基于养分专家系统的棉花推荐施肥效应

【目的】研究棉花养分推荐施肥专家系统在新疆南疆棉花生产中应用的可行性。【方法】2021年在新疆沙雅县的海楼村和库木巴格村进行田间试验。共设8个处理：NE,基于养分专家系统的推荐施肥配比;NE+OM,养分专家系统推荐施肥基础上,施用有机肥代替部分化肥;FP,常规习惯施肥;OPTS,当地农技推广部门推荐施肥;CK,不施肥;NE-N,NE推荐基础上不施氮肥;NE-P,NE推荐基础上不施磷肥;NE-K,NE推荐基础上不施钾肥。【结果】棉花养分专家系统推荐施肥能显著提高籽棉产量、提升经济效益。海楼村和库木巴格村NE较FP增产10.2%和7.95%,产投比提高10.9和8.7;较OPTS增产11.66%和10.13%;产投比提高17.6和11.9。棉花养分专家系统推荐施肥配比也能显著提高棉花养分吸收和肥料利用率,其中海楼NE的氮、磷、钾养分吸收较FP提高10.33%、3.67%、11.79%,较OPTS提高5.63%、3.62%、17.21%。海楼村和库木巴格村NE的氮、磷、钾肥料利用率较FP提高14.83、18.47、36.83和23.82、18.30、79.91个百分点;较OPTS提高23.9...     

冬小麦-夏玉米轮作推荐施肥模型

本文以1986～1988年度冬小麦、夏玉米3×3多点试验数据分别建立了冬小麦、夏玉米包括土壤测试值(土壤全氮含量、Olsen-P 含量)在内的综合推荐施肥模型。通过1992年～1993年度冬小麦-夏玉米轮作施肥试验对模型进行了校验,以土壤 Olsen-P 含量变化规律将两种作物的综合推荐施肥模型联立起来。形成轮作综合推荐施肥模型。由轮作综合推荐施肥模型推导出冬小麦施用磷肥对夏玉米的后效效益方程,它与轮作试验结果十分吻合。     

养分专家系统推荐施肥对夏玉米生理特性及产量的影响

为探究养分专家系统推荐施肥对夏玉米生理特性的影响,于2019年6月—10月在河南省鹤壁市、新乡市两地同步开展肥效田间试验,设置农户施肥(FP)、经验施肥(ST)、养分专家推荐施肥(NE)、在NE基础上施用缓控释肥(RNE,50％包膜氮肥,施肥量同NE)、在NE基础上不施氮肥(NE-N)、在NE基础上不施磷肥(NE-P)、在NE基础上不施钾肥(NE-K)共7个处理.以夏玉米浚单22为试验品种,于关键生育时期测试叶片叶绿素、冠层光合有效辐射、光合速率和叶片解剖结构,并于成熟期测定产量,分析计算肥料利用特征,研究不同施肥措施对夏玉米产量和光合生理特性的影响.结果 表明:基于养分专家系统的推荐施肥(NE、RNE)处理较肥料减施状态下(NE-N、NE-P、NE-K)处理分别增产28.69％、23.23％、22.89％,较FP平均增产16.62％、11.40％.氮、磷、钾合理施用有效降低叶片胞间CO2浓度、提高净光合速率,并且对叶片解剖结构和叶绿素含量具有积极影响,光合有效辐射分量在夏玉米整个生育期内对产量的影响较大.进一步研究表明,NE处理氮、磷、钾肥料利用率平均为29.63％、15.23％、40.55％,肥料农学效率分别是11.95、22.59、24.49 kg?kg-1.综上可知,氮磷钾合理施肥显著改善夏玉米生育期叶片的光合性能,提升肥料利用率,促进干物质的合成,提高了夏玉米产量.     

养分专家系统推荐施肥对棉花产量及肥料效率的影响

[目的]新疆棉花种植中存在肥料用量较多和不合理施用带来的肥料利用率低问题,建立基于产量反应和效率的棉花推荐施肥方法棉花养分专家系统(Nutrient Expert for Cotton,NE),研究其在棉花上的应用效果.[方法]2020年,田间试验在库尔勒市和尉犁县,共设置7个处理,分别为棉花养分专家系统推荐施肥(NE...     

养分专家系统推荐施肥在大葱上的应用效果

为验证养分专家系统在大葱生产上推荐施肥效果,在山东省3个大葱主产地区共9个农户地块上开展了田间验证试验.结果表明,养分专家系统在大葱生产上节肥增收效果明显,相比农民常规施肥和官方推荐施肥总养分投入分别降低了 32.3％、29.8％,并实现了大葱产量的增加,亩增经济效益分别为404、512元.养分专家系统可根据地块的具体...     

