水肥一体化施磷对滴灌玉米磷素、磷素营养及磷肥利用效率的影响

【目的】在新疆大规模的节水滴灌农业生产中,根据作物不同生育阶段对磷素营养吸收特性,按比例通过水肥一体化以水施磷是满足作物磷素营养需求、减少磷的固定及提高磷肥利用效率的有效途径。【方法】本文在田间条件下设置不施磷 (CK)、固体磷酸二铵60%基施+40%追施(T1)、液体磷酸60%基施+40%追施(T2)、液体磷酸全部追施(T3)处理,研究了不同磷肥及施肥方式对滴灌玉米磷素吸收、产量及磷肥利用率的影响。【结果】液体磷酸全部追施处理可显著提高玉米的生物量、穗粒数和千粒重 (P0.05),玉米产量达20622 kg/hm2,其产量比CK、磷酸二铵60%基施+40%追施和液体磷酸60%基施+40%追施处理分别提高了37%、25%、10%;在抽雄期和成熟期不施磷对照、T1、T2、T3处理的玉米吸磷量分别为14.0、22.7、21.0、18.3 kg/hm2 和 68.4、77.8、87.2、91.9 kg/hm2,在成熟期全部追肥处理植株的吸磷量显著高于其他处理,说明磷肥随水追施可显著改善玉米磷素营养(P0.05);T1、T2、T3处理磷肥利用率（REP）和农学效率（AEP）分别为16.6%、32.6%、40.6% 和 7.9 kg/kg、22.7 kg/kg、40.6 kg/kg,T3处理的REP和AEP分别比其它处理提高了8个百分点~24个百分点和17.9~32.7 kg/kg,液体磷酸全追可显著提高磷肥利用效率 (P0.05)。【结论】液体磷肥100%以追肥的方式随水滴施可显著改善玉米生育中后期的磷素营养并提高产量。提高石灰性土壤玉米对磷肥的吸收利用效率,磷肥利用率可达40.6%。     

控释复肥中磷素在马铃薯上的效应研究

采用18-9-18和15-15-15包膜控释肥及相应的普通速效复合肥进行马铃薯小区试验,研究在低磷(P2O575kg/hm2)和高磷(P2O5150kg/hm2)2种磷肥水平下,磷素控释对土壤供磷状况、马铃薯磷素累积、当季磷肥利用率以及产量的影响。研究结果表明,与普通速效复肥相比,控释复肥施入土壤后磷的有效性较高,马铃薯植株的磷累积吸收量比普通化肥明显增加,当季磷肥利用率显著提高。低磷控释的处理当季磷肥利用率比非控释的处理增加了32个百分点,达到了44.4%;高磷控释肥处理的当季磷肥利用率比高磷非控释的处理增加了35个百分点,达到了48.7%,并且显著提高了马铃薯产量。     

内蒙古阴山北麓高产马铃薯的群体特征

为明确内蒙古阴山北麓马铃薯产区高产马铃薯(产量45 000 kg/hm2)的群体特性,指导该地区马铃薯生产,于2012~2013年在滴灌条件下系统地比较了不同产量水平马铃薯的产量构成、叶面积动态、光合势、干物质积累以及群体生长速率。研究结果表明:种植密度保持在6.0×104株/hm2,块茎膨大期叶面积指数保持在3.07~3.81范围,淀粉积累期仍保持在1.50~1.88,则块茎膨大至淀粉积累期的光合势便占总量的91.6%~94.6%,此期马铃薯以199.9~220.6 kg/(hm2·d)的速度积累干物质,为实现大于45 000 kg/hm2的高产提供了有利的保障。另外,在6.0×104株/hm2密度条件下,水分、养分等供应充足,单株结薯数量可达8个/株以上,大中薯率达90%以上。上述马铃薯群体生理学特征及块茎产量构成因子可作为内蒙古阴山北麓地区高产马铃薯综合管理的重要参考指标。     

施用常规磷水平的80%可实现玉米高产、磷素高效利用和土壤磷平衡

【目的】近年来,黑土有效磷含量呈逐年增加趋势。研究田间条件下,黑土的玉米产量及构成因素、磷素的吸收利用和土壤有效磷含量变化对不同施磷水平的响应,为黑土区的磷肥合理施用和地力培育提供理论依据。【方法】在土壤有效磷初始含量较高（30.15 mg/kg）的吉林公主岭黑土区,进行了3年的田间试验,以不施磷肥为对照（P0）,设置当地磷肥用量的80%（P₂O₅ 60 kg/hm2,P60）和当地施肥量（P₂O₅75 kg/hm2,P75）,研究不同施磷水平对玉米产量及产量性状、磷素吸收分配、磷肥利用效率的影响,并分析了土壤表观磷平衡和有效磷含量的变化。【结果】连续三年（2009~2011年）不同施磷水平下,玉米的产量随施磷水平的提高而增加,到第三年施磷处理的玉米产量显著高于不施磷处理,随施肥年限增加,P60与P75处理的增产效应差距缩小。P75处理吸收的磷素高于P60,但分配到籽粒中的磷素比例逐年下降,说明其吸收的磷素未高效转移到籽粒中,存在磷素奢侈吸收现象。两个施磷处理的磷肥利用率均为P75>P60,磷肥偏生产力均为P60>P75,说明P60处理中土壤基础养分和施入磷肥的综合效应更大。2009~2011年,土壤的表观磷平衡,P0处理一直处于亏缺状态,P60和P75处理均有盈余。P0、P60和P75处理的土壤有效磷的变化量为-15.4、-0.19和3.50 mg/kg。有效磷含量变化与表观磷盈余量呈极显著线性正相关,土壤P盈余每增加100 kg/hm2,有效磷含量增加9.6 mg/kg。【结论】在有效磷含量较高的黑土区,适当减少磷肥用量（60 kg/hm2 P₂O₅,比传统施肥减少20%）能获得与传统施磷相当的产量,维持土壤适宜的有效磷含量和供磷水平,并能保证磷肥的高效利用。可以考虑将P₂O₅ 60 kg/hm2作为黑土区的推荐施磷水平。     

