减氮量施用缓释氮肥对春玉米产量及土壤硝/铵态氮含量剖面分布的影响

通过田间试验的方法,研究了缓释氮肥与尿素等氮量配比、减少总氮用量对春玉米产量及土壤硝态氮、铵态氮含量剖面分布的影响。结果表明,(1)与尿素全部基施处理(CK)比较,减氮、施用缓释肥料可以保证春玉米稳产,其产量及构成因素整体表现优于对照;其中减少20%氮肥用量的处理增产率最高,产量比对照提高了10.8%;(2)减氮、施用缓释肥料对春玉米的株高、叶面积、地上部生物量及棒三叶的SPAD值等主要农艺性状没有显著影响;(3)施用等氮量缓释肥料的处理0～120 cm土层土壤硝态氮含量低于对照,降低了硝态氮向更深土层淋溶的风险。总之,春玉米栽培减量施用缓释氮肥具有可获得较高产量、减少环境污染风险等优点,值得推广应用。     

玉米秸秆还田配施氮肥对冬小麦土壤氮素表观盈亏及产量的影响

【目的】以秸秆还田定位试验为平台,探讨玉米秸秆还田配施氮肥对冬小麦产量、土壤硝态氮积累、氮素表观盈余和氮肥利用率的影响规律,明确砂姜黑土玉米秸秆全量还田条件下冬小麦生长季的最佳施氮量。【方法】试验以秸秆处理为主区,设秸秆还田和秸秆移除2个水平;施氮量为副区,设6个水平,分别为0、162.0、202.5、243.0、283.5、324.0 kg/hm2。测定了冬小麦播种前、拔节期、成熟期地上部植株含氮量,土壤0—20、20—40和40—60 cm硝态氮含量,小麦产量以及籽粒氮含量,计算了冬小麦生育期土壤的氮素表观盈余,小麦基施和追施氮肥的利用效率以及不同阶段的氮素盈余。【结果】玉米秸秆还田后小麦增产365 844 kg/hm2,增产率为4.2%9.3%,尤其以配施243.0 kg/hm2的增幅最高,产量达9858 kg/hm2。小麦整个生育期,秸秆还田显著增加了0—60 cm土层的土壤硝态氮累积量,而秸秆移除条件下,土壤硝态氮累积量与氮肥施用量相关,高量氮肥增加了硝态氮累积量,N施用量高于243.0 kg/hm2时,硝态氮累积量较小麦播种前增加19.8%28.6%。施氮均显著增加了植株氮素积累量;小麦播种到拔节期,植株的氮素积累量随基肥比例的增加而增加。小麦生育期不施氮处理表现为氮素亏缺,施氮处理显著增加了0—60 cm土层的土壤氮素盈余量,且随基肥、追肥量的增加而增加,盈余值每增加100.0kg/hm2,秸秆还田配施氮肥和单施氮肥的土壤剖面硝态氮积累量就会分别增加74.2和91.4 kg/hm2。秸秆还田配施氮肥提高了氮肥农学效率、植株地上部氮肥吸收利用率、籽粒氮肥吸收利用率,特别是在高氮肥时,基肥和拔节肥的利用率显著高于单施氮肥。在施氮处理间、相同氮肥施用下秸秆还田和移除处理间氮素收获指数均无显著差异。氮肥表观回收率随施氮量的增加而降低,基肥表观回收率显著高于拔节肥表观回收率。【结论】秸秆还田和施氮水平对小麦植株氮素的吸收转运没有显著影响,但可提高基施和追施氮肥的利用率,可增加土壤0—60 cm土层中硝态氮的含量。综合各项指标,冬小麦生长季玉米秸秆全量还田适宜的氮肥配施量为202.5 243.0 kg/hm2。     

