腐植酸尿素对玉米产量及肥料氮去向的影响

【目的】研究腐植酸尿素对玉米干物质量、籽粒产量及肥料氮去向的影响,以期为传统尿素产品的提质增效及新型腐植酸尿素肥料的研制提供理论与实践依据。【方法】以玉米品种郑单958为供试作物,以自制的腐植酸尿素为供试肥料,运用15N同位素示踪技术,开展土柱栽培试验,设置不施氮肥对照 (CK)、普通尿素 (U) 和腐植酸尿素 (HAU) 3个处理,所有肥料均作为基肥一次性施入土柱0—30 cm土层。玉米成熟后,采集植株地上部样品进行考种,同时,分别测定玉米叶片、茎秆、苞叶、穗轴、籽粒的干物质量、氮素含量和15N丰度;分别采集0—15 cm、15—30 cm、30—50 cm、50—70 cm、70—90 cm土层的土壤样品,测定其氮素含量和15N丰度。【结果】各处理玉米植株地上部及各器官 (苞叶除外) 干物质量由低到高为CK < U < HAU,而玉米各器官的干物质量占该植株地上部干物质总量的比例在不同处理下的差异均未达到显著性水平;与U处理相比,HAU处理玉米地上部干物质量平均提高13.8%,籽粒产量提高14.2%;玉米籽粒产量构成的分析结果表明,不同处理玉米穗粒数差异显著 (P < 0.05),而百粒重却无显著差异。同时, HAU处理玉米对氮素和肥料氮的吸收量分别比U处理高0.989 g和0.072 g,提高了氮肥利用率4.8个百分点;各处理氮素和肥料氮在各器官的分配均表现为苞叶、穗轴 < 茎秆< 叶片 < 籽粒,籽粒总氮和肥料氮的吸收量分别占整个植株地上部总吸收量的65.7%～74.2%和58.6%～60.5%;从氮素来源分析,各器官所吸收的肥料氮仅占该器官氮素总吸收量的13.3%～30.9%。另外,不同施氮处理对土壤中肥料氮的总残留量影响不显著,但HAU处理肥料氮在施肥层 (0—15 cm) 的残留量显著高于U处理 (P < 0.05)。HAU处理肥料氮的损失率为34.9%,低于U处理5.1个百分点。【结论】供试条件下,施用腐植酸尿素能够增加玉米干物质量和籽粒产量,促进玉米对肥料氮的吸收,减少肥料氮向下层土壤的淋溶,有利于土壤残留氮的进一步吸收利用。     

60天释放期缓释尿素可实现早稻和晚稻的一次性基施

【目的】缓释肥料是一次性施肥及减量化施肥的重要载体,探讨缓释尿素对水稻养分吸收动态及产量形成的影响,为新型肥料的研发以及水稻产量的进一步提高提供重要的理论指导。 【方法】早稻及晚稻的大田试验共设5个处理:1）不施氮（CK）;2）普通尿素分次施用（PU1,基肥50%、返青肥20%、拔节肥30%）;3）普通尿素一次性基施（PU2）;4）60天型养分释放期的缓释尿素一次性施用（PCU60）;5）90天型养分释放期的缓释尿素一次性施用（PCU90）。除不施氮处理外,其他处理氮肥用量均为N 150 kg/hm2,所有处理磷钾的用量分别为P₂O₅ 55 kg/hm2、K₂O 130 kg/hm2,肥源分别为过磷酸钙及氯化钾。田间小区随机排列,各处理重复4次。在早稻拔节期、孕穗期、抽穗期及灌浆期采集植株样品进行养分分析,在灌浆期采集剑叶及籽粒样品进行养分分析,并测定灌浆期伤流液中氮的含量以及灌浆期剑叶SPAD值的变化;在早稻及晚稻采收后记录产量和产量构成要素。 【结果】早稻产量以60天型缓释尿素处理及分次施肥处理最高,其次为普通尿素一次性施用处理及90天型缓释尿素处理,不施氮对照产量最低;而在晚稻上90天型缓释尿素处理、60天型缓释尿素处理与分次施肥处理之间水稻产量没有显著性差异。90天型缓释尿素养分释放期过长,导致了灌浆期氮素供应过剩,水稻贪青导致灌浆不足,降低了千粒重。90天及60天型缓释尿素的处理提高了早稻拔节期、孕穗期、抽穗期及灌浆期地上部及地下部氮、磷的含量,其中以90天型缓释尿素处理最高。在早稻灌浆期,90天及60天型缓释尿素的处理水稻剑叶及籽粒氮含量、茎导管伤流氮含量以及剑叶SPAD值均高于其他处理。一次性施用60天及90天缓释尿素还可以提高土壤碱解氮的含量。 【结论】缓释尿素可以用于水稻一次性施肥,但在水稻上90天型缓释尿素的养分释放期过长,而60天型缓释尿素养分释放期适中。缓释尿素可以促进水稻对氮素的吸收并且可以用于减量化施肥,缓释尿素对磷的吸收有显著的协同作用,在施用缓释尿素时还可以适当减少磷的施用量。     

