不同释放期包膜控释尿素与普通尿素配施在夏玉米上的应用效果研究

通过大田对比试验研究了释放期为30 d、60 d、90 d的包膜控释尿素(分别用PCU30、PCU60、PCU90表示)与普通尿素(U)配合一次性基施对夏玉米产量、氮肥利用率、氮素积累量及经济效益的影响。结果表明:在施氮量相等、包膜控释氮素占总施氮量30%的条件下,不同释放期的包膜控释尿素(PCU30、PCU60、PCU90)与普通尿素配合一次基施比习惯施肥显著增加夏玉米产量和氮素积累总量,提高氮肥利用率和经济效益,其中PCU60与普通尿素配合一次基施玉米产量最高,为8778 kg/hm2,增产12.0%;氮素积累总量为201.5 kg/hm2,增加18.9%;氮肥利用率提高11.02个百分点;经济效益为11468.7元/hm2,提高产量10.7%。     

不同量的包膜控释尿素与普通尿素配施在夏玉米上的应用研究

通过田间试验,研究了释放期为60 d的包膜控释尿素（PCU60）不同用量与普通尿素（U）配合基施对夏玉米产量、氮肥利用率、氮素积累量及经济效益的影响; 并比较PCU60氮素在田间及25℃静水的溶出特征。结果表明: 在施氮量相等的条件下,不同用量PCU60与普通尿素配合基施与习惯施肥相比夏玉米产量显著提高,氮素总积累量、子粒氮素积累量明显增加,氮肥利用率提高5.86%11.39%,净收入增加1303.21715.2 Yuan/hm2; 其中以PCU60氮素占总施氮量30%的经济效益最高。PCU60在田间与在25℃静水中的氮素溶出特征吻合较好; 与普通氮素配合基施氮素释放符合夏玉米的吸氮规律。     

基肥结合抽穗期追肥稳定稻麦产量并提高氮肥利用率及经济效益

  【目的】  普遍认为,相同施肥量下增加施肥次数有利于提高肥料利用率,但施肥次数偏多已成为江苏稻麦化肥过量投入的主要因素。一次施肥仍存在争议,基肥结合分蘖期追肥的两次施肥也会导致水稻生长后期养分供应不足,明确基肥结合抽穗期追肥的两次施肥效果对稻麦化肥减量具重要意义。  【方法】  2016—2019年开展稻麦轮作田间定位试验,分析产量和产量组成、氮肥累积效率和氮素累积盈余。定位试验为完全随机区组设计、4次重复,设不施氮 (CK)、习惯施肥 (CF)、推荐施肥 (相对于CF处理水稻减氮18.2%、小麦减氮22.2%,RF) 和推荐施氮量下基施4种类型氮肥(尿素U、硫包膜尿素SCU、聚合物包膜尿素PCU和尿素添加5%双氰胺NIU)结合抽穗期追肥 (BH) 两次施肥 ,共7个处理。2018—2019年,使用以普通尿素为氮源的改良配方肥 (IFF) 和含硝化抑制剂的稳定性复合肥 (SCF) 做基肥,进行稻麦两次施肥（BH）田间验证试验,以农户实际 (FP) 为对照比较施肥成本和种植效益。  【结果】  定位试验结果表明,与农户习惯 (CF) 比较,推荐施肥处理 (RF) 对稻麦产量均无显著影响;与推荐施肥比较,相同施氮量下基施不同类型氮肥结合抽穗期追肥的两次施肥处理对稻麦产量也无显著影响。施氮量减少可使稻麦氮肥累积效率显著增加、氮素累积盈余显著减少,而施肥次数减少对稻麦氮肥累积效率和氮素累积盈余均无显著影响。相同施氮量下基施不同类型氮肥结合抽穗期追肥两次施肥条件下,稻麦产量和氮肥效率均以含硝化抑制剂的尿素处理 (NIU-BH) 表现较好;小麦上使用聚合物包膜尿素处理 (PCU-BH) 效果不稳定。验证试验结果表明,基施改良配方肥两次施肥 (IFF-BH) 和基施稳定性复合肥两次施肥 (SCF-BH) 与农户实际比较,水稻可在施氮量减少18.2%～33.8%条件下使产量分别增加1.8%～4.5%和2.6%～6.1%,施肥成本分别减少1069～1538和473～1029元/hm2,净收益分别增加1950～2270和1168～2126元/hm2;小麦可在施氮量减少30.0%条件下使产量分别增加0.7%和9.7%,施肥成本分别减少1132和495元/hm2,净收益分别增加1387和2045元/hm2。  【结论】  在本研究条件下,定位试验和验证试验结果均表明,采用基肥加抽穗期追肥两次施肥,配合选择合适类型的肥料做基肥,可在施氮量减少18.2%～33.8%前提下稳定稻麦产量、提高氮肥效率和种植效益。     

