畜禽粪肥与化肥配施对春小麦产量和养分吸收利用的影响

为了解不同畜禽粪肥在春小麦生产上的应用效果,通过盆栽试验,在氮磷钾养分等量的情况下,比较分析了施用猪粪、牛粪、鸡粪和羊粪后春小麦产量和养分吸收利用的差异。结果表明,4种畜禽粪肥与化肥配施均能提高春小麦产量,促进养分吸收,提高肥料利用效率,培肥土壤,尤其以鸡粪与化肥配施效果最好。相比单施化肥处理,鸡粪与化肥配施处理的籽粒和秸秆产量分别提高13.43%和8.20%,籽粒和秸秆中的氮、磷和钾含量分别提高0.73%、9.74%、6.98%和2.86%、4.00%、9.19%,氮、磷和钾的累积量分别提高了14.27%、22.81%、22.81%和11.48%、11.11%、18.07%;氮素收获指数、氮肥农学效率、氮肥吸收利用效率、氮肥偏生产力和氮肥生理利用效率分别提高0.48%、52.77%、42.51%、13.46%和33.71%;磷素收获指数、磷肥农学效率、磷肥吸收利用效率、磷肥偏生产力和磷肥生理利用效率分别提高2.42%、52.77%、62.00%、13.47%和25.82%;钾素收获指数、钾肥农学效率、钾肥吸收利用效率、钾肥偏生产力和钾肥生理利用效率分别提高2.45%、52.77%、55.72%、13.47%和29.11%。土壤中有机质、全氮、全磷、全钾、碱解氮、速效磷和速效钾含量分别提高5.75%、10.94%、22.26%、1.95%、9.42%、26.85%和28.43%。     

东北和西北春玉米氮磷钾养分吸收、积累特点比较

通过东北(吉林公主岭,JL-GZL)和西北(新疆伊犁71团,XJ-71)两个生态条件差异明显的大田试验,比较不同生态区春玉米植株养分吸收、积累差异。研究表明,西北试点的春玉米子粒产量、干物质积累量、氮磷钾等养分积累量均高于东北试点,其中,子粒产量、干物质积累量达极显著水平,叶片、茎秆、子粒氮、磷、钾养分积累量均达显著水平。东北春玉米叶片、茎秆氮含量较西北春玉米高,叶片、茎秆磷含量无显著差异,叶片、茎秆钾含量在整个生育期低于西北春玉米。西北春玉米每吸收1 kg氮所产生的子粒、干物质分别较东北春玉米高7.75%、7.11%,每吸收1 kg钾所产生的子粒、干物质分别较东北春玉米低9.12%、9.71%,每吸收1 kg磷所产生的子粒、干物质两个生态区无显著差异。氮磷钾收获指数与养分利用效率的变化趋势相同,西北试点氮收获指数高于东北试点,钾收获指数低于东北试点,磷收获指数无显著差异。     

不同玉米基因型对钾素吸收利用的研究

本项研究对60个杂交玉米组合钾素的吸收利用进行了测定分析。结果表明,不同玉米基因型对钾素营养吸收利用有着很大的差异。以产量为指标将其聚类为低、中、高产三类,子粒含钾量有随产量的提高下降的趋势。在秸秆含钾量上,低产基因型由于向子粒中的转化能力低,而使秸秆中含钾量较一般基因型的高;而高产基因型为了支持更高的子粒产量,需要有更强大的茎秆,所以含钾量也较高。低产基因型杂交种钾素利用效率不到中、高产基因型杂交种的50%,中、高产基因型杂交种吸收钾量的20%用于子粒生产。而低产基因型只有10.3%。高产基因型杂交种较一般类型的杂交种可从土壤中多吸收27%以上的钾素,钾的吸收效率高是其高产的原因之一。     

几个玉米自交系和杂交种耐低磷能力的研究

采用水培法对玉米自交系和杂交种进行了耐低磷能力指标鉴定,提出了利用耐低磷综合指数评价不同材料耐低磷能力的方法。结果表明,低磷胁迫对玉米幼苗形态表现、干物质积累、磷积累量及磷利用效率均有显著影响,但不同指标对不同玉米基因型的影响程度并不一致。综合指数分析结果,自交系698-3H和杂交种正红6号的综合耐低磷能力较强,分别属于磷高效利用型和高效吸收型;自交系K335和杂交种正红115的综合耐低磷能力较弱。     

