不同覆盖种植方式与平衡施肥对旱地春玉米产量及水分利用效率的影响

采用田间试验方法,研究了不同覆盖种植方式与平衡施肥对旱地春玉米产量及其水分利用效率的影响。结果表明, 三种覆盖种植方式中,全膜双垄沟播种植方式有利于玉米碳水化合物的合成,增加玉米干物质积累量,N、P、K平衡施肥干物质积累量增加效果明显;与全膜双垄沟播相比,半膜覆盖和裸地种植玉米籽粒产量分别减产8.5%～17.6%和61.1%～95.3%,水分利用效率分别降低3.5%～15.1%和52.8%～60.2%;N、P₂O₅和K₂O的用量分别为225、120、60 kg·hm^-2时,F₁N₁处理玉米籽粒产量和水分利用效率最高。研究表明,在玉米全膜双垄沟播栽培技术条件下,平衡施肥可显著提高玉米籽粒产量和水分利用效率。     

施氮量对旱地全膜双垄沟播玉米田土壤硝态氮、产量和氮肥利用率的影响

针对黄土高原半干旱区春玉米全膜双垄沟播栽培中施肥不科学和氮肥利用率低的问题,研究不同施氮量对春玉米产量、土壤硝态氮及氮肥利用率的影响。采用2011—2012年两年田间定位试验,设置0、135、180、225、270 kg·hm~(-2)和360 kg·hm~(-2)六个施氮量,探讨不同施氮水平对作物和环境的影响。结果表明,随施氮量的增加,玉米产量先增加后降低。2011年施氮量180 kg·hm~(-2)时玉米子粒产量达到最大,为4 922.22 kg·hm~(-2),显著高于N135,与N225、N270差异不显著;2012年施氮量225 kg·hm~(-2)时,玉米子粒产量达到最大,为10 267.06 kg·hm~(-2),与对照及其它施氮处理差异不显著。硝态氮累积量在200 cm土层中随氮素投入量的增加而显著增加,随种植年限的增加各处理间差异增大。2011年N180、N225、N270、N360处理间硝态氮累积量差异均不显著,但显著高于N135处理;2012年各施氮处理间硝态氮累积量差异相互显著,N360累积量高达615.50 kg·hm~(-2)。玉米氮肥吸收利用率随着施氮量的增加呈先增加后降低趋势,施氮量为180 kg·hm~(-2)时,氮肥吸收利用率达到25.13%。适宜的施氮量能提高玉米产量及氮肥利用率,并且200 cm土层内硝态氮累积量较低,对环境的潜在危害较小。     

不同水肥管理措施对春玉米产量和土壤硝态氮时空分布的影响

采取大田结合小区试验的方法,研究了不同水肥管理措施对春玉米产量和土壤硝态氮时空分布的影响。结果表明:水肥一体管理区春玉米产量为17 107 kg·hm-2,显著高于传统水肥管理区(13 349 kg·hm-2);从春玉米出苗期到收获期,无肥区0~90 cm各土层硝态氮含量不断降低,累积总量也从452.5 kg·hm-2降低到279.1 kg·hm-2,传统水肥管理区和水肥一体管理区0~90 cm各土层硝态氮含量和累积总量均呈先上升后下降的趋势,但水肥一体管理区分次追肥避免了传统水肥管理大喇叭口期过量追氮带来的淋溶风险;春玉米大喇叭口期和收获期随着土层深度的增加,0~180 cm土层硝态氮含量呈下降趋势;不同水肥管理措施0~180 cm土层硝态氮累积总量传统水肥管理区最高,大喇叭口期和收获期分别达到1 119.3 kg·hm-2和945.5 kg·hm-2,淋溶风险最大。因此以水肥一体化为核心的水肥管理措施可实现冀西北地区春玉米高产和环境友好。     

施氮量和耕作方式对春玉米产量和土体硝态氮累积的影响

在冀西北春玉米种植区,对不同施氮量和耕作方武春玉米产量和土体硝态氮累积状况进行研究分析,结果表明,和常规耕作相比,免耕对春玉米产量无明显影响,通过建立的施氮量和春玉米产量的肥料效应函数,求得免耕1(玉米和大豆间作)、免耕2(玉米单作)和常规耕作(玉米单作)3种处理的适宜氮推荐用量分别为192～209 kg/hm2、19...     

