党参氮磷钾施肥效应与最优施肥量研究

目的利用数学模型研究氮、磷、钾不同配比对党参产量以及有效成分含量的影响,以确定试验区党参的施肥模式和最优的氮磷钾配比,为党参规范化栽培提供依据。方法采用氮、磷、钾三因素二次D-饱和最优设计,进行了田间试验,建立了氮、磷、钾的施肥量编码值与党参根产量、党参炔苷含量以及党参多糖含量的效应函数。结果氮、磷、钾肥对党参产量的影响大小依次为氮 > 钾 > 磷;氮、磷、钾肥对党参炔苷含量的影响为磷 > 氮 > 钾;氮、磷、钾肥对党参多糖含量的影响为磷 > 钾 > 氮。寻优结果表明,目标产量在2100～2500 kg/hm2范围内,95%的置信区间所对应的优化施肥量为N 128.4～174.1 kg/hm2、P₂O₅ 49.26～80.41 kg/hm2、K₂O 45.31～70.42 kg/hm2;炔苷含量高于0.75 mg/g,95%的置信区间所对应的优化施肥量为N 128.5～196.6 kg/hm2、P₂O₅ 77.09～118.0 kg/hm2、K₂O 41.34～53.72 kg/hm2;多糖含量高于22.50%,95%的置信区间所对应的优化施肥量为N 96.04～141.6 kg/hm2、P₂O₅ 61.53～88.33 kg/hm2、K₂O 40.22～75.83 kg/hm2。结论党参高产优质高效栽培最优施肥量为N 128.5～141.6 kg/hm2、P₂O₅ 77.09～80.41 kg/hm2、K₂O 45.31～53.72 kg/hm2,N、P₂O₅、K₂O的最优施肥量配比为1∶0.54～0.63∶0.32～0.42。     

我国蔬菜化肥减施潜力与科学施用对策

本文基于国家大宗蔬菜产业技术体系养分管理岗位团队“十一五”和“十二五”计划对全国蔬菜的试验和调查结果(共1227个农户地块，其中578个设施蔬菜地块，649个露地蔬菜地块)，细致分析了我国蔬菜化肥和有机肥使用本底及施肥中存在的主要问题。分析结果表明，1) 我国蔬菜化肥养分 (N + P₂O₅ + K₂O) 用量平均为1092.0 kg/hm2，是全国农作物化肥养分用量 (328.5 kg/hm2) 的3.3倍，其中设施和露地蔬菜化肥养分用量平均分别为1354.5和 859.5 kg/hm2，分别是全国农作物化肥养分用量的4.1和2.6倍。2) 我国蔬菜肥料 (化肥 + 有机肥) 中氮、磷和钾各自总用量普遍超量，主要设施蔬菜N、P₂O₅和K₂O施用总量平均分别是各自推荐量的1.9、5.4和1.6倍，主要露地蔬菜N、P₂O₅和K₂O施用总量平均分别是各自推荐量的2.7、5.9和1.5倍，区域间蔬菜肥料养分用量不均衡现象突出，蔬菜种类间肥料养分用量差异大。3) 有机肥和基施化肥中的N、P₂O₅、K₂O比例不合理，P₂O₅占比明显过高。设施栽培蔬菜总养分投入、有机肥养分和基施化肥养分N∶P₂O₅∶K₂O分别为1.00∶0.85∶0.94、1.00∶1.10∶0.88和1.00∶0.95∶1.09；露地蔬菜三者比例平均分别为1.00∶0.63∶0.56、1.00∶1.01∶0.84和1.00∶0.90∶0.67。4) 基肥化肥养分用量比例普遍过高，设施和露地蔬菜平均分别达到45.7%和51.0%，其中华北、华东、华中和西南地区设施蔬菜基肥化肥养分比例平均在45.5%～68.7%之间，华中地区露地蔬菜基肥化肥养分比例平均高达63.0%。5) 按合理施肥条件下设施蔬菜有机肥替代化肥45%、露地蔬菜有机肥替代化肥35%的比例估算，主要设施蔬菜化肥养分减施潜力平均在34.8%～67.1%之间，主要露地蔬菜化肥养分减施潜力在41.9%～76.8%之间。我国主要菜区今后在减少N、P₂O₅、K₂O投入总量的同时，应高度重视协调N、P₂O₅、K₂O比例以及化肥的基追肥比例，改进磷肥使用策略，并制订化肥精准减量、有机肥替代化肥、施用专用新型化肥、推广水肥一体化技术等技术对策。     

