不同肥力农田玉米产量构成差异及施肥弥补土壤肥力的可能性

【目的】农田基础土壤肥力和肥料的投入共同决定着农田的养分供应以及影响作物的生长与产量。明确不同肥力土壤和低肥力农田增施氮肥对玉米生长及产量形成的影响差异,是科学评价土壤培肥和施肥的基础。【方法】本研究设置两个玉米田间试验,试验一选取三块具有基础肥力和产量差异的农田,按土壤肥力由高到低依次命名为农田A、 B和C,采用完全统一施肥管理; 试验二在土壤肥力水平最低的农田C上设置了常规施氮量N 210 kg/hm2,以及在此基础上拔节期增施N 40和80 kg/hm2共3个处理。测定了各农田土壤基础性质,以及0—20 cm土层硝态氮含量,调查了不同生育期玉米的干物质和叶面积,产量和产量构成。【结果】不同肥力水平农田中土壤的潜在矿化氮量与产量的相关性最好。不同肥力水平农田的土壤硝态氮含量没有显著性差异; 低肥力农田增施氮肥处理在拔节期施肥后土壤中的硝态氮含量要大幅度高于常规施肥处理,在抽雄期该差异达到最大值,然后逐步降低。不同肥力水平农田的玉米产量、 每公顷穗数、 穗粒数、 千粒重均随土壤肥力升高而显著增加,其中肥力最高的农田A的玉米产量、 每公顷穗数、 穗粒数和千粒重较肥力最低的农田C分别高20.3%、 5.7%、 5.2%和7.8%。低肥力农田C在拔节期增施氮肥显著提高了产量、 每公顷穗数和穗粒数,对千粒重影响很小,同时降低了收获指数。其中增施氮肥80 kg/hm2处理较常规施氮处理的产量、 公顷穗数和穗粒数显著分别增加了17.1%、 9.2%和4.6%,收获指数降低了8.2%。【结论】高肥力土壤能够持续矿化出更多的无机氮供玉米利用,通过全面提升玉米每公顷穗数、 穗粒数和千粒重来提升产量。低产田在拔节期增施氮肥能够大幅度提高拔节期至抽雄期土壤的硝态氮含量,提高每公顷穗数和穗粒数,进而增加作物产量,但通过增施肥料得到的产量依然达不到高肥力农田的产量水平,而且降低了收获指数。因此,培肥土壤是实现玉米高产高效的基础。     

序言

正化肥是农业持续发展的物质基础,是粮食的粮食。我国化肥大量施用始于20世纪80年代,不仅改变了我国数千年以有机肥施用为主的历史,农田土壤质量和农作物产量也出现了根本性改变。我国化肥施用总量从1980年的1296万吨增长到2016年的5984万吨,每公顷耕地面积的化肥施用量约为世界平均用量的4倍。然而,我国耕地依然整体质量偏低、中低产田比例大,障碍因子多、退化和污染严重,     

长白山红松阔叶林的生物养分循环

本文对东北长白山红松阔叶林的生物量,营养元素分布和养分循环进行研究,结果表明:该地每公顷生物量约为211吨,其中地上部分生物量占82%,地下部分占18%,而年生产量每公顷为7.087吨.该林分地上部分生物量的氮、磷、钾、钙和镁分别为每公顷618.6、56.47、511.82、1057.95和75.85公斤,而年生物量的氮、磷、钾、钙和镁分别为每公顷78.58、7.72、45.80、84.51和13.97公斤.凋落物在养分循环中起着重要作用,在从土壤年吸收的养分中,大量养分通个凋落物又归还土壤.通过计算看出,生产1吨乔木生物量,红松需要消耗氮、磷、钾、钙和镁分别约为9、1、3、4及1公斤,而阔叶树需要消耗上述养分分别约为16、1、9、17及4公斤.     