不同灌溉施肥方式的土壤硝态氮分布特性试验研究

通过大田测坑玉米种植试验研究,分析了常规畦灌和膜孔灌条件下农田土壤硝态氮的分布特性。结果表明:膜孔灌溉0~60 cm土层的硝态氮在作物的整个生育期变化较大,60 cm以下变化平缓,上下土层硝态氮含量差异相对较小。而常规畦灌在0~40 cm内变化较大,上下土层间硝态氮含量差异较大。两种灌溉方式,表层土壤的硝态氮含量在整个玉米生育期为双峰形式,以三叶期和抽穗期为最高。与常规畦灌相比,膜孔灌溉消除了硝态氮的表聚现象,土壤剖面硝态氮分布更趋合理,更加有利于作物的吸收利用。膜孔灌溉由于其覆膜作用,减轻了硝态氮的淋洗,提高了氮素的利用率。     

旱地塿土长期定位施肥土壤剖面硝态氮分布与累积研究

通过12a大田长期定位试验研究了在自然降水条件、冬小麦—大豆轮作(或休闲)种植制度下，0～400cm塿土剖面硝态氮分布与积累的特点。结果表明，长期单施氮肥，氮的表观利用率特别低，仅0．51％，氮肥配施钾、磷肥，氮的表观利用率为25％～35％，氮磷钾平衡施肥及配施有机肥，氮的表观利用率达到50％；施N肥方式显著影响土壤硝态氮积累和淋移，旱地塿土长期单施化学氮肥或氮钾、氮磷、氮磷钾肥使土壤NO3^-—N大量积累和淋移；氮磷钾与有机肥的配合施用能有效地缓解土壤对硝态氮的积累，提高氮肥利用率。     

旱地(土娄)土长期定位施肥土壤剖面硝态氮分布与累积研究

通过12a大田长期定位试验研究了在自然降水条件、冬小麦—大豆轮作(或休闲)种植制度下,0～400cm土娄土剖面硝态氮分布与积累的特点。结果表明,长期单施氮肥,氮的表观利用率特别低,仅0.51%,氮肥配施钾、磷肥,氮的表观利用率为25%～35%,氮磷钾平衡施肥及配施有机肥,氮的表观利用率达到50%;施N肥方式显著影响土壤硝态氮积累和淋移,旱地土娄土长期单施化学氮肥或氮钾、氮磷、氮磷钾肥使土壤NO-3-N大量积累和淋移;氮磷钾与有机肥的配合施用能有效地缓解土壤对硝态氮的积累,提高氮肥利用率。     

不同施肥方式对垄沟灌溉水氮分布的影响

采用室内土箱试验,研究了垄沟施肥、垄底施肥和垄顶施肥方式和垄沟灌溉对水分、硝态氮和铵态氮分布的影响.结果表明,土壤水分最先从沟部入渗,垄沟表层土壤剖面迅速吸湿,在土壤水分再分布过程中,垄部土壤剖面含水量明显增加;但不同施肥方式对土壤水分含量不存在显著影响;土壤N03--N的分布与水分的分布类似,施肥方式对土壤N03--N含量存在显著影响,垄顶施肥和垄底施肥可以有效减少土壤N03--N的淋溶,至40 cm土层深度土壤N03--N含量仅为7 mg·kg-1左右,在剖面上的分布较为集中;然而,由于土壤表面的吸附作用,土壤NH4+-N在施肥区累积,出现峰值,再分布过程中垄顶施肥处理比垄底施肥处理土壤NH4+-N含量高.     

