模拟降雨量条件下沟垄集雨种植对土壤养分分布及夏玉米根系生长的影响

为了探索沟垄集雨种植的增产机理及其适宜的雨量范围,在人工模拟降雨条件下研究了不同降雨量沟垄集雨种植对夏玉米（ZeaMaysL．）根系性状及土壤速效养分含量的影响。结果表明,沟垄集雨种植处理后,耕层（0~40cm）土壤速效N、P、K和有机质的含量明显增加（P〈0．05）。夏玉米根长、根表面积、根体积和根干重在230mm和340mm降雨量下明显增加,440mm雨量下,分别有所减小（P〈0．05）;籽粒产量增加幅度在230~440mm雨量下随雨量增大而减小（P〈0．05）,440mm时增产效果已不明显。可见,沟垄集雨种植协调了土壤水分和养分的关系,在一定雨量下可促进植株根系的发育,其种植玉米适宜的雨量上限可能在全生育期降雨量440mm左右。     

夏玉米根系活性、养分吸收和产量对不同施肥方式的响应

采用盆栽试验方法研究夏玉米根系脱氢酶活性、植株氮磷钾养分吸收、干物质积累和产量对不同施肥方式的响应,以期为夏玉米合理施肥提供理论依据。结果表明:与农民习惯施肥(T6)比,推荐施肥量分2层施用的T4效果最佳,其成熟期干物质积累量增加30.4%,氮、磷、钾养分吸收量分别提高30.6%、28.5%、26.4%,增产34.3%;推荐施肥量分3层施用的T5效果次之,其成熟期干物质积累量增加13.1%,25～35 cm根系脱氢酶活性显著提升40.3%,氮、钾养分吸收量分别提高5.7%、7.7%,增产16.0%。推荐施肥量分层施用配施有机肥能满足玉米后期养分需求,促进根系下扎,有效促进各土层根系脱氢酶活性,提高干物质与氮、磷、钾养分积累量,增产效果显著;综合以推荐施肥量分2层施用(推荐施肥量一半氮肥施在5～15 cm,另一半氮肥和全部磷钾肥、生物有机肥施在15～25 cm)的处理较为合适。     

垄膜沟秸秆种植方式对夏玉米水热效应的影响

针对黄土高原半干旱区降水短缺且时空分配不均,严重地制约了半干旱区农业发展的现状,通过研究垄膜沟秸秆种植方式下夏玉米水热效应,揭示其保水调温和作物增产的机理。试验于2014—2015年在陕西杨凌设置了露地处理(CK)与垄膜沟秸秆处理(RMFS)田间试验。结果表明:垄膜沟覆秸秆种植方式可以提高表层土壤含水量;土壤温度主要表现出"高温低调,低温高调"的现象;缩短作物生育历时及调节作物耗水量以改善水分的供需平衡,显著地提高土壤水分利用效率和积温利用效率,2a土壤水分利用效率和积温利用效率分别提高了39.85%,43.34%。垄上覆膜沟内覆秸秆处理通过改善土壤水热交互状态,提升作物产量,是一种适宜有效的覆盖集雨措施。     

专用缓释肥对夏玉米产量及养分吸收利用的影响

为实现夏玉米高产和简化施肥,采用田间试验研究了专用缓释肥对夏玉米产量、经济效益、养分积累量及土壤速效养分的影响。河南和山东试验点的结果表明,高缓释氮比例的专用缓释肥有利于提高千粒重,较习惯施肥分别增产8.28%和6.37%,纯收益分别增加715和661元/hm2;低缓释氮比例的专用缓释肥有利于增加穗粒数,分别增产6.95%和9.64%,纯收益分别增加593和1 430元/hm2。专用缓释肥促进了夏玉米对氮素的吸收利用,可维持土壤氮素养分平衡。砂壤土适宜用缓释氮比例较大的玉米专用缓释肥,中壤土施用缓释氮比例低的玉米专用缓释肥增产效果较好。     

水肥配合对夏玉米养分吸收及根系活性的影响

研究不同水肥条件对夏玉米养分吸收及根系活性的影响,解释水肥配合下夏玉米养分吸收规律和根系活跃吸收面积的变化特征。采用管栽试验,研究不同水肥条件对夏玉米不同生育期养分积累特征和根系吸收面积的影响。夏玉米干物质积累量与植株全量N、K的积累量变化趋势基本一致,植株内全量N、K积累量以拔节-大喇叭口阶段最多,P素积累主要集中于抽雄-成熟阶段。不同生育期根系活跃吸收面积与总吸收面积变化均呈单峰式曲线,峰值分别出现在大喇叭口期和抽雄期。在玉米生长季水肥充足条件下,根系活跃吸收面积对植物体内干物质和养分的积累起主导作用。施肥促进了根系活跃吸收能力,养分吸收积累量增多;生育期灌水也能促进根系生长和对养分的吸收。不同生育时期均以W2F1处理的干物质量和N、P、K积累量最高。     