长期不同施肥对水稻干物质和磷素积累与转运的影响

【目的】磷是制约黄壤生产力的重要限制因子,提高作物的磷效率是农业科学研究的热点之一。探讨不同施肥模式对水稻干物质和磷素积累与转运的影响,为黄壤稻田合理施用磷肥提供理论依据。【方法】依托22年的黄壤(水田)长期定位试验,选取其中6种施肥模式:不施肥(CK);不施磷肥(NK);平衡施用化肥(NPK);单施有机肥(M);1/2有机肥替代1/2 NP (0.5 MNP);有机肥化肥配施(MNPK)。除CK和MNPK外,NK、NPK、M、1/2 MN处理为等氮量165 kg/hm^2,施磷量依次为P2O5 0、82.5、79.4、81.0 kg/hm^2,MNPK施N330 kg/hm^2、P2O5 161.9 kg/hm^2。于水稻分蘖期、开花期及成熟期,采集水稻植株样品,分析比较各处理水稻产量、干物质和磷素积累与转移特征、磷肥吸收利用效率的差异。【结果】水稻产量、干物质和磷素积累量大小顺序均表现为MNPK> M> 0.5 MNP> NPK> CK> NK。磷素积累快速增长开始(t1)和结束(t2)时间均较干物质积累提前2~8 d和5~20 d,且磷素积累快速增长持续时间(Δt)也较干物质缩短了4~12 d,表明磷素快速吸收较干物质早,且持续时间短。处理NK、NPK、0.5 MNP、MNPK干物质最大增长速率(Vm)出现时间(t0)以及t1、t2分别比CK和M处理滞后5~10 d、1~4 d、6~16 d,Δt延长了1~14 d。各处理干物质和磷素积累的Vm均表现为M、MNPK> 0.5 MNP、CK> NPK> NK。水稻籽粒干物质积累量主要来源于花后干物质积累,磷素积累量则主要来源于花前磷素积累向籽粒的转运,各处理花后干物质积累率为29.5%~43.4%,施用化肥各处理显著高于CK和M处理,各处理花前磷素积累率为60.5%~85.6%,大小为CK> NPK、M> NK、0.5 MNP、MNPK。与NPK处理相比,M和0.5 MNP处理磷肥吸收效率、磷肥偏生产力、磷肥利用率分别显著提高了0.43kg/kg、48.9 kg/kg、40.8个百分点和0.26 kg/kg、32.2 kg/kg、25.3个百分点。【结论】黄壤地区水稻栽培中长期缺磷不利于花后干物质的积累,也不利于花前磷素的积累,严重制约水稻产量和磷吸收量的提高。在氮磷钾投入平衡前提下,长期单施有机肥可促进花前干物质和磷素的积累及其向籽粒的转运,但不利于花后干物质和磷素的积累,长期单施化肥可延长干物质和磷素积累的快速增长持续时间,但最大增长速率较小,而长期有机无机配施均较有利于促进水稻花前和花后干物质和磷素的积累,水稻产量和磷肥利用率均较高,是最合理的施肥方式。     

氮磷钾用量对宁南旱地马铃薯产量及水肥利用效率的影响

在宁南旱地上利用田间试验研究了氮、磷、钾各4个施肥水平对马铃薯(庄薯3号)产量及水肥利用效率的影响。结果表明,增施氮、磷、钾肥马铃薯产量均呈抛物线型增长,其中氮肥增产幅度最高,其次为磷肥,钾肥最低且与对照无显著差异。施用氮对马铃薯产量构成有显著影响,钾肥有利于块茎膨大。马铃薯氮、磷、钾养分累积量随着施肥量的增加而增加,当季氮、磷肥利用率都随着施肥量的增加先升高后降低,钾肥利用率随施肥量增加而降低。氮、磷、钾肥偏生产力均随着施肥量增加而显著降低(P0.05)。施用氮、磷、钾肥显著提高马铃薯水分利用效率,当氮肥施用量大于240 kg/hm2、钾肥施用量大于135 kg/hm2时水分利用效率降低。不同氮、磷、钾肥水分利用效率增幅分别为19.6%~31.2%、11.2%~12.6%、1.3%~9.5%。本试验条件下,从经济施肥与水分高效利用角度宁南旱地马铃薯氮、磷、钾肥推荐量分别为174.0~189.7、92.2~94.6、113.0~113.7kg/hm2。     

