对春玉米氮素吸收、转运及产量的影响

采用田间试验研究吉林省中部玉米主产区不同氮水平对玉米产量、氮素吸收、转运及氮肥利用率的影响。结果表明,施用氮肥可以提高干物质最大积累速率和氮素最大吸收速率,并能提前干物质最大积累速率和氮素最大吸收速率出现的天数。在施N 60~180 kg/hm2之间,玉米产量、干物质最大积累速率、氮素最大吸收速率、转运量、转运率及子粒中养分比例等指标均有显著提高;超过N180 kg/hm2,干物质最大积累速率、氮素最大吸收速率、转运量、转运率及子粒中养分比例等指标开始下降。根据玉米产量(y)和施氮量(x)拟合得出,最高产量氮肥用量为184.2 kg/hm2,最佳经济产量氮肥用量为172.9 kg/hm2。氮素农学利用率、氮肥当季回收率及偏生产力随着氮肥用量的提高而显著降低。综合考虑提高玉米产量、效益和氮肥利用效率等方面的要求,在吉林省中部玉米主产区,适宜施氮量为172.9 kg/hm2。     

缓释尿素在玉米上的应用效果

利用大田小区试验,在赤峰市和鄂尔多斯市分别进行不同氮素处理对玉米产量、肥料吸收利用和土壤氮残留影响的研究。结果表明,施用氮肥玉米子粒产量和秸秆产量可分别增加13.3%～157.2%和6.9%～64.2%。减少20%施氮量同时配比75%的缓释尿素处理,玉米子粒氮含量、秸秆氮含量和氮积累量最大,与100%推荐施氮量无显著差异。缓释尿素占比60%以上时氮素回收率、氮肥偏生产力和氮肥农学效率达最大值,较普通尿素(RU)可分别提高14.3、4.5、61.7个百分点(赤峰市)和8.4、11.0、35.7个百分点(鄂尔多斯市)。玉米收获后耕层(0～20 cm)土壤矿质氮含量表现,赤峰市耕层土壤硝态氮含量远大于铵态氮且不同处理间差异显著(P0.05),100%推荐施氮量最大,80%推荐施氮量(RU80%)最小。鄂尔多斯市耕层土壤硝态氮含量和铵态氮含量基本相当,除各氮素处理与对照(CK)达显著差异外(P0.05),其他各处理间均未达显著差异。施氮量减少20%,缓释尿素占比30%以上与普通尿素配施即可替代100%推荐施氮量,且缓释尿素占比越大养分吸收利用越显著,玉米产量间无显著差异。     

氮肥运筹对夏玉米氮素利用及土壤无机氮时空变异的影响

研究不同施氮量及基肥追肥比例对土壤无机氮时空分布及玉米氮肥利用效率的影响。结果表明,不同施氮量和基追比显著影响土壤剖面硝态氮含量。各施氮处理不同生育期0～60 cm土层硝态氮含量均显著高于不施氮肥处理,且随施氮量的增加土壤中硝态氮含量增加。夏玉米生长季土壤铵态氮含量较低,且时空变化不明显。玉米氮素农学效率（NAE）、氮素利用效率（NUE）随施氮量的增加显著降低;氮素表观回收率（NRE）有相同的变化趋势,但差异不显著;氮素收获指数（NHI）随施氮量的增加显著增大。相同施氮水平下,“50%基肥+50%大喇叭口肥基追比”的NAE、NUE、NHI和玉米产量显著高于其他处理。因此,在玉米生产中应避免播种时一次性大量施用氮肥,增加后期施氮比例可显著提高氮肥利用效率和玉米产量。     

施氮水平对玉米开花后干物质积累、转运及土壤无机氮含量的影响

通过连续两年(2015～2016年)在吉林省中部玉米主产区开展田间试验,研究不同施氮水平对玉米产量、开花后干物质积累、转运与分配特征以及土壤无机氮含量动态变化的影响。结果表明,与不施氮肥处理相比,施氮处理2年玉米产量平均增幅为13.1%～42.1%,其中以施氮量210 kg/hm2处理产量最高。随施氮水平的增加,玉米茎干重、叶干重呈上升趋势,子粒干重呈先增后降趋势;施氮处理较不施氮肥处理显著提高玉米开花后不同器官干物质向子粒的转运量、转运率和营养体对子粒的贡献率(P0.05),均以施氮量210 kg/hm2处理为最高。开花期至成熟期0～20 cm土壤无机氮含量,随施氮水平的提高而提高。相关分析表明,玉米成熟期干物质积累量、转运量与玉米产量及构成因素均呈正相关关系,除穗数外,相关性均达显著水平。因此,适宜的施氮量可提高土壤无机氮含量,促进玉米开花后干物质积累与转运,提高玉米产量。     