旱地全膜双垄沟播玉米秸秆还田对玉米生长及产量的影响

在半干旱旱作区通过试验研究全膜双垄沟玉米秸秆还田对土壤水分、玉米生长性状、秸秆腐烂程度以及产量的影响。结果表明,第一年玉米秸秆还田后全膜双垄沟播玉米前期表现出与作物争水分,后期增加了土壤的保水性,秸秆还田对土壤水分状况的影响具有双重性;玉米秸秆还田后,在作物的生长发育过程中不断地软化、腐烂,到玉米成熟时没有腐烂完的也都软化成碎的小片,以秋覆膜全膜双垄沟播秸秆还田处理的秸秆腐烂效果最好。秸秆还田对玉米叶面积及茎粗有一定的降低作用,秸秆还田后产量较不还田产量降低4.58%～4.65%、秋季整秆还田比顶凌整秆还田增产4.83%,但差异不显著。长期施用秸秆能够明显提高土壤有机质,有利于土壤的可持续发展。     

玉米秸秆还田对冬小麦产量和不同生育期土壤硝态氮累积量的影响

以田间试验方法研究了玉米秸秆还田配施氮肥对后茬冬小麦产量和小麦生育期土壤硝态氮累积量的影响。试验采用裂区设计,主处理包括玉米秸秆还田(S1)和不还田(S0)2个处理,副处理为5个不同施氮水平,分别为0、84、168、252 kg·hm~(-2)和336 kg·hm~(-2)。结果表明,施氮量较低时(分别低于99 kg·hm~(-2)和79 kg·hm~(-2)时),秸秆还田处理小麦产量低于秸秆不还田处理,施氮量较高时则相反;两条氮肥肥效曲线呈相交规律。施氮252 kg·hm~(-2)时,秸秆还田处理分别增产9.5%和2.1%,施氮336 kg·hm~(-2)时,秸秆还田处理分别增产7.0%和5.6%。冬小麦冬前分蘖期土壤硝态氮主要累积在0~40 cm土层;施氮量高于84 kg·hm~(-2)时,秸秆还田处理硝态氮累积量有高于相同施氮量下不还田处理的趋势,其中0~20 cm土层N336+秸秆还田处理硝态氮累积量比不还田处理提高25%(武功试验地)。冬小麦返青期土壤硝态氮较冬前分蘖期大幅降低,此期秸秆还田处理0~20 cm土层硝态氮累积量有低于秸秆不还田处理的趋势。周至县连续三年田间试验结果表明,秸秆还田处理冬小麦收获期土壤硝态氮累积量有高于秸秆不还田处理的趋势,不施氮肥处理0~1 m土层秸秆还田比不还田处理累积量显著提高43.4%。秸秆还田对冬小麦产量和土壤硝态氮累积量的影响与施氮量有关,施氮量较低时秸秆还田条件下冬小麦返青期土壤硝态氮含量较低,引起作物速效氮供应的短期(返青期追施氮肥前)缺乏,影响小麦生长,进而导致小麦减产。连续秸秆还田处理有利于小麦收获期2 m土壤硝态氮累积,减少向下淋溶。     

渭北高原旱地春玉米不同种植模式水温效应及增产效益研究

为了寻求渭北早地春玉米高产高效的种植方式,选择了几种不同的种植模式,对其蓄水、温度效应及增产效益进行了研究。结果表明,旱地春玉米冬闲期,地表采用秸秆整株压倒覆盖或秸秆粉碎覆盖,与翻耕裸地相比,土壤水分损耗明显减少。播种时采用的4种方式中,以倒秆覆盖膜侧种植的保水、增温效应最好,膜侧水温协调,植株生长健壮、增产增收效益十分显著,是旱地春玉米高产高效最佳的种植模式;碎秆覆盖露地种植、倒秆覆盖露地种植,前期园地温稍低,植株生长较弱,但中后期植株长势明显好于翻耕露地种植,亦有一定的保水、增产增收效果且易于操作,也是早地春玉米高产高效种植的较好方式。该种植模式适用于渭北高原及同类地区。     