氮肥运筹对黄土塬区春玉米产量、效益和氮肥利用率的综合效应

【目的】研究氮肥种类、施氮量、施肥方式及施肥位置对春玉米产量、氮素吸收、氮肥利用率和经济效益的综合效应,为黄土塬区雨养春玉米氮肥减量和轻简化施肥提供理论与技术支撑。【方法】本研究在黄土高原中南部陕西长武县进行,共设两个试验。1) 肥料效应试验 (2017—2018),供试作物为春玉米 (品种为‘先玉335’),一年一熟制,耕作方式为平作半膜覆盖。设8个处理:不施氮 (N0);常规施氮 (N225,分次施肥,膜间施肥);减量施氮 (N180,分次施肥,膜间施肥);普通尿素减量一次性膜间基施 (B-N180);硫包衣尿素减量一次性膜间基施 (B-SCU)和膜内基施 (B-SCUi);基质缓释尿素减量一次性膜间基施 (B-MU) 和膜内基施 (B-MUi)。生育期内测定耕层土壤矿质氮 (NH₄+ + NO₃–) 含量及植株地上部氮素累积量,收获后测定产量及0—200 cm土壤剖面中矿质氮 (NH₄+ + NO₃–) 残留量等指标。2) 肥料氮素释放试验,与2018生育季肥料效应试验同时同地进行,不种植玉米。设6个施肥处理:普通尿素膜间 (U) 和膜内 (Ui)、硫包衣尿素膜间 (SCU) 和膜内 (SCUi)、基质缓释尿素膜间 (MU) 和膜内 (MUi)。测定施肥区单位土体 (5 cm × 6 cm × 100 cm) 中矿质氮量,土体中矿质氮增量被视为肥料释放氮。【结果】氮肥种类、施氮量和施肥方式对春玉米产量、氮素累积量、氮肥利用率和经济收益等有显著影响,矿质氮在土壤剖面中的分布及其肥效受生育季降雨量及降雨分布的影响。施N 180～225 kg/hm2可显著增加黄土塬区春玉米产量,增产幅度为49.47%～84.73%。与N225处理相比,B-MU、B-MUi和B-N180等处理2个生育季均无减产效应,但氮肥利用率较常规施肥增加4.41%～23.61%,经济效益增加346～1586 yuan/hm2,同时减少了土壤矿质氮的残留;而B-SCUi处理产量显著下降,其氮素累积量、氮肥利用率及经济效益也均有所降低;N180处理2017生育季无显著减产效应,2018生育季减产23.31%,减少经济效益5623 yuan/hm2。膜际种植条件下,膜间施肥效果优于膜内施肥。基质缓释尿素的养分释放规律与当地水热条件和植株吸氮规律较匹配。【结论】黄土塬区氮肥全部膜间基施有利于雨养春玉米喇叭口期前吸收足够的氮素营养,减少氮肥追施可能带来的氮素损失或干旱季节无法追肥的风险,提高生产效率和氮肥利用率。基质缓释尿素所释养分与玉米根系在土壤中的分布匹配性较好,减少20%的氮肥投入量无减产效应,是当地轻简化施肥的推荐氮肥种类;硫包衣尿素在玉米生育前期养分释放量过少,不适宜一次性基施。     

玉米?水稻轮作和水稻连作土壤根际和非根际氮含量及酶活性

【目的】以水稻连作为对照,研究玉米?水稻水旱轮作模式对稻田作物根际和非根际土壤氮素含量及酶活性的影响,为稻田系统玉米?水稻轮作对土壤氮素转化与稻田土壤质量的影响提供科学依据。【方法】利用根际袋盆栽试验进行水稻连作与玉米?水稻轮作,在玉米喇叭口期、抽穗期及成熟期,水稻分蘖期、孕穗期及成熟期分别采取根际与非根际土样,测定土壤铵态氮、硝态氮、全氮含量与脲酶、硝酸还原酶活性变化。【结果】两种种植模式及作物生育期对土壤氮素含量和酶活性均有显著影响。不同种植模式下土壤酶活性变化趋势基本相同。与水稻连作相比,玉米?水稻轮作土壤铵态氮减少了24.7%;土壤硝态氮含量增加了153.4%,主要表现在第一季。与水稻连作相比,玉米?水稻轮作条件下两季作物成熟期土壤全氮含量降低,土壤脲酶活性整体提高24.3%,土壤硝酸还原酶活性整体降低34.6%。水旱轮作对各个指标的影响可持续到第二季。根际土壤铵态氮含量及脲酶活性整体低于非根际土壤,玉米根际土壤硝态氮含量低于非根际,水稻根际土壤硝态氮含量高于非根际土壤,根际土壤硝酸还原酶活性高于非根际土壤。【结论】在本试验中,轮作在第一季对土壤氮素及酶活性的影响可持续至第二季。与水稻连作相比,玉米?水稻轮作可以提高作物根际与非根际土壤的脲酶活性及硝态氮含量,有利于氮素有效性的提高。     