不同包膜类型控释氮肥对小麦产量及土壤生化性质的影响

在小麦—玉米轮作条件下,通过6a的连续池栽定位试验,以施用普通尿素(Urea)处理为对照,研究了3种不同包膜类型控释氮肥(CRUs):树脂包膜尿素(PCU)、硫包膜尿素(SCU)、硫加树脂包膜尿素(PSCU)及减氮30%树脂包膜尿素(PCU70%)在田间条件下的氮素释放特征以及其对轮作第12季小麦产量及其产量构成因素、土壤酶活性和土壤养分的影响。结果表明:(1)控释氮肥的田间养分释放特征满足了小麦各生育期对氮素的不同需求,与速效氮肥相比,在等量施氮条件下,3种控释氮肥均显著提高了小麦产量,PCU、SCU和PSCU处理比Urea处理分别增产了13.5%,17.1%和20.2%,但3种控释氮肥处理之间差异不显著。树脂包膜尿素在减氮30%的条件下,与常量速效氮肥相比,作物产量无显著差异;(2)控释氮肥在提高土壤酶活性方面优于普通尿素,其中SCU和PSCU在提高土壤酶活性方面的效果好于PCU;(3)控释氮肥能显著增加冬小麦中后期土壤中无机氮含量,在小麦开花期,PCU、PCU70%、SCU和PSCU处理的无机氮含量比Urea处理分别高出23.7%,17.2%,32.5%和30.1%,一次性基施满足了冬小麦各生育期尤其在生育关键期对土壤氮素的需求。     

控释氮肥一次性基施提高谷子产量和氮素利用率

【目的】探索控释氮肥一次性基施对谷子生长、产量和养分利用率的影响,建立高效的谷子一次性施肥技术,为谷子轻简化栽培提供技术支撑。【方法】2015—2016年连续两年在山东泰安,以谷子品种‘济谷16’为试验材料进行了大田试验。控释氮肥为硫包膜尿素 (SN) 和树脂包膜尿素 (RN)。试验以不施肥 (CK) 为对照,在氮素用量相同的前提下,设:常规施肥 (NPK);硫包膜尿素一次性基施 (SN1);2/3硫包膜尿素氮基施 + 1/3尿素氮追施 (SN2);树脂包膜尿素一次性基施 (RN1);2/3树脂包膜尿素氮基施 + 1/3尿素氮追施 (RN2)。分析调查了谷子的产量、养分吸收及农艺性状。【结果】SN1处理的产量两年均为最高,分别达到4190.2、4458.3 kg/hm2,与常规施肥处理相比,产量提高了20.1%～53.5%,氮肥利用率提高了46.0%～56.3%。在施用同种控释氮肥的条件下,控释氮肥一次性基施处理的谷子产量和氮肥利用率显著优于控释氮肥基施 + 追施尿素处理,其中产量增加了5.8%～7.3%,氮素积累量增加1.6%～7.9%,氮肥表观利用率增加了3.7%～19.9%,氮肥生理利用率增加了5.1%～10.1%,氮肥农学利用率增加了21.4%～33.4%。谷子成熟期,不同处理秸秆和籽粒中的全氮、全磷、全钾含量不同,表现为施用同种控释氮肥的条件下,一次性基施处理的籽粒和秸秆氮磷钾含量显著大于基施 + 追施尿素处理。【结论】在谷子种植中,一次性基施控释氮肥可以在节约施肥成本的同时提高谷子产量和氮肥利用率。     