豫北平原典型小麦-玉米轮作高产区节肥潜力分析

为明确当前黄淮海流域小麦-玉米轮作高产区施肥中存在的问题,于2016年对安阳、鹤壁、新乡和焦作4市(豫北平原典型小麦-玉米轮作粮食高产区)的小麦、玉米生产状况进行了问卷调查,并参照"3414"试验推荐施肥量进行节肥潜力分析。结果表明,该区域小麦和玉米的产量分别为8 352.75和9 063.60kg·hm-2;生产中小麦和玉米均存在不施用磷、钾肥的现象,施肥量与产量间不存在线性关系,即高施肥量未必对应高的产量;与推荐施肥量相比,小麦的节肥潜力为氮素40.6%～53.03%、磷素38.43%～44.94%、钾素-65.23%～-59.46%,玉米的节肥潜力为氮素31.47%～46.27%、磷素2.09%～12.17%、钾素-50.54%～-32.94%。说明这2种作物在生产中施肥状况均为氮多、磷少、钾不足,应当采取减氮、控磷、补钾的措施进行调节。     

糯玉米钾素分配转移特性的基因型差异

在同一供肥水平下研究31个糯玉米品种的钾素分配转移特性,分析糯玉米钾素分配转移规律及其与钾素吸收利用的关系,揭示钾素分配转移的基因型差异及其对产量形成的作用。结果表明,糯玉米生育期间钾素在各器官的分配与氮、磷不同,钾素不随生长中心的转移而转移,在生育期间钾素主要分配在叶片和茎秆中,开花前主要分配在叶片中,开花后钾素分配到茎秆中最多。糯玉米不同品种各器官钾素转移率存在显著差异。相关分析表明,钾素转移率主要影响产量和钾素利用效率的高低,而对钾素吸收总量及钾收获指数影响较小。通径分析表明,鲜穗、鲜子粒及成熟子粒中高产品种叶片的钾素转移率较高,叶鞘的钾素转移率高有利于品种鲜穗、鲜子粒及成熟子粒钾素利用效率的提高。     

不同钾水平下厚皮甜瓜生育后期氮磷钾吸收及利用特征

以‘翠甜’厚皮甜瓜为试材,采用盆栽砂培试验,设6个钾水平,即K1~K6(0、3、6、9、12、15mmol/L),研究其对厚皮甜瓜生育后期氮、磷、钾养分吸收与利用的影响。结果表明:施钾能够降低厚皮甜瓜各器官氮含量及成熟期根、茎叶氮累积量,显著增加果实氮累积量;增加根、果实磷含量及各器官磷累积量,显著增加果实、单株磷累积量;增加各器官钾含量及钾累积量,显著增加茎叶、果实以及单株钾累积量;显著增加氮生理利用效率和磷收获指数,增加氮收获指数,显著降低钾收获指数和磷、钾生理利用效率;单果鲜重以K2、K3和K4处理较高,且处理间差异不显著。钾处理与其厚皮甜瓜各器官氮、磷、钾含量存在的显著相关关系与器官部位及生育期有关,但与氮含量均呈显著负相关,与钾含量均呈显著正相关;各器官氮磷钾含量与氮收获指数没有显著相关性,但茎叶氮累积量与氮收获指数呈显著负相关;茎叶氮累积量与磷收获指数呈极显著负相关,果实磷、钾含量及累积量均与磷收获指数呈显著或极显著正相关;根、果实氮含量与钾收获指数呈极显著正相关,根磷含量与钾收获指数呈显著负相关,茎叶及果实钾含量和累积量均与钾收获指数呈极显著负相关。通过比较拟合优度(决定系数R2),发现钾水平与成熟期茎叶磷含量采用二次多项式拟合最佳,钾水平与成熟期根钾含量采用线性拟合最佳,钾水平与其他各器官养分含量采用三参数指数或者五参数双指数拟合最佳。比较三者养分吸收及利用情况可知,钾水平为9 mmol/L(K4)时,氮磷钾生理利用效率较好,较有利于氮磷钾养分吸收利用,实现经济效益最大化。     