基质型缓释尿素对蕹菜产量、品质及氮肥利用率的影响

通过两年田间小区试验,分析基质型缓释尿素对蕹菜产量、品质性状以及氮肥利用率的影响,并结合室内氮素损失模拟试验、植株形态生理性状、田间土壤矿质氮含量等解析其影响机制。结果表明,与常规尿素相比:基质型缓释尿素可降低氮素淋溶(9.2个百分点)和氨挥发损失风险(8.7个百分点);提高田间土壤矿质氮含量(6.7%以上);提高蕹菜叶面积(8.5%以上)和叶片SPAD (18.4%以上);改善蕹菜叶片净光合速率(11.1%以上)、气孔导度(14.3%以上)、羧化效率(25.1%以上);提高蕹菜叶片硝酸还原酶活性(11.4%以上);提高根系表面积(7.7%以上),有利于植株同化积累和养分利用,进而提高蕹菜生物学产量(18.4%以上)和氮肥表观利用率(7.3个百分点以上);但对蕹菜的品质性状(如:维生素C、粗蛋白、可溶性糖和硝酸盐)无显著影响。综上,基质型缓释尿素可降低氮素损失风险、提高土壤氮素有效性、促进蕹菜生长,该型缓释肥在蕹菜等蔬菜生产中具有应用前景。     

松嫩平原水稻高产高效氮肥运筹模式研究

【目的】明确控释尿素运筹对松嫩平原水稻产量、氮素利用效率及土壤氮素供应的影响，旨在为该区域水稻制定科学合理的控释尿素高效运筹模式提供依据。【方法】于2021—2022年在吉林省松原市，以水稻品种东稻3为试验材料，在总氮量200 kg/hm2条件下，设置不施氮肥对照(N0)、普通尿素农户施用(FP)和优化施用(OPT)，以及4个控释尿素基施与普通尿素分蘖肥配施比例处理(CRU40%、CRU60%、CRU80%和CRU100%)。于水稻主要生育时期调查植株生物量、氮含量和土壤无机氮含量，并于成熟期测定产量及其构成因素，计算作物氮积累量、氮素利用率和土壤-作物系统氮素平衡状况。【结果】与FP处理相比，4个控释尿素处理均显著提高了水稻齐穗期至成熟期植株氮积累量、齐穗后植株氮素积累分配比例和齐穗后氮素积累对籽粒贡献率，以CRU80%处理提升幅度最高；控释尿素各处理在稳定结实率和千粒重的同时，显著提高了水稻有效穗数和每穗粒数，提高了水稻产量和净收益(P<0.05)。4个控释肥处理中，以CRU80%处理产量和净收入最高，2年平均产量比CRU40%、CRU60%和CRU100%处理分别提高8.0...     

控释尿素与黄腐酸提高稻麦轮作系统产量和效益的协同效应

  【目的】  控释尿素和黄腐酸均已被证实可以提高作物的养分吸收和肥料利用率。本试验研究了控释尿素与黄腐酸配合施用进一步提升肥料效益的效果。  【方法】  在山东济南粘质水稻土上进行水稻–小麦轮作田间小区试验。试验设不施氮 (CK)、普通尿素 (U)、控释尿素 (CR-U)、控释尿素减量40% (60% CR-U)、控释尿素配施黄腐酸 (CR-U+F) 和控释尿素减量40%配施黄腐酸 (60% CR-U+F) 6个处理。于水稻和小麦苗期、拔节期、灌浆期/抽穗期和完熟期采集植株和土壤样品,测定植株叶片光合特性、氮素吸收量和籽粒产量,以及土壤pH和有效氮、磷、钾养分含量。  【结果】  1) 在水稻季和小麦季,CR-U处理较U处理显著增产10.5%和9.8%,氮素利用率分别提高了64.8%和42.0%,农学效率提升了52.2%和47.1%,周年经济效益增加2804元/hm2。2) CR-U+F处理较CR-U处理的水稻产量显著增加7.3%,氮素利用率显著提高32.5%;在小麦季产量显著增加4.4%,氮素利用率显著提高18.3%。60% CR-U+F处理较60% CR-U处理显著提高小麦产量5.0%,但对于水稻无显著增产作用。3) 周年经济效益方面,CR-U+F处理较CR-U处理增收2337元/hm2;60% CR-U+F处理较60% CR-U处理增收1823元/hm2,较U处理经济效益也提高了547元/hm2。  【结论】  综合稻麦轮作系统周年数据,控释尿素显著提高稻麦关键生育期的叶片光合速率,黄腐酸降低了作物蒸腾速率,提高作物对氮素的利用率。控释尿素与黄腐酸配施后二者协同增效作用显著,大幅提升稻麦产量、氮素利用率和经济效益,从而实现了养分的高效利用。     