煤矿区沉陷土地复垦与生态重建试验研究

随着社会经济的快速发展,土地资源的约束问题日益凸显。由于历史的原因．长期高强度开采,使地表下沉．农田毁坏严重。据测算,井下开采每万吨原煤造成的沉陷地,少的0．033公顷,多的达0．533公顷,平均0．2—0．33公顷,按我国煤炭产量推算,到1993年底累计沉陷地已达40—66万公顷,而且以每年约2万公顷的速度递增;另据资料,我国目前仅煤矸石堆放存量达20亿吨之多,占地6670公顷。就新汶矿业集团而言,每年排放的煤矸石达240万吨,累计存放量已达5088万吨,24座煤矸石山占地面积923．8公顷,业已造成其周边大气及地下水的污染和土地退化。     

关于小麦高产及用计算机确定氮肥用量

小麦是英国主要的粮食作物,面积200万公顷,年产量8500万吨。     

磷肥残效及农业系统养分循环再利用中长期试验

在辽宁西部褐土上进行的一12年中长期田间试验结果表明:每年施用小剂量磷（P14.4kghm-2）和每6年1次大剂量磷（P86.4kghm-2）两种施磷方式的作物增产效果相似而以前者略优,两种施磷方式的磷肥利用率12年平均分别为0.38和0.36,表明磷肥在该土壤上有着极持久的残效。在施用氮磷肥基础上,每年以80％的收获籽实和2／3的秸杆喂猪、垫圈,猪圈肥循环回田,11年平均每公顷可增产粮食1吨,增产率17％。经连续施用12年循环回田猪圈肥后土壤的供氮力显著提高,年供氮量180～200kg（N）,玉米产量每公顷接近9吨,当季施用氮肥几无增产作用。     

在施污泥的土壤中金属有机物成分与土壤性质的关系

我们用 N,N—二甲基—甲酰胺(DMF)萃取美国东北部7种土壤中的金属有机物成分,考察它与土壤性质的关系,以了解在加入了三种污泥的土壤中重金属的反应情况。两个嫌气消化的城市污泥(一个用氯作预处理)和一个好气消化的污泥与土壤混合(混合比为每公顷300吨干重污泥),并等待(潜     

寿阳试验区玉米地农田水分平衡及其覆盖调控试验

寿阳地区春玉米缺水时期主要在播种-拔节期和拔节-孕穗期,分别缺水约36.3mm和120mm,占总缺水量的23.2%和76.8%,造成玉米产量大幅度下降。该文根据山西寿阳试验区土壤-作物水分供需平衡规律,进行农田覆盖微环境农田水分调控试验。结果表明,农田覆盖可有效地抑制土壤水分的无效损耗,农田水分调控效应非常显著。地膜覆盖的抑蒸保墒效应可使0～150cm土层的土壤储水量增加10.3～45.0mm,增产玉米1488kg/hm²,水分利用效率提高20.2%;秸秆覆盖的微集水保墒效应可使0～200cm土层的储水量较不覆盖的增加30.7～78.4mm,每公顷玉米产量增加2235.1kg,降水利用效率提高45.5%     

现代烟草农业的碳效应核算与分析——以陕西省烟草合作社为例

通过构建烟草农业碳效应核算体系,运用调研获取的陕西省烟草专业合作社393户烟农数据,对农户在烟草种植各个环节产生的碳排放量、碳汇量、碳效率、碳密度和碳强度等多项综合碳效应指标进行测算与分析,探究陕西省烟草农业碳效应水平,更具针对性地制定减排政策,以促进烟草农业的低碳化发展。研究结果表明：调研区域烟农种植的641.17 hm²烟田总计碳排放量为3 276.27 t,每公顷碳排放量5.11 t。其中农用能源消耗排放量最大,占碳排放总量的68.21%;其次是农资投入环节,占碳排放总量的24.88%;农业废弃物处理、农田管理以及农田耕地土壤N₂O排放所产生的碳排放量所占比重较低。各地区每公顷碳排放量由大到小依次为宝鸡、商洛、安康、汉中。调查烟田的总碳汇量为1 361.86 t,每公顷碳汇量2.12 t。通过秸秆还田、免耕、化肥与有机肥合理配施等措施引致的土壤固碳占总碳汇量的81.12%。各地区每公顷碳汇量排序为商洛、宝鸡、汉中、安康。总净碳汇量为-1 914.41 t,每公顷净碳汇量-2.99 t。研究区烟草农业总碳排放量大于碳汇量,呈现负的净碳汇效应。此外,汉中烟草专业合作社通过采取调整管理经营模式、优化农户投入结构、提高农资利用效率、改进烟草农业技术和转变农户耕作方式等措施,使其碳效率、碳强度和碳密度等综合碳效应均呈现为最优,每公顷净碳汇量最大。     