天津市设施菜地施肥现状及减施潜力和对策

  【目的】  设施菜地存在施肥量过大、肥料利用率低、环境污染等问题。通过对天津市设施菜地施肥现状调查,明确设施菜地施肥现状和存在问题,为制定科学合理的施肥方案提供依据。  【方法】  本研究对天津市193个设施蔬菜地块施肥现状展开调查,明确设施菜地施肥特征,估算肥料总养分和化肥养分减施潜力。  【结果】  天津市日光温室平均养分施用总量为N 775.6 kg/hm2、P₂O₅ 715.5 kg/hm2和K₂O 524.9 kg/hm2,显著大于塑料大棚对应养分平均施用总量N 670.9 kg/hm2、P₂O₅ 584.5 kg/hm2和K₂O 425.3 kg/hm2 (P < 0.05)。有机肥是设施菜地养分的主要来源,对日光温室和塑料大棚N、P₂O₅和K₂O各自施用总量的贡献均超过50%。日光温室和塑料大棚中,化肥对磷 (P₂O₅) 施用量的贡献分别为44.2%和48.8%。从养分施用方法看,N、P₂O₅和K₂O基施比例日光温室分别为79.4%、80.2%和73.5%,塑料大棚分别为70.2%、78.2%和67.4%,P₂O₅基施比例大于N和K₂O。日光温室和塑料大棚平均养分施用比例 (N∶P₂O₅∶K₂O) 分别为1.00∶0.92∶0.69和1.00∶0.87∶0.63。相比推荐施肥量,天津市设施蔬菜N和P₂O₅普遍施用过量,甘蓝和白菜K₂O投入不足。设施菜地总养分 (N + P₂O₅ + K₂O) 减施潜力在31.5%～65.0%,化肥养分减施潜力在22.4%～66.6%。  【结论】  天津市设施菜地养分以基施为主,其中化肥基施比例偏高,追肥养分比例过低,养分总量过量施用现象普遍。设施菜地基施化肥和追肥中P₂O₅比例偏高,养分结构不合理。主要设施蔬菜中,茄子、番茄和芹菜的N和P₂O₅施用总量远超过各自推荐施肥量,化肥养分减施潜力较大,是设施蔬菜肥料减施关注的重点。     

施肥配合薄膜生草二元覆盖有效提高渭北苹果的产量和品质

【目的】 合理施肥与覆盖是渭北果园高产高效的必要措施,本研究依据当地实际提出了一个优化的施肥覆盖综合措施,并进行了效果验证试验,为其改进和推广提供依据。 【方法】 田间试验于 2012～2014 年在陕西渭北旱塬白水县收水村、可仙村、田家洼村进行。对照采用的农户模式(F)为不施有机肥、果树行间裸露,基肥 N∶P₂O₅∶K₂O 用量为 300∶160_.∶120 kg/hm2;萌芽期 3 月 20 日追肥;N∶P₂O₅∶K₂O 用量为 150∶80∶60 kg/hm2。目前的推广措施为增施有机肥 22.5 t/hm2,树盘覆盖黑塑料膜,基肥 N∶P₂O₅∶K₂O 用量为 200∶120∶180 kg/hm2,追肥推迟到膨果期 8 月 10 日进行,N∶P₂O₅∶K₂O 用量为 100∶60∶90 kg/hm2;拟定的优化施肥模式(O)为:树盘四周覆盖黑色塑料膜,树行间种植小油菜覆盖土壤,有机肥增加到 45 t/hm2,氮磷钾用量不变,调整基追比例和追施时间,具体为基肥 N∶P₂O₅∶K₂O 用量为 150∶90∶135 kg/hm2,追肥在 7 月 10 日进行,N∶P₂O₅∶K₂O 用量为 150∶90∶135 kg/hm2。测定比较了三种管理措施不同时期苹果叶片和果实的养分含量及累积量,并分析了果实品质及产量。 【结果】 与现有模式相比,优化模式果树幼果期叶片 N、P、K 含量平均分别增加了 1.4%、8.4% 和 5.9%;膨果期分别平均增加了 5.6%、15.5% 和 8.1%;成熟期平均分别增加了 6.9%、5.9% 和 11.6%。果实对 N、P、K 养分吸收量为优化模式 > 现有模式 > 农户模式,三个果园优化模式管理的果实 N、P、K 养分吸收量较现有模式平均分别增加了 30.1%、31.8% 和 26.5%。优化模式能显著提高果实硬度、VC、可溶性固形物含量、可溶性糖含量及单果重,降低果实酸含量。果实商品率和糖酸比均以优化模式最高,商品率较农户模式、现有模式平均增加 22.2%、17.4%,糖酸比平均增加 42.6%、14.5%。此外,优化模式能显著提高苹果单株产量,三个试验点优化模式较农户模式和现有模式单株产量平均增加 58.7%、28.1%。 【结论】 在现有推广模式的基础上,有机肥施用量增加到 45 t/hm2,基肥和追肥 N∶P₂O₅∶K₂O 用量调整为 150∶90∶135 kg/hm2,并将追肥时期提前到 7 月 10 日幼果膨大初期,配合树盘覆盖薄膜、行间种植小油菜二元覆盖,可以更有效地提高渭北旱地果园苹果的产量和品质。      

陕西省商洛核桃产区施肥现状评价

【目的】 了解商洛核桃园施肥情况,诊断评价商洛核桃产区施肥状况,提出合理施肥量和养分管理建议。 【方法】 2014、2016两年调查511个果园的生产和养分管理现状,分析187个果园土壤养分状况,结合该区域核桃施肥文献、土壤养分测定结果对施肥现状进行综合评价。 【结果】 商洛地区核桃园果农户均面积0.28 hm2,产量1245.4 kg/hm2;2014、2016年果农施用有机肥的养分量占总养分投入量的21.6%和20.0%,未施用有机肥农户分别占总调查农户的34.5%和12.7%;2014年化肥N、P₂O₅、K₂O投入量依次为 (189.1 ± 111.1) kg/hm2、(114.8 ± 61.1) kg/hm2、(56.9 ± 72.5) kg/hm2;2016年相应提高为 (222.4 ± 115.1) kg/hm2、(153.7 ± 80.8) kg/hm2、(77.4 ± 91.1) kg/hm2。随着施肥量的增加,调查区土壤速效氮、速效磷由2014年的 (19.02 ± 3.72) mg/kg、(16.42 ± 4.50) mg/kg显著提高到2016年的 (24.78 ± 5.12) mg/kg、(22.16 ± 4.40) mg/kg;2014、2016年调查区化肥氮投入量合理比例分别为15.0%、22.6%,不足比例为74.5%、59.5%;P₂O₅投入合理的比例为39.4%、33.9%,不足比例为44.0% 、27.3%,过量比例为16.6%、38.4%;K₂O投入合理的比例为8.3%、13.5%,不足比例高达86.2%、74.5%;有机肥合理比例为38.7%、39.2%,不足比例为61.3%、60.8%。调查区基肥以有机肥为主,追肥以尿素为主;商洛地区核桃园盛果期化肥投入最佳量应为N 220～270 kg/hm2、P₂O₅ 110～140 kg/hm2、K₂O 150～190 kg/hm2,有机肥投入氮最佳量应大于77 kg/hm2。 【结论】 调查区核桃园应适时追施氮肥,钾肥投入严重不足,磷肥呈现过量化趋势;农户忽视追肥,施肥结构不合理。今后该区域果园养分管理中,应大力改善氮、钾养分比例,合理引导磷肥的科学施用,减少养分损失带来的面源污染;最后还应该重视追肥次数和微量元素投入。      