碱性长效缓释氮肥对蕉园土壤pH和香蕉氮肥利用效率的影响

【目的】近年来由于超量施用化肥导致蕉园土壤严重酸化,土壤生产力逐年明显下降,香蕉产量骤降,传统产区栽培面积锐减。为此本试验在超高密度栽培条件下,以碱性长效缓释氮肥（ALNF,N 22%）作为供试肥料,研究其降低土壤酸度的效果及对香蕉产量和氮肥利用率的影响,并进一步探讨肥料的碱性能否造成氮素的损失。 【方法】本研究包括两个试验,分别为肥料种类和肥料用量对比试验,香蕉栽培密度均为3333 plant/hm2。试验1为碱性长效缓释肥料（ALNF）、控释配方BB肥料（CRF_BB）、常规肥料（CCF）三因素对比试验,以无氮处理（CK）为对照。试验2为完全ALNF（N 337.5 g/plant）,ALNF+60 g尿素N（ACF1,397.5 g/plant）,ALNF+90 g尿素N（ACF2,427.5 g/plant）,以不施氮肥（CK）为对照。 【结果】超高密度栽培条件下,ALNF处理收获期土壤pH值分别比CRF_BB、CCF、CK、ACF1和ACF2处理提高了1.2、1.2、1.1、0.6和0.3个单位。ALNF和CRF_BB处理香蕉单株产量分别比CCF处理增加了43.4%和35.1%,ALNF和ACF1处理香蕉单株产量分别比ACF2增加了50.6%和40.0%。就氮素平衡而言,CRF_BB和ALNF处理作物携出氮量分别比CCF处理提高了48.9%和24.8%;CCF的氮素表观损失量最多,是ALNF处理的2.3倍;ALNF处理的土壤氮素残留量最多,分别是CRF_BB、CCF处理的1.6倍、2.4倍;ALNF处理香蕉的携氮量分别比ACF1、ACF2处理提高了5.0%、31.9%,土壤残留氮量增加了60.8%、162.6%,ALNF的氮素表观损失最少,并随着尿素添加量的增加而增加,ALNF处理的氮素表观损失量仅为ACF2的1/4。CRF_BB和ALNF处理的氮肥利用率分别比CCF的提高了66.7%、33.7%,ALNF处理比ACF1、ACF2处理提高了27.8%、87.7%,ACF1处理的比ACF2处理提高了46.9%。 【结论】碱性长效缓释氮肥能够显著降低土壤酸度,土壤pH提高了0.3~1.2个单位,提高香蕉产量35%~50%,增加香蕉氮素吸收量24%~50%,增加土壤氮素残留量,减少氮素表观损失,提高氮肥利用率27%~67%。单独施用碱性长效缓释氮肥不会造成氮素损失,但是碱性长效缓释氮肥与尿素混合使用会造成氮素损失并降低氮肥利用率。     

缓释氮肥运筹对稻麦轮作周年作物产量和氮肥利用率的影响

【目的】稻麦轮作是我国一种重要的农业种植模式。缓/控释肥作为高效兼环境友好的肥料类型,在多种作物单季种植上具有增产和提高肥效的作用,但是缓释肥在周年轮作体系中的肥效研究鲜有报道。因此研究稻麦轮作体系中的肥料施用模式,有助于提高稻麦产量,降低化肥用量,提高化肥利用率。【方法】本文通过稻麦轮作两周年四季作物的田间小区试验,以不施氮和习惯施氮为对照,研究了4种不同缓释肥减氮处理[进口树脂包膜尿素减氮24.3%、 国产硫包衣尿素减氮24.3%、 国产尿素加NAM(长效氮肥添加剂)减氮24.3%和国产尿素加NAM减氮10.8%]对水稻和小麦产量、 氮肥利用率、 第二周年稻麦收获后土壤养分含量和两周年土壤氮养分表观平衡的影响。【结果】与不施氮对照相比,所有施氮处理均提高了两周年稻麦4季作物产量,习惯施氮增产幅度最高,小麦的氮肥增产效果总体高于水稻,第二周年高于第一周年; 与当地习惯施氮量相比,所有的缓释氮肥减氮24.3%或10.8%处理均无显著降低两季小麦产量,进口树脂包膜尿素减氮24.3%处理和国产尿素加NAM减氮10.8%处理也无显著降低两季水稻产量,但是国产尿素加NAM减氮24.3%处理显著降低了第二季水稻产量,国产硫包衣尿素减氮24.3%显著降低了两季水稻产量; 与当地习惯施氮量相比,4个缓释氮肥减氮处理均提高了第一和第二周年氮肥利用率,显著降低了两周年稻田土壤养分氮盈余量,其中国产尿素加NAM减氮24.3%处理氮肥利用率较高,同时土壤氮盈余量较少,说明缓释氮肥减量在提高肥料利用率和降低氮的环境效应上具有一致的优势; 不同缓释氮肥对土壤养分含量的影响无明显规律性。【结论】在目前稻麦轮作体系中,缓释氮肥减施对小麦产量具有较好的稳定效果,但是个别缓释氮肥减施对水稻有减产风险,有必要依据稻田土壤氮素转化特点,研制水稻专用缓释氮肥,适当降低水稻季缓释氮肥的施用量。     