不同小麦品种对磷素吸收利用的差异

为探讨不同小麦品种间磷素吸收利用和收获指数的差异,筛选磷高效型品种,以山东省不同时期30个主要推广品种为材料,在两种肥力条件下,研究了磷素在不同品种各器官中的含量,并对磷素利用效率和磷收获指数进行了聚类分析.结果表明,不同品种间整株和各器官中磷含量存在极显著差异,且随着土壤肥力的提高而提高,其中以茎叶提高幅度最大,籽粒提高幅度较小;不同品种问磷利用效率和收获指数存在极显著差异,高肥力下备品种平均磷利用效率和磷收获指数分别比低肥力下降低了10.22%和2.61个百分点.通过聚类筛选出4个在高低两肥力下磷利用效率和收获指数均较高的品种;5个仅磷素利用效率高的品种,其中一个只适于高肥地,一个只适于低肥地,四个仅磷收获指数高的品种,其中有两个只适于高肥地.     

氮肥运筹对春玉米产量、养分吸收和转运的影响

研究氮肥不同运筹方式对玉米产量、养分吸收利用、转运及分配的影响。结果表明,基肥:拔节期:抽雄期施氮比例为3∶4∶3处理玉米产量和氮肥利用效率最高,较其他基追比例处理增产3.2%~20.5%,氮收获指数、当季回收率、农学利用率和偏生产力分别提高2.0~5.3个百分点、2.0~21.3个百分点、2.3~10.0 kg/kg和2.3~10.0 kg/kg。施氮可显著增加玉米主要生育期氮、磷、钾吸收量,并可提高玉米抽雄期氮、磷、钾养分向子粒转运和子粒养分增加量,其中基肥∶拔节期∶抽雄期施氮比例为3∶4∶3处理玉米灌浆期氮、磷、钾吸收量最高,成熟期子粒氮、磷、钾积累总量高于其他基追比例处理。相关分析结果表明,玉米各生育期氮、磷、钾吸收间存在显著或极显著的正向相关,且除苗期外,其他生育期氮、磷、钾吸收量与产量均存在极显著正相关,灌浆期氮、磷、钾吸收状况与产量相关系数最大。     

施钙与覆膜对缺钙红壤花生氮、磷、钾吸收利用的影响

为探明施钙与覆膜栽培对南方典型缺钙红壤（第四纪红土发育而成）花生氮、磷、钾吸收分配的影响,本试验以大籽品种湘花2008为材料,设置3个基施钙肥梯度（不施钙、每公顷施钙肥375kg、每公顷施钙肥750kg,分别标记为Ca0、Ca375、Ca750）和2种栽培方式（露地OF与覆膜栽培PF）,采用土柱栽培,测定花生植株氮、磷、钾素含量、积累与分配特性。结果表明：随施钙量增加,花生叶、茎秆、根、果针、果壳氮素积累和分配率显著降低,而籽仁的氮素积累量和分配率、植株总氮素积累量提高,覆膜栽培降低叶和果针氮素分配率。增施钙肥有利于花生籽仁磷素的吸收积累、提高其分配率,但显著降低叶、茎秆、根系、果针、果壳磷素分配率。覆膜栽培提高植株对磷素的吸收,而降低茎秆磷素分配率。增施钙肥与覆膜栽培促进花生籽仁中钾积累,提高分配率。植株总钙积累量与总氮素积累量的协同吸收关系（决定系数R2=0.7837）优于总钙积累量与钾、磷总积累量的协同关系（决定系数R2=0.659 1、0.201 9）。增施钙肥提高了氮、磷、钾的利用效率和收获指数（HI）。露地播种每公顷750kg钙肥处理每生产100kg荚果比对照（Ca0-OF）节省纯N 3.17~4.04kg、纯P 0.27~0.30kg、纯K 2.65~3.41kg。因此,花生生产中增施钙肥的同时,可适当减少氮磷钾肥的用量,利于花生高产高效栽培。     

氮肥运筹对夏玉米氮素利用及土壤无机氮时空变异的影响

研究不同施氮量及基肥追肥比例对土壤无机氮时空分布及玉米氮肥利用效率的影响。结果表明,不同施氮量和基追比显著影响土壤剖面硝态氮含量。各施氮处理不同生育期0～60 cm土层硝态氮含量均显著高于不施氮肥处理,且随施氮量的增加土壤中硝态氮含量增加。夏玉米生长季土壤铵态氮含量较低,且时空变化不明显。玉米氮素农学效率（NAE）、氮素利用效率（NUE）随施氮量的增加显著降低;氮素表观回收率（NRE）有相同的变化趋势,但差异不显著;氮素收获指数（NHI）随施氮量的增加显著增大。相同施氮水平下,“50%基肥+50%大喇叭口肥基追比”的NAE、NUE、NHI和玉米产量显著高于其他处理。因此,在玉米生产中应避免播种时一次性大量施用氮肥,增加后期施氮比例可显著提高氮肥利用效率和玉米产量。     