氮磷钾肥用量及基追比例对山药产量及养分利用的影响

  【目的】  本研究通过分析氮、磷、钾施用量及分次施用比例对冀中平原棒山药产量、养分累积特征和养分利用效率的影响,以明确棒山药的最佳养分管理方式。  【方法】  田间试验分别在河北保定随东村和西孟尝村进行,供试山药品种为当地主栽品种棒山药。在随东村进行了氮磷钾3因素4水平完全随机试验,4个施N水平为0、225、300、450 kg/hm2 (基追比均为3∶7),4个施P₂O₅水平为0、75、150、300 kg/hm2 (均基施),4个施K₂O水平为0、225、300、450 kg/hm2 (基追比均为4∶6),分析山药产量及不同生长阶段地上、地下部氮磷钾累积量。在西孟尝村进行了基施不同氮、磷量和钾肥的基追比例试验,4个基施氮(N)水平为0、60、90、120 kg/hm2,除对照外追施量均为240 kg/hm2;4个基施P₂O₅水平为0、150、225、300 kg/hm2;4个钾肥基追 (追肥分别于根茎膨大初期和盛期) 比例为0∶0∶0、5∶2∶2、5∶4∶0、9∶0∶0,K₂O施用总量均为270 kg/hm2。收获期测定山药茎、叶、零余子和根茎的生物量和氮磷钾累积量。  【结果】  1) 氮肥基追比例相同时,总施N 300 kg/hm2的山药产量和氮累积量显著高于施N 225 kg/hm2,表观利用率、农学效率和偏生产力则显著高于N 450 kg/hm2处理;追施氮量相同时,基施纯N 90 kg/hm2的全株氮、钾累积量显著高于基施纯N 60 kg/hm2,但两者山药产量、地下部氮磷钾累积量及养分利用效率均无明显差异。2) 不同施磷水平下,P₂O₅ 150 kg/hm2处理的山药产量和氮磷钾累积量显著高于P₂O₅ 75 kg/hm2处理,增产7.9%;当施P₂O₅量超过150 kg/hm2时,山药产量不再增加;但施P₂O₅ 225 kg/hm2的地上部氮磷累积量以及全株氮累积量均显著高于施P₂O₅ 150 kg/hm2,两者的表观利用率也没有明显差异。3) 不同供钾水平下,总施K₂O 300 kg/hm2的山药产量和氮磷钾累积量显著高于K₂O 225 kg/hm2处理,表观利用率、农学效率和偏生产力则显著高于K₂O 450 kg/hm2处理;总施K₂O量为270 kg/hm2时,基追分施处理的山药产量、氮磷钾累积量和养分利用效率均优于一次性基施。  【结论】  适量增施氮磷钾肥有利于山药增产和养分吸收,但过量施肥并不会增加产量且降低养分利用效率。结合适种山药的土壤性质和山药养分需求特性,从保证山药产量、实现养分累积和利用效率最大化,同时兼顾维持土壤肥力角度考虑,传统水肥管理方式下最佳氮磷钾养分管理的推荐模式为:基施纯N 60～90 kg/hm2,追施N 210～270 kg/hm2,追肥分别于甩条发棵期、根茎膨大初期和盛期进行;一次性基施P₂O₅ 150～225 kg/hm2;总施K₂O 270～300 kg/hm2,基肥K₂O 120～150 kg/hm2,其余在根茎膨大初期追施一次或者于根茎膨大初期和盛期等量各追施一次。     