缓释氮肥与尿素掺混对玉米生理特性和氮素吸收的影响

【目的】 研究不同施氮量下尿素与缓释氮肥掺混对大田玉米生理特性、氮素吸收和土壤硝态氮残留的影响,以期探索减少土壤硝态氮淋失、提高氮肥利用效率的高效施氮管理模式。 【方法】 试验在西北农林科技大学节水灌溉试验站进行,供试土壤质地为壤土,玉米品种为郑单958。设置了3种氮肥类型为尿素 (U)、缓释氮肥 (S)、尿素和缓释氮肥以 3∶7比例掺混 (SU); 4 个施氮 (N)水平为 90 kg/hm2 (N1)、120 kg/hm2 (N2)、180 kg/hm2 (N3)、240 kg/hm2 (N4),以不施氮肥 (N0) 为对照,共13个处理。在生育期内对玉米的产量和生理指标进行观测,并测定玉米主要生育期植株养分和土壤硝态氮含量。 【结果】 尿素掺混缓释氮肥 (SU) 处理的玉米生长后期叶绿素总量最大值分别比尿素 (U) 处理和缓释氮肥 (S) 处理最大值提高7.7%和1.3%。各生育期尿素掺混缓释氮肥 (SU) N3处理的净光合速率和蒸腾速率最高,分别高于其他处理6.9%～88.6%和3.4%～90.3%。尿素掺混缓释氮肥 (SU) 处理能够更好地促进玉米对氮素的吸收利用,其中尿素掺混缓释氮肥 (SU) N3处理氮素吸收量和籽粒的氮素分配量达最大,分别为156.0 kg/hm2和79.7 kg/hm2,高于其他处理8.1%～67.3%和6.2%～54.1%。尿素 (U) N3处理与缓释氮肥 (S) N2处理的氮素吸收量和籽粒的氮素分配量无显著差异;尿素掺混缓释氮肥 (SU) 在N3施氮量下,产量达到最高为 6200.4 kg/hm2,比尿素 (U) N3处理和缓释氮肥 (S) N2处理的产量分别增加了20.7%和19.8%。与单施尿素 (U) 和缓释氮肥 (S) 处理相比,尿素掺混缓释氮肥 (SU) 处理能充分利用0—40 cm土层养分,减少土壤氮素向更深土层淋失,提高氮肥利用率,降低土壤环境污染的风险。 【结论】 尿素与缓释氮肥掺混条件下,施氮量180 kg/hm2是提高试验区玉米叶绿素含量和光合作用,促进氮素吸收,减少硝态氮向土壤深层淋失的最佳施肥管理模式。      

新型缓释尿素肥效与功能材料添加量的关系

本研究利用煤汽化尿素生产工艺制备6种改性缓释尿素(功能性吸附材料添加量分别为1%、2%、3%、4%、5%和6%),通过砂柱淋溶、氨挥发气室试验和田间玉米试验,以普通尿素为对照,分析功能性吸附材料添加量与尿素缓释特征和田间肥效的关系,探讨适于玉米生产的改性缓释尿素功能性吸附材料最优添加量,为基质缓释肥的研发与农业应用提供借鉴。结果表明:缓释尿素中氮素释放特征可用一级动力学方程N_t=N_0(1-e~(-bx))拟合,其氮素释放速率常数(b)比普通尿素下降67.4%~82.6%,累积氨挥发损失比普通尿素下降15.8%~39.3%。玉米栽培试验中,耕层土壤速效氮含量随功能性吸附材料添加量的提高呈增加趋势,同时玉米叶片中叶绿素含量和硝酸还原酶活性呈增加趋势。借助一元三次模型拟合玉米产量性状与功能性吸附材料添加量的关系发现,功能性吸附材料添加量为5.28%、4.80%、5.24%和4.76%的缓释尿素可分别获得理论最高玉米生物学产量(15 829 kg·hm~(-2))、地上部生物量(164.0 g·plant~(-1))、根系生物量(26.9 g·plant~(–1))和籽粒产量(6 769 kg·hm~(–2))。综上,基质型缓释尿素的功能性吸附材料具有较好的减少氮素淋溶和氨挥发、改善玉米氮素营养、提高玉米产量的作用,5%的添加量更有利于玉米生物量和产量提高。     

测苗定氮综合氮素管理提高直播稻产量和肥料利用效率

【目的】直播水稻生长期和养分吸收均不同于传统插秧稻。本研究比较了直播稻不同品种对苗期定氮综合氮素管理措施的响应,以期为直播稻的最佳氮肥管理提供理论依据。【方法】于2016-2017年在成都平原,以超级杂交稻、普通杂交稻、普通常规稻为材料进行了田间试验。设置两种氮肥调控处理:"一基多追"(即基肥、苗肥、分蘖肥、穗肥,N1)和"无基多追"(即氮肥不基施,中后期采用测苗定氮综合氮肥管理技术,N2),以不施氮为对照(N0)。于分蘖中期、幼穗分化期、齐穗期,采用叶绿素仪(SPAD-502)测定叶片SPAD值。于收获期,取样测定氮磷钾含量,调查产量及产量构成。【结果】与N1处理相比,N2处理施氮量减少了33.3%~40.0%,直播稻产量并未出现显著下降;氮肥农学利用率、氮肥偏生产力、氮肥吸收利用率平均分别提高了48.9%、56.7%、11.9%;N2处理直播稻氮、钾吸收量平均分别降低了10.8%、5.8%;生产1000kg稻谷氮、钾需求量平均分别降低了9.4%、4.0%,磷吸收量和生产1000 kg稻谷磷需求量与N1处理相当。与普通杂交稻和普通常规稻相比,相同氮素管理措施下,超级杂交稻产量平均增加了11.7%,氮、磷、钾吸收量平均分别增加了21.5%、37.7%、17.5%,每生产1000 kg稻谷氮、磷、钾需求量平均分别增加了8.9%、24.3%、6.5%。超级杂交稻较高的氮、磷、钾养分吸收量和较低的氮、磷、钾收获指数是其生产单位稻谷氮、磷、钾需求量增加的主要原因。【结论】直播稻基肥不施氮,中后期采用测苗定氮综合氮肥管理技术,不仅可以减少1/3的氮肥投入量,还可维持直播稻较高的产量,减少生产1000 kg稻谷的需氮量和需钾量,提高氮肥效率。超级杂交稻比普通杂交稻和常规稻更适合采用测苗定氮综合管理技术。     