氮素调控对吉林省东部高产玉米氮素积累分配规律及产量的影响

采用田间小区试验,研究吉林省东部地区不同施氮量对高产春玉米氮素积累分配规律及产量的影响。结果表明,施氮量影响春玉米不同生育时期各生育器官氮素的阶段累积量,对累积趋势与分配规律无明显影响,不同处理对春玉米各器官氮积累量影响均表现为N300>N450>N150>N0,表明适宜的氮肥用量不仅能有效促进春玉米对氮素的吸收、累积,而且能显著提高生育后期子粒氮素的积累量,从而促进高产的形成。春玉米花前是大量累积氮素的时段,其积累量占吸收总量的67%~88%。各处理间子粒产量均达显著水平,随着施氮量增加,子粒产量呈先升高再降低的趋势。综合考虑产量、养分积累分配等因素,该地区高产田块春玉米的推荐施氮量为300~330 kg/hm2。     

不同施氮方式对夏玉米产量、氮素吸收与利用的影响

大田条件下以不施氮处理为对照(CK),设置农民传统施肥(FP)、水肥一体化(WF)以及水肥一体化减氮20%(WF-N)4种水氮管理模式,研究氮肥用量及施氮方式对玉米产量形成、氮素吸收及其利用效率的影响。结果表明,同等施氮量下,与FP处理相比,WF处理的子粒产量、穗粒数、千粒重和完熟期植株干物质积累量分别增加9.57%、7.45%、2.41%和9.14%;完熟期植株氮素积累量增加8.77%,氮肥偏生产力(PFPN)、氮肥农学效率(AEN)、氮肥利用率(NUE)分别增加9.57%、45.28%、28.65%。减氮20%条件下,水肥一体化施氮处理的玉米产量及产量构成、完熟期植株干物质积累量与FP处理间无显著差异,其PFPN、AEN、NUE较FP处理分别增加24.34%、21.87%和21.38%。     

不同氮肥运筹对东北春玉米氮素吸收和土壤氮素平衡的影响

在吉林省榆树市粮食高产示范区,以先玉335为试验材料,通过田间试验研究不同氮肥运筹对春玉米的生长、产量及土壤氮素平衡的影响。结果表明,适宜氮肥运筹方式能显著提高玉米产量,施氮量200 kg/hm2,全部用作基肥不追肥(基追比1∶0)处理前期氮素供应过量,导致氮素向子粒转运量减少,过多保留在营养体中,致使产量和氮素利用效率相对其他处理较低;氮肥1/5基施,2/5拔节期追施,2/5大喇叭口期追施(基追比为1∶2∶2)的处理有较高的氮肥农学利用率、氮肥利用率和氮肥偏生产力。玉米生育期田间氮肥的表观损失主要由一次性过量施肥造成,增大拔节后追肥比例增加了收获后土壤的无机氮残留。对氮肥的调控应结合作物养分不同阶段需求及土壤养分供应,达到玉米高产和提高氮肥利用效率,减少氮肥损失对环境带来的危害。     

玉米高产与氮肥高效协同实现存在的问题及其途径

综述施氮对玉米产量、品质及氮素利用率的影响。随施氮量增加,玉米产量先升高后降低,在150~180 kg/hm2可达到最大值;适量施氮可以改善玉米子粒品质;氮肥利用率和氮肥偏生产力均随施氮量增加而降低。通过多年多点数据分析得出,我国华北地区玉米的适宜施氮量为180 kg/hm2左右,可实现玉米高产高效。通过合理减少氮肥用量、改进施肥技术、应用新型肥料并将氮肥运筹与综合农艺管理相结合,可以实现玉米产量和氮素利用效率的协同提高。     

不同氮肥模式对夏玉米产量、蛋白质品质和氮素利用特性的影响

以高产玉米品种郑单958和先玉335为供试材料,在大田生产条件下设置4个施氮水平,研究不同氮肥模式对两个高产玉米品种子粒产量、蛋白质产量及氮素利用特性的影响。结果表明,两个玉米品种子粒产量随施氮量的增加显著增加,均以240 kg/hm~2处理最高,先玉335子粒产量显著高于郑单958;两个玉米品种子粒蛋白质含量及其产量随施氮量的增加显著增加,先玉335的蛋白质含量及其产量均高于郑单958;两个玉米品种氮素利用效率、氮肥生产效率和氮肥农学利用效率随施氮量的增加而显著降低,均以180 kg/hm2处理最高,先玉335的氮素利用效率、氮肥生产效率和氮肥农学利用效率均高于郑单958。综合分析认为,两个玉米品种均以240 kg/hm~2处理可以同步协调实现较高的子粒产量、蛋白质含量和氮素利用效率,获得产量、品质和高氮素利用效率的协调统一。     

