宁南山区不同降水年型与地形的施肥模式研究

采用回归饱和最优设计 ,对宁南山区 3种不同立地农田生态系统影响春小麦产量的氮肥和磷肥用量进行了长期定位研究 ,并建立了春小麦施肥效益函数模型。通过对函数模型分析 ,确定了最大产量效应和最佳经济效应的施肥组合方案 ,明确了模型因素效应顺序和高产施肥的关系。     

不同降水年型各农田生态系统氮、磷、降水配合效应研究

在宁夏南部山区旱农试区进行施肥与降水对春小麦产量的影响和春小麦施肥模式研究结果表明，N肥对春小麦的影响最大，P肥其次，而降水的影响最小。N肥和P肥的增产效应转化阈值为16.94kg/hm^2，N肥和降水的增产效应转化阈值为80.81kg/hm^2，P肥和降水的增产效应转化阈值为69.12kg/hm^2。并分析了最大和最佳产量的施肥组合及其经济效益，提出了不同降水条件下的合理施肥范围。     

不同降水年型小麦丰产抗灾技术的研究

旱作小麦在不同降水年型的产量反应相差甚大，主要原因是降水年季分布不均匀，根据不同降水年型确定小麦丰产抗旱技术，从品种、播期、播量，施肥种类和肥料配比及田间管理等方面采取相应对策，取得小麦生产的最佳效益。     

不同降水年型下旱作冬小麦氮肥肥效的评价

根据不同肥、水处理的冬小麦田间试验资料和降水资料，建立了３种降水年型下施氮肥量与产量关系的数学模式。分析施肥成本与利用之间的关系及其变化，以及降水概率信息，提出山东省各地市合理施用氮肥的建议。     

不同降水年型施氮量对冬小麦水氮资源利用效率的调控

【目的】研究不同降水年型氮肥用量引起的小麦生育期耗水量、植株氮素积累与运转、产量及效率的变化,为黄土高原旱地冬小麦精准施肥提供理论依据。【方法】于2017—2020年在山西农业大学闻喜试验示范基地开展大田试验,种植制度为冬小麦后夏休闲,一年一熟。3个试验年降水量分别属于正常、干旱和湿润年型。试验设施氮量0、120、150、180、210 kg/hm² 5个处理,分析了小麦耗水量、氮素吸收与利用、产量形成及不同降水年型间的差异。【结果】不同降水年型旱地小麦生育期总耗水量均以N 180 kg/hm²最高,且丰水年和欠水年耗水变化率以施N 150～180 kg/hm²最高,平水年则以施N 120～150 kg/hm²最高。与其他施氮处理相比,丰水年施N 180 kg/hm²提高了播种—拔节期植株氮素积累量,显著提高了花前叶片和穗轴+颖壳氮素运转量,平水年和欠水年施N 150 kg/hm²提高了播种—拔节期植株氮素积累量及花前叶片和茎秆+叶鞘氮素运转量。不同降水年...     

晋南黄土高原丘陵旱地小麦不同降水年型土壤水分动态的模拟研究

用回归等值线法对晋南黄土高原丘陵旱地小麦在同一自然条件下干旱年、常年、丰水年3个降水年型土壤水分变化规律进行了模拟分析研究，结果表明，由回归等值线所形成的各年型土壤水分的“峰”、“脊”、 坡”、“鞍”各具特点，调萎值区域大小、等值线数值等也存在差异，形成了不同年型土壤水分变化规律和产量差异。     

施肥和降水年型对旱地玉米产量及水分利用的影响

在我国北方半湿润偏旱区的山西省寿阳县旱农试验区,经过长达10年的定位试验结果表明,施肥可使水分利用效率明显提高,是不施肥处理的2.25倍;旱地玉米产量和水分利用效率,同时受生育期降水量和播前土壤贮水量两个因素的影响.干旱年份,玉米产量的提高更依赖于土壤水分、养分的协调供应,施肥的增产效果受到土壤水分亏缺的限制,合理施肥、培肥土壤、保蓄水分,可增强旱地玉米抵御干旱的能力;丰水年份和正常年份,肥料的增产作用得到充分发挥,丰水年份应注意蓄水保墒.     