氮肥种类和用量对黄河三角洲玉米产量及氮肥利用率的影响

  【目的】  为解决黄河三角洲地区玉米氮肥合理施用问题,在该地区田间条件下应用根层氮素实时监控技术,结合施用不同种类氮肥,研究不同施氮量及氮肥种类对玉米产量及氮素利用效率的影响,为区域玉米生产氮素管理提供理论依据和技术支撑。  【方法】  于2017—2018年在山东省黄河三角洲农业高新技术产业示范区开展为期2年的田间试验,以郑单958为供试品种,设计双因素试验,主处理为5个施氮水平,分别为不施氮 (CK)、基于根层氮素实时监控技术的优化施氮 (Opt)、优化下调施氮70% (Opt70%)、优化上调施氮30% (Opt130%)、农民传统施氮 (FNP);副处理为3个氮肥种类,分别为硫酸铵 (AS)、硝酸铵钙 (CAN) 和尿素 (UREA)。于玉米六叶期 (V6) 和吐丝期 (VT) 分别采集0—60和0—90 cm土壤样品,测定土壤硝态氮和无机氮含量。于收获期测定玉米产量、生物量、玉米植株和籽粒氮含量,计算吸氮量及氮素利用效率。  【结果】  相比FNP处理,2017和2018年应用根层氮素实时监控技术的优化施氮处理分别降低氮肥用量41%和63%,而两处理间产量无显著差异。Opt处理的生物量、籽粒氮含量、秸秆氮含量及吸氮量与Opt130%以及FNP处理无显著差异,氮肥利用率显著高于FNP,两年氮收获指数分别提高7和6个百分点,氮肥偏生产力分别提高71%和190%,氮肥回收利用率分别提高32和34个百分点。优化施氮水平下,2017年施用尿素和硝酸铵钙的玉米产量较施用硫酸铵提高15%和8%。Opt处理收获期土壤无机氮含量较FNP在两年分别降低29%和39%。  【结论】  在黄河三角洲地区,应用根层氮素实时监控技术能够在大幅度减少氮肥施用量的同时,不明显降低籽粒产量,进而提高氮肥利用率。在等氮量条件下,硝酸铵钙和尿素在节肥增产方面的效果优于硫酸铵。     

缓释尿素与普通尿素配施对直播杂交籼稻叶片生长及产量的影响

【目的】逐步采用机械化直播的集约栽培模式已是水稻种植的主要趋势之一,本文研究了机械化水稻直播条件下,缓释尿素与普通尿素不同配施对水稻生长和产量的影响特征,为直播稻的高产高效施肥技术提供理论基础。【方法】以优质杂交籼稻‘宜香优2115’为材料,采用两因素裂区设计,主区为直播 (C_D) 和手插 (C_H) 两种栽植模式;副区为氮肥运筹方式,总施氮量150 kg/hm2,设普通尿素按基、蘖、穗肥配比为3∶3∶4 (U₃₀),普通尿素全量基施 (U₁₀₀),缓释尿素全量基施 (S₁₀₀) 及缓释尿素 (基肥) 与普通尿素 (穗肥) 配比为8∶2 (S₈₀)、6∶4 (S₆₀)、4∶6 (S₄₀) 6种肥料运筹方式,以不施氮肥 (CK) 为对照。调查了直播水稻的叶色变化、叶片生长、LAI、剑叶光合作用和叶片碳氮代谢及其与产量形成的关系。【结果】1) 直播稻产量略高于手插稻,前者有效穗数优势显著,后者优势在于每穗粒数,其产量差异表现取决于有效穗数和每穗粒数是否充分互补,具体体现在总颖花数,优势肥料处理在有效穗数和每穗粒数上协调性更强。2) 缓释尿素与普通尿素的配施处理下叶色表现,直播稻和手插稻分别呈“三黑三黄”和“二黑二黄”交替变化,直播稻的叶色相对较浅;直播稻叶片生长前快后慢,齐穗期LAI及齐穗后剑叶Pn值均较低,但其高效叶面积率较高,表明后期群体上部功能叶叶面积较大,群体质量较高;在叶片碳氮代谢上,直播稻中、后期叶片NSC/N较高,碳代谢较旺盛,两种栽植方式中高产处理后期叶片NSC/N相近,均较低,但代谢途径不同,直播稻主要通过增强氮代谢,手插稻则通过增强碳水化合物的同化进行调节。增加穗肥占比可有效优化直播稻中后期的叶片质量。3) 相关分析显示,孕穗期的叶片增长率、LAI、剑叶Pn及叶片NSC/N均与产量呈显著或极显著相关,表明孕穗期的叶片质量是影响产量形成的关键。4) 直播稻和手插稻分别在基肥 (缓释尿素) 与穗肥 (普通尿素) 配比为4∶6和8∶2下产量最高,分别达12.11 t/hm2和11.51 t/hm2,较普通尿素常规运筹 (U₃₀) 分别增产15.55%和5.40%。【结论】缓释尿素与普通尿素配施下,增大速效穗肥比例,前期控氮控群体,后期增氮壮个体,实现直播稻群体与个体的协调,增强后期氮代谢,有效调节叶片碳氮比,提高叶片质量防早衰,是增产的有效途径。     