栽培模式、施氮量对旱作春玉米农田矿质氮和产量的影响

研究了旱地不同栽培模式(全膜双垄沟和传统种植模式)和施氮量(0、170、200、230 kg·hm~(-2))对春玉米生长期间矿质氮和产量的影响。结果表明:不同处理条件下,硝态氮主要分布在0~40 cm土层,施氮量越高土壤中硝态氮的含量也就越高,随土层深度增加硝态氮含量降低;不同栽培模式对土壤中硝态氮的分布有明显影响,全膜双垄沟模式有助于玉米植株高效吸收利用土壤中的氮素,施氮量为0、170、200、230 kg·hm~(-2)处理的吸氮量分别提高了89.3%、51.1%、66.6%和102.8%,所有处理的吸氮量平均提高77.4%,从而减少土壤硝态氮的残留,而传统种植模式的玉米植株利用土壤氮素效率低,易造成硝态氮残留在土壤中,当遇到强降雨时硝态氮的淋洗现象严重,将硝态氮迁至作物无法吸收利用的土壤深度,造成资源浪费;而铵态氮在土壤中不易迁移,施氮量、栽培模式及玉米不同生育时期对铵态氮在土壤剖面中的分布几乎没有影响;玉米的植株吸氮量与玉米产量成正比,施氮处理植株吸氮量与产量显著高于不施氮处理,但是不同施氮处理间的差异不显著。全膜双垄沟模式下春玉米的最佳施氮量为200 kg·hm~(-2),而传统种植模式下的最佳施氮量为170 kg·hm~(-2),且在干旱地区宜采用全膜双垄沟栽培模式种植春玉米。     

种植模式对阿克苏绿洲农田土壤肥力的影响

土壤肥力是影响农田生态系统生产力及稳定性的重要因素,其演变的方向和程度受人类活动直接影响,探究农业种植模式与土壤肥力的相互关系对绿洲土壤生态系统的开发与保护具有重要意义。以塔里木河上游阿克苏绿洲为研究靶区,选择20年棉花连作、棉花/水稻轮作、棉花/茴香套作、棉花/打瓜套作4种不同种植模式的棉田为研究对象,综合土壤物理、化学和生物学性质利用因子分析法选取13项土壤因子评价土壤肥力状况的优劣。结果表明:种植模式和作物种类均会影响农田土壤的理化性质及酶活性,进而影响土壤肥力状况;4种种植模式下农田土壤肥力评价值排序为棉花/打瓜套作模式>水稻/棉花轮作模式>20年棉花连作>棉花/茴香套作模式。     

覆膜方式对旱作玉米硝态氮时空动态及氮素利用效率的影响

以提高玉米氮素利用效率、减少氮肥污染为目标,在甘肃省定西市李家堡设置了露地(NM)、半膜平作(HM)、全膜平作(CM)和全膜双垄(CMRF)沟播等田间试验处理,对其土壤剖面中NO3- -N的积累强度、玉米干物质积累及氮素利用效率进行了系统研究.结果表明:整个生育期覆膜处理在0～ 10 cm表层中NO3- -N浓度最高,...     