云南中、低供磷能力土壤玉米最佳施磷量研究

  【目的】  探明不同供磷能力土壤条件下玉米对磷肥用量的反应及最佳磷肥用量,为磷肥高效利用提供依据。  【方法】  玉米田间试验于2017―2019年在云南寻甸和小哨进行,土壤Olsen-P含量分别为15和4.5 mg/kg,属于中、低供磷能力土壤。试验设施磷量P₂O₅ 0 kg/hm2 (P0)、45 kg/hm2 (P45)、90 kg/hm2 (P90)、135 kg/hm2 (P135)和270 kg/hm2 (P270) 5个水平处理(寻甸)和P₂O₅ 0 kg/hm2 (P0)、60 kg/hm2 (P60)、90 kg/hm2 (P90)和120 kg/hm2 (P120) 4个水平处理(小哨),其中90 kg/hm2是当地推荐磷肥用量。分析了玉米主要生育期植株生物量、产量、磷素吸收与分配,计算了磷肥利用率。利用线性加平台模型,模拟了不同磷水平下玉米的籽粒产量与磷肥用量的关系。  【结果】  在两个试验点,施磷均显著提高了玉米产量,但是当施P₂O₅>90 kg/hm2时,不能进一步提高玉米籽粒产量,甚至两个最高磷处理P270 (寻甸)和P120 (小哨)的玉米产量显著低于P90处理。在供磷能力中等土壤上,P45和P90处理最有利于玉米磷素的吸收和累积,同时促进磷素向籽粒中转移,P45的磷肥利用率最高。在低供磷能力土壤上,玉米磷素吸收量随施磷量呈现抛物线趋势,即磷素吸收累积整体表现为 P90>P120>P60>P0,P90的磷肥利用率最高。利用线性加平台模型对玉米产量与施磷量的模拟达到极显著置信水平,计算的最佳施磷量在供磷能力中等和较低的土壤上,分别为65.6和93.7 kg/hm2。  【结论】  相比于当地的磷肥推荐量P₂O₅ 90 kg/hm2,供磷能力中等的土壤条件下应减少磷肥用量至65.6 kg/hm2,在供磷能力低的土壤上磷肥用量应适当增加至93.7 kg/hm2。     

磷对淀粉型甘薯产量及养分吸收利用的影响

【目的】研究不同磷肥用量对甘薯养分吸收、分配及产量的影响,探究淀粉型甘薯磷肥营养效应,为甘薯高产科学合理施用磷肥提供理论依据。【方法】以淀粉型甘薯渝薯17(淀粉含量24.06%)为材料,设置7个磷肥处理(P2O50、0、37.5、75、112.5、150、300 kg/hm2),田间随机区组排列。其P2O50处理不施任何肥料,其他处理均底施纯氮(N)90 kg/hm2和K2O 150 kg/hm2。甘薯苗移栽后每隔30 d,共计取样5次,对全株样品分叶片、茎蔓和块根测定其鲜重、干重及全氮、磷、钾的含量。收获期测定小区鲜薯产量、茎蔓产量并计算收获指数(HI)及其磷肥农学效率(PAE)、磷肥表观利用率(PAUE)、磷收获指数(PHI)、磷肥生理利用率(PPUE)、磷肥偏生产力(PFPP)和磷肥增产率(PIR);同时计算收获期各器官N、P、K的吸收量,对N、P、K吸收量之间及其与产量之间关系进行相关性分析。【结果】1)适当增施磷肥有利于提高甘薯的经济产量、生物产量和收获指数,且以施P2O5112.5 kg/hm2和150kg/hm2时最优,经济产量增产率分别为19.4%和21.06%。2)不同器官N、P、K最高含量分别出现在栽后60、90、150 d,各处理氮素和磷素含量均为叶片茎蔓块根,而钾素含量为茎蔓叶片块根。栽后60 d后,叶片∶茎蔓∶块根含氮量为4.08∶1.62∶1,栽后90 d后,叶片∶茎蔓∶块根磷含量为2∶1.35∶1,栽后150 d后,茎蔓∶叶片∶块根含钾量为2∶1.8∶1。3)施磷可提高甘薯块根、茎蔓和叶片对N、P、K的吸收,养分总吸收量为钾氮磷;施磷处理中N、P、K的吸收量增幅分别为23.9%66.6%、29.6%58.5%、41.3%73.7%。磷钾吸收量均表现为块根茎蔓叶片,吸氮量表现为块根叶片茎蔓。4)在不同施磷条件下,形成500 kg所吸收的N、P2O5、K2O分别为4.24 6.61 g,1.93 2.84 g和6.94 11.48 g。施P2O5112.5 kg/hm2时,形成500 kg鲜薯吸收的养分最多,N、P2O5、K2O吸收量分别为6.61、2.84和11.08 g。5)磷肥表观利用率、偏生产力在施P2O537.5 kg/hm2时最高,分别为16.6%和343.0 kg/kg P2O5,磷肥农学效率、磷肥生理利用率和磷收获指数在施P2O5112.5 kg/hm2时最高,分别为136.7 kg/kg、777.9 kg/kg和65.9%。6)收获期各器官N、P、K吸收量之间及其与产量之间均呈显著或极显著正相关。【结论】增施磷肥能提高甘薯产量,但其利用效率有下降趋势。本试验中,从甘薯高产高效生产的磷肥管理角度分析,N和K2O施用量分别为90 kg/hm2和150 kg/hm2时,以施P2O5为112.5 kg/hm2为最佳。     