冬小麦—夏玉米轮作中的磷肥推荐

由轮作推荐施肥模型的数学分析得到一个轮作周期中的磷素推荐施用量。结果表明：磷肥一随着冬小麦播前Ｏｌｓｅｎ－Ｐ含量下降而上升，而夏玉米的推荐施磷量变化不大，冬泪科推荐施磷量高于夏玉米，可将一个轮作周期的土壤分含量变化规律拓展到多个轮作周期。结果表明：各轮作周期中冬小麦播前土壤Ｏｌｓｅｎ－Ｐ含量，冬小麦推荐施磷量存在着平衡点，轮作系统具有稳定性。     

不同土壤类型夏玉米推荐施肥效应研究

在河南省潮土、褐土和黄褐土上通过田间试验研究了夏玉米Nutrient Expert(NE)和Agro Services International Inc(ASI)法推荐施肥的产量和经济效应及基于NE推荐施肥的氮、磷、钾肥料利用效率。结果表明:三种土类上NE和ASI法推荐施肥在减少施肥量的情况下,仍获得农户习惯施肥的产量,在潮土上经济效益较好。基于NE推荐施肥黄褐土氮、磷和钾肥增产率分别为17.35%、9.58%和6.86%,褐土为21.93%、1283%和8.10%,潮土为8.46%、8.64%和7.06%;氮、磷和钾肥利用率分别为31.38%~40.84%、20.15%~24.47%和45.58%~49.95%;氮、磷和钾肥农学效率依次为5.23~10.26 kg/kg、12.99~16.52 kg/kg和9.57~11.83 kg/kg,黄褐土肥料利用效率较高,而潮土较低。黄褐土ASI法增产增收效果明显,而潮土上NE推荐施肥效应较佳。     

冬小麦-夏玉米轮作中的磷肥推荐

本文以1986～1988年度冬小麦、夏玉米3×3多点试验数据分别建立了冬小麦、夏玉米包括土壤测试值(土壤全氮含量、Olsen-P 含量)在内的综合推荐施肥模型。通过1992年～1993年度冬小麦-夏玉米轮作施肥试验对模型进行了校验,以土壤 Olsen-P 含量变化规律将两种作物的综合推荐施肥模型联立起来。形成轮作综合推荐施肥模型。由轮作综合推荐施肥模型推导出冬小麦施用磷肥对夏玉米的后效效益方程,它与轮作试验结果十分吻合。     

不同土壤类型冬小麦-夏玉米轮作施肥效应

【目的】研究冬小麦-夏玉米轮作在不同类型土壤上的养分吸收特点及施肥增产效应,为因土施肥和资源高效利用提供依据。【方法】采用池栽试验,选用4种土壤(中壤潮土、砂壤潮土、砂姜黑土、黄褐土),设置3个施肥水平(不施肥、中量施肥、高量施肥),研究不同土壤的养分供应特点和施肥增产效应及肥料利用效率。【结果】在不施肥条件下,冬小麦、夏玉米的植株氮素、磷素、钾素积累量和产量在4种土壤上均表现为:中壤潮土砂姜黑土黄褐土砂壤潮土,表明不同土壤的养分供应能力和基础生产力差别较大。施肥显著增加了冬小麦、夏玉米植株的养分积累量和产量,周年植株氮素积累量增加37.7%—98.7%,磷素积累量增加23.6%—75.3%,钾素积累量增加29.3%—76.1%,周年作物增产26.5%—64.4%。冬小麦、夏玉米植株氮素、磷素、钾素积累的增加量和增产效果均表现为:砂壤潮土黄褐土砂姜黑土中壤潮土,整体表现出基础生产力较高的土壤,养分供应能力较强,施肥增产效应较小。冬小麦、夏玉米的肥料农学效率均表现为:砂壤潮土黄褐土砂姜黑土中壤潮土,即基础生产力较低的土壤,肥料的利用效率更高。高量施肥使砂壤潮土和黄褐土上冬小麦、夏玉米的植株养分积累量及产量显著增加,中壤潮土和砂姜黑土增加不显著。【结论】不同类型土壤的基础生产力不同,较高基础生产力的土壤养分供应能力较强,施肥增产效应较小,肥料利用效率较低;较低基础生产力土壤表达趋势相反。肥力较高的中壤潮土和砂姜黑土,应提高土壤养分的利用,降低肥料的施用量;肥力较低的砂壤潮土和黄褐土,应注意培肥地力,不断提高土壤的生产力。     