不同灌水下复合肥对冬小麦产量及农田净生态系统生产力的影响

合理灌溉和施用肥料是实现冬小麦节水增产增效的关键,该研究旨在为复合肥的大面积应用提供科学依据。2009～2010年,通过田间试验设置不同灌水与施肥水平,研究了不同灌水和施用量复合肥对冬小麦产量及农田净生态系统生产力（NEP）的影响。结果表明：各灌水施肥处理中,拔节期灌水60 mm、复合肥施肥水平1?350 kg/hm2时,冬小麦产量最大,为8?894.11?kg/hm2。在考虑施肥经济效益的前提下,不灌水、灌1水、灌2水下经济最佳施肥量分别为656、920.13与872.38 kg/hm2。常规施肥处理农田CO2排放量小于各复合肥处理;在冬小麦农田土壤呼吸作用强烈的拔节及灌浆期,拔节期灌水均能显著提高农田土壤CO2排放通量。考虑农田固碳,每公顷土地施复合肥1?800 kg处理最佳。     

基于能值分析的高产粮区农田生态系统可持续性

区域粮食高产农田生态系统是否可持续成为关系中国粮食安全的热点问题.运用能值分析和农户问卷调查相结合的方法,以山东省桓台县为例,分析了1996年和2006年华北高产粮区农田生态系统能值的投入产出总量、结构和可持续发展综合指标的变化.结果表明,1996年至2006年10a间,每公顷总能值投入增长了26.50％,而每公顷能值...     

中国农田土壤重金属污染的人体健康风险评估：研究进展与展望

农田土壤重金属污染对食品安全和人体健康构成巨大的威胁。重金属主要通过经口摄入土壤、吸入土壤颗粒、皮肤接触和食物链摄取等暴露途径进入人体,其中经口摄入重金属污染土壤和农产品是主要的暴露途径。人体健康风险评估在农田土壤质量分类和风险管控中起着重要作用。因此,梳理了中国农田土壤重金属污染的人体健康风险评估的发展状况,介绍了人体健康风险评估的基本流程和评估技术,论述了影响人体健康风险评价准确性的主要因素及优化措施。在农田土壤重金属健康风险评估中,应加强耦合污染源识别技术、重视食物消费暴露途径、精准识别不同敏感受体、本土化敏感受体的暴露参数、纳入重金属的生物可给性,同时提高农田土壤重金属健康风险评估的准确性。未来可从加强应对健康风险评估过程不确定性的技术方法、考虑各种饮食的暴露途径和建立本土化的重金属毒性标准数据等多方面深化农田土壤重金属健康风险评估,以期推动中国农田土壤重金属人体健康风险评估的理论和技术发展。     

精准农业土壤采样密度研究——以上海精准农业试验示范基地为例

通过土壤密集采样识别农田土壤物理生化性状的空间差异,构建土壤与农作物产量关系模型,用间接方法提高土壤性状信息的分辨率并定量评价这些信息的可靠性非常必要。在评价多种插值方法的基础上,对中国科学院上海精准农业示范基地每公顷3个样本、等距离系统抽样的280个土壤有机质样本采用克立格方法进行插值,估算样本之间土壤有机质含量和分析估算的可靠性,并与距离倒数函数插值法进行对比。对几个减少样本数量的方案进行分析,提出在满足精准水稻种植管理分区要求前提下可减少1/2原有土壤采样样本,并给出适于水稻精准种植土壤采样设计的逐步优化方法。     

我国农田生态环境质量现状及发展对策

农业是国民经济的基础,保障国家粮食安全和农产品安全是建设现代农业的首要任务。然而,随着我国经济的快速发展,工业化、城市化步伐加快,耕地被占用,耕地用养失调及化肥和农药等化工产品过量使用,导致农田面积减少,耕层土壤变薄,土壤有机质含量降低,土壤养分不均衡,水土流失加剧,部分地区土壤重金属污染和酸化加重,土壤退化和污染加速,农田生态环境质量呈恶化趋势,威胁我国农产品安全和人民健康。我国不同地区经济发展不均衡一定程度上导致了农田生态环境质量的不均衡。本文评述了我国农田生态环境质量现状及成因,分析了我国农田生态环境质量发展趋势,为尽快实现我国农田生态环境质量改善目标,从6个方面提出了应采取的建议。     