不同施肥模式下玉米氮、磷、钾吸收利用特性研究

通过两年田间试验,研究农民习惯施肥模式与优化施肥模式对玉米产量、氮磷钾积累分配及利用的影响。结果表明,优化施肥模式的玉米产量较农民习惯施肥模式提高了9.2%和8.5%,差异达显著水平(P0.05)。施肥可显著提高玉米苗期至成熟期氮、磷、钾积累量,优化施肥模式可提高玉米灌浆期至成熟期氮、磷、钾积累量和开花期至成熟期阶段养分分配比例。与农民习惯施肥模式相比,优化施肥模式的玉米肥料吸收利用率提高50.2%,农学利用率提高51.7%,偏生产力提高36.5%,养分收获指数提高8.3%。差异均达显著水平(P0.05)。相关分析表明,玉米苗期至开花期和开花期至成熟期氮、磷、钾积累量与玉米产量间均存在显著或极显著正相关。优化施肥模式通过控制氮、磷、钾肥总量与氮肥分期调控,使玉米产量、氮磷钾养分吸收利用均优于农民习惯施肥模式。     

生物炭与化肥减量配施对玉米干物质、产量及氮、磷、钾积累转运的影响

采用田间小区试验,以先玉335为材料,设置5个处理,分别为CK(常规尿素+磷酸二铵+硫酸钾)、BF1(生物炭+80%尿素+80%磷酸二铵+80%硫酸钾)、BF2(生物炭+80%尿素+磷酸二铵+硫酸钾)、BF3(生物炭+尿素+80%磷酸二铵+硫酸钾)、BF4(生物炭+尿素+磷酸二铵+80%硫酸钾),玉米开花期、成熟期采集样品,分析不同处理干物质和养分积累转运特征,明确生物炭与化肥减量配施对玉米产量及氮磷钾养分积累转运的影响。结果表明,BF1、BF2、BF3、BF4处理均增加了植株干物质积累量、转运率及对子粒干物质积累贡献率,提高了玉米产量,促进了玉米植株氮磷钾素积累总量。因此,可应用生物炭与化肥减量配施实现玉米节肥增产。本试验条件下,减量20%硫酸钾配施生物炭对玉米产量效果最优。     

氮肥减施对京科968与郑单958氮效率及产量的影响

以郑单958与京科968为材料,在减施氮肥(正常施氮量210 kg/hm~2)14.3%~28.6%水平下,比较玉米品种氮效率与产量。结果表明,施氮肥150~180 kg/hm2,郑单958产量下降2.39%~4.03%,京科968产量下降1.67%~2.99%。随着施氮量减少,氮肥偏生产力、氮肥利用效率,氮肥农学利用效率升高,氮肥表观利用效率、100 kg子粒需氮量降低,氮收获指数保持基本稳定。适度减施氮肥,可有效提高玉米生产效率。施氮处理下不同器官的氮转运率与对子粒的氮贡献率高于不施氮处理,不同器官的氮转运率顺序为穗轴叶片苞叶叶鞘茎秆;对子粒的氮贡献率表现为叶片茎秆穗轴叶鞘苞叶。京科968氮收获指数、氮肥偏生产力、氮肥表观利用效率均优于郑单958,氮肥农学利用效率、氮肥利用效率与子粒吸氮量与郑单958相当。京科968氮吸收效率优于郑单958,具备较好的耐低氮特性。     