晋南冬小麦—夏玉米轮作体系的氮肥运筹

冬小麦—夏玉米轮作是晋南的主要种植制度。通过田间小区试验,研究了冬小麦—夏玉米轮作体系内氮肥分配(控制氮肥总量420 kg/hm2)对作物产量、农学效率和纯收益及肥料利用率的影响。结果表明,冬小麦—夏玉米轮作体系内氮肥分配量及比例显著影响作物产量、纯收益和氮肥的效率,冬小麦季施总氮55%(231 kg/hm2)、夏玉米季施总氮45%(189 kg/hm2)时,可获得最高的轮作总产量(13 026 kg/hm2)和最大的净收益(22 146元/hm2),氮肥的农学效率和利用率较其他分配方式均有提高,是晋南地区冬小麦—夏玉米轮作氮肥分配的适宜比例。值得指出的是,由于作物生长期间受春寒和夏旱的影响,冬小麦—夏玉米轮作体系内的氮农学效率和氮肥利用率均较低,仅分别为4.6 kg/kg和20.8%。     

冬小麦-夏玉米轮作区动态平衡施肥配方的研究

采用定位试验,在冬小麦既定配方的基础上,按13个不同三要素肥料配比,对冬小麦-夏玉米轮作周期中夏玉米产量、肥料综合利用率、经济施肥量进行了研究。结果表明,N∶P2O5∶K2O为1∶0.4∶0.4的配方即施N195,P2O578,K2O78kg·hm-2夏玉米产量最高,按此配方处理的肥料综合利用率也较高,节本增效最显著。回归分析表明,在前茬小麦施N262.5,P2O5180,K2O262.55kg·hm-2,夏玉米施N195kg·hm-2试验条件下,合理的施磷量为68.25～87.75kg·hm-2,即N∶P2O5=1∶(0.4±0.05),既定配方磷的校正值为39±9.75kg·hm-2(比例为0.2±0.05),钾的合理用量为78～97.5kg·hm-2,即N∶K2O=1∶0.4～0.5,钾的校正值为19.5～39kg·hm-2(比例为0.1～0.2),N∶P2O5∶K2O=1∶0.4±0.05∶0.4～0.5较为合理。     

磷肥施用深度对夏玉米产量及根系分布的影响

【目的】探明华北平原区磷肥施用深度对夏玉米产量及根系分布的影响。【方法】采用大田试验和土柱试验方法。大田试验设不施肥（CK）、常规垄侧施磷（T-side）、8 cm土层施磷（T-8）、16 cm土层施磷（T-16）、24 cm土层施磷（T-24）以及3层（8、16、24 cm土层）均匀施磷（T-all）处理,研究其对夏玉米产量、养分吸收量的影响。土柱试验,研究8 cm施磷（P 8）、16 cm施磷（P 16）、24 cm施磷（P 24）以及3层均匀施磷（P-all）对夏玉米根系分布的影响。【结果】大田试验结果表明,磷肥不同施用深度显著影响夏玉米产量,玉米籽粒产量依次为T-24处理>T-all处理>T-16处理> T-side处理>T-8处理>CK,T-24处理玉米产量较T-side处理提高了10%,差异显著。玉米地上部磷素累积量在八叶期、吐丝期、收获期分别以T-side处理、T-8处理、T-all处理最高。随着磷肥施用深度的增加,玉米收获期氮素吸收量呈现显著增加趋势。土柱试验结果表明,玉米根系长度以P 24处理最高,与CK、P-all和P 8处理相比分别提高了68%、18%、17%,差异均达显著水平。玉米根系在磷肥施用点处集中生长,磷肥深施有利于玉米根系向土壤深层生长。【结论】磷肥深施能够诱导根系向深层生长,显著提高夏玉米产量。本试验条件下以磷肥集中施在24 cm土层最好。     