包膜氮肥一次性减量施用对冬小麦产量和氮素利用的影响

【目的】研究一次性减量施用包膜氮肥在冬小麦上的应用效果,以确保小麦稳产高产的同时,减少施肥农业投入和提高肥料利用效率。【方法】本试验于2018—2021年在山东桓台进行,设置农民常规施氮量225 kg/hm²和减量30%(157.5 kg/hm²)两个氮素水平,供试氮肥包括普通尿素(BBF)、树脂包膜氮肥(PF)、水基聚合物包膜氮肥(WF)和掺混包膜氮肥(MF),以不施氮肥为对照,共9个处理。通过25℃静水和田间土壤培养试验,研究了树脂包膜氮肥和水基聚合物包膜氮肥的控释性能。开展3年田间试验,调查不同氮肥及用量下,冬小麦的氮素吸收利用状况、产量、经济效益,以及土壤氮素和有机质含量。【结果】在25℃静水中,树脂包膜氮肥控释期达119天,水基聚合物包膜氮肥在第14天即累积释放84.7%。在田间培养试验中,树脂包膜氮肥和水基聚合物包膜氮肥的养分释放曲线均为“S”型,控释期分别达210和180天。与习惯施氮量相比,氮素减施30%显著提高了冬小麦氮素利用率、氮素农学利用效率和氮肥偏生产力。在小麦苗期,施用普通尿素的土壤NO3-尿素处理。在减氮30%条件...     

控释尿素对小麦-玉米产量及土壤氮素的影响

利用田间试验研究了包膜控释尿素对小麦-玉米产量、氮素利用效率、土壤氮素积累及移动的影响。结果表明,与施用普通尿素比较,小麦-玉米周年施用包膜控释尿素,在肥料用量减少20%和40%情况下,小麦-玉米总产量分别是100%普通尿素处理的97.4%和97.7%;控释尿素施氮量为60%处理的肥料农艺利用率和偏生产力分别比普通尿素提高11.57%和54.14%。控释尿素施氮量为80%处理的肥料农艺利用率和偏生产力分别提高6.40%和22.09%。施用控释尿素显著增加了0-20 cm土层的碱解氮和0～40cm土层的硝态氮含量;60-100 cm土层中,控释氮肥处理土壤硝态氮含量与不施氮肥处理差异不显著,普通尿素处理小麦收获后60～80 cm土层、玉米收获后60～100 cm土壤硝态氮显著高于不施氮肥处理,肥料氮素下移明显。试验结果显示,施用控释尿素增加了耕层（0～20 cm）土壤的氮素积累,减少了氮素向土壤深层移动的数量,有利于减少施肥对环境的不利影响。     

不同氮素形态及配比对玉米生长、氮素利用及产量的影响

通过两年大田随机区组试验,研究不同形态氮素运筹对玉米关键时期无机氮含量、光合特性、干物质和氮素积累与转运、氮肥利用率、产量和经济效益的影响。所有处理进行分层操作,设置不施氮肥(CK)、普通尿素一次施肥(PU1)、普通尿素传统施肥(PU2,60%种肥 + 40%追肥)、普通尿素分层施肥(PU3,上层 20%N +中层 30%N +下层 50%N)、缓释尿素(PCU)与普通尿素(PU)掺混分层基施[上层 20%N(普通尿素)+中层30%N(配施)+下层 50%N(配施),PCU1(PCU ∶PU=中 3 ∶7、下 3 ∶7)、PCU2(PCU ∶PU=中 5 ∶5、下 5 ∶5)、PCU3(PCU∶PU=中 3 ∶7、下 5 ∶5)、PCU4(PCU ∶PU=中 5 ∶5、下 3 ∶7)]共 8个处理。结果表明,普通尿素分层基施和缓释 /普通尿素掺混分层基施均能提高玉米吐丝期和灌浆期 10～ 20和 20～ 30 cm土层无机氮含量及穗位叶叶绿素含量、净光合速率、蒸腾速率和气孔导度,降低胞间 CO 2浓度,增加成熟期干物质和氮素积累量,促进吐丝后干物质和氮素积累转运,提高肥料利用率;与普通尿素分层施肥相比,缓释 /普通尿素掺混分层基施效果更好;各处理中 PCU4的干物质积累量、氮素积累量、氮收获指数、氮肥偏生产力和氮肥利用率最高,分别为 23.55×10 3 kg·hm-2、190.85 kg·hm -2、0.54、63.18 kg·kg -1和43.53%;缓释 /普通尿素掺混分层基施更有利于提高产量和经济效益,PCU4处理 2017和 2018年产量最高,分别为 13 899.08和 12 439.35 kg·hm -2,经济效益分别为 17 022.24和 14 832.65元·hm -2。综上所述,普通尿素分层施肥和缓释 /普通尿素掺混分层基施能增加玉米吐丝期后的土壤无机氮含量,改善叶片光合特性,促进干物质和氮素的积累与转运,提高肥料利用效率,缓释 /普通尿素掺混分层基施更有助于提高玉米产量和经济效益,其中 PCU4处理的效果最佳。     