云南不同生态蔗区甘蔗施肥现状分析与评价

【目的】 云南省是我国第二大甘蔗和食糖生产基地,了解云南省不同生态蔗区甘蔗施肥现状及蔗农养分资源管理中存在的问题,提出解决问题的对策,对于提高甘蔗产量及品质、优化蔗农经济效益和甘蔗产业可持续发展具有重要意义。 【方法】 采用蔗农统一问卷实地走访调查的方法,对2013—2014年榨季的24个县1350户蔗农的甘蔗产量、施肥习惯及施肥量、施肥种类、施肥时间、施肥方式等进行了调查。根据蔗区的实际肥料投入量和各肥料产品中标注的有效养分含量,计算化肥中各养分的投入量,没有记录的按调查多数平均值计算。 【结果】 通过实际调查资料汇总,当甘蔗产量介于85.00～90.00 t/hm2 时,建议化肥用量分别为 N 285～350 kg/hm2、P₂O₅ 200～250 kg/hm2、K₂O 175～225 kg/hm2,N∶P₂O₅∶K₂O 养分比例约为1∶0.7∶0.6。蔗区养分调查结果表明,不同生态蔗区甘蔗平均产量表现为南亚热带湿润蔗区 > 中亚热带湿润蔗区 > 北热带半湿润蔗区,分别为81.40 t/hm 2、81.73 t/hm2 和75.44 t/hm2,全省甘蔗平均产量80.35 t/ hm2。南亚热带湿润蔗区以施基肥为主,施用基肥的蔗农比例为99.71%;中亚热带湿润蔗区和北热带半湿润蔗区以施追肥为主,施用追肥的蔗农比例分别为94.17%和93.94%;化学肥料品种以尿素、普通过磷酸钙和复合肥为主,且施用复合肥的比例较高,其施用的样本比例占到了总样本数的94.13%;有机肥以滤泥、酒精废液和蔗叶还田为主,且均作为基肥施用,施用比例小。全省化肥氮 (N)、磷 (P₂O₅) 和钾 (K₂O) 投入量分别是193.67 kg/hm2、116.79 kg/hm2 和95.86 kg/hm2。云南省各生态蔗区甘蔗化肥养分投入量均表现为氮肥 > 磷肥 > 钾肥。蔗区施肥以两次施肥 (基肥 + 追肥) 和一次施肥 (追肥) 为主。甘蔗下种时基肥随蔗种一起施入,进入拔节伸长期时进行追肥,追肥均在4 月份至6 月份完成。肥料施用方式以条施和穴施为主,施肥深度存在较大差异,施用追肥后不盖土的现象严重,中亚热带湿润蔗区追肥后不进行覆土的蔗农占样本总数的82.53%。 【结论】 云南不同生态蔗区存在以下问题:重追肥,轻基肥;重视化学肥料、复合肥,忽视有机肥;重视氮肥,轻钾肥;部分地区追肥不覆土现象严重。因此,针对不同生态蔗区应积极推广有机肥的投入,平衡氮肥与磷肥用量,提高钾肥的施用量,优化基肥追肥肥料投入比例,推广测土配方施肥,做到施肥覆土,提高肥料利用效率。      

春玉米连作体系高产栽培模式优化研究

【目的】 通过探讨春玉米土壤物理性状、根系动态变化、产量等对不同农学管理模式的响应,为优化玉米高产高效栽培技术提供理论依据。 【方法】 以先玉335为供试品种,进行了三年大田定位试验,对种植密度、肥料施用、土壤耕作三项关键技术进行优化组合。设计了4种模式:1) 按照当地农户习惯,种植密度5.0万株/hm2,一次性施用化肥N 225、P₂O₅ 82.5、K₂O 67.5 kg/hm2,灭茬旋耕 (CK);2) 种植增密至6.0万株/hm2,化肥用量为N 195、P₂O₅ 75、K₂O 82.5 kg/hm2,氮肥分两次施用,播前和拔节期分别施78和117 kg/hm2,基施有机肥15000 kg/hm2及中微肥60 kg/hm2,灭茬旋耕 (Opt-1);3) 种植密度7.0万株/hm2,施化肥量为N 300、P₂O₅ 120、K₂O 120 kg/hm2,氮肥分三次施用,播前、拔节和抽雄期分别施用120、120、60 kg/hm2,磷肥和钾肥分两次施用,播前和拔节分别施用96和24 kg/hm2,基施有机肥15000 kg/hm2及中微肥150 kg/hm2,拔节期深松 (Opt-2);4) 施化肥N225、P₂O₅ 90、K₂O 90 kg/hm2,氮肥分三次施用,播前、拔节和抽雄期分别施用90、90、45 kg/hm2,磷肥和钾肥分两次施用,播前和拔节分别施用72和18 kg/hm2,有机肥、中微肥和种植密度同Opt-2(Opt-3)。调查了产量构成、氮素吸收、0—60 cm土壤物理性状和根系动态变化。 【结果】 产量主要是依靠收获穗数的增加来实现,Opt-1、Opt-2、Opt-3处理下的产量分别较CK高12.1%、15.3%和13.9%。与Opt-3处理相比,Opt-2处理氮肥用量增加33.3%,吸氮量仅增加6.9%,且多集中于茎叶,产量未增加。Opt-2、Opt-3处理在拔节期深松后,吐丝期和乳熟期固相比例有所下降,尤以乳熟期较为显著,平均各土层分别降低了8.8%和7.4%,进而增加了0—40 cm耕层土壤的通透性。Opt-1、Opt-2、Opt-3处理在0—10 cm土层根长、根重和根表面积均显著高于CK,在30—40 cm土层Opt-2、Opt-3处理的根长和根表面积比CK分别增加36.6%、44.6%和34.9%、37.1%;与CK相比,Opt-1、Opt-2、Opt-3处理在玉米吐丝期0—60 cm土壤硝态氮残留量分别减少45.7%、31.0%、23.2%,且处理间差异显著。Opt-2和Opt-3处理在12展叶期进行深松追肥后促进了硝态氮的下移。 【结论】 通过增密、调肥、深松三项技术措施的集成优化,提高了0—40 cm耕层土壤的通气性,促进了玉米根系下扎且充分生长,吸收利用了0—60 cm土层中的硝态氮,进而显著增加了产量和肥料利用率。通过调整施肥量,补充有机肥和中微量元素,氮磷钾肥分两次施用并结合拔节期深松,其产量和吸氮量较目前常规栽培模式增幅分别为13.9%和9.5%,是较优的栽培技术模式。      