施氮和覆膜对旱作春玉米农田土壤微生物量和土壤酶活性的影响

为研究长期不同施氮水平和覆膜对黄土高原旱作春玉米高产体系土壤微生物活性的影响,设置田间试验包含施氮水平和覆膜2个因子,施氮量分别为0（N0）、100 kg·hm^-2（N100）、250 kg·hm^-2（N250）和400 kg·hm^-2（N400）,每个施氮水平下分别有覆膜（F）与不覆膜（B）处理,供试玉米品种为先玉335。2014年采集0~10 cm和10~20 cm土层土壤样品,测定土壤微生物量和酶活性,分析微生物量计量学特征并进行综合评价。结果表明,无论覆膜与否,土壤微生物量碳、氮和磷均随施氮量的增加而增加（除不覆膜时N400处理）,施氮量高于250 kg·hm^-2时土壤微生物量增加不显著。覆膜对土壤微生物量碳、氮无显著影响,而显著增加土壤微生物量磷;覆膜在一定程度上降低N0、N100和N400处理土壤微生物量碳氮比,施氮则显著增加微生物量碳氮比和微生物量氮磷比。0~10 cm土层脲酶活性随施氮量的增加而增加,但覆膜对脲酶活性无显著影响。覆膜和施氮均显著增加碱性磷酸酶活性,0~10 cm和10~20 cm土层覆膜N400处理碱性磷酸酶活性在相应土层最大,分别为1.49 mg·g^-1·d^-1和1.61 mg·g^-1·d^-1。主成分分析结果表明施氮量为250 kg·hm^-2时土壤微生物活性最强。研究表明无论覆膜与否,250 kg·hm^-2的施氮量是该地区适宜的施氮量。     

不同种植方式对旱地玉米产量的影响

在甘肃庆阳市开展了不同种植方式对旱地玉米产量及产量相关因子的影响试验,以探讨旱地玉米的高产栽培模式。试验以5个优良品种:郑单958(C1)、东单13号(C2)、登海1号(C3)、登海3521(C4)、先玉335(C5)为材料,采用裂-裂区设计,在膜侧种植(A1),膜上种植(A2),露地种植(A3)3种不同种植方式和35 cm(B1),20 cm和50 cm交替使用(B2)2种株距条件下,对种植方式、株距、品种及三者之间互作效应与玉米产量的关系进行研究,分析其对玉米生育期、产量及产量性状的影响。结果表明:膜侧种植(A1)、膜上种植(A2)与露地种植(A3)比玉米各生育期显著提前,出苗期分别提前2.0 d和1.2 d,成熟期则分别提前7.4 d和11.4 d。两种株距对生育期影响不大。膜侧种植(A1)、膜上种植(A2)玉米产量及百粒重显著高于露地种植(A3),分别增产543.0 kg·hm~(-2)和432.6 kg·hm~(-2),百粒重分别提高了2.36 g和1.82 g。5个品种中登海3521在两年试验中产量显著高于其它品种,平均产量达到11 051.15 kg·hm~(-2)。总种植密度不变情况下,株距与品种之间表现出交互作用,B1×C4连续两年获得高产,平均产量达到11 039.7 kg·hm~(-2),不等距种植可以使玉米增产,但不是适用于所有品种,大穗稀植型品种登海3521(C4)在等距种植条件下才能获得高产。     

减氮施肥及氮肥添加脲酶抑制剂对凉州灌区春玉米产量和氮肥利用的影响

以玉米品种先玉335为试验材料,于2018―2019年在甘肃省武威市黄羊镇黄羊村,研究了不施氮肥(CK)、农户施肥、减氮施肥、农户施肥添加脲酶抑制剂(NBPT)和减氮施肥添加脲酶抑制剂(NBPT)5种方式下玉米产量、产量构成因素、氮肥利用效率、0～100 cm土层硝态氮残留量的差异.结果表明,与农户施肥相比,减氮施肥在...     