树脂包膜尿素对水稻产量和氮肥利用率的影响

通过田间小区试验,研究了树脂包膜尿素对水稻产量和氮肥利用率的影响。结果表明,树脂包膜尿素处理比普通尿素处理显著提高水稻产量和氮肥利用率。施氮素180kg/hm2,树脂包膜尿素和普通尿素按氮素用量7∶3比例掺混基施处理,水稻增产效果和经济效益最好,其中产量增幅为5.6%～30.5%。减少氮素用量30%,即施氮素126kg/hm2,树脂包膜尿素基施和普通尿素追施按氮素用量6∶4处理,水稻氮肥利用率最高,且水稻产量亦高于普通尿素常规处理。表明树脂包膜尿素可以减少氮肥用量,保证水稻产量,又有利于保护环境。     

不同缓控释氮肥对连作春玉米产量及氮肥去向的影响

在山西省连作春玉米区连续4年设置大田定位试验,设置不施氮肥(CK)、一次性基施尿素(CU1)、追施尿素(CU2)、树脂包膜尿素(PCU)、硫包衣尿素(SCU)、多酶金缓释尿素(MEU)6个施肥处理,研究施用缓控释氮肥对春玉米产量、氮肥去向及氮素平衡的影响,为春玉米氮素养分的科学管理技术提供参考。结果表明:(1)缓控释氮肥处理能够明显提高春玉米产量,促进氮素吸收。与CU1处理相比,SCU、MEU、PCU和CU2处理可分别提高春玉米产量17.51%,9.88%,9.62%,9.48%,同时氮肥农学利用效率分别提高7.5,4.2,4.1,4.1 kg/kg。(2)不同缓控释氮肥处理的作物吸收肥料氮以及肥料氮在0-100 cm土层残留量之间存在显著差异。SCU、MEU、PCU、CU2和CU1的氮肥表观利用率分别为36.1%,32.5%,26.5%,26.7%,19.5%,肥料氮在0-100 cm土层残留量分别占施氮量的28.5%,31.6%,35.7%,35.5%,39.1%。此外,与一次性基施尿素相比,缓控释氮肥能够显著降低肥料氮的损失,SCU、MEU、PCU和CU2分别降低了22.65%,18.81%,8.99%,8.47%。(3)综合分析不同氮肥处理的农田氮素平衡,SCU处理的春玉米吸氮量最高,为261.5 kg/hm^2,其次是MEU,为253.5 kg/hm^2。SCU的0-100 cm土层残留量在缓控释氮肥中最低,为124.1 kg/hm^2,MEU和PCU分别为131.04,140.09 kg/hm^2。SCU处理的氮表观损失量最低,为106.3 kg/hm^2,MEU和PCU分别为111.6,125.1 kg/hm^2。在山西省春玉米主产区土壤上,缓控释氮肥能够显著促进春玉米对氮素的吸收,减少氮素损失。硫包衣尿素和多酶金缓释尿素的效果相对较好。     

洱海流域减氮施肥条件下水稻产量和土壤剖面氮磷变化特征

[目的]研究实现水稻稳产和土壤氮磷淋失低风险的肥料管理措施,以减少农田养分进入流域水域的风险,并提高农业生产的效益.[方法]田间试验在云南大理国家农田生态系统野外观测研究站进行,种植制度为水稻–大蒜–水稻–蚕豆轮作,试验连续进行了两年.设置8个水稻施肥处理:不施肥(CK);常规施肥(CF);减施20％常规肥(T1);等...     