我国主要麦区小麦产量形成对磷素的需求

【目的】掌握小麦磷素的吸收特征及区域差异性有利于指导小麦合理施肥,提高磷肥肥效,维持小麦增产稳产。本文旨在探讨我国小麦磷素吸收特征的区域差异性及对产量的响应。【方法】本文收集了2000年后我国黄淮海冬麦区、 西北冬春兼播麦区和长江中下游麦区小麦田间试验的文献数据,统计分析了小麦产量、 地上部磷吸收、 籽粒磷含量、 秸秆磷含量、 100 kg籽粒需磷量等参数的区域异质性,并计算了小麦不同产量水平下100 kg籽粒需磷量、 籽粒磷含量和秸秆磷含量的变化特征。【结果】我国田间试验的小麦平均产量为6.18 t/hm2 (n=5424),变异系数为33.1%; 籽粒、 秸秆磷含量全国平均分别为0.32% (n=1072)、 0.08%(n=864),变异系数分别为34.3%、 75.0%; 地上部、 籽粒和秸秆吸磷量全国平均分别为26.4 kg/hm2 (n=1370)、 17.0 kg/hm2 (n=679)、 5.4 kg/hm2 (n=650),变异系数分别为58.6%、 55.1%、 94.8%。除籽粒磷含量外,小麦产量、 地上部磷吸收量、 籽粒磷吸收量、 秸秆磷吸收量和秸秆磷含量均以黄淮海麦区最高,长江中下游冬麦区次之,西北冬春麦区最低。生产100 kg籽粒需磷量全国平均为0.46 kg(n=1546),变异系数37.0%,其中以黄淮海冬麦区最高,为0.50 kg (n=813),长江中下游冬麦区和西北冬春麦区分别为0.44 kg (n=195)和0.41 kg (n=538)。随小麦产量水平的提高,生产100 kg小麦籽粒需磷量呈增加趋势,4.50 t/hm2、 4.50~6.50 t/hm2、 6.50~8.50 t/hm2、 8.50 t/hm2 产量范围生产100 kg籽粒需磷量分别为0.41 kg、 0.43 kg、 0.50 kg、 0.52 kg; 籽粒磷含量基本维持一定水平,分别为0.32%、 0.31%、 0.31%、 0.33%,秸秆磷含量呈增加趋势,分别为0.05%、 0.07%、 0.11%、 0.12%。【结论】我国小麦产量、 籽粒磷含量、 秸秆磷含量、 籽粒磷吸收量、 秸秆磷吸收量、 地上部吸磷总量和生产100 kg籽粒需磷量波动范围大,变异性较高,存在明显区域差异。黄淮海冬麦区吸磷量以及百公斤籽粒需磷量均高于西北和长江中下游区,产量水平也最高。产量越高,百公斤籽粒需磷量也越高。因此,施肥中要依据区域的小麦产量及磷素需求规律因地制宜地指导区域小麦科学施肥。     

北方麦区土壤有效磷阈值及小麦产量、籽粒氮磷钾含量对监控施肥的响应

  【目的】  分析我国北方麦区不同土壤有效磷水平下,监控施肥后小麦籽粒产量与养分吸收利用变化,为保证减施磷肥后小麦的丰产、优质、绿色生产提供理论依据。  【方法】  于2018—2020年在我国北方麦区49个地点进行了田间试验。所有试验均设农户施肥(FF)、监控施肥(RF)和监控无磷(RF-P) 3个处理,监控施肥的磷(P₂O₅)肥用量较农户施肥平均减少60 kg/hm2,相当于减少了46%。在小麦成熟期调查了土壤不同磷素水平下,小麦产量、产量构成、籽粒氮磷钾含量,并计算了磷素养分吸收利用率;在小麦收获期,采样测定土壤有效氮磷钾含量。  【结果】  当土壤有效磷<15 mg/kg时,小麦产量最低,为5155 kg/hm2;当土壤有效磷在25～30 mg/kg时,产量达到最高,为7217 kg/hm2;有效磷过高并不能持续提高小麦产量,反而因穗数、千粒重低导致产量降低。土壤有效磷<15、15～20、20～25、25～30和>30 mg/kg时,监控施肥处理小麦产量与农户施肥处理相比差异虽然未达显著水平,但小麦的磷肥吸收效率与磷肥偏生产力平均分别为1.03和104.7 kg/kg,分别较农户处理显著提高了119.6%和112.2%,籽粒氮磷钾含量与农户施肥处理相比无显著差异。当土壤有效磷<15 mg/kg,或速效钾达171和200 mg/kg、有效磷为15～20和>30 mg/kg时,不施磷肥小麦显著减产;但土壤速效钾为147和158 mg/kg、有效磷在20～25和25～30 mg/kg时,不施磷肥不减产。土壤有效磷含量越高,小麦籽粒平均氮含量越低、磷含量越高,籽粒平均钾含量在有效磷为20～25 mg/kg时达到最高。  【结论】  在北方麦区,过高的土壤有效磷含量有降低小麦氮素营养的风险,适当降低磷肥用量在保证产量的同时,还可大幅提高磷肥的利用率。土壤有效磷维持在20～30 mg/kg时,减施或不施磷肥依然可以实现小麦高产,但若速效钾>170 mg/kg时不施磷肥小麦有减产风险。因此,应基于对小麦目标产量、籽粒养分含量和土壤有效磷钾的监控,确定合理的磷肥用量,实现北方麦区化肥减施,小麦稳产提质增效和绿色生产。     