基于川麦冬活性成分高和重金属含量低的有机无机肥最佳配施方案

  【目的】  明确川麦冬[Ophiopogon japonicus (Linn. f.) Ker-Gawl]生产中氮 (N)、磷 (P)、钾 (K) 和生物有机肥 (BF) 最佳配施量,为大田川麦冬的科学种植提供参考。  【方法】  采用L₉ (34) 正交设计,分析9个不同N、P、K与BF组合处理下,川麦冬品质活性成分、代表性活性成分与重金属含量,并基于DTOPSIS法进行了综合选优。  【结果】  合理的N、P、K和BF配施可显著提高川麦冬水溶性浸出物、总皂苷、可溶性多糖、麦冬皂苷D与麦冬皂苷D'的含量,降低Cu、Gd、As、Pb、Hg的含量。其中,以N₁P₃K₃BF₃处理的水溶性浸出物、总皂苷、麦冬皂苷D与麦冬皂苷D'的含量最高,分别为74.52%、0.38%、112.208 μg/mL与56.293 μg/mL;可溶性多糖含量最高的为N₃P₃K₂BF₁处理(42.47%);Cu和Pb含量最低的为N₁P₂K₂BF₂处理,As含量最低的为N₃P₂K₁BF₃处理,Gd含量最低的为N₂P₁K₂BF₃处理,Hg含量最低的为N₂P₂K₃BF₁处理。  【结论】  通过DTOPSIS法进行了综合选优,活性成分高、重金属含量低的最佳施肥组合为N₁P₃K₃BF₃,即N、P₂O₅、K₂O和生物有机肥分别为598、240、595.80和2700 kg/hm2。     

有机无机肥配施对川麦冬农艺性状、产量与品质的影响

采用四因素五水平二次正交旋转组合设计进行田间试验,建立N、P2O5、K2O、有机肥与川麦冬农艺性状和生物量的函数模型,研究N、P2O5、K2O与有机肥的施用量对川麦冬农艺性状、生物量和质量的影响,探索适合川麦冬的最佳施肥方案。通过模型解析,N、P2O5、K2O和有机肥对川麦冬农艺性状、生物量和质量具有显著影响。N对叶片数、叶长、分蘖数、块根数和水溶性浸出物含量贡献率最大;P2O5对叶宽贡献率最大;K2O对根长、须根数、须根鲜重、须根干重、茎叶干重、鲜产量和总皂苷含量贡献率最大;有机肥对茎叶鲜重和干产量贡献率最大。N-有机肥对茎叶干重达到显著影响;N-有机肥互作对鲜产量达到显著影响;K2O-有机肥互作对鲜产量和干产量达到极显著影响;N-K2O互作对川麦冬中总皂苷含量达到显著影响;N-K2O互作和N-有机肥互作对水溶性浸出物含量达到显著影响;P2O5-有机肥互作对水溶性浸出物含量达到极显著影响。通过频数分析法并进行交集优化之后得到了川麦冬高产优质的最佳施肥方案为N 676.75～819.16 kg/hm2,P2O5 183.07～206.30 kg/hm2,K2O331.07～437.53 kg/hm2或467.31～568.76 kg/hm2,商品有机肥2 191.20～2 732.40 kg/hm2。     

长期单施有机肥和化肥对土壤养分和小麦产量的影响

【目的】等氮、磷、钾养分投入条件下,探索黄淮海小麦主产区化肥和有机肥施用对小麦的增产效果以及土壤养分的演变规律,为小麦科学施肥及土壤肥力的提升提供依据。【方法】本研究以8年长期定位试验为平台,在冬小麦—夏玉米的传统种植制度下,有机肥和化肥处理均分别设置5个施氮 (N) 量:0、120、240、360、600 kg/hm2,共9个处理。化肥处理的磷、钾用量等同各有机肥处理带入的量。于每年小麦收获期测定小麦产量和土壤养分含量。【结果】在土壤养分方面,土壤有机质、全氮、有效磷、速效钾含量均随有机肥用量的增加而增加,并且呈逐年增长的趋势。化肥在提高土壤有机质及全氮方面与施肥量无明显关系,年际间差异不明显,基本处于同一水平。增施化肥在开始几年能够缓慢提高土壤有效磷和速效钾的养分含量,之后保持稳定。在同一施氮水平下,有机肥处理土壤有机质、全氮、有效磷钾养分含量均显著高于化肥各处理。在作物增产方面,施氮240、360、600 kg/hm2的有机肥处理小麦产量均显著高于施氮120 kg/hm2的有机肥处理,但三个处理之间差异不显著;化肥各处理间均差异不显著。除施N 120 kg/hm2水平下,化肥处理产量显著高于有机肥处理外,其他相同氮水平下化肥处理与有机肥处理无显著差异。【结论】有机肥在培肥土壤方面,效果明显优于化肥,并且有机肥处理随施肥量的增加能够持续提高土壤养分库容量,而化肥对于土壤养分的提升效果不大,始终处于一个相对较为稳定的水平。有机肥和化肥施用均对小麦产量具有显著的提升效果。在N 120 kg/hm2的低氮条件下,化肥对小麦的增产效果优于有机肥,而在高于N 240 kg/hm2的养分条件下,有机肥与化肥增产效果基本一致。另外,当产量提高到一定水平后,增加施肥量无助于作物产量的提高。     