不同土壤层次供应水分和养分对玉米幼苗生长和吸收养分的影响

本试验模拟滴灌方法 ,在不同土壤层次进行灌水和施用氮磷养分的盆栽玉米试验 ,旨在探讨在不同土壤层次供应水分和养分对夏玉米幼苗生长、根系空间构型及玉米对养分吸收的影响。试验表明 :在土壤深层进行滴灌可以有效降低土面蒸发 ,提高水分和养分的利用效率 ,从而显著提高玉米幼苗的生长量 ;在不同层次施肥灌水 ,对玉米根系在土壤中的空间构型影响很大 ,进行深层滴灌可以极大促进根系在较深土壤中的发育 ;在不同土层施肥灌水对玉米幼苗吸收N、P、K三种养分的能力也有影响 ,深层施肥灌水提高了玉米对 3种养分的吸收量     

超高产夏玉米养分限制因子及养分吸收积累规律研究

2007年和2008年通过大田试验研究了超高产夏玉米养分限制因子和植株养分吸收积累规律。结果表明:用ASI法推荐的氮、磷、钾平衡施肥产量最高,分别达到12051.2 kg/hm2和13246.3 kg/hm2,施用氮肥平均增产8.92%,钾肥平均增产7.14%,增产效果显著,氮和钾为超高产夏玉米养分主要限制因子。超高产夏玉米植株体内氮、磷、钾的积累量均随生育期的延长而增加,到成熟期达到最大值,养分积累量的大小顺序为氮钾磷,每生产100 kg经济产量吸收养分比例N∶P2O5∶K2O为2.40∶1∶2.73。拔节期至吐丝期是养分吸收的关键时期,养分吸收速率大,积累量高,吐丝后植株仍能吸收较多的氮、磷。从出苗到吐丝期,叶片是氮、磷的分配中心,生育后期茎叶中氮、磷的转运率较高,而钾转移比例较小。超高产夏玉米整个生育期能持续吸收养分,吐丝后适当追肥保证灌浆期养分充足供应对夏玉米超高产至关重要。     

不同养分配比对高粱根系生长及养分吸收的影响

为探明高粱养分吸收和根系生长对氮、磷、钾胁迫的响应,通过长期定位试验,在高粱/玉米轮作条件下研究了不同养分配比NPK、PK、NK、NP、CK对高粱根系生长及养分吸收的影响。结果表明:与NPK相比,长期不施氮肥(PK)条件下高粱总根长增加18.29%,总根体积降低26.52%,且根系主要分布在0~10 cm土层,直径小于0.5 mm细根所占比例显著增加。不施磷肥(NK)显著抑制了高粱根系生长,总根长、总根表面积和总根体积分别降低24.03%、27.48%和41.29%。不施钾肥(NP)对细根生长有明显抑制作用。不施氮、磷、钾均降低高粱对相应养分的吸收和累积,不施氮促进了营养器官中氮和钾素向籽粒转运,不施磷或钾肥抑制了氮、磷及钾的转运。高粱对养分的吸收、积累和转运与根系形态有关,不同养分积累与运转与根系形态关系表现不尽相同:氮素、钾素积累和转运与根系形态具有较好的相关性,氮素的积累和转运与植株生物量和产量的相关性大于磷素和钾素。综上,高粱根系形态及养分吸收对氮、磷及钾胁迫响应不同,该研究可为不同养分瘠薄地高粱高效栽培提供理论依据。     

氮磷钾平衡施肥对夏玉米产量及养分吸收和累积的影响

结合目前夏玉米施肥存在的种种弊端,探讨平衡施肥对夏玉米产量及养分吸收的影响,为实现夏玉米超高产和合理施肥提供理论依据。通过设置大田试验,研究了不同施肥模式对夏玉米产量、氮肥利用率及养分吸收、累积的影响。氮磷钾平衡施肥(NPK)对夏玉米籽粒产量有显著的增产作用,产量达6426 kg/hm2,分别比PK、NK、NP、FP、CK处理增产13.2%、12.9%、19.3%、12.0%、22.9%。夏玉米生物量累积曲线与N、P、K养分累积曲线基本一致,都呈"S"型,养分累积量的次序为N>K>P,生物量和养分累积主要集中在喇叭口期以后。氮、磷、钾平衡施用可提高夏玉米产量、氮肥利用率以及养分的吸收,在喇叭口期追施肥料值得推广。     