马铃薯产量品质与氮磷钾吸收利用的关系

【目的】分析马铃薯品种(系)产量和品质在不同栽培条件下与养分吸收及利用的关系,为马铃薯科学施肥提供理论基础。【方法】在宁夏固原和甘肃定西开展马铃薯品种(系)田间试验,宁夏收集了76份品种(系),甘肃收集了83份,马铃薯试验均采用当地水肥管理技术。成熟期测定产量及产量构成因素,取样分析马铃薯品质和氮磷钾养分含量,以及土壤有机质和速效养分含量。【结果】两地马铃薯块茎产量差异不显著。将马铃薯产量分为<30 t/hm² (低)、30～45 t/hm² (中)和>45 t/hm² (高) 3个等级,宁夏种植的76个品种(系)中低产、中产、高产的占比分别为27.6%、34.2%、38.2%,甘肃种植的83个品种(系)中的占比分别为15.7%、49.4%、34.9%。随着不同马铃薯品种(系)产量的不断增加,干物质和淀粉含量呈现增加趋势,而蛋白质含量则呈现降低趋势。无论产量水平高低,每生产1 t马铃薯块茎需吸收N 2.9 kg、P 0.5 kg、K 4.0 kg。产量与氮磷钾养分吸收量呈显著正相关,维生素C和蛋白质含量与氮磷...     

基于熵权法和TOPSIS对马铃薯施肥和滴灌量组合的优化

  【目的】  研究滴灌施肥条件下不同马铃薯品种的滴灌量和施肥量优化组合,以建立马铃薯生长、产量、品质、水肥利用效率和经济效益最优的水肥管理组合技术。  【方法】  采用正交试验设计方法布置马铃薯小区试验。试验设3个滴灌水平:W1 (100%ET_c)、W2 (80%ET_c)、W3 (60%ET_c),其中ET_c为作物蒸散量;3个施肥(N–P₂O₅–K₂O)水平:F1 (240–120–300 kg/hm2)、F2 (180–90–225 kg/hm2)、F3 (120–60–150 kg/hm2 );3个马铃薯品种:V1 (费乌瑞它)、V2 (陇薯7号)、V3 (青薯9号),设1个不施肥对照处理(W3F0V1),共10个处理。在主要生育期测定了马铃薯光合指标和耗水量,在成熟期测定马铃薯产量、产量组成和品质,分析水分利用效率(WUE)、肥料偏生产力(PFP)和经济效益。  【结果】  滴灌量、施肥量和品种对马铃薯产量组成、WUE、PFP和净收益有极显著影响(P<0.01)。F2水平下马铃薯产量、干物质累积量、淀粉含量、维生素C含量、粗蛋白含量和净收益比F1水平的下分别提高了19.28%、1.13%、1.62%、3.79%、8.79%和34.64%,比F3水平下提高了21.48%、3.07%、6.27%、6.08%、11.18%和27.94%。随着滴灌量的增加,产量、产量组成、淀粉含量、维生素C含量、粗蛋白含量、PFP和经济效益呈单峰曲线变化趋势,还原糖含量随着灌水量的增加呈先减少后增加趋势。青薯9号的叶片叶绿素含量、淀粉含量、粗蛋白含量、维生素C含量、WUE、PFP均高于其余两个品种。通过熵权法和TOPSIS分析得出排名前三的优化处理依次为:F2W2V3、F1W1V1和F3W2V1。F2W2V3处理的产量、单株块茎重、商品薯重、最大单个块茎重、粗蛋白含量、WUE和净收益最大,分别为49.22 t/hm2、1096.7 g、794.3 g/plant、433.9 g、0.214 mg/g、20.21 kg/m3和44832元/hm2。F1W1V1 和F3W2V1 依次排在第二和第三,其产量分别为41.79和37.67 t/hm2,单株块茎重分别为906.5和836.7 g, 商品薯重分别为711.4和607.3 g/plant,最大单个块茎重分别为395.6和357.1 g, 净收益分别为34584和32023元/hm2。  【结论】  在陕北旱区春季马铃薯生产中,3个马铃薯品种的最优灌溉和施肥组合均为80%ET_C和N–P₂O₅–K₂O 180–90–225 kg/hm2,该组合可同时兼顾高产、优质、高水肥利用效率和高经济效益的多重目标,其中品种青薯9号各指标均优于其他两个品种。     

灌水频率和施肥量对滴灌马铃薯生长、产量和养分吸收的影响

【目的】针对陕北榆林风沙土马铃薯灌水施肥不合理及水肥利用效率低的问题,通过研究滴灌施肥条件下不同的灌水频率和施肥量对马铃薯生长、产量及养分吸收利用的影响,以期科学地对马铃薯进行水肥调控,为实际生产提供参考依据。【方法】试验于2016年5—10月在陕西省榆林市农业科技示范园区内进行,试验设置了3个灌水频率D1 (4 d)、D2 (8 d)、D3 (10 d)和3个施肥量(N、P_2O_5、K_2O)水平,即F1 (100、40、150kg/hm^2)、F2 (150、60、225 kg/hm^2)、F3 (200、80、300 kg/hm^2)组合,共9个处理。在生育期对马铃薯生长指标进行观测,收获时统计产量及产量构成因素。【结果】1)同一灌水频率下,F3处理的株高、茎粗、叶面积和产量显著高于F1和F2处理,肥料偏生产力在F1处理下最高,而水分利用效率受施肥量的影响不显著,养分利用效率随着施肥量的增加而减小。F3处理的产量达41518 kg/hm^2,比F1和F2处理分别提高11.75%和8.52%,F1处理下肥料偏生产力为128.12 kg/kg,比F2和F3处理的高出45.67%和78.99%。2)在同一施肥量下,马铃薯的生长指标、产量和肥料偏生产力均在D2处理达到最大值,D2处理下的产量和肥料偏生产力分别为42932kg/hm^2和105.88 kg/kg,而D1处理下水肥利用效率最高,但D1和D2之间水分利用效率差异不显著。从水肥交互作用来看,D2F3的产量和水分利用效率最高,分别为44870 kg/hm^2,107.39 kg/(mm·hm^2),D2F1的肥料偏生产力最高,为142.02 kg/kg。【结论】合理的灌水频率与施肥量不仅能维持马铃薯较好的生长特性,而且能获得较大的经济效益。综合产量与节水节肥因素,D2F3处理(8 d,N 200 kg/hm^2、P_2O_5 80 kg/hm^2、K_2O 300kg/hm^2)可作为基于本试验条件下较适宜的灌水施肥组合。     