我国茶园施肥现状与减施潜力分析

【目的】茶树是我国重要的经济作物之一,合理施肥是保证茶叶高产优质的重要措施,受茶树品种、采摘模式、栽培水平的影响,我国不同地区茶园间施肥量存在较大的差异。厘清我国茶园施肥现状,分析不同茶区施肥水平的差异,寻求差异化的减肥途径,对实现我国茶园化肥减施增效,促进茶产业可持续发展具有重要意义。【方法】依托国家茶产业技术体系试验站,本研究于2010—2014年期间在我国主要茶区调查了5000多个茶树种植单元,约占我国茶园总面积的5%。调查内容包括氮磷钾肥料品种、用量、施用时间、施用方式以及茶园面积、茶树品种、施肥成本等信息。根据肥料养分含量计算不同种植单元的氮磷钾养分投入量,有机养分替代比例,并以现行的茶园推荐施肥标准作为施肥评价依据,对不同区域茶园的施肥水平进行了评价。【结果】我国茶园的养分投入总量 (N + P₂O₅ + K₂O) 为796 kg/hm2,施用有机肥的茶园样本比例为46%,按纯养分计,茶园有机养分投入量平均占总养分投入量的15%。各省茶区年均养分投入量为N 281～745 kg/hm2、P₂O₅ 72～485 kg/hm2、K₂O 76～961 kg/hm2。参照目前的推荐肥料用量,我国有30%左右茶园存在化肥过量施用问题,其中山东、湖北、湖南、江西、四川、福建等地过量施肥问题较为突出。复合肥已成为茶园的重要肥料品种,80%的茶园施用的是等养分比例的复合肥,茶园中磷肥或者钾肥过量施用现象开始凸显,福建、江西、湖南等地过半茶园磷、钾养分投入过量。根据过量施肥茶园的现有施肥水平,通过总量控制和增加有机肥比例等途径,大约可削减30%～40%的化肥用量。【结论】我国30%的茶园化肥过量施用,80%的茶园施用的化肥氮磷钾比例不完全符合茶叶养分需求,有机肥养分所占比例偏低,只有15%。依据不同茶区养分具体管理方式、茶叶栽培特点以及土壤条件,因地制宜采取差异化的茶园化肥减施策略,大约可削减30%～40%的化肥用量。     

黑土有机氮肥替代率演变及其对土壤有机碳的响应

【目的】 探索长期有机培肥下黑土有机肥替代率与土壤肥力的量化关系,为农田土壤培肥和有机替代提供理论依据。 【方法】 本研究依托公主岭黑土肥力长期试验的32年定位观测数据,选取其中的4个处理即不施肥 (CK)、单施化学氮磷钾肥 (NPK)、单施常量有机肥[30 t/(hm2·a),M1]和单施高量有机肥[60 t/(hm2·a),M2],试验用化肥为尿素、过磷酸钙和硫酸钾,年施用N 150 kg/hm2、P₂O₅ 75 kg/hm2、K₂O 75 kg/hm2。分别测定作物产量、植株含氮量以及土壤全氮、碱解氮、全磷、有效磷、全钾、速效钾、有机碳含量。基于作物氮素养分吸收量,探讨长期高产条件下施用不同量有机肥其替代率的变化特征,在分析高产条件下有机肥替代率与土壤肥力的基础上,进一步探讨两者之间的数量化关系。 【结果】 基于作物氮素养分吸收量,长期高产条件下高量有机肥处理 (M2) 的有机肥替代率高于常量有机肥处理 (M1),且高产条件下有机肥替代率与施肥年限呈极显著线性正相关 (P < 0.01);通径分析和多元逐步回归分析结果表明,土壤有机碳含量对高产条件下有机肥替代率有显著正效应,是决定高产条件下有机肥替代率差异的主要土壤肥力要素,决定了高产条件下有机肥替代率70%的变异。长期施用常量和高量有机肥处理 (M1和M2),黑土土壤有机碳含量显著增加 ( P < 0.01);土壤有机碳含量与高产条件下有机肥替代率非线性相关,并达到了极显著水平 ( P < 0.01)。 【结论】 化肥氮的有机氮替代率70%取决于土壤有机碳含量的高低。长期施用有机肥能显著提高土壤有机碳含量,在提升土壤肥力的同时,提升了有机氮对玉米吸收的贡献,减少了对化肥氮的依赖。黑土土壤有机碳含量达到24.89 g/kg时,有机肥对化肥的替代率趋近95%,达到最大值。      

长江流域中稻产量、肥料增产效应及利用率特征

[目的]探究优化施肥条件下长江流域中稻施用氮、磷和钾肥的产量反应、增产效应和利用率特征,为该区域的肥料调控、解决施肥不合理等问题,及促进水稻的肥料高效利用和清洁生产提供科学依据.[方法]数据来源于国际植物营养研究所于2000—2017年在我国长江流域开展的水稻田间试验及在中国知网数据库通过字段或字段组合(水稻、水稻+产...     

不同氮肥类型和用量对小麦产量和加工品质的影响

[目的]分析不同用量有机肥氮和化肥氮对小麦籽粒产量和品质的影响,为提升小麦品质提供科学施肥依据.[方法]不同氮肥类型长期定位试验位于山东陵县,始于2006年.肥料分为有机肥氮和化肥氮两大类,用量均设定为0、60、120、180、240、300、360、420、500、600 kg/hm2.2018年取样测定小麦产量和籽...     