连垄全覆盖降解膜集雨种植促进玉米根系生长提高产量

普通地膜覆盖导致的环境污染和土地退化已越来越严重,用降解膜代替普通地膜覆盖是目前研究较多的一种解决方法。为了探究更加有效的降解膜覆盖方式,2013—2014年采用田间试验方法,探讨平地无覆盖种植(CK)、平地全降解膜覆盖种植(M1)、垄覆降解膜沟种植(M2)、连垄全降解膜覆盖种植(M3)4种覆盖种植方式对土壤水分蓄积、玉米根系生长、产量以及水分利用效率的影响。结果表明,M1、M2、M3处理下,2 a平均贮水量较CK分别提高了7.40%、9.54%和13.2l%,整个生育期蓄水量也显著高于CK对照(P0.05)。3种覆盖处理的根长、根表面积、根体积以及根干质量均显著高于CK处理,根系密度较CK分别增加了9.23%、13.85%、16.92%,蓄水量与玉米总根长、根表面积相关系数分别达到0.83、0.77。M1、M2、M3覆盖处理2 a平均产量比CK增加16.03%、18.53%、40.22%,水分利用效率提高2I.29%、26.57%、57.27%,蓄水量与籽粒产量、水分利用效率均具有极显著的正相关性,相关系数分别为0.91和0.86,其中M3覆盖处理对田间集水效果、作物根系生长以及产量影响最大,覆盖效果显著优于Ml、M2处理。因此,连垄全覆盖降解膜种植方式(M3)能有效发挥最佳的蓄积雨水、促进玉米生长和提高产量的效果,对于旱区降解膜覆盖研究具有重要的实际意义和理论价值。     

垄沟覆膜集雨系统垄宽和密度效应对玉米产量的影响

通过大田试验研究了垄沟覆膜集雨系统中,垄宽和密度效应对玉米产量和水分利用效率的影响。垄沟覆膜集雨系统有30、60 cm 2种垄宽,低、中、高3种玉米种植密度。结果表明,垄沟覆膜集雨能提高土壤含水率和土壤微生物量碳质量分数。随着玉米密度的增加,同一垄宽的垄沟集雨系统中,玉米株高和单株生物量逐渐下降,玉米单位面积生物量逐渐增加。降雨量较少的情况下,60 cm垄宽的垄沟覆膜集雨能显著提高玉米的叶绿素质量分数,但其在高密度条件下却显著降低玉米叶绿素质量分数。高密度条件下,30 cm垄宽的垄沟覆膜集雨处理,由于玉米种内竞争较激烈而导致有机物质向籽粒输入减少,从而引起产量降低。在所有的处理中,高密度、60 cm垄宽的垄沟覆膜集雨种植的玉米产量和水分利用效率最高。     

耕作方式及秸秆还田对华北平原土壤全氮及其组分的影响

为明确耕作方式对农田土壤全氮及其组分的影响,该文于中国农业大学吴桥实验站展开研究。田间试验布置于2008年,设置翻耕秸秆不还田(PT),翻耕秸秆还田(PTS),免耕秸秆还田(NTS)和旋耕秸秆还田(RTS)4个处理。于2015年冬小麦收获后取样,测定分析了土壤全氮、颗粒氮、矿物结合态氮含量以及土壤全氮储量。研究结果表明,0~5和5~10 cm土层的土壤全氮含量NTS和RTS显著高于PTS,但10~20和20~30 cm土层显著降低(P0.05)。0~50 cm土层的土壤全氮储量秸秆还田各处理间差异不显著,但NTS和PTS较PT分别提高了7.78%和11.09%(P0.05)。在土壤全氮及其组分中,土壤颗粒氮对耕作方式表现出最高的敏感性。0~5 cm土层的土壤颗粒氮含量及其在土壤全氮中的占比NTS和RTS均高于PTS,但在20~30 cm土层均低于PTS(P0.05)。与PT相比,PTS仅提高了0~20 cm土层的土壤全氮和颗粒氮含量,而土壤矿物结合态氮含量没有显著差异,NTS和RTS则同步提高了0~10 cm土层的土壤全氮、颗粒氮及矿物结合态氮含量(P0.05)。综上所述,免耕和旋耕提高了土壤全氮及其组分在表层土壤中的分布,翻耕则在较深土层更具优势,但翻耕阻碍了耕层土壤矿物结合态氮的积累,增加了氮素损失风险。     