长期不同施肥措施冬小麦-夏玉米轮作体系周年氨挥发损失的差异

目的 基于定位试验平台,比较长期不同施肥处理下小麦-玉米轮作体系周年土壤氮素氨挥发损失的差异,为降低氨挥发损失、提高氮肥利用率提供理论依据。方法 2019—2021年,依托山东农业大学黄淮海玉米技术创新中心定位试验平台,以冬小麦品种石麦15和夏玉米品种郑单958为试验材料,以不施氮肥为对照（CK）,采用有机肥（腐熟牛粪M）和无机氮肥（U）两种氮肥类型,设置两个施氮量分别为380 kg N·hm^-2（M1、U1、U2M2）和190 kg N·hm^-2（U2、M2）,试验共计6个处理,其中氮肥在两季作物间的分配是小麦47.4%、玉米52.6%。采用通气法比较各处理土壤氨挥发速率、累积损失量、籽粒产量及氮肥利用效率的差异。结果 两个种植周期内不同施肥处理均显著影响土壤氨挥发。各处理施肥后氨挥发损失速率变化趋势基本一致,小麦和玉米两季的土壤氨挥发均主要发生在施肥后0—7 d,之后处理间的差异逐渐变小。小麦玉米轮作体系周年氨挥发损失量可达8.6—79.4 kg N·hm^-2,以U1处理最高,达到79.4 kg N·hm^-2,其氨挥发损失量较U2、U2M2、M1、M2和CK分别增加18.5%、111.7%、162.3%、20.5%和825.7%,表明高施氮量增加土壤氨挥发损失量,无机氮肥较有机肥增加氨挥发损失量。U2M2、M1和M2处理的氨挥发损失率比U1处理降低80.9%、61.3%、24.8%,表明有机氮肥与无机氮肥配施或单施有机氮肥可显著降低氨挥发损失。周年籽粒产量以U2M2处理最高,达到24 621.8 kg·hm^-2,较U1、U2、M1、M2分别增产10.1%、24.7%、11.7%和32.7%。U2M2处理周年氮肥利用率达52.6%,较U1、U2、M1和M2处理分别提高11.3%、4.1%、13.4%和10.7%。U2M2处理降低了氨挥发损失、同步提高了产量和氮肥利用率,是冬小麦玉米周年轮作的理想施肥策略。结论 施用有机肥可以显著降低小麦玉米轮作体系的周年氨挥发损失量,提高周年籽粒产量和氮肥利用效率。考虑到有机肥源及施用便捷性可将有机无机配施作为当前小麦玉米轮作生产体系降低氨挥发损失、提高氮肥利用效率的主要施肥方式。     

冬小麦施氮对下茬夏玉米的后效

对冬小麦施氮在下茬夏王米上后效的研究表明:1)冬小麦收获后土壤残留的无机氮量与冬小麦生长季的总施氮量呈极显著的平台加线性相关关系,即在一定的施氮范围内,土壤残留无机氮保持一恒定的值,但超过一个临界值(93.7 kg.hm-2)后土壤残留无机氮量与冬小麦季总施氮量呈线性正相关;2)冬小麦收获后 0~90cm土壤残留无机氮与下茬夏玉米的籽粒产量呈显著的线性加平台的关系,夏玉米在达到平台产量时的土壤残留无机氮为 63.6 kg·hm-2;3)在该试验所处的土壤和气候条件下,冬小麦189kg·hm-2的施氮量就可以满足冬小麦、夏玉米两茬作物对氮素的需求;4)土壤残留无机氮的利用能极大地提高肥料利用率,在冬小麦/夏玉米轮作体系中,夏玉米生长季氮肥的优化施用应充分考虑前茬作物冬小麦收获后的土壤残留无机氮量。     

冬小麦与夏玉米轮作肥料效应模型的校验

[目的]筛选出最优的施肥模型,确定推荐施N量。[方法]在冬小麦/夏玉米轮作中设计了8个水平N肥肥效试验,利用2年试验数据采用4种模型对冬小麦/夏玉米的肥料效应进行拟合。[结果]冬小麦和夏玉米的肥料效应方程用线性加平台、二次加平台和二次多项式模型进行拟合性检验的效果都达到了极显著水平。2001~2002年冬小麦和2003年夏玉米N肥肥料效应模型以线性加平台模型为最优,推荐施N量分别为366.6和400.4 kg/hm2;2002~2003年冬小麦和2002年夏玉米的N肥肥料效应模型以二次加平台模型为最优,但其产量的增加值和经济效益以线性加平台模型为最高,其推荐施N量分别为400.6和409.7 kg/hm2。[结论]线性加平台模型的肥料效应最优,可作为N肥肥料效应模型的最佳选择。     