红壤旱地早熟型马铃薯高产与氮素高效的最优施氮量研究

  【目的】  研究不同施氮量下马铃薯的干物质积累、产量、氮肥吸收利用,结合土壤中无机氮在不同土层含量的变化,确定马铃薯产量和氮效率最优、环境风险最低的氮肥施用水平。  【方法】  试验于2018—2019年在南方典型红壤区旱地进行,供试品种荷兰15号为特早熟型马铃薯。设置N 0、60、120、150、180、210、240 kg/hm2,共7个氮肥水平。于成熟期,调查块茎产量和总干物质积累量测定氮素含量,同时取0—20、20—40、40—60 cm土层样品,分析铵态氮与硝态氮含量。  【结果】  施氮量显著影响红壤旱地马铃薯产量、干物质积累与氮肥吸收利用。马铃薯块茎产量随施氮量增加先增加后降低,均以施N 180 kg/hm2处理最高,达26250 kg/hm2 (2018年) 和27915 kg/hm2 (2019年);秸秆氮素积累量随施氮量的增加显著增加,而块茎氮素积累量随施氮量增加先增加后降低,以施N 180 kg/hm2处理最高,为97.65 kg/hm2 (2018年) 和101.09 kg/hm2 (2019年)。氮素收获指数以N150 kg/hm2处理最高,而氮肥农学利用率和氮素回收率均以N180 kg/hm2处理最高,氮肥偏生产力则随施氮量的增加而显著降低。施氮显著提高土壤中的无机氮含量,不同施氮量对无机氮的含量和分布影响不同。施N 150 kg/hm2和N 180 kg/hm2处理增加的铵态氮主要分布在0—20 cm土层,且施N 180 kg/hm2处理的铵态氮含量显著高于施N150 kg/hm2处理,施N 150 kg/hm2处理又显著高于其他处理;而N 210 kg/hm2和N 240 kg/hm2处理增加的铵态氮主要分布在20—60 cm 土层,其铵态氮含量显著高于其他处理;在施N 0—180 kg/hm2范围内对土层中的硝态氮含量影响较小,施N 210 kg/hm2和N 240 kg/hm2处理显著增加了20—60 cm土层硝态氮含量。从无机氮总量看,施N 180 kg/hm2处理可显著增加0—20 cm土层的无机氮总量,而施N 210 kg/hm2处理和N 240 kg/hm2处理则显著提高了20—60 cm土层的无机氮含量。  【结论】  极早熟型马铃薯适宜的氮肥用量范围较窄,过低或者过高施氮都会显著降低其经济产量、氮素收获指数和农学效率。在红壤条件下,施N 180 kg/hm2可以显著增加0—20 cm土层中的铵态氮和无机氮含量,而不会增加20 cm以下土层的无机氮含量,超过此用氮量,则会显著增加土壤无机氮的向下迁移。因此,红壤旱地极早熟型马铃薯品种的适宜施氮水平为N 180 kg/hm2。     

耦合效应弥补水氮减量对夏玉米养分吸收和利用的不利影响

  【目的】  适宜的水氮管理是提高关中平原夏玉米产量的关键。研究水、氮减量及其交互作用对夏玉米养分积累和转运以及氮素利用的影响,为关中平原夏玉米高产高效栽培提供理论依据。  【方法】  于2018—2019年,在陕西杨凌设置水、氮二因素裂区田间试验。3个灌溉处理为传统灌水量800 m3/hm2 (W2)、减量50%灌水 (400 m3/hm2,W1)和无灌溉(W0)。每个灌溉量下设传统施氮量的100% (300 kg/hm2, N300)、–25% (225 kg/hm2, N225)、–50% (150 kg/hm2, N150)、–75% (75 kg/hm2, N75)和不施氮(N0) 5个水平,W2N300为传统水氮管理模式对照。分析夏玉米籽粒产量、氮磷钾养分积累与转运特征,计算氮肥利用效率。  【结果】  与W2N300相比,W2N225、W1N225、W1N150处理的夏玉米产量和产量构成因素无显著差异。W1N225显著提高了玉米抽雄后干物质积累,显著提高了玉米抽雄后氮、磷、钾养分积累和所占比例,W2N225、W1N300则与W2N300无显著差异。与W2N300相比,W1N225处理可以显著提高干物质和氮磷钾养分转运量,分别比W2N300处理的干物质和氮磷钾转运量提高了11.67%、16.28%、19.80%、18.95%。相关分析结果表明,玉米抽雄前后氮、磷、钾素积累量与籽粒产量均呈显著或极显著正相关,且抽雄后的氮、磷、钾积累量与产量的相关性高于抽雄前。  【结论】  在传统灌水量和施氮量基础上,减少50% 的灌水量,减少25%的氮素投入量可显著提高玉米抽雄后养分积累,促进养分转运量和抽雄后转运养分对籽粒贡献率的协同提高,进而提高了玉米产量和氮肥利用效率。综合考虑夏玉米产量,氮、磷、钾养分积累与其转运特征以及氮素利用效率等因素,在关中平原灌溉区,以灌水减量50% (即400 m3/hm2)、施氮减少25% (即 225 kg/hm2)的模式较为适宜。     