华北平原不同降水年型和作物种植模式下的产量和耗水模拟

华北平原是中国重要的粮食生产基地,在国家粮食产业中地位较高,但长期灌溉造成了华北平原地下水资源的严重亏损,地下水位持续下降。该研究利用APSIM模型对华北平原1986－2015年不同种植模式下的产量和耗水情况进行模拟研究,为华北平原调整作物种植模式、农业水资源管理以及农业发展政策的制定提供科学依据。研究结果表明：APSIM模型能够较好地模拟冬小麦和夏玉米的生育期、产量及水分利用特征,其中生育期模拟结果的误差在5 d之内,产量、ET和下渗量模拟结果的R2均在0.84以上,表明该模型在华北平原具有较好的适用性;在华北平原地区,冬小麦-夏玉米一年两熟种植模式（M2Y1）年均产量（13 445 kg/hm2）最高,但耗水量（724 mm）也是最大,水分亏损（233 mm）最为严重;一年一熟种植模式（M1Y1）年均耗水量（534 mm）较小,水分亏损量（43 mm）最少,但产量（9 215 kg/hm2）较低;两年三熟种植模式（M3Y2）兼顾产量和耗水,在保证一定产量的前提下减少了耗水量,产量耗水综合效果最好,适合在华北平原推广实行。此外,该研究对栾城站丰水年、平水年和枯水年等不同降水年型下的3种种植模式产量耗水特征进行了对比分析,研究表明在华北平原降水资源对于作物生长有重要意义,年降水量越大,作物产量越高,水分亏损量越少。     

不同降水年型下小麦产量、品质及水分利用效率对有机无机肥配施的响应

  【目的】  研究不同有机肥与不同量氮、磷化肥配施对旱地小麦产量、品质及水分利用效率的影响,以确定适用于山西南部丘陵雨养旱地小麦不同降水年型的有机肥和化肥配施方案。  【方法】  2013—2016年在山西临汾开展田间试验,共设5个处理:羊粪 22.5 t/hm2 + N 150 kg/hm2 + P₂O₅ 105 kg/hm2 (M_sN₁₅₀P₁₀₅)、猪粪 22.5 t/hm2 + N 150 kg/hm2 + P₂O₅ 105 kg/hm2 (M_PN₁₅₀P₁₀₅)、羊粪 22.5 t/hm2 + N 105 kg/hm2 + P₂O₅ 75 kg/hm2(M_sN₁₀₅P₇₅)、猪粪22.5 t/hm2 + N105 kg/hm2 + P₂O₅ 75 kg/hm2 (M_PN₁₀₅P₇₅),以不施肥为对照 (CK),采用随机区组设计。其中,2013—2014年、2014—2015年为丰水年份,2015—2016年为干旱年份。以强筋小麦‘晋麦92号’为供试品种。在收获后,测定各处理小麦产量、湿面筋含量、沉降值、面团稳定时间和形成时间。并根据播种前和收获后土壤200 cm土层蓄水量和年降水量,计算水分利用效率(WUE)。  【结果】  降水年型、有机肥与氮磷配施及二者交互作用均对小麦产量及水分利用效率具有极显著的影响。丰水年羊粪、猪粪与氮磷配施增产显著,增产幅度为6.14%～18.45%,其中M_sN₁₅₀P₁₀₅、M_pN₁₀₅P₇₅处理增产幅度较大;干旱年猪粪与氮磷配施增产效果显著,增产幅度达14.18%～19.15%,羊粪与氮磷配施增产效果不明显;猪粪与氮磷配施增产效应表现为干旱年大于丰水年。干旱年水分利用效率低于丰水年,猪粪与氮磷配施在丰水年、干旱年的水分利用效率较对照提高7.68%～15.76%。与对照相比,两种降水年型下猪粪、羊粪与氮磷配施处理小麦的湿面筋含量、沉降值、面团稳定时间和形成时间均提高或延长。  【结论】  山西南部丘陵雨养旱地小麦,丰水年施用羊粪 22.5 t/hm2,配施N 150 kg/hm2 和 P₂O₅ 105 kg/hm2 增产提质效应最好;丰水年或干旱年施用猪粪 22.5 t/hm2,配施 N 105 kg/hm2和P₂O₅ 75 kg/hm2 均表现出显著的增产提质效果,且干旱年效果更好。因此,从增产提质与化肥减施综合分析,山西南部丘陵雨养旱地小麦施用猪粪22.5 t/hm2,配施 N 105 kg/hm2和 P₂O₅ 75 kg/hm2是高产稳产提质增效的最佳有机无机肥配施模式。     