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。     

施氮量对植烟土壤不同土层无机氮质量含量的调控

为研究不同施氮量对土壤各层次和烤烟各生长期土壤中无机氮质量含量的影响,大田试验中设置5个氮肥施用量并分配在基肥、苗肥和追肥时期施用,烟苗移栽后第5周开始分7次钻取3个土层样,样品冷藏贮存并用流动注射分析仪测定硝态氮和铵态氮质量含量。结果表明：各施氮处理在移栽后第6周前0～20 cm土壤中硝态氮质量含量大于铵态氮,施用氮肥越多,土壤中无机氮质量含量提高幅度越大,施氮肥对0～20 cm土壤中无机氮质量含量的影响在烟株生育前期要远大于对20～40 cm土壤中无机氮质量含量的影响,同一时期不同深度比较,0～20 cm土层中硝态氮质量含量略大于20～40 cm和40～60 cm土层的硝态氮质量含量;烟株移栽7周后,0～20 cm土层中硝态氮被极大耗竭。各施氮量在各土层铵态氮质量含量变化幅度远大于硝态氮,铵态氮质量含量从第6周即开始上下波动,并在50 mg/kg附近上下变动,第8周土壤各层铵态氮质量含量有一个上升峰,而硝态氮质量含量在第7周停止快速下降后进入0～100 mg/kg范围的较平稳波动阶段。认为：不同施氮量对于生育前期和0～20 cm土层硝态氮质量含量影响深刻,但促进烤烟打顶前足量吸收并形成健壮烟株的合适施氮量还需结合烟草产量与品质而定;铵态氮调控是调节后期氮供应的关键。     

冬小麦对铵态氮和硝态氮的响应

在陕西省永寿县和河南省洛阳市分别设置了11和7处大田试验,分5层采集0~100 cm土壤样品并测定其起始硝态氮含量。永寿试验设7个处理,分别为不施氮,硝态氮、铵态氮品种、硝态氮与铵态氮2∶1组合各2个处理;洛阳试验设6个处理(硝态氮肥只有1个品种),施氮处理均施N 150 kg hm-2,研究小麦对铵态氮和硝态氮肥响应的差异及其与不同深度土层硝态氮累积量的关系。试验表明,同一形态不同氮肥品种之间的增产差异显著低于不同形态之间的差异。比较不同形态氮肥的小麦产量、增产量和增产率的平均值,硝态氮肥最高,硝态氮、铵态氮组合次之,铵态氮最低。氮肥增产量和增产率随土壤累积硝态氮量增加而显著下降;累积量越低,氮肥增产效果越突出,硝态氮的效果也越显著。由此可见,土壤累积的硝态氮量是决定氮肥肥效的主要因子,也是决定不同形态氮素效果的主要因子。只有在硝态氮累积量低的土壤上,氮肥才能充分发挥作用,硝态氮也才能表现出明显的优势。     

氮肥后移对土壤氮素供应和冬小麦氮素吸收利用的影响

采用田间试验研究了氮肥后移对土壤氮素供应和冬小麦氮素吸收利用的影响。结果表明,与农民习惯施氮（N 300 kg/hm2,基肥和拔节肥各占1/2）比较,氮肥后移处理（N210kg/hm2,基肥、拔节肥和孕穗肥各占1/3）在不降低小麦产量的同时,大大提高了氮肥利用率,且全生育期氮素表观损失极低。过量施用氮肥(N 300 kg/hm2)明显提高了60 cm以下土层硝态氮含量,增加了其向地下水淋溶迁移的风险。氮肥后移可提高小麦成熟期0-20cm土层硝态氮积累量,降低其在20-100cm土层的积累。基于冬小麦不同生育阶段的氮素吸收量而进行氮肥后移是可行的,氮肥后移可节省氮肥30%,是较为理想的施氮方式。     

旱作地区长期小麦连作和苜蓿连作土壤剖面的矿质氮研究

对不同施肥条件下23年小麦连作地和苜蓿连作地土壤矿质氮分布和累积进行研究,探讨种植浅根系和深根系植物对硝态氮淋溶的影响。结果表明,不施肥(CK)和单施磷(P)肥,小麦和苜蓿连作地土壤硝态氮主要集中在0—60 cm土层,0—60 cm土层以下硝态氮含量变化稳定并小于2 mg/kg。氮肥、磷肥和有机肥配施(NPM)时,小麦连作地土壤硝态氮累积在20—100 cm和140—320 cm土层,年累积速率可达42.12 kg/(hm2.a);苜蓿连作土壤硝态氮主要集中在0—60 cm土层,仅在200—300 cm土层出现轻微累积,年累积速率仅为1.01 kg/(hm2.a)。在不施肥和单施磷肥下,种植小麦或苜蓿对土壤硝态氮残留量影响不显著,而氮、磷和有机肥配施时,小麦连作地土壤硝态氮残留量迅速增加,并与不施肥、单施磷肥处理有显著差异;苜蓿连作地土壤硝态氮残留量虽有少量增加,但与不施肥、单施磷肥处理无显著差异。不施肥、单施磷肥和氮、磷和有机肥配施,小麦连作、苜蓿连作地土壤剖面铵态氮含量主要在10—20 mg/kg之间波动,在土壤剖面无明显的累积现象,铵态氮残留量受施肥和作物种类的影响不显著。     