水氮耦合对膜下滴灌马铃薯产量、品质及水分利用的影响

该文通过田间试验,研究在西北旱区对膜下滴灌条件下水氮耦合效应及其对马铃薯产量、品质和水分利用效率的影响,从而确定马铃薯适宜的水氮用量,以求达到节水、节肥和高产优质的目的。试验设置2个土壤湿润比水平:40%(P1)和70%(P2),5个施氮水平:90(N1)、135(N2)、180(N3)、225(N4)、270kg/hm2(N5),共10个处理。试验结果表明:相同水分条件下,马铃薯块茎质量、块茎淀粉含量、块茎维生素C含量、耗水量、产量和水分利用效率都随施氮量的增加而呈抛物线趋势变化,块茎蛋白质含量随施氮量的增加呈增加趋势。相同氮肥条件下,湿润比P2处理的马铃薯块茎质量、块茎淀粉含量、块茎维生素C含量、块茎蛋白质含量均高于湿润比P1,湿润比P2处理的耗水量比湿润比处理P1高11%,湿润比P2处理的产量比湿润比处理P1高5%,但是湿润比P1处理的水分利用效率比湿润比P2处理高5.4%。其中,P2N3处理的马铃薯单株块茎质量、块茎维生素C含量表现最好,P1N5处理的马铃薯块茎蛋白质含量最高,P2N2处理的马铃薯块茎淀粉含量和产量表现最优,产量最高为54187kg/hm2,P1N2处理的水分利用效率最高为12.86kg/m3。P2N3处理的马铃薯高产优质,且水分利用效率较高,是西北旱区膜下滴灌条件下马铃薯生产中适宜的水氮组合。     

机采棉氮素吸收及产量的最佳水氮组合

  【目的】  基于水肥一体化技术,研究不同水氮组合对机采棉氮素吸收及产量的影响,以期建立和完善与机采棉生产相匹配的水氮管理措施。  【方法】  本研究通过田间试验,采用灌水和施氮2因素交互设计,按照农田实际蒸散量(ETc),设置3个滴灌量水平:60%ETc、80%ETc、100%ETc,每个灌水量下设置5个施氮量水平:0、150、225、300、375 kg/hm2 (N0、N150、N225、N300、N375),共15个处理。在棉花苗期、初花期、盛花期、盛铃期、吐絮期取样测定棉花干物质量、氮素吸收量,收获后测产并计算水、氮利用效率。  【结果】  吐絮期棉花平均干物质量表现为80%ETc>100%ETc>60%ETc。除60%ETc+N375、100%ETc+N225处理外,施氮会一定程度的增加棉花干物质最大积累速率,进而促进棉花干物质积累。60%ETc+N150、60%ETc+N225处理干物质量向棉铃分配的比列有所降低,其余各施氮处理棉花干物质量与向棉铃的分配比例较N0处理均有不同程度地增加。100%ETc和80%ETc滴灌处理的吐絮期棉花氮素吸收量均值无显著差异,分别较60%ETc滴灌处理增加了26.64%、25.55%。60%ETc滴灌处理,吐絮期棉花氮素吸收量均随施氮量的增加而增加;灌水100%ETc、80%ETc条件下,棉花吐絮期的氮素吸收量以N300水平最高,N375水平的棉花氮素吸收与N300水平无明显差异。在3个灌水量下,最大氮素吸收增长速率均在N375处理达到最大;但在60%ETc和80%ETc灌溉条件下,N375处理的最大氮素吸收增长速率到达的时间,分别较N0水平提前了10、3天,而在100%ETc灌溉条件下推迟了5天。60%ETc滴灌处理较80%ETc、100%ETc滴灌处理降低了籽棉产量,施氮能显著提高棉花产量,但滴灌量为60%ETc时N300与N375水平的棉花产量无显著差异,灌水量为80%ETc、100%ETc时N375水平的棉花产量较N300水平分别降低了13.97%、14.87%。施氮能显著增加棉花的水、氮利用率,在N300水平时达到最高,但60%ETc+N300处理较80%ETc+N300、100%ETc+N300处理的氮肥利用率分别降低了18.36%、14.64%,灌溉水分利用率分别增加了5.14%、36.68%。3个灌水处理的氮肥平均利用率表现为80%ETc>100%ETc>60%ETc,灌溉水分利用率表现为60%ETc>80%ETc>100%ETc。  【结论】  灌水与施用氮肥在促进机采棉干物质积累、氮素吸收及产量方面有显著的耦合效应。将灌水量控制在80%ETc时,施用N 300 kg/hm2棉花各器官的干物质积累、氮素吸收速率与分配比例最为合理,适宜机械采收模式,单株结铃数及单铃重也优于其他处理,可实现产量和水、氮利用率综合效益的最大化。     