不同土壤培肥措施下农田有机物麦秸分解的数学模型研究

利用网袋法研究不同培肥措施和不同土壤生物对麦秸分解率的影响,并依据试验所得数据,采用DUD非线性数学模型的数据拟合方法,确立农田有机物分解的非线性数学模型。由拟合模型的回归平方和以及残差平方和可以看出,模型拟合精度很高,表明采用本研究中的非线性数学模型,可很好地描述农田有机物的分解情况。     

半湿润区长期施肥对土壤结构体分形特征的影响

利用黄土高原南部半湿润地区长达25年田间肥料定位试验020.cm土层土样,研究了长期不同施肥模式与土壤结构体大小、结构体分形特征与土壤肥力的相互关系。结果表明,长期不同施肥模式下土垫旱耕人为土结构体分形特征存在一定差异:7种施肥处理土壤结构体分形维数分布在2.4388～2.6363之间,其中以化肥+厩肥处理土壤结构体分形维数最大,不施肥土壤结构体分形维数最低,说明化肥与有机肥长期配施对土壤团聚体结构分布影响较大。相关分析发现,土壤结构体分形维数与5～2mm团聚体间具有极显著的正相关关系(r=0.994,P0.01);与土壤有机碳、全氮、硝态氮、有效磷含量均具显著正相关关系,与土壤碳氮比(C/N)呈显著负相关关系。在长期不同施肥模式下,分形维数对土壤性质变化的边际量亦有明显差异:土壤结构体分形维数每增加一个单位值,土壤有机碳、全氮、C/N、硝态氮和有效磷的变化依次为31.628%、2.404%、-6.014%、90.370%和172.760%。由边际分析可知,长期施肥条件下土壤结构体分形维数的变化对土壤有效磷、硝态氮的影响最大。     

长期不同施肥模式下南方典型农田磷肥回收率变化

【目的】 通过比较南方典型农田不同土壤类型、不同施肥模式下的土壤供磷能力、磷肥回收率,揭示长期施肥下磷肥回收率时空变化特征,为区域内磷肥的合理施用提供科学依据。 【方法】 基于重庆北碚紫色土 (始于1991)、湖南望城 (始于1981) 和江西进贤 (始于1981) 红壤性水稻土长期施肥定位试验。选取不施肥 (CK)、单施稻草、厩肥 (M)、施化学氮钾肥 (NK)、施化学氮钾肥+猪粪 (NKM)、施化学氮磷肥 (NP)、施化学氮磷钾肥 (NPK)、施氮磷钾肥+厩肥、猪粪 (NPKM) 或稻草 (NPKS) 等不同施肥处理,分析长期不同施肥下作物吸磷量、磷肥回收率和磷肥累积回收率的动态变化,探讨不同施肥下作物磷肥回收率的变化特征。 【结果】 长期不施磷肥,土壤自然供磷量显著下降,北碚紫色土 (21年)、望城 (23年) 和进贤 (27年) 红壤性水稻土的年下降速率分别为0.60、0.48和0.63 kg/hm2。各试验点不同处理作物历年平均吸磷量的大小顺序为NPK、NPKS和NPKM > NP、NKM > CK或NK ( P < 0.05)。NPK配施猪粪,与配施厩肥或秸秆配施相比较,其作物吸磷量更高。3个试验点磷肥回收率随着施肥年限增加而提高。NPK处理磷肥回收率每年增加0.15%～1.94%, NPKM和NPKS处理磷肥回收率每年增加0.07%～1.60%。NPK处理磷肥累积回收率在37.8%～61.5%之间,NPKM和NPKS处理,其磷肥累积回收率较NPK处理降低了3.0%～34.3%。 【结论】 土壤的磷素自然供给量随作物种植年限增加而显著下降。磷肥的施用能够显著提高作物的吸磷量,NPK平衡施用的吸磷量显著高于化肥偏施;氮肥投入量每增加100 kg/hm2,作物吸磷量增加5 kg/hm2。各试验点磷肥回收率随施肥年限的增加而提高。NPK配施有机肥相比较NPK,降低了磷肥的累积回收率。磷肥施用量每增加 P 10 kg /hm2,磷肥回收率下降约0.9%。NPK与猪粪配合施用的情况下,可以考虑通过适当提高化学氮肥用量、减少化学磷肥投入的措施,从而提高磷肥回收率。      