新建大棚番茄有机肥替代化肥的适宜比例及效应

  【目的】  有机肥氮替代部分化肥是实现作物高产优质、化肥增效和快速培肥土壤的重要技术途径。研究有机肥与化肥不同比例配施对新建温室中番茄产量、品质、氮肥效率和土壤理化性状的影响,以期为设施蔬菜减肥增效提供理论依据和技术支撑。  【方法】  2017和2018年在鲁西南的两个新建大棚进行了试验,供试番茄品种为‘亚特兰大’。依据当地番茄N–P₂O₅–K₂O推荐量 (1108–955–1108),设置100%化肥 (FP) 和10%、20%、30%、40%的有机肥氮替代比例 (FM10、FM20、FM30、FM40) 处理,以不施氮肥为对照 (CK),分析了番茄果实及植株氮磷钾含量,番茄NO₃–-N、维生素C (Vc)、总糖、酸度以及收获后0—30 cm土壤养分含量及容重、孔隙度等物理性状指标,并计算经济效益。  【结果】  有机肥氮替代比例在10%～30%内时,番茄产量随有机肥氮替代比例的提高而提高,以FM30处理的番茄产量最高,净收益最大,比FP处理增产4.03%,增收6.9%。FM30和FM40处理的番茄果实的硝酸盐含量比FP处理均降低了21.2%左右,FM10处理的番茄Vc、总糖含量最高,随有机肥氮替代比例增加,番茄Vc、糖酸比和总糖含量降低。FM30处理的番茄氮素利用率最高,比FP处理提高了17.7%。与FP处理相比,FM30和FM40处理的土壤硝态氮、有效磷和速效钾含量显著降低,土壤容重也显著降低,但土壤有机碳含量得到显著增加。  【结论】  当有机氮替代30%的化肥氮时,可以显著提高番茄产量和品质,改善土壤肥力,减少速效养分的残留。     

采用粒片状肥料实现夏玉米一次施肥的可行性研究

【目的】为探求夏玉米高产一次性施肥技术,根据夏玉米需肥特性,研制大小一致、 含等量氮磷钾养分的新型压缩片状肥料,将此肥料施在玉米植株适宜的位置,实现单株定量精准施肥。【方法】将尿素、 磷酸一铵和氯化钾肥料按夏玉米需肥特性合理配比,粉碎、 充分混匀后采用液压机压缩为重7.0 g的片状肥料,每2片含有每株玉米所需的氮磷钾养分; 在夏玉米苗期,将2粒片状肥料分别施在两株玉米中间两边间隔约15 cm处,施肥深度约10 cm,使得每株玉米四周都有肥料持续供应养分。采用田间试验分别在河南鹤壁和山东菏泽研究了单株定量施肥、 缓释肥及常规施肥对夏玉米产量、 干物质积累、 氮代谢、 氮磷钾养分积累量及氮肥利用效率的影响。【结果】鹤壁和菏泽夏玉米施氮肥显著增产15.1%~19.5%和13.8%~16.1%。单株定量一次性施肥叶片硝酸还原酶活性在大喇叭口期和吐丝期分别较习惯2次施肥高7.45%和5.57%,谷氨酰胺合成酶活性分别高9.88%和6.18%; 植株氮、 磷和钾素积累量均略有增加,氮肥农学效率和氮肥当季利用率分别高1.24 kg/kg和3.41个百分点,产量平均增加2.5%。【结论】夏玉米单株定量一次性施肥叶片硝酸还原酶、 谷氨酰胺合成酶活性、 干物重、 植株氮磷钾养分积累量与习惯2次施肥、 缓释肥一次性施肥效果相当,产量和氮肥利用效率略有增加,实现了高产和一次性施肥的目标。     

不同释放期控释肥和水氮用量对冬小麦产量的综合影响

为揭示不同释放期控释肥及其水肥用量对冬小麦产量的影响,优化冬小麦水氮管理措施,采用裂区设计进行田间试验,以灌水量为主处理,施氮量和控释肥类型分别为副处理和次副处理,其中,灌水量设30、60和90 mm;施氮量设0、75、150和225 kg/hm2的施肥梯度;控释肥类型包括释放期分别为60、120 d的聚氨酯包膜尿素（PCU60,PCU120）,以普通尿素作为对照（U）。结果表明：灌水量、施氮量、控释肥类型单一因素均对冬小麦有效穗数、千粒质量、干物质质量、籽粒产量有显著影响。各因素两两之间的交互作用对籽粒产量有显著影响。相较于U处理,增加灌水使PCU60产量平均提高308 kg/hm2,PCU120产量平均下降270 kg/hm2;增施氮肥刚好相反,使PCU60产量平均下降289 kg/hm2,PCU120产量平均提高118 kg/hm2。根据所构建3种肥料的水氮生产函数可知,在U处理取得最高理论产量6 823 kg/hm2时的水氮用量下,2种释放期的控释肥PCU120和PCU60可分别获得14.31%和12.08%的增产效果。利用水氮生产函数和频率分析法得到不同控释肥类型获得较高产量的水氮用量区间,以PCU120产量最高、所需灌水量最低,分别为7 744～7 826 kg/hm2、47.72～52.28 mm;PCU60所需施氮量最低,为145.42～187.91 kg/hm2。综合考虑增产节肥节水效果,推荐PCU120为冬小麦季适宜的控释肥类型,其适宜水氮用量区间分别为47.72～52.28 mm、159.23～199.47 kg/hm2。     