小麦玉米周年生产中耕作方式对夏玉米根系特性和产量的影响

【目的】黄淮海平原地区冬小麦-夏玉米一年两熟,长期冬小麦免耕或旋耕、夏玉米免耕使耕层变浅,养分含量降低,对根系发育和产量造成影响。通过探讨冬小麦夏玉米周年生产中不同耕作模式来探寻小麦玉米周年中夏玉米高产高效生产的耕作模式及机理。【方法】供试品种选用郑单958(ZD958),3个试验处理为冬小麦播前旋耕夏玉米播前免耕(RN)、冬小麦播前翻耕夏玉米播前免耕(MN)与冬小麦播前翻耕夏玉米播前旋耕(MR),探究不同耕作方式对小麦玉米周年生产中夏玉米根干重、根冠比、根长、根表面积、根体积和节根数量等根系特性及产量的影响。【结果】MR与MN处理0—30 cm的根干重、根冠比、根长、根表面积、根体积、节根层数、节根条数及节根干重较RN处理差异显著,分别提高59.1%、37.5%、22.8%、41.1%、59.2%、5.9%、21.0%、50.8%和68.5%、50.0%、16.7%、33.7%、44.0%、3.9%、20.1%、57.6%;根系TTC还原强度、TTC还原量、活跃吸收面积、总吸收面积及根系伤流速率也有显著提高,分别提高82.6%、91.9%、33.9%、34.5%、24.0%和109.9%、108.5%、83.8%、65.1%、14.7%;与RN处理相比,MR与MN处理的有效穗数、穗粒数、千粒重显著增加,分别提高8.5%、11.7%、4.9%和3.9%、8.5%、4.2%,产量显著提高29.5%和23.7%。冬小麦播前翻耕可以显著改善夏玉米根系数量与质量特性,有利于提高产量。与MR处理相比,MN处理显著提高根系总吸收面积和活跃吸收面积,分别提高了22.8%、37.21%;但MN处理的根长、根表面积、根体积、节根层数、茎秆伤流速率、TTC还原量及TTC还原强度较MR处理没有达到显著性差异水平。MR处理与MN处理相比,其有效穗数提高4.7%,但两处理之间千粒重和穗粒数差异不大,产量没有达到显著差异水平。【结论】冬小麦播前翻耕夏玉米播前免耕(MN)与冬小麦播前翻耕夏玉米播前旋耕(MR)较冬小麦播前旋耕夏玉米播前免耕(RN)可显著提高根系特性从而提高了产量。而冬小麦播前翻耕夏玉米播前免耕(MN)和冬小麦播前翻耕夏玉米播前旋耕(MR)的根系特性指标和产量不具有显著性差异,表明小麦玉米周年生产中主要是冬小麦播前翻耕对夏玉米产量及根特性指标起主要作用。综合比较3种不同的耕作方式,冬小麦播前翻耕夏玉米免耕(MN)是黄淮海区夏玉米生产最为适宜的耕作方式。     

夏玉米不同施氮水平土壤硝态氮累积及对后茬冬小麦的影响

【目的】探讨夏玉米季不同施氮水平土壤硝态氮（NO3--N）累积及对后茬冬小麦的影响,利用作物轮作降低土壤NO3--N累积,减缓其淋洗,以提高氮肥周年利用率。【方法】夏玉米季设置不同施氮量处理,冬小麦采取节水省肥栽培,研究夏玉米收获后土壤剖面累积的NO3--N对冬小麦生长发育、产量及NO3--N累积动态的影响。【结果】夏玉米季施氮量与作物收获后土壤剖面NO3--N累积量,NO3--N累积量与冬小麦的产量都呈极显著线性正相关关系。冬小麦季采取限氮或不施氮处理作物收获后土壤剖面各层NO3--N含量,与夏玉米收获后相比都有显著降低。夏玉米季施氮240 kg•hm-2、冬小麦季施氮157.5 kg•hm-2（N240+157.5）或者冬小麦季不施氮前茬夏玉米季施氮360 kg•hm-2（N360+0）都能满足冬小麦各生育时期对氮的需求,产量、吸氮量和周年氮肥利用率相近且都保持较高的水平,但夏玉米季高施氮处理,当季氮存在很大的淋洗等损失风险。【结论】夏玉米季施入的氮肥对后茬冬小麦有很强的有效性,小麦季采取节水省肥栽培,能显著减少前茬作物收获后残留的NO3--N,减缓其淋洗,同时保障作物产量,提高氮肥利用率。生产中氮肥的合理分配应充分考虑前茬残留氮素对后茬的有效性。