宁南山区草地植被恢复方式对土壤饱和导水率的影响

为评价宁南山区草地植被不同恢复方式对土壤入渗性能的影响,以不同植被群落的饱和导水率为研究对象,采用逐步回归研究退耕农地、禁牧荒地、封育草地导水率的变化及影响因子,并探讨了其作用机制。结果表明：3种植被恢复方式均有利于0-40 cm土壤饱和导水性能提高;各土层土壤饱和导水率均随植被恢复而不断提高,0-5 cm土层改善作用最为明显;农地退耕序列和荒地禁牧序列5-40 cm土层、封育草地序列0-40 cm土层土壤饱和导水率随土层深度下降而降低;影响土壤饱和导水率的因子为土壤有机质因子和土壤结构因子;3种植被恢复方式土壤有机质质量分数与Ks均呈显著的线性相关关系,在该区域有机质质量分数越高,Ks增加越快;土壤有机质积累是土壤饱和导水率提高的根本动力。因此,草地封育更利于提高使该地区土壤导水性能提高,促进生态恢复。     

宁南旱区有机培肥对土壤水分和作物生产力影响的研究

通过对宁南旱区连续两年的有机肥定位试验,研究了不同肥力梯度下有机培肥对土壤水分及作物生产力的影响。结果表明,施肥量为高、中、低处理下,第1年种胡麻,成熟期的贮水量在0—100 cm土层分别比对照处理高13%、10%和0.9%,胡麻产量分别比对照处理高11%、10%和5%,土壤水分利用效率分别比对照处理高30%、29%和11%;在第2年种冬小麦,成熟期的贮水量在0—100 cm土层分别比对照处理高16%、14%和7%,冬小麦产量比对照处理高18%、25%、和13%,土壤水分利用效率分别比对照处理高14%、15%和6%。2年结果看出,施用有机肥可提高土壤含水量,利于土壤的扩蓄增容,且对提高作物产量和土壤水分利用效率有显著效果。     

生态平衡施肥模型理论与应用

根据质量守恒定律和肥料—土壤—作物间养分转化关系,提出施肥机理模型的一般数学表达式:W=P+Lfsp+(Tn+1-Tn)×2.25(或0.15),称之为“生态平衡施肥模型”.初步应用结果表明,按此模型推荐的施肥量比目标产量法减少17%～22%.     

免耕覆盖对宁南山区土壤物理性状及马铃薯产量的影响

宁南山区干旱频发、春旱突出,马铃薯播期土壤墒情不足、苗期干旱等问题,严重影响马铃薯的生长发育。该研究通过设置免耕条件下不同覆盖方式,以翻耕不覆盖为对照,研究不同覆盖耕作措施下土壤物理性状及马铃薯生长的影响。结果表明,与翻耕不覆盖相比,免耕覆盖可有效降低耕层土壤容重,改善土壤空隙状况,以免耕覆盖秸秆处理效果最佳。与翻耕不覆盖相比,免耕覆盖地膜和免耕覆盖秸秆处理可使0~20 cm土层5 mm机械稳定性团聚体含量显著增加,使20~40 cm土层2~5 mm机械稳定性团聚体的含量显著增加。免耕条件下不同覆盖方式能有效改善马铃薯生育期0~200 cm土层土壤水分状况,免耕覆盖地膜对作物生长前期土壤水分保蓄效果较好,免耕覆盖秸秆对作物生长中后期土壤水分状况的改善作用最佳。免耕条件下不同覆盖方式马铃薯植株株高、茎粗及地上部生物量均显著高于翻耕不覆盖,作物生育前期以免耕覆地膜处理效果最佳,中后期以免耕覆秸秆处理效果最明显。免耕覆秸秆处理的马铃薯产量和商品薯率最高,较翻耕不覆盖增产24.14%,商品薯率较翻耕不覆盖提高15.93%。可见,免耕覆盖秸秆措施具有良好的蓄水保墒效果,对马铃薯生长有利,其增产效果显著。该研究可为马铃薯高产高效栽培提供参考。