膜下滴灌棉花氮磷肥料施用效果研究

氮肥随水施用可显著提高棉花单株铃数、单铃重和籽棉产量,促进棉花对氮、磷素的吸收,尤其在壤土棉田的效果较明显。随水施用磷肥对棉花单株铃数影响不大,籽棉产量较不施磷肥处理提高8.80～17.40%,其在壤土棉田上的增产效果优于粘土棉田。磷肥随水滴施可提高氮、磷肥料利用率,与基施相比氮肥利用率提高4.85～12.34%,磷肥利用率提高36.75～45.88%,且在壤土棉田上的施用效果优于粘土棉田。     

有机无机肥配施提高旱地麦田土壤养分有效性及酶活性

【目的】有机无机肥配施可显著提高土壤微生物活性,改善土壤养分供应状况。深入理解不同氮肥用量配施有机肥下土壤的生物化学性状,为充分发挥肥料效益,实现冬小麦高产稳产提供科学施肥依据。【方法】以冬小麦为供试作物,在黄土高原南部半湿润易旱区连续三年进行了田间定位试验。采用裂区试验,设置5个氮肥用量 (N 0、75、150、225、300 kg/hm2),配施或不施有机肥 (30 t/hm2)。在冬小麦拔节期、抽穗期、灌浆期、成熟期,取0—20 cm土层样品,采用常规方法测定土壤养分和酶活性。在收获期,调查了冬小麦籽粒产量。【结果】1) 冬小麦产量以施氮量N 150 kg/hm2配施有机肥处理最高,且有机无机肥配施与单施化肥处理相比能够在减少19.1%的氮肥用量条件下,保证冬小麦产量稳产高产,此外在天气不理想的状况下,冬小麦的净收益也能保持在较高水平。2)在冬小麦的整个生育期,有机无机肥配施处理可显著提高0—20 cm土层土壤有机质、全氮、有效磷、速效钾、硝态氮含量以及土壤蔗糖酶、碱性磷酸酶和脲酶活性,与单施化肥处理相比分别增加18.2%、27.4%、149.3%、31.4%、27.6%、4.0%、4.7%、1.5%,但对过氧化氢酶活性无明显促进作用,且除了脲酶以施氮量N 300 kg/hm2配施有机肥的活性最高,其余指标均以施氮量N 150 kg/hm2配施有机肥处理效果最佳。3) 施氮量、有机肥、冬小麦生育期显著影响土壤蔗糖酶、碱性磷酸酶、过氧化氢酶和脲酶活性,施氮量和有机肥的交互效应显著影响碱性磷酸酶活性,施氮量和冬小麦生育期的交互效应显著影响土壤蔗糖酶、碱性磷酸酶和过氧化氢酶活性,有机肥和冬小麦生育期的交互效应显著影响土壤碱性磷酸酶和过氧化氢酶活性,施氮量、有机肥和冬小麦生育期三者的交互效应显著影响土壤蔗糖酶活性。4) 相关分析表明,土壤碱性磷酸酶与有机质间、脲酶与速效钾之间均未达显著相关水平,土壤蔗糖酶、碱性磷酸酶、过氧化氢酶和脲酶与有机质、全氮、有效磷、速效钾均呈显著或极显著正相关。【结论】土壤养分、酶活性和冬小麦产量之间密切相关,在施用有机肥30 t/hm2的基础上配施氮肥N 150 kg/hm2,有利于增强黄土高原南部半湿润易旱区冬小麦土壤生态系统的可持续性。     