控释尿素对小麦-玉米产量及土壤氮素的影响

利用田间试验研究了包膜控释尿素对小麦-玉米产量、氮素利用效率、土壤氮素积累及移动的影响。结果表明,与施用普通尿素比较,小麦-玉米周年施用包膜控释尿素,在肥料用量减少20%和40%情况下,小麦-玉米总产量分别是100%普通尿素处理的97.4%和97.7%;控释尿素施氮量为60%处理的肥料农艺利用率和偏生产力分别比普通尿素提高11.57%和54.14%。控释尿素施氮量为80%处理的肥料农艺利用率和偏生产力分别提高6.40%和22.09%。施用控释尿素显著增加了0-20 cm土层的碱解氮和0～40cm土层的硝态氮含量;60-100 cm土层中,控释氮肥处理土壤硝态氮含量与不施氮肥处理差异不显著,普通尿素处理小麦收获后60～80 cm土层、玉米收获后60～100 cm土壤硝态氮显著高于不施氮肥处理,肥料氮素下移明显。试验结果显示,施用控释尿素增加了耕层（0～20 cm）土壤的氮素积累,减少了氮素向土壤深层移动的数量,有利于减少施肥对环境的不利影响。     

氮肥运筹对稻茬小麦土壤硝态氮含量时空分布和氮素利用的影响

研究了不同氮肥运筹对土壤硝态氮时空分布及小麦氮肥利用效率的影响。结果表明,小麦氮素利用效率随施氮量的增加而显著降低,增加追肥比例提高了产量和氮肥利用效率,品种间趋势一致。0～60 cm土层土壤硝态氮含量冬前最高,随着生育进程而逐渐降低。随施氮量增加土壤硝态氮含量升高,特别是下层土壤硝态氮含量在施氮处理下更为明显。从播种至成熟,不施氮处理土壤氮素出现了表观亏缺,施氮处理均表现氮素盈余,且随施氮量的增加而增加。因此,在小麦生产中应避免在播种时一次性大量施用氮肥,而分期施肥有利于小麦吸收利用,并且可以减少深层土壤硝态氮的累积。     

氮肥减量与缓控肥配施对土壤供氮特征及玉米产量的影响

以农民习惯施肥(单施普通尿素200kg/hm2)为对照,研究了氮肥减量10%(单施普通尿素180kg/hm2)及氮肥减量10%配施树脂包膜尿素、包膜缓释肥和有机肥对土壤供氮特征及玉米产量的影响。结果表明,氮肥减量10%单施普通尿素180kg/hm2处理较单施普通尿素200kg/hm2处理降低了拔节期、灌浆期和成熟期0—60cm土层土壤铵态氮和硝态氮含量;提高了氮收获指数、氮肥农学效率、氮肥生成效率及氮素吸收效率,但产量降低1.3%、氮肥利用率降低4.2%。氮肥减量10%配施树脂包膜尿素、包膜缓释肥、有机肥处理提高了拔节期、灌浆期、成熟期0—20cm土层土壤铵态氮含量,20—40cm、40—60cm土层土壤铵态氮含量较低;提高了灌浆期0—20cm土层土壤硝态氮含量;降低了成熟期0—60cm土层土壤硝态氮含量。氮肥减量10%配施处理较单施普通尿素200kg/hm2处理和氮肥减量10%单施普通尿素180kg/hm2处理氮肥利用率分别提高了9.12%~19.14%和13.32%~23.34%,产量分别提高了0.95%~6.89%和2.23%~8.25%,同时也提高了氮收获指数、氮肥农学效率、氮肥生成效率及氮素吸收效率,以氮肥减量10%配施包膜缓释肥处理效果最好,其氮肥表观损失量仅为1.18kg/hm2。     