施肥方式对江苏春玉米产量和物质积累转运的影响

【目的】明确施肥方式对江苏春玉米产量与物质积累转运的影响,为区域春玉米的轻简施肥提供理论参考。【方法】以江苏省主推品种‘苏玉29’和‘苏玉30’为材料,采用缓释型复合肥一次性施用(SF)和常规施肥(基施复合肥+拔节期追施尿素)(CF)两种施肥方式,比较N、P2O5、K2O施用量分别为405、135、135kg/hm^2时,玉米籽粒产量、干物质与氮素积累与转运以及氮素利用率的差异。【结果】施肥显著增加籽粒产量,与CF相比,SF施肥方式下‘苏玉29’和‘苏玉30’分别增产24.7%和17.8%。施肥显著增加不同时期干物质与氮素积累量,且增幅以SF施肥方式较大。与CF施肥方式相比,SF施肥方式下‘苏玉29’吐丝期、成熟期和吐丝至成熟期干物质积累量分别增加了9.1%、14.7%和10.4%,‘苏玉30’分别增加了9.8%、21.1%和26.2%,‘苏玉29’氮素积累量分别增加了3.8%、13.3%和33.3%,‘苏玉30’分别增加了14.5%、19.2%和30.1%。与CF施肥方式相比,SF施肥方式下玉米吐丝期具有较大的叶面积指数,‘苏玉29’和‘苏玉30’分别高出7.6%和9.6%,但粒叶比在两种施肥方式下无显著差异。SF施肥方式下‘苏玉29’的营养器官干物质转运量为2256.0kg/hm^2,高于CF施肥方式下的1832.3kg/hm^2,而‘苏玉30’为1254.8kg/hm^2,低于CF施肥方式的1462.3kg/hm^2;SF施肥方式下‘苏玉29’和‘苏玉30’氮素转运量分别比CF施肥方式下高8.6%和16.9%。氮肥利用率、氮素农学效率和氮素偏生产力SF施肥方式大于CF施肥方式。【结论】江苏省春玉米高产施肥水平下,与常规施肥方式(基施复合肥+拔节期追施尿素)相比,播种时一次施用等量缓释型复合肥有利于增加籽粒产量,提高氮素利用率和节省人工。     

综合农艺管理提高夏玉米产量和养分利用效率的潜力

【目的】综合农艺管理影响夏玉米的生长、产量形成和氮磷钾的高效利用。本文从夏玉米种植密度、播期、收获期和施肥几个方面,在优化管理基础上进一步进行了优化,为实现产量和养分利用效率协同提高提供理论依据和科学指导。【方法】试验于2013—2017年在山东农业大学作物生物学国家重点实验室和泰安市大汶口进行,以玉米杂交种郑单958为试验材料,进行了随机区组田间试验。试验设置4个处理:常规对照采用秸秆覆盖,免耕 (CK);优化处理 (Opt-1),在CK基础上,增加种植密度,延迟收获,减少施氮量并增加施肥次数;最高产量管理模式 (HY),基于高产创建经验,实现当地最大田间产量;在优化处理 (Opt-2),在HY基础上,降低种植密度和施氮量,以期实现产量效率协同提高。后三个处理的耕作方式均为秸秆还田,浅旋耕。测定夏玉米产量、干物质重和氮磷钾利用效率等指标。【结果】所有测定指标五年试验处理间差异趋势一致、稳定,显示了综合农艺措施对产量影响的稳定性。与CK和Opt-1相比,Opt-2处理产量分别提高了27.6%～37.9%和19.2%～31.9%;抽雄期干物质重分别提高了22.8%～25.0%和13.2%～20.3%;成熟期干物质重分别提高了24.0%～31.9%和8.2%～16.4%。Opt-2处理花前干物质转运效率和贡献率显著低于Opt-1和HY处理,但花后积累量较CK和Opt-1处理提高了28.7%～36.8%,且与HY处理无显著差异。Opt-2处理的籽粒氮、磷和钾积累量分别为146.0～171.4 kg/hm2、75.6～92.7 kg/hm2和40.0～43.8 kg/hm2,氮积累量分别比CK和Opt-1高20.5%～68.4%和12.5%～29.2%,但是比HY处理低13.2%～19.0%;磷积累量显著高于其他处理;钾积累量分别比CK和Opt-1处理高38.4%～58.9%和16.3%～32.6%。Opt-2处理的平均氮肥偏生产力分别比CK和HY处理高62.0%和125.2%,磷肥偏生产力表现相似趋势;Opt-2处理的平均钾肥偏生产力较CK和Opt-1处理下降了64.0%～66.8%。【结论】在播期和收获期不变的前提下,再优化模式通过增加种植密度10%,氮肥用量增加15%,由一次追施改为两次,显著增加了夏玉米整个生育期干物质和氮磷钾养分积累量,特别是增加了花后干物质积累量,增产27.6%～37.9%,氮、磷肥效率提高47.5%～67.6%,实现了产量和肥料效率的协同提高。     