免耕覆盖有效提高夏玉米产量及水氮利用效率

【目的】在旱区农业生产中,保护性耕作因具有保持水土、增产增收的优点而受到广泛关注,但其效应因地域环境、气候条件和栽培体系而异。本研究比较了半湿润易旱区旋耕垄作、免耕和免耕覆盖 3 种保护性耕作方式对夏玉米产量及水、氮利用效率的影响,为本地区筛选优化保护性耕作方式提供技术支撑。 【方法】试验于 2014 年和 2015 年 6～10 月份在陕西关中地区进行。采用裂区试验设计,主区为旋耕垄作 (RT)、免耕 (NT) 和免耕覆盖 (NTM) 3 种保护性耕作方式;副区为施氮 (N230) 和不施氮 (N0) 2 个施氮处理。 【结果】1) 与免耕和旋耕垄作相比,免耕覆盖处理可提高夏玉米耕层土壤生育期内含水量,降低高温季节耕层土壤温度,具有显著的增产效应,两年籽粒产量平均值的增幅分别为 13.2% 和 41.8%;2) 与旋耕垄作相比,免耕和免耕覆盖处理可显著降低夏玉米耗水量、增加地上部吸氮量,提高夏玉米的水、氮利用效率。其中,免耕和免耕覆盖的水分利用效率较旋耕垄作分别显著增加 7.1 和 10.3 kg/(hm2· mm),氮肥利用率分别增加 3.8 百分点和 10.1 百分点;3) 与不施氮相比,施氮能够促进夏玉米生长,提高地上部吸氮量、产量及水分利用效率,施氮各处理籽粒产量和水分利用效率的平均值较不施氮处理显著提高 49.5% 和 50.5%。 【结论】免耕和免耕覆盖尤其是免耕覆盖可有效调节土壤水热变化,解决本地区夏玉米生产中苗期干旱少雨导致的土壤水分匮乏问题,提高夏玉米籽粒产量及水氮利用效率。     

秸秆还田与氮肥管理对水稻养分吸收的影响

在大田条件下，设计2种秸秆还田方式和3个氮肥水平，研究秸秆还田与氮肥管理对水稻养分吸收的影响。结果表明：秸秆还田与实地氮肥管理(SSNM)能提高抽穗和成熟期各器官中N、P、K含量，使得群体源、库进一步协调，增加抽穗期非结构性碳水化合物，减少成熟期茎鞘中NSC(非结构性碳水化合物含量)的残留，促进同化物向籽粒的运转。该文还对不同处理下养分吸收的差异进行了分析。     

秸秆覆盖方式和施氮量对河套灌区夏玉米氮利用及产量影响

为探究夏玉米氮素转运利用规律、产量及土壤NO₃^--N含量分布对秸秆覆盖方式和施氮量的响应,在河套灌区开展2 a不同秸秆覆盖方式(秸秆表覆B处理、秸秆深埋S处理)和不同施氮水平(不施氮N0、低氮N1、中氮N2、高氮N3)的田间试验,以传统耕作模式为对照(CK处理)。结果表明:在0～100 cm土层,各处理NO₃^--N含量随施氮量增加而增大,成熟期B和CK处理随土层加深呈先减后增趋势,而S处理呈先增后减趋势;B处理提高0～20cm土层NO₃^--N含量,而S处理提高20～40 cm土层NO₃^--N含量(P<0.05);秸秆覆盖可减少0～100 cm土层NO3--N累积损失量,且显著提高氮肥利用率及夏玉米氮素转运量对籽粒产量的贡献率,SN2处理效果较佳。相比CK处理,成熟期的SN2处理2a平均NO₃^--N累积损失量降低39.6%,氮肥利用率较提高28.5%,夏玉米氮素转运...     

生物降解膜促进冬油菜养分吸收减少土壤硝态氮累积

针对普通地膜覆盖导致的农田环境污染和土地退化问题,通过2 a田间试验,从土壤有机质含量、硝态氮累积与分布、作物养分吸收和籽粒产量等层面出发,进行了普通地膜覆盖(PM)、生物降解地膜覆盖(JM)和露地(CK)栽培冬油菜的对比研究。结果表明,播种后60和150 d,JM处理的土壤有机质含量、土壤硝态氮的累积和分布与PM处理无显著差异;播种后240 d,JM处理的土壤有机质含量显著大于PM处理,土壤硝态氮的累积量显著小于PM处理,且PM处理土壤硝态氮的淋洗下移峰值更大。PM和JM处理冬油菜的产量及地上部各器官的氮、磷、钾吸收量均显著大于CK,且PM和JM无显著差异。与PM处理相比,JM处理在播种后240 d时土壤有机质质量分数提高7.0%,土壤硝态氮累积量减少34.1%。可见,PM处理在冬油菜生育后期过分消耗地力,且残留在土壤中的硝态氮含量较高。该研究从土壤营养和作物养分吸收利用方面为生物降解地膜应用于农业生产的可行性提供了理论依据。