长期不同施肥对红壤性水稻土磷素及水稻磷营养的影响

【目的】合理的土壤磷素管理对作物生产和环境保护具有重要意义。南方双季稻田土壤磷素特征及磷素吸收信息相对缺乏,本文利用江西省稻田土壤质量演变定位监测试验为平台,系统分析长期不同施肥措施下土壤全磷、磷活化系数及水稻磷素吸收量的变化特征和全磷与磷盈亏的响应关系等,为指导磷肥合理施用提供重要科学依据。【方法】从1984年开始在江西省南昌市进行长期定位试验,设置8个处理,分别为不施肥对照(CK),PK、NP、NK、NPK、70%化肥氮+30%有机肥氮(70F+30M)、50%化肥氮+50%有机肥氮(50F+50M)、30%化肥氮+70%有机肥氮(30F+70M)。早稻施用纯N、P2O5和K2O量分别为150、60和150 kg/hm^2,晚稻分别为180、60和150 kg/hm^2。早、晚稻施用的氮、磷、钾化肥均分别为尿素、过磷酸钙和氯化钾,有机肥分别为紫云英(N、P2O5、K2O含量分别为0.30%、0.08%、0.23%)和腐熟猪粪(N、P2O5、K2O含量分别为0.45%、0.19%、0.60%)。除30F+70M处理,其余处理均为等氮磷钾设计。于1984-2012年每年早、晚稻收获期采集秸秆和稻谷计产,并于晚稻收获后,测定土壤全磷和有效磷含量。分析土壤全磷、磷活化系数(PAC)及早、晚稻磷素吸收量随种植年限的变化规律,研究土壤全磷含量与磷累积盈亏的响应关系。【结果】经29年连续试验,NK处理土壤全磷含量以每年4.6 mg/kg的速度下降,而含磷化肥处理土壤全磷含量升高速率为3.3~19.4 mg/(kg·a)。有机无机配施处理(70F+30M、50F+50M和30F+70M)升高速率平均为16.1 mg/(kg·a),是施NPK肥处理的4.89倍。施磷土壤全磷含量平均增至1.07 g/kg (2010-2012平均值),较初始值提高了1.18倍。不施磷肥处理土壤磷活化系数(PCA)由试验初始的4.24%下降至2.5%左右,施磷肥处理则均显著升高,其中有机无机配施处理平均升高至8.51%,平均年升高速率是施NPK处理的2.89倍。早、晚稻磷素吸收量,施磷肥(PK、NP和NPK)和化肥配施有机肥处理(70F+30M、50F+50M和30F+70M)均显著高于CK,提高幅度分别为29.9%~124%和28.6%~103%,均衡施肥(NPK、70F+30M、50F+50M和30F+70M)磷素吸收量显著高于不均衡施肥(PK和NP)处理,前者平均分别较后两者提高了38.7%和32.9%。早、晚稻产量与磷素吸收量呈极显著线性正相关关系,每吸收磷(P) 1 kg,早稻和晚稻产量分别可提高115和106 kg/hm^2。不施肥(CK)条件下,土壤全磷变化与累积磷盈亏间无显著相关关系,施NK肥处理土壤中每亏缺磷100 kg/hm^2,土壤全磷含量降低6.0 mg/kg,施化学磷肥的3个处理,土壤中每盈余磷100 kg/hm^2,平均提高9.3 mg/kg,而3个有机–无机配施处理,土壤中每盈余磷100 kg/hm^2,平均增加63.3 mg/kg,是无机磷肥的6.78倍。【结论】无论是单施化学磷肥,还是有机无机配施均有效提高土壤全磷含量及磷活化系数,且在等磷量投入条件下,有机无机配施较单施化肥的效果更优。建议减少中国南部红壤性稻田土壤的总磷输入量和提高有机肥施用比例,以改善粮食生产和保护环境。     

吉林春玉米氮磷钾养分需求与利用效率研究

【目的】 明确吉林春玉米的氮、磷、钾养分需求和利用效率,为区域春玉米的高效合理施肥提供技术参数。 【方法】 整理2005—2013年国家测土配方施肥项目在吉林省开展的680个 “3414”田间试验,选取N₀P₀K₀、N₀P₂K₂、N₂P₀K₂、N₂P₂K₂和N₂P₂K₀ 5个处理,研究氮、磷、钾肥对春玉米籽粒产量、植株养分吸收量的影响,明确产量、养分吸收量与土壤基础养分供应能力的关系,评估春玉米的氮、磷、钾养分需求量和利用效率。 【结果】 吉林春玉米在氮磷钾配施处理 (N₂P₂K₂) 获得最高的籽粒产量和植株养分吸收量,平均产量达9.6 t/hm2,玉米氮、磷、钾养分平均吸收量分别为N 190.8 kg/hm2、P₂O₅ 87.0 kg/hm2和K₂O 215.1 kg/hm2。与不施肥处理相比,氮磷钾配施处理平均增产42.5%,植株氮、磷、钾养分吸收量平均分别提高57.5%、64.2%和49.5%。在其他养分充分供应基础上,增施氮、磷、钾肥平均分别增加吸收N 57.2 kg/hm2 (42.9%)、P₂O₅ 19.2 kg/hm2 (28.4%) 和K₂O 32.1 kg/hm2 (17.5%)。以缺素处理植株养分吸收量表征土壤养分基础供应能力,发现氮磷钾配施处理玉米产量和养分吸收量均随土壤基础养分供应能力的提高而逐渐上升,变化趋势均符合显著的对数关系。经测算,吉林春玉米氮磷钾配施处理生产百公斤籽粒平均需吸收N 1.98 kg、P₂O₅ 0.90 kg和K₂O 2.24 kg,比例为1∶0.45∶1.13。减氮、减磷和减钾处理的百公斤籽粒氮、磷、钾素需求量平均分别为N 1.69 kg、P₂O₅ 0.79 kg和K₂O 2.11 kg,与氮磷钾配施处理相比均显著下降,而且试验点间变异也明显增大。目前,吉林春玉米生产中氮、磷、钾肥的平均养分回收利用效率分别为33.7%、27.5%和45.3%,而平均生理利用效率分别为28.8、52.8和28.3 kg/kg。 【结论】 吉林春玉米对肥料养分的依存度较高,合理施肥是保持高产高效的重要前提。      