长期单施有机肥和化肥对土壤养分和小麦产量的影响

【目的】等氮、磷、钾养分投入条件下,探索黄淮海小麦主产区化肥和有机肥施用对小麦的增产效果以及土壤养分的演变规律,为小麦科学施肥及土壤肥力的提升提供依据。【方法】本研究以8年长期定位试验为平台,在冬小麦—夏玉米的传统种植制度下,有机肥和化肥处理均分别设置5个施氮 (N) 量:0、120、240、360、600 kg/hm2,共9个处理。化肥处理的磷、钾用量等同各有机肥处理带入的量。于每年小麦收获期测定小麦产量和土壤养分含量。【结果】在土壤养分方面,土壤有机质、全氮、有效磷、速效钾含量均随有机肥用量的增加而增加,并且呈逐年增长的趋势。化肥在提高土壤有机质及全氮方面与施肥量无明显关系,年际间差异不明显,基本处于同一水平。增施化肥在开始几年能够缓慢提高土壤有效磷和速效钾的养分含量,之后保持稳定。在同一施氮水平下,有机肥处理土壤有机质、全氮、有效磷钾养分含量均显著高于化肥各处理。在作物增产方面,施氮240、360、600 kg/hm2的有机肥处理小麦产量均显著高于施氮120 kg/hm2的有机肥处理,但三个处理之间差异不显著;化肥各处理间均差异不显著。除施N 120 kg/hm2水平下,化肥处理产量显著高于有机肥处理外,其他相同氮水平下化肥处理与有机肥处理无显著差异。【结论】有机肥在培肥土壤方面,效果明显优于化肥,并且有机肥处理随施肥量的增加能够持续提高土壤养分库容量,而化肥对于土壤养分的提升效果不大,始终处于一个相对较为稳定的水平。有机肥和化肥施用均对小麦产量具有显著的提升效果。在N 120 kg/hm2的低氮条件下,化肥对小麦的增产效果优于有机肥,而在高于N 240 kg/hm2的养分条件下,有机肥与化肥增产效果基本一致。另外,当产量提高到一定水平后,增加施肥量无助于作物产量的提高。     

有机肥氮替代20%化肥氮提高豫北冬小麦氮肥利用率和土壤肥力

  【目的】  探究有机肥氮替代不同比例化肥氮对冬小麦产量和土壤肥力的影响,为豫北冬小麦筛选适宜有机肥替代比例、提高氮素利用率以及小麦产量提升提供参考。  【方法】  在2018和2019年以小麦新品种百农207为供试材料进行大田试验,试验设置不施氮肥处理 (T1)、常规施氮肥处理 (T2) 和3种有机肥氮替代化肥氮比例 (20%、30%和40%,依次表示为T3、T4、T5)。分析比较成熟期不同处理下小麦产量、产量构成要素、各器官的氮素积累量与分配比例、氮肥利用率以及土壤肥力指标的变化。  【结果】  2018和2019年的产量结果表明,相比T2处理,有机肥氮替代化肥氮比例为20% (T3) 处理能实现小麦产量的稳产增产。2019年T3处理比T2处理小麦产量显著增加16.59%,随着有机肥氮替代化肥氮比例增加,小麦增产效应降低。2019年在T3处理下,植株氮素总积累量比T2处理显著提高25.71%,T3处理相比T2处理籽粒的氮素积累量两年分别显著提高14.45%和22.20%。2019年T3处理氮素偏生产力、氮素回收率和氮肥农学效率都显著高于T2处理。连续两年施用有机肥处理对土壤中全氮含量影响不大,但相比T1和T2处理,2018和2019年在T3处理下土壤有效磷、铵态氮和硝态氮含量显著提高。通过产量与其他因素的相关分析可知,小麦产量与植株氮素总积累量、籽粒氮素积累量、小麦穗数呈极显著正相关,而穗数与土壤养分中的NH₄+-N含量和NO₃–-N含量均呈极显著正相关。  【结论】  在氮施用量为300 kg/hm2时,通过连续两年有机肥与化肥配施可改善土壤肥力水平。本试验条件下,有机肥氮替代化肥氮的比例为总施氮量 20%时,能显著增加籽粒氮素积累量,提高小麦氮素利用效率和产量,实现豫北冬小麦稳产和高产。     