不同施氮量对夏玉米产量和氮素利用的影响

以玉米品种郑单958为材料,通过两年田间试验研究不同施氮量对夏玉米产量和氮素利用的影响。结果表明,随施氮量增加夏玉米产量先增加后降低,符合一元二次肥料效应方程;合理施氮量显著提高子粒产量;收获指数和氮收获指数随施氮量增加而降低,施氮量为189 kg/hm2和178 kg/hm2收获指数和氮素收获指数较高;过量施氮会降低氮肥利用率和氮肥偏生产力,平均较施氮量为189 kg/hm2和178 kg/hm2降低29~55个百分点和32~64 kg/kg;农学效率和生理利用率随施氮量先增加后降低,施氮量为200 kg/hm2左右时最高。当施氮量超过200 kg/hm2时,成熟期表层土壤硝态氮含量和氮肥表观损失率均随施氮量的增加而增加。夏玉米氮肥推荐用量应控制在200 kg/hm2以内。     

不同氮肥形式对春玉米产量、土壤硝态氮及氮素利用率的影响

通过田间试验研究不同氮肥对玉米产量、玉米不同生育期0~90 cm土层硝态氮含量和氮素利用率的影响。结果表明,0~90 cm土层,施用氮肥使土壤硝态氮残留量升高了约30%,且随玉米生育期逐渐下降,成熟期普通尿素处理比缓控释氮肥处理高20%左右。与普通尿素处理相比,缓控释氮肥处理土层硝态氮含量前期缓慢降低,后期下降速度快且硝态氮残留量较低。半控比掺混肥能满足玉米生育前期与后期对土壤硝态氮的需求,提高产量且最大限度提高氮肥利用率,满足一次性施肥的要求;硫包膜尿素基施的产量及氮素利用率最低且与其他氮肥处理存在显著差异。     

节水灌溉与有机肥配施对关中地区夏玉米氮肥利用的影响

为寻求更适合关中地区夏玉米的灌溉施肥管理措施，本研究通过田间试验，采用充分灌溉(W1)与减少灌溉量50%的非充分灌溉(W2)两种灌溉方式，设置3种不同的施肥处理，F1(化肥)、F2(24%有机肥+76%化肥)、F3(48%有机肥+52%化肥)，研究减少灌溉水量和配施有机肥对夏玉米产量及氮肥利用效率的影响。结果表明，节水灌溉和有机无机肥配施可提高植株对氮素的吸收、累积和转运水平。有机无机肥配施与不同灌溉量的交互作用对作物0～100 cm土层硝态氮含量影响显著。节水灌溉和有机肥配施处理均提高了夏玉米的子粒产量以及氮肥利用效率，W2F2处理的产量达到最高为6 287.3 kg/hm²。综上，节水灌溉(W2)和配施24%有机肥+76%土肥(F2)相结合的处理对应的氮素利用效果最好。     

不同施氮模式对春玉米产量、养分吸收及氮肥利用率的影响

通过田间试验研究吉林省黑土区不同施氮模式对春玉米产量、养分吸收及利用率的影响。结果表明, 玉米氮肥合理运筹有利于干物质积累和对养分的吸收与利用, 可获得较高的产量、效益和氮肥利用效率。在试验条件下, 施纯N 200 kg/hm², 1/5氮肥基施、2/5氮肥于拔节期追施、2/5氮肥于大喇叭口期追施的氮肥施用方式, 为黑土区春玉米最佳氮肥运筹模式。     

增效液体氮肥在苏打盐碱土中的应用效果研究

为改善苏打盐碱土区的玉米生长状况并提高氮肥肥效,本研究以尿素硝酸铵溶液、氮肥增效剂、调酸剂等材料制备增效液体氮肥（Effectively Urea Ammonium Nitrate Fertilizer,简称Eff UAN）,在吉林省西部苏打盐碱土区开展田间试验,验证其在滴灌施肥和常规施肥模式下的应用效果。试验结果表明,在滴灌施肥与常规施肥两种模式下,增效液体氮肥与传统尿素和尿素硝酸铵溶液相比,玉米产量提高10.2%～18.5%,氮肥利用率提高8.1～18.2个百分点,氮素损失率降低 9.5～23.7 个百分点。在玉米生育期内使表层土壤（15 cm）的 pH 值从 8.8 降低到 7.5～7.7。两种施肥模式下增效液体氮肥都能够显著改善植株的农艺性状（株高、茎粗和叶面积）。综上,增效液体氮肥可以有效降低生育期内土壤的pH值,改善植株地上部农艺性状,进一步提高玉米产量和氮肥利用率,降低氮素损失。     