基于PCA-SVR的冬小麦土壤水分预测

土壤含水量状况是影响农作物生长的重要因素,对农作物生长关键期土壤水分的精准预测是田间管理的重要内容。研究选取宝鸡市2014年至2016年冬小麦种植区3—5月的气象、地形和土壤属性3个方面共15个预测因子,建立基于主成分分析(principal component analysis,PCA)的支持向量回归机(support vector regression,SVR)模型预测0~20 cm和20~40 cm土层的土壤水分,并同时采用随机森林(random forest,RF)回归模型对同质数据进行预测分析,以对比分析PCA-SVR模型的预测效果。结果表明:PCA-SVR模型对宝鸡市冬小麦土壤水分的预测在0~20 cm和20~40 cm土层的平均预测精度分别为92.899%和92.656%,RMSE分别为7.521和8.011;随机森林回归预测模型在0~20 cm和20~40 cm土层的平均预测精度为87.632%和87.842%,RMSE分别为10.759和11.042。因此,PCA-SVR模型对宝鸡市冬小麦土壤水分具有更好的预测能力,且模型在0~20 cm土层的预测效果略优于20~40 cm土层。     

冬小麦根系生长规律及土壤环境条件对其影响的研究

通过两年田间实测取样和盆栽试验对冬小麦根系的生长发育与在土壤中的分布规律以及环境条件如肥、水、耕作措施对根系生长发育的影响进行了研究，并建立了根系生长及其在土壤上分布的数学模型。     

保护性耕作冬小麦产量及土壤水分变化研究

利用长期定位试验(1999~2009年),在豫西旱区坡度为8°的黄土坡耕地上,研究了连续10年来免耕覆盖、深松覆盖和传统耕作不同耕作措施对冬小麦产量及土壤水分变化的影响。结果表明:(1)保护性耕作的实施随着年份的增加表现出增产效果,欠水年增产显著,丰水年增产较少,免耕覆盖和深松覆盖增产效应不同。其中免耕覆盖在5年以后表现稳定增产,产量幅度为3857~5547 kg hm-2,10年间平均增产4.42%。深松覆盖在所有年份均表现增产,10年间有9年较传统显著增产,增产幅度为5.2%~20.9%,产量幅度为4593~5844 kg hm-2,10年间平均增产8.67%。(2)在半湿润的豫西北旱区年降水量总体呈下降趋势的情况下,夏休闲期和小麦生育期免耕覆盖和深松覆盖下土壤含水量均高于传统耕作,在干旱年份差异更明显。(3)免耕覆盖和深松覆盖下土壤水分垂直变化的变异系数高于传统耕作,且有随着土层深度的增加而增加的趋势,说明二者有利于降水的入渗和蓄水保墒。(4)深松覆盖和免耕覆盖可有效提高土壤水分利用效率,干旱年份其水分利用效率提高的幅度也较大。10年免耕覆盖水分利用效率平均提高0.02 kg m-3,深松覆盖水分利用效率平均提高0.05 kg m-3。     

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%.     

增氧灌溉对氧气扩散速率和冬小麦养分利用的改善研究

为研究土壤氧气扩散速率(ODR)和作物养分利用对不同增氧灌溉方式的响应,以地下滴灌为供水方式,设置循环曝气(VAI)、H₂O₂(HP30、HP3K)和常规水对照(CK)4种灌溉处理,通过盆栽冬小麦试验,系统分析ODR、作物产量和养分利用规律。结果表明,VAI和HP30处理后48 h内20 cm土层深度的ODR较CK均有明显改善,拔节期、抽穗期和灌浆期经VAI处理后的ODR分别提高60.45%、73.77%和87.88%(P<0.05),拔节和抽穗期经HP30处理的ODR分别提高21.37和23.61%(P<0.05)。VAI和HP30处理后的产量、水分利用效率分别较CK显著提高了36.27%、38.98%和23.37%、21.47%。增氧灌溉促进了作物养分的利用,与CK相比,VAI冬小麦的N、P、K吸收总量分别提高了53.23%、107.41%和72.94%(P<0.05),HP3K冬小麦的P、K吸收总量提高了39.51%、56.19%(P<0.05),HP30冬小麦的N、P吸收总量提高了50.32%、29.63%(P<0.05);VAI和HP30冬小麦N的养分吸收效率较CK提高了43.64%和34.55%(P<0.05),VAI和HP3K籽粒的N素分配率较CK增加了8.33%和6.94%(P<0.05)。相关性分析表明,ODR与冬小麦的N、P吸收总量呈显著正相关;VAI和HP30籽粒的N吸收量和产量呈显著正相关。综上,增氧灌溉改善了ODR,提高了作物的产量和水分利用效率,促进了作物对养分的吸收利用,VAI效果最为显著。本研究结果为增氧灌溉技术提供了理论依据和技术支撑。     