减氮条件下砂壤质潮土区小麦–玉米轮作体系氨挥发特征及排放系数

  【目的】  氮肥施用量影响农田氨挥发量和氮肥利用效率。研究减量施氮后土壤的氨挥发特征及排放系数,为科学评估化肥减施对环境的影响提供依据。  【方法】  选取华北砂壤质潮土农田,进行小麦–玉米轮作周年土壤氨挥发监测研究。试验包括不施氮磷钾化肥 (CK)、常规施氮肥 (N)、优化施肥 (OPT)、减量优化 (LOPT) 和优化加有机肥 (mOPT) 5个施肥处理。小麦季常规、优化和减量优化处理施氮量分别为315、225和135 kg/hm2,玉米季分别为330、240和150 kg/hm2。试验采用密闭海绵法,在小麦、玉米基肥和追肥后,定期取样测定不同处理的氨挥发量,并计算氨排放系数。  【结果】  不同施氮量下,供试农田玉米季土壤氨挥发总量在12.8～20.4 kg/hm2,占总施氮量的5.9%～8.5%;小麦季氨挥发总量在6.8～12.0 kg/hm2,占总施氮量的3.3%～5.0%,玉米季氨总挥发量明显高于小麦季。4个施氮处理相比,N和LOPT处理的氨排放系数较高,小麦季分别为3.8%和5.0%,玉米季分别为6.2%和8.5%,而OPT和mOPT处理的氨排放系数相对较低,小麦季分别为3.6%和3.3%,玉米季均为5.9%。除此之外,OPT和mOPT处理小麦和玉米产量显著高于N和LOPT处理(P<0.05),说明过量或过少施氮不利于砂壤质潮土作物产量的提高,适当添加有机肥不仅增产还可以降低氨挥发量。对不同施氮量进行拟合,发现潮土小麦和玉米季常规施氮量处理的氨挥发量在施肥后均呈极显著指数增加趋势 (P<0.01)。  【结论】  华北砂壤质潮土区小麦–玉米轮作体系中,玉米追肥期的氨挥发量高于基肥期,小麦基肥期的氨挥发量高于追肥期,玉米季的总氨挥发量高于小麦季。优化氮肥施用不论是否配合有机肥,均可显著降低小麦季和玉米季的氨挥发量和氨排放系数,提高两季作物的产量,而过量减施氮肥虽然减少了氨挥发量,但大大增加了氨排放系数。     

长期不同培肥措施下玉米产量稳定性及棕壤氮素累积分布特征

  【目的】  研究长期不同培肥措施下玉米产量的稳定性、可持续性和土壤矿质氮累积分布、微生物量氮含量特征,为制定合理的施肥措施和保证东北棕壤地区农业的可持续绿色发展提供理论依据。  【方法】  棕壤肥料长期定位试验始于1979年。选取其中的12个处理:不施肥对照(CK)、单施氮肥(N)、氮磷肥配施(NP)、氮磷钾肥配施(NPK)、低量有机肥(M1)及其与化肥配施(M1N、M1NP和M1NPK)、高量有机肥(M2)及其与化肥配施(M2N、M2NP和M2NPK),分析长期施肥下玉米产量的变化,并于2018年在玉米收获期采集植株和土壤样品,阐明玉米地上部吸氮量变化,0—100 cm土层土壤矿质氮分布、累积及微生物量氮含量的差异。  【结果】  长期不同施肥下玉米产量呈波动变化,且在1979—1998年内玉米产量变化趋势较平稳,1999—2018年内变幅较大。M1NPK、M2NPK处理玉米平均产量最高,在试验前20年较NPK处理分别提高了10.3%、11.7%,后20年分别提高了17.1%、19.4%。随着试验年限增加,玉米产量的稳定性和可持续性增加,有机肥配施化肥各处理高于单施化肥处理,在试验前20年和后20年玉米产量的可持续性指数(SYI)介于0.43～0.58和0.50～0.67,低量有机肥配施处理高于高量有机肥配施处理。配施有机肥各处理肥料贡献率高于单施化肥处理,且试验后20年M1NPK处理肥料贡献率最高,达54%。施肥40年后(2018年)玉米地上部吸氮量以M1NPK处理最高(302 kg/hm2),与M2NPK处理差异不显著。配施低量有机肥玉米收获期80—100 cm土层土壤矿质氮含量较低,M1NPK处理 0—100 cm土层土壤矿质氮贮量为127 kg/hm2,显著低于M1N和M1NP处理。而高量有机肥配施各处理0—100 cm土层土壤矿质氮贮量较化肥试区和低量有机肥试区分别增加了324.5%和172.9%,增加了氮素损失风险。此外,长期配施有机肥处理0—40 cm土层土壤微生物量氮含量增加,但低量和高量有机肥试区各处理间差异不显著。  【结论】  长期不同培肥措施会影响玉米产量的稳定性和可持续性,改变土壤氮素分布和累积,进而影响玉米氮素吸收。低量有机肥(13.5 t/hm2)配施氮磷钾化肥可促进玉米生长和氮素吸收,降低0—100 cm土层土壤矿质氮贮量,降低氮素损失风险,增加微生物量氮含量,较高的微生物量氮又可作为有机氮库来增加土壤供氮并固持易损失的矿质氮和肥料氮,以保证玉米的高产稳产和环境友好。