有机无机肥配施对土壤硝态氮、玉米产量和氮素利用率的影响

通过田间定位试验,等氮量条件下研究100%有机肥(T1)、30%有机肥+70%无机肥(T2)、20%有机肥+80%无机肥(T3)、100%无机肥(T4)和不施肥(CK)对玉米各生育期0~90 cm土层硝态氮含量、玉米产量和氮素利用率的影响。结果表明,施肥均可增加各土层硝态氮含量,随玉米生长发育,表层硝态氮有下移趋势,成熟期最明显,其中,T4处理31~90 cm土层分别比CK、T3、T1和T2处理高96.9%、39.1%、36.1%和17.8%。苗期和灌浆期0~90 cm土层硝态氮累积量与玉米产量相关系数分别为0.925~*和0.904~*,拔节期达0.997~(**),T2和T3处理供氮能力较强。T3、T2、T4和T1处理玉米增产率分别达138.76%、131.93%、117.28%和71.73%,其中,T3和T2处理高产并稳产,可最大限度提高氮肥利用率,明显降低环境污染风险。有机无机肥配施是较为合理的施肥模式,且配比以20%∶80%为最佳。     

氮肥调控对东北黑土春玉米氮利用及氨挥发的影响

2018和2019年在吉林省梨树县开展大田定点试验，共设置6个处理，不施氮对照（N0）、常规施氮（N_Conv）、优化施氮（氮分次后移，N_OPT）、控释氮肥（掺混30%控释尿素，N_Ctrl）、增施有机肥（在N_OPT基础上增施有机肥，FM）和秸秆还田（在N_Ctrl基础上进行秸秆全量还田，SR），采用通气法田间原位监测不同管理措施下的氨挥发通量，并计算氮肥利用效率及氮平衡，明确氮肥调控对东北黑土春玉米氮利用及氨挥发的影响。结果表明，与N_Conv相比，各处理N_OPT、N_Ctrl、FM、SR分别提高了14.1%、15.6%、24.2%和27.1%的氮肥利用效率。与N0、N_Conv、N_Ctrl、SR处理相比，N_OPT、FM处理显著提高了氨挥发累积量，分别达氮肥施用量的3.2%和4.2%。N_OPT处理减少了46.2%的氮表观损失和30.1%的氮盈余。在氮肥施用量、施用时期和肥料类型等方面进行调控，可在稳产的同时大幅提高氮肥利用效率。施用控释氮肥可显著减少氨挥发损失。采用“掺混控释氮肥+秸秆还田”的调控措施更有利于增产增效，并减少环境污染风险。     

吉林省中部黑土区玉米氮肥效应研究

在吉林省中部地区黑土条件下,通过田间试验研究氮肥对玉米的增产效应和氮肥的利用效率。结果表明,施用氮肥处理产量极显著高于不施氮肥处理,但并不随施N量的增加而持续增加,当施N量增加至145 kg/hm2时,玉米产量最高,再增加施N量,其产量下降,符合二次曲线方程Y=ax2+bx+c。从施肥效益考虑,最大效益施N量为152.3～173.9 kg/hm2,获得玉米产量8 800～12 127 kg/hm2。玉米对氮肥的利用率随施N量的增加而降低。范家屯镇、陶家屯镇、万发镇3个试验点的施N量由90 kg/hm2增加至255 kg/hm2,其氮肥利用率分别由32.71%、58.95%和30.81%降低至14.52%、21.74%和11.16%。     

长期施肥对氮素利用以及土壤剖面氮素分布、积累的影响

依托28年长期定位试验，采集不同施肥处理土壤剖面样品，测定土壤硝态氮含量，结合产量计算氮素利用效率。结果表明，长期施肥显著增加玉米子粒产量、地上部总吸氮量及氮收获指数。化肥+有机肥(NPKM)处理产量最高，较单施化肥(NPK)处理提高8.7%。各处理硝态氮含量随着土层的加深均呈先降低后升高的趋势，硝态氮主要积累在0～100 cm土体，NPK、NPKM处理硝态氮积累量占比高于55%。因此，有机肥替代部分化肥可显著提高子粒产量，增加氮素利用效率，减少氮素淋溶。