Within-Field Variability of Winter Wheat Yield and Grain Quality versus Soil Properties

Within-field variability in wheat grain yield and its quality always exists in production fields and depends, among other factors, mainly on various soil properties related to nutrients and water availability. The aim of the research was to examine the relationships between selected soil properties such as texture; pH; content of the available phosphorus (P), potassium (K), magnesium (Mg), and organic carbon; and winter wheat grain yield and quality under rainfed conditions. Six crop fields with winter wheat (Triticum aestivum, L.) in three sites located in different regions of Poland were examined during two seasons. The grain yield was mainly determined by the soil texture, and the majority of the chemical soil properties did not have a significant effect on grain yield. The grain quality traits were determined by the examined soil properties to a smaller degree than grain yield. The relationships were not consistent across sites and years.     

有机生物活性肥料对冬小麦生长及土壤活性质量影响的试验研究

试验结果表明,在无机营养水平相当条件下,冬小麦应用腐殖酸生物活性肥料表现群体发育动态平稳,明显改善植株性状及产量构成因素,增强抗逆性能,增产6.6%～15.2%,产量差异达到0.01显著水平;同时能够促进土壤有益微生物繁衍并延缓衰减速率,提高土壤酶活性,从而可以培肥土壤,提高土壤肥力,达到增产增收的目的。     

冬小麦田间墒情预报的经验模型

基于土壤水分变化率与贮水量成正比这一假定,得出了土壤水分的指数消退关系。在此基础上,建立了冬小麦生育期土壤墒情预报的经验递推模型,并对模型进行了检验,表明模型预报效果较好。该模型的特点是模型简单且参数较少;其主要局限性是模型中土壤水分消退系数地域、时域性较强     

新型土壤改良剂对冬小麦生长及养分吸收的影响

通过对冬小麦施加一种以秸秆为主要原料研制的新型土壤改良荆(简称PJG),采用田间试验,探讨其对冬小麦生长、产量、各生长期养分含量及氮、磷累积吸收量的影响.结果表明:施加PJG土壤改良剂能提高小麦地上部各生长期干物质累积量.单施可提高8.4%,与氮肥配施可提高37.8%;可增加植株地上部各器官中氮、磷含量及其累积吸收量,但对钾索影响不大.施加1 500 kg/hm2的PJG改良剂,能较对照增产1.90%,与氮肥配施效果更佳,最高增产9.96%.综合考虑,应用PJG土壤改良剂时应与适量的氮肥配施,对作物的生长和产量的提高效果更佳.     

磷石膏改良滨海盐土效果及对小麦生长的影响

江苏滨海盐土（盐碱土）约66.22万公顷,大多未开发利用,主要因为含盐量很高,迫切需要进行改良。本试验采用田间试验方法,利用磷肥厂副产物磷石膏进行盐(碱)土改良试验。试验设置不施肥、不施用磷石膏、单施复合肥、施用复合肥+磷石膏不同用量等8个处理进行。结果表明,施用磷石膏可以降低盐碱土土壤pH,与不施用磷石膏的对照相比,施用磷石膏后表层0～20 cm土壤pH下降0.07～0.40单位,碳酸氢根离子下降15.81%～43.53%;土壤钠离子浓度下降17.25%～89.83%,土壤钾离子含量增加8.17%～384.90%,土壤钙离子含量增加59.51%～1977.72%,土壤有机质增加4.51%～19.50%。施用磷石膏处理小区小麦叶片全氮含量较不施磷石膏处理增加7.85%～26.21%,叶片全磷含量增加5.02%～35.97%;小麦增产11.41%～45.26%。滨海盐土及盐碱土可以采用磷石膏进行改良,有较好的改良效果。综合考虑,以处理为30%复合肥1 050 kg·hm-2＋磷石膏1 125 kg·hm-2和30%复合肥1 050 kg·hm-2＋磷石膏2250 kg·hm-2处理效果最好。