近14年北方冬小麦肥料产量效应变化及优化施肥方案

  【目的】  通过分析近14年来北方冬小麦肥料产量效应的多点试验数据,明确北方冬小麦产量变化特征及肥料产量效应,为该区冬小麦养分管理和合理施肥提供科学依据。  【方法】  通过我国北方冬小麦区2002—2016年96个定位监测试验,研究小麦地力产量和肥料农学效率变化趋势;通过120个田间肥料效应的检验试验,研究不同时段和不同施肥水平时氮、磷、钾在冬小麦上的产量效应;以肥料农学效率变化和施肥产量效应为依据,通过24个田间试验对习惯施用的复合肥配方进行田间校验,提出相应的节肥增效建议。  【结果】  1) 2002—2016年间,北方冬小麦区的土壤供肥能力呈逐渐增加的趋势,其平均地力产量自2002年的4721 kg/hm2增加到2016年的5828 kg/hm2,年均增加1.6%。施肥能显著增加小麦产量,但施肥增产率从2005年后呈下降趋势,由2005年的30.9%下降至2016年的20.2%。2) 2002—2016年,肥料的农学效率呈下降趋势,由2002年的9.0 kg/kg下降至2010年的6.7 kg/kg,2010年后维持在6.3～6.7 kg/kg。3) 基于不同时段氮、磷、钾在冬小麦上的产量效应函数计算出经济施肥量,其中2002—2006年间,最高产量的N、P₂O₅、K₂O施用量分别为180.5、107.4、55.9 kg/hm2;经济最佳用量分别为167.8、102.5、53.7 kg/hm2;经济合理用量 (R = 0.1) 分别为155.5、99.9、52.8 kg/hm2;2012—2016年间,最高产量的N、P₂O₅、K₂O施用量分别为184.3、125.1、52.4 kg/hm2;经济最佳用量分别为171.7、118.5、48.6 kg/hm2;经济合理用量分别为159.2、114.9、47.0 kg/hm2;优化复合肥N–P₂O₅–K₂O配方为16–20–8,比常规原配方减少氮磷钾总用量的12.0%。  【结论】  从2002年到2016年,北方冬小麦区土壤地力产量逐渐提高,虽然施肥仍有显著增产效果,但增产率和农学效率呈逐渐降低的趋势,2016年施肥增产率为20.2%,肥料农学效率维持在6.5 kg/kg。北方冬小麦N–P₂O₅–K₂O优化配方为16–20–8,推荐施肥方案为:基肥该配方肥600 kg/hm2,追施氮69 kg/hm2。     

长期单施不同量化肥和有机肥后盐化潮土pH和EC的变化

【目的】研究长期单施不同量有机肥和化肥对华北平原盐化潮土区土壤pH和EC的影响,以期为本地区科学实施有机肥替代化肥提供数据支撑和理论依据。【方法】本研究以始于2006年的长期定位试验为研究平台,在冬小麦–夏玉米一年两熟种植制度下,有机肥和化肥处理均设置10个氮水平,N 0、60、120、180、240、300、360、420、500和600 kg/hm2,共计19个处理,监测了连续施用不同量化肥和有机肥10年共20季作物后潮土的EC和pH值。【结果】单施化肥N 60、120、180、240 kg/hm2的土壤EC分别为232、280、220和258 μS/cm,与不施肥处理CK的243 μS/cm差异不显著 (P > 0.05);化肥氮量为N 300、360、420、500和600 kg/hm2处理,土壤EC分别为320、403、513、516和570 μS/cm,显著高于CK和N 60～240 kg/hm2处理 (P < 0.05)。10年20季播种作物后,不施肥处理土壤pH基本在7.97上下波动,化肥处理N从60增加到600 kg/hm2,土壤pH分别为7.96、7.89、7.88、7.85、7.83、7.72、7.53、7.51和7.42,随着肥料用量的增加呈显著降低趋势 (P < 0.05)。肥料类型对黄淮海地区盐化潮土土壤EC和pH存在显著影响。化肥氮量为N 60、120、180、240 kg/hm2处理与有机肥氮量N 60、120、180、240处理土壤EC和pH类似,分别相差为9.90、–15.9、26.4、1.76 μS/cm和 –0.04、0、0.03、0.02,差异均未达显著水平,但随着肥料投入量的增加,差距越来越明显,且与施肥量呈显著线性相关 (P < 0.05)。化肥N 300、360、420、500、600 kg/hm2处理比同量有机肥氮处理的土壤EC值分别高42.1、90.5、195、110、188 μS/cm,土壤pH分别低0.08、0.09、0.18、0.18、0.14个单位,差异达显著水平 (P < 0.05)。【结论】在华北盐化潮土上,化肥和有机肥氮投入量不超过240 kg/hm2范围内,连续施用10年20季作物后,均未发现对土壤EC值和pH有不利影响,施化肥和有机肥的土壤EC值和pH差异不显著。然而,氮投入量超过300 kg/hm2后,等养分化肥土壤EC值显著高于有机肥,pH显著低于有机肥。因此,要提高盐化潮土的养分投入,应控制化肥用量,依靠有机肥投入,维持土壤pH和土壤EC的稳定。