薯麦轮作体系钾肥全部施于薯季提高甘薯和周年产量

【目的】 薯麦轮作是我国甘薯种植的主要模式,施钾对甘薯、小麦都有较好的增产效果。本文研究了薯麦轮作中钾肥最佳运筹方案,以便更好地发挥钾肥效益。 【方法】 在江苏省农业科学院位于南京的六合基地连续进行了三年田间定位试验,在周年钾肥投入总量K₂O 270 kg/hm2的前提下,设置5个甘薯 (S) /小麦 (W) 钾肥分配量处理,分别为 S0W270、S90W180、S135W135、S180W90、S270W0,重复三次。调查了产量、产量组成和生物量分配,测定了吸钾量、钾生理效率和钾表观平衡。 【结果】 钾肥分配量显著影响甘薯的块根产量、单株薯数、单个薯重、冠根比、吸钾量和钾生理效率,而对小麦产量、有效穗数、穗粒数、千粒重、草谷比、吸钾量、钾收获指数和钾生理效率均无显著影响。甘薯产量和周年产量均以钾肥全部施于薯季的S270W0处理最高,全部分配于麦季的S0W270处理次之,S270W0的甘薯产量和周年产量比薯麦两季分配的S90W180、S135W135、S180W90处理提高20.7%～24.5% (P < 0.05) 和17.8%～20.9% ( P < 0.01),S0W270的分别提高了9.9%～13.4% ( P > 0.05) 和8.2%～11.0% ( P > 0.05)。S270W0处理的单株薯数和单个薯重分别比钾肥施两季的处理高5.2%～10.4%和8.5%～30.6% ( P < 0.01),是其产量增加的主要原因;S0W270处理的单株薯数比 这三个处理高18.9%～24.8% ( P < 0.001),但单薯重低于其他处理,较高的单株薯数是该处理甘薯增产的主要原因。S180W90和S270W0处理甘薯整株吸钾量比S90W180和S0W270高出9.7%～16.1% ( P < 0.05)。随薯季施钾量增加,甘薯冠根比先增后减 ( P < 0.001)、钾生理效率先减后增 ( P < 0.01)、钾收获指数和商品率变化较小 ( P > 0.05)。甘薯吸钾量平均为K ₂O 228.0 kg/hm2,是小麦的2.3倍;钾收获指数平均为0.55,是小麦的5.5倍。薯蔓中储存的钾占甘薯吸钾量的46.6%,薯蔓还田可满足小麦对钾的需求;麦秸中贮存的钾占小麦吸钾量的91.0%,麦秸还田只能满足甘薯吸钾量的39.5%。本研究施钾量下,秸秆不还田,甘薯和小麦年均携出土壤的钾达K₂O 327.9 kg/hm2,年末土壤速效钾呈快速下降,三个轮作周期后土壤速效钾降低49.2%;秸秆和薯蔓完全还田条件下,薯麦轮作施钾量为K₂O 134.3 kg/hm2时即可保持土壤钾素平衡。 【结论】 薯麦轮作中,以钾肥单施于甘薯上,可显著增加单株薯数和单个薯重,增加甘薯产量和周年产量。全部钾肥施于甘薯上,薯蔓还田可以满足小麦的钾素营养。麦秸和薯蔓完全还田条件下,可适当减少钾肥的投入,年施K₂O 134.3 kg/hm2时即可保持钾素平衡。供试地区土壤和管理条件下,钾肥的管理模式建议为“秸秆还田 + 适宜施钾量 + 钾肥全部施于薯季”。      

基于全株生物量和全株氮浓度的马铃薯氮临界浓度稀释模型的构建及验证

  【目的】  临界氮浓度稀释曲线的构建是作物氮素营养诊断的基础,然而其曲线参数可能受品种等因素影响。本研究的主要目的是构建滴灌条件下常见马铃薯品种临界氮浓度稀释曲线模型,并利用相应的氮素营养指数进行马铃薯氮素营养诊断。  【方法】  于2014—2016年分别进行了滴灌条件下3个马铃薯品种、不同施氮量的田间试验。在马铃薯苗期、块茎形成期、块茎膨大期、淀粉积累期和收获期5个关键时期,进行地上部茎叶和地下部块茎取样,分别测定了生物量和氮浓度,根据公式计算出马铃薯全株生物量和全株氮浓度。根据全株生物量和全株氮浓度建立临界氮浓度稀释模型和相应的氮素营养指数。  【结果】  马铃薯地上部生物量和地上部氮浓度以及全株生物量和全株氮浓度都是随着生育时期的推进呈现出负幂函数关系,基于地上部生物量和地上部氮浓度建立的临界氮浓度稀释曲线决定系数平均为0.52,而以马铃薯全株生物量和全株氮浓度建立临界氮浓度稀释曲线决定系数平均为0.94,较前者提高了80%。以马铃薯全株生物量和全株氮浓度建立临界氮浓度稀释模型更为合理,且受品种影响较小,克新1号、夏坡地和荷兰14用同一个临界氮浓度稀释曲线的决定系数均达到0.95,表明构建的氮素营养模型可以进行不同品种的马铃薯氮素营养诊断。  【结论】  相对于传统籽粒型作物基于地上部生物量和地上部氮浓度建立临界氮浓度稀释模型,基于全株生物量和全株氮浓度建立的临界氮浓度稀释模型适用于不同品种马铃薯的营养诊断。在内蒙古滴灌生产条件下,马铃薯临界氮浓度稀释模型为Nc = 4.57W–0.41,基于该模型计算的马铃薯克新1号合理施氮量为N 170～180 kg/hm2、夏坡地合理施氮量为 190～200 kg/hm2、荷兰14合理施氮量为 215～225 kg/hm2。这些计算结果与试验结果的吻合度达到了0.95。