半干旱区不同秋覆膜方式对土壤水分及春玉米光合特性的影响

为了提高旱作农区降雨利用效率,并解决春旱问题,在西北半干旱地区设置了秋季地膜全覆盖(PA)和秋季沟垄集雨半膜覆盖(RH)两种覆膜方式,以裸地不覆盖(CK)为对照,对土壤水分、春玉米功能叶片的光合参数、荧光参数和籽粒产量进行了研究。结果表明:与对照(CK)相比,不同秋覆膜方式显著增加了春玉米播前0~100 cm土壤储水量,2013年春旱严重,PA和RH处理分别提高了26.15%和13.40%;2014年春季有雨雪,两种覆膜方式分别提高了10.44%和11.20%。不同秋覆膜处理的春玉米净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、最大荧光(Fm)、最大光化学量子产量(Fv/Fm)、PSII的潜在活性(Fv/F_0)和光化学猝灭系数(q P)较对照有不同程度提高,且2014年增幅高于2013年。2013年PA和RH处理的籽粒产量较CK分别提高了40.98%和25.83%,水分利用效率增加了29.70%和22.87%;2014年两个处理春玉米籽粒产量分别提高了74.60%和48.64%,水分利用效率增加了64.87%和47.08%。试验表明,不同秋覆膜方式在西北半干旱地区均可提高春玉米叶片的光合性能,并显著提高春玉米籽粒产量及水分利用效率,在偏旱的年份效果尤为明显,且秋季地膜全覆盖优于秋季沟垄集雨半膜覆盖,是西北半干旱区春玉米一种高效的栽培模式。     

不同施肥模式对盐碱化稻作土壤细菌群落的影响

为了提高盐碱化土壤肥力,确定适宜的施肥模式,以宁夏银北西大滩核心试验站的盐渍化荒地为对象,采用Illumina高通量测序分析法研究了脱硫废弃物与有机肥不同施肥模式1)对照Control(不施脱硫废弃物和有机肥),2) T1处理(脱硫废弃物31 250 kg·hm~(-2)),3) T2处理(31 250 kg·hm~(-2)+有机肥10 000 kg·hm~(-2)),4) T3(31 250kg·hm~(-2)+有机肥18 000 kg·hm~(-2)),5) T4(脱硫废弃物31 250 kg·hm~(-2)+有机肥25 000 kg·hm~(-2))对盐碱化稻作土壤理化性质、细菌群落结构的影响。结果表明,与对照组相比施用脱硫废弃物31 250 kg·hm~(-2)和有机肥25 000 kg·hm~(-2)处理组(T4)显著增加了水稻土壤有机碳(6.74%)、碱解氮(37.20%)、速效磷(47.83%)、铵态氮含量(96.26%)。测序结果表明,土壤中Proteobacteria,Bacteroidetes,Gemmatimonadetes,Actinobacteria,Acidobacteria,Firmicutes,Chloroflexi,Spirochaetes,Euryarchaeota和Nitrospirae为排名前10位的优势菌群,占总分类单元的96.05%～94.32%。主成分分析发现,施用脱硫废弃物和有机肥可以显著的影响细菌群落结构,土壤细菌群落的α多样性指数随着有机肥含量的增加而增加。T4处理组土壤细菌群落结构与其它处理差异显著。在属水平,包括盐单胞菌(Halomonas)、Sulfurimonas以及Lutibacter在内的12个优势细菌属的相对丰度在T4处理组显著增加(P0.05)。RDA分析表明盐碱化土壤碱解氮和铵态氮含量分别解释了水稻土壤细菌群落结构变异的16.9%和14.0%(P0.05)。这些结果均表明短期不同施肥模式下对盐碱化稻作土壤具有一定的改良效果。     

秸秆覆盖条件下不同施氮水平冬小麦氮素吸收及土壤硝态氮残留

通过田间定位试验研究秸秆覆盖条件下施氮量对小麦氮素吸收利用及土壤硝态氮残留的影响.试验包括覆盖(不覆盖和秸秆覆盖4500 kg/hm2)和施氮量(0,75,150,225和300 kg N/hm2)两个因素,共10个处理,重复3次.3年结果表明:秸秆覆盖对冬小麦吸氮量没有显著影响,但在偏旱年份,秸秆覆盖有利于提高氮肥利用效率.与不覆盖类似,秸秆覆盖冬小麦吸氮量在3年间呈持续增加趋势.不论秸秆覆盖还是不覆盖,施氮量小于等于150 kg/hm2时,对土壤硝态氮残留量均没有显著影响;施氮量高于150 kg/hm2时,土壤残留硝态氮量则显著增加,0～200 cm剖面出现明显的累积峰,秸秆覆盖土壤残留硝态氮累积峰较不覆盖处理深40 cm左右.