河西绿洲灌区玉米间作绿肥根茬还田的氮肥减施效应

  【目的】  明确玉米与间作豆科绿肥根茬还田生产方式在河西绿洲灌区的氮肥减施效应。  【方法】  玉米间作豆科绿肥,绿肥(针叶豌豆和毛叶苕子)地上部乂割做饲草根部还田,定位试验位于甘肃河西绿洲,始于2011年,至本试验取样时已进行了10年。试验共设8个处理,包括无绿肥根茬还田条件下后茬玉米不施肥对照,施常规量氮肥(N 375 kg/hm2),只有针叶豌豆、毛叶苕子根部还田,以及根部还田配合常规氮肥量的80%、90%。于2020年玉米收获后测产,并测定了玉米秸秆和籽粒氮、磷、钾养分含量,同时分析了0—20 cm土壤有机质、速效氮磷钾含量及土壤氮库(全氮、有机氮、无机氮、颗粒态有机氮、可溶性有机氮、土壤微生物量氮)。  【结果】  与常规施氮肥相比,根茬单独还田降低了玉米产量;绿肥根茬配施80%、90%常规量氮肥处理之间的玉米籽粒产量没有显著变化,其中针叶豌豆配合80%常规量氮肥还显著增加了玉米产量7.6%;玉米地上部氮磷钾累积量略有增加,而籽粒氮、磷、钾养分累积量分别增加了31.7%～56.4%、37.8%～60.0%、61.7%～96.8%;玉米氮肥农学效率、偏生产力、氮素吸收效率和氮肥表观利用率均显著增加,以针叶豌豆根茬配施80%常规量氮肥处理的增加幅度最高,增加值分别为43.6%、34.5%、107.9%、35.8个百分点 (P<0.05)。采用改进的内梅罗指数法对土壤综合肥力进行评价,以针叶豌豆根茬还田配施80%常规量氮肥处理提升土壤肥力的效果最为显著,土壤综合肥力指数较常规施氮肥处理提升23.0%。偏最小二乘法路径模型和聚合增强树分析表明,施肥处理主要通过调节土壤氮贮量影响玉米产量,土壤全氮、无机氮对产量的贡献率较高,分别为36.5%、26.8%。  【结论】  绿肥根茬连续还田条件下,减少后茬玉米氮肥常规用量的20%可维持甚至提高玉米产量,大幅提升玉米的氮磷钾吸收量和氮肥表观利用率。根茬还田配合适量氮肥可以通过提升土壤氮库贮量提高土壤综合肥力。在河西走廊,玉米产量和环境效益俱佳的栽培管理方式是针叶豌豆根茬还田配合80%的常规氮肥用量,毛叶苕子根茬还田配合80%～90%的常规氮肥用量。     

绿洲灌区小麦复种绿肥并翻压还田对翌年玉米产量形成及氮素吸收利用的影响

  【目的】  针对农田化学氮肥施用量高、利用率低等问题,探究绿肥替代部分化肥氮对玉米产量形成及氮素吸收利用的影响,为优化绿洲灌区玉米的施氮制度提供理论参考。  【方法】  于2019—2021年,在甘肃河西绿洲灌区开展小麦复种绿肥并翻压还田后翌年轮作玉米减施氮肥田间试验。玉米季设传统施氮量(Nck)和绿肥替代10%、20%、30%、40%的化肥氮处理（即N10、N20、N30、N40处理）。分析了各处理玉米产量及其构成和氮素积累量、转运量及利用效率。  【结果】  与Nck相比,N10、N20处理籽粒产量、产量构成因素及叶面积指数无显著差异,玉米植株氮素总积累量、籽粒氮素积累量及转运氮对籽粒氮素的贡献率也无显著差异;2020年N10、N20处理对玉米茎叶的氮素积累量、转运量及转运率无显著影响,2021年N20处理玉米叶片和茎的氮素积累量分别降低5.0%和17.8%,叶片和茎的氮素转运量分别提高5.5%和9.1%,氮素转运率分别提高5.0%和14.1%。相比Nck,N30、N40处理提高了茎叶的氮素积累量,但降低了氮素转运量和转运率,降低了转运氮对籽粒氮素的贡献率以及籽粒和植株的氮素积累量,N30、N40处理籽粒产量分别降低了16.8%～19.0%、27.9%～28.9%。与Nck相比,N10和N20处理氮素利用效率无显著变化,2021年N20处理氮素收获指数显著提高了3.5%,N30和N40处理降低了氮素利用效率与氮素收获指数。绿肥替代化肥氮各处理均显著提高氮肥偏生产力,以N20处理提高幅度最大。  【结论】  小麦–绿肥–春玉米体系下,绿肥翻压替代翌年玉米20%的化肥氮投入能有效协调玉米产量形成和氮素的积累转运,维持玉米籽粒产量及氮素利用效率,提高氮素收获指数与氮肥偏生产力,实现绿洲灌区玉米稳产和减氮的生产目标。