不同施肥及杂草处理下半湿润冬小麦田NO3——N的动态变化

以中等肥力土垫旱耕人为土为供试土壤,在冬小麦（Triticum aestivum）不同生育期采集0-100 cm土层土壤样品,研究不同施肥及杂草处理对半湿润农田生态系统土壤NO3--N动态变化的影响。结果表明,1）土壤剖面NO3--N含量随施氮量增加而显著增加,0-100 cm土层NO3--N累积量与施氮量线性相关;在越冬期、返青期和拔节期,相关系数r分别为0.995、0.971和0.949。2）冬小麦生长过程中,土体NO3--N含量先降低后回升,在拔节期最低;成熟期土壤有机氮矿化产生的NO3--N是收获后土壤剖面残留NO3--N的主要贡献者。3）在越冬期、返青期、拔节期和成熟期,施磷（PN135）与不施磷（P0N135）处理相比,施磷可显著减少土体NO3--N累积量,减少量分别为N 61.4、26.9、36.6和5.5 kg/hm2;磷肥对减少土壤NO3--N残留累积量的影响以越冬期表现最为显著,成熟期表现不显著。4）在施磷的基础上,不同杂草处理土壤剖面NO3--N累积量在每公顷施氮45 kg（PN45）及施氮90 kg (PN90)时存在一定差异,但不显著;而在每公顷施氮180 kg（即PN180）的高氮处理下,差异显著。每公顷施氮135 kg（PN135）,的中氮处理,在越冬期清除杂草后土壤剖面中NO3--N累积量在拔节期显著高于其它杂草处理。     

微生物分子生态学方法预警农田重金属污染的研究进展

农田土壤重金属污染是威胁到食品安全和人体健康的重大问题,对其进行早期预警具有重要意义。本文对我国农田的重金属污染情况、化学方法预警重金属污染的优点与不足、微生物指标预警重金属的优越性、以及采用微生物分子生态学方法预警农田重金属污染的可行性进行了讨论。     

低洼易涝盐碱地中影响旱稻产量的因素分析--以河北省南皮县"七万亩"试区为例

本文以河北省南皮县“七万亩”试区为例，采用方差和通径分析的方法，对旱稻产量变化在0.36吨每公顷--6.5吨每公顷条件下低洼易涝盐碱地中影响旱稻产量的因素进行了分析。结果表明，在这样的条件下，首先应注意保苗及全苗技术，从而保证收获时的单位面积上的穗数，这是获高产的第一因子，其次是提高千粒重的栽培措施，再者是提高每穗粒数的方法。大穗品种不宜在类似条件下推广，而早熟品种则需要引起足够的重视。     

黄淮海平原旱田氮素损失特征及其环境影响研究

利用N素平衡参数和统计数据计算黄淮海平原地区主要农作系统冬小麦田和夏玉米田N素损失特征及其环境影响研究结果表明,1992~1998年随N肥用量的增加,每公顷农田N肥总损失量及氨挥发、硝化-反硝化、淋洗与径流等损失量呈逐年递增趋势,且不同N肥利用率、土壤残留率和损失率不同,同一N肥在不同农作系统中利用率、土壤残留率及损失率亦不同,夏玉米田N肥损失率高于冬小麦田。并探讨了N肥损失的环境影响及主要技术对策。     

基于能值分析方法的高产粮区农田生态系统持续性分析

区域粮食高产农田生态系统是否可持续成为关系中国粮食安全的热点问题,该文运用能值分析和农户问卷调查相结合的方法,以山东省桓台县为例,分析了1996年和2006年华北高产粮区农田生态系统能值的投入产出总量、结构和可持续发展综合指标的变化。结果表明,1996年至2006年10年间,每公顷总能值投入增长了26.50%,而每公顷能值产出仅增长了5.71%;从能值结构看,桓台县农田生态系统有机能的利用大幅减少,对自然资源和不可更新工业辅助能的依赖性加强;从可持续发展综合指标看,系统环境所承受的压力增大,净能值产出率下降,系统可持续发展能力减弱。     

秸秆覆盖对春玉米农田土壤水分的调控作用

根据山西寿阳试验区年内降水时空分布不均，季节性干旱发生频繁，致使粮食产量低而不稳的现状，于1998～1999年进行了春玉米地秸秆覆盖农田水分调控试验，以减少土壤表层水分蒸发、提高降水利用效率，促进试验区农业的稳定、持续发展。研究结果表明，秸秆覆盖具有明显的抑蒸保墒效应，有效地利用了有限的降水资源，土壤储水量明显增加，促进了农田水分的良性循环，有利于作物的生长和产量形成，因而水分效益显著，不同降水年份，每公顷玉米产量增加582～2235.1kg，作物水分利用效率分别提高0.14～0.50kg/(mm