不同施磷水平对春玉米产量、养分吸收及转运的影响

通过两年田间试验,研究不同施磷条件下玉米产量、养分吸收利用及转运的变化。结果表明,玉米产量随施磷水平的提高先增后降,以施磷90 kg/hm~2处理最高。依据玉米产量(y)和施磷量(x)二次曲线拟合,得出最佳施磷范围为90.1~103.1 kg/hm~2。在施磷水平30~90 kg/hm~2范围内,抽雄期各养分积累量与转运量呈正比;当施磷水平提高至120 kg/hm~2,各养分向子粒转运量出现负效应。相关分析表明,除苗期外,玉米其他生育期氮、磷、钾的积累间及转运间均存在显著或极显著的正向相关性,氮、磷、钾积累、转运与产量间也存在显著或极显著的正向相关性,灌浆期氮、磷、钾素积累与产量间的相关系数最大。玉米磷肥生理利用率和农学利用率随施磷水平的提高先增后降,玉米磷素吸收效率、当季回收率和偏生产力随施磷水平的提高而降低。     

玉米苗期氮、磷、钾养分吸收利用效率研究

以黄淮海大面积种植的郑单958、先玉335、郑单538、豫单606、伟科702、郑单1002为试材,利用水培和大田试验相结合的方法,研究不同玉米品种苗期的氮、磷、钾吸收利用效率。结果表明,不同玉米品种对N、P、K养分积累存在差异,与NPK(全营养,对照)处理相比,NPK-N(氮胁迫,1/10的N含量)胁迫下N相对积累量(RNAA)最高的是郑单958;NPK-P(磷胁迫,1/10的P含量)胁迫下P相对积累量(RPAA)最高的是先玉335;NPK-K(钾胁迫,1/10的K含量)胁迫下K相对积累量(RKAA)最高的是豫单606。NPK胁迫显著提高玉米苗期对NPK的相对利用效率,其中,N提高2.91倍,P提高3.98倍,K提高6.16倍。     

不同夏玉米品种产量和氮肥利用的水氮调控效应

研究不同水氮处理对20个夏玉米品种产量及其构成、干物质积累量、收获指数和氮肥农学利用效率的影响。结果表明,品种、灌水和氮肥对产量性状、干物质积累量、收获指数和氮肥农学利用效率均有显著影响,灌水对产量及其构成、收获指数和干物质积累量的影响大于品种和氮肥,氮肥对氮肥农学利用效率的影响最大。夏玉米品种在产量及其构成、干物质积累量、收获指数和氮肥农学利用效率方面均存在差异,氮肥农学利用效率在品种间的变异系数最大。灌水处理显著增加夏玉米产量、干物质积累量、收获指数和氮肥农学利用效率,氮肥施用显著提高夏玉米产量和干物质积累量,降低氮肥农学利用效率,不同处理间无显著差异。综合灌水和氮肥对夏玉米产量、干物质积累量、收获指数和氮肥农学利用效率的影响,在总施氮量为150 kg/hm2,分别在大喇叭口期和吐丝期按75 mm灌溉量进行灌溉可获得最佳产量和氮肥农学利用效率。     

平衡施肥对春玉米产量及养分吸收的影响

在吉林省玉米主产区采用田间试验研究平衡施肥对玉米产量、养分吸收利用和土壤养分表观平衡的影响。结果表明,与农民习惯施肥（FP）相比,平衡施肥（OPT）在减施氮肥17.0%～37.7%、减施磷肥39.2%～48.7%的情况下,玉米产量提高2.3%～3.1%。OPT处理的养分吸收总量和肥料利用效率有不同程度的提高,其中氮吸收量提高12.3～25.4 kg/hm²,磷吸收量提高0.8～2.9 kg/hm²,钾吸收量提高2.8～4.5 kg/hm²,肥料利用效率提高13.7～19.6个百分点。平衡施肥处理的氮、磷、钾养分平衡系数分别为0.92～1.11、0.83～0.96、0.67～0.77,均好于农民习惯施肥,说明平衡施肥的氮、磷、钾等养分投入基本合理。     

长期施肥对氮素利用以及土壤剖面氮素分布、积累的影响

依托28年长期定位试验，采集不同施肥处理土壤剖面样品，测定土壤硝态氮含量，结合产量计算氮素利用效率。结果表明，长期施肥显著增加玉米子粒产量、地上部总吸氮量及氮收获指数。化肥+有机肥(NPKM)处理产量最高，较单施化肥(NPK)处理提高8.7%。各处理硝态氮含量随着土层的加深均呈先降低后升高的趋势，硝态氮主要积累在0～100 cm土体，NPK、NPKM处理硝态氮积累量占比高于55%。因此，有机肥替代部分化肥可显著提高子粒产量，增加氮素利用效率，减少氮素淋溶。