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。     

施肥对水旱轮作作物产量、氮素吸收与土壤肥力的影响

2008～2009年,利用田间试验研究了优化施肥、单施有机肥、有机无机配施和习惯施肥对水旱轮作体系下水稻和春小麦产量、氮素吸收利用和土壤肥力的影响.结果表明,施肥都能提高水稻和春小麦的子粒和秸秆产量.同等养分供应下,优化施肥处理的增产效果最佳,其次是有机无机配施.不同施肥处理对水稻和春小麦地上部总吸氮量都有显著影响,水稻当季氮肥利用率为10.4％～37.0％,春小麦为11.7％ ～ 35.9％.施用有机肥有利于土壤有机质、全氮、C/N比和土壤碱解氮、有效磷和速效钾的提高.水旱轮作下土壤干湿交替也有利于土壤有效养分的提高.综合考虑作物增产、氮肥利用率和土壤培肥等因素,本试验水旱轮作体系下,有机无机配施是最佳的施肥措施.     

半干旱条件下氮磷钾营养元素与春小麦产量和品质的关系

２年田间试验结果表明;在半干旱气候条件下,黄绵土单施磷肥增产效果显著,春小麦产量可提高４４．６％,单施以增产效果不显著,但氮,磷,钾配合施用,春小麦产量可增加５５．４％;施磷或氮磷配合可显著地促进春小平的生长发育,增加植株高度和叶面积系数,促进春小麦结实小穗发育,提高结实率,磷与钾配合施用可促进春小麦光合产物积累和运转;     

降水对春小麦产量贡献率的研究

利用黑龙江省国营农场 40余年资料 ,用多元正态回归方法建立了春小麦产量与土壤有机质含量、降水量、气温间关系的计算机模型 ,研究结果表明该地年降水量对春小麦产量最大贡献率为 2 4kg/hm2 ·mm ,拔节～开花期 (约 50d)降水量 <80mm时对春小麦产量最大贡献率为 45kg/hm2 ·mm ,灌浆期 (约 2 0d)降水量 <10mm时对春小麦产量最大贡献率为 3 6kg/hm2 ·mm。     

长期留茬免耕对河西绿洲灌区春小麦产量及稳定性的影响

为探寻河西绿洲灌区春小麦高效可持续生产耕作措施,基于2004年设置的长期留茬免耕田间定位试验,针对单作小麦、春小麦/玉米、春小麦/大豆3种典型春小麦种植方式,在长期留茬免耕和传统翻耕条件下,通过分析2004－2018年小麦产量、产量构成要素及农艺性状的演变特征来诠释长期留茬免耕对春小麦产量的影响,同时分析评价产量的稳定性和可持续性,旨在为区域内春小麦的高效可持续生产提供理论依据。结果表明,单作小麦、春小麦/玉米和春小麦/大豆3种种植方式下的春小麦籽粒产量在年际间变动较大,呈锯齿状波动。与传统翻耕处理相比,留茬免耕的增产效应随种植年限的延长而不断增强,长期留茬免耕可以提高春小麦产量的稳定性和可持续性,而且间作相比单作可以更好地维持产量的可持续稳定生产能力。产量构成要素之间的叠加效应可以显著提高小麦籽粒产量,其中,2004－2012年留茬免耕主要通过显著提高穗粒数来增加小麦产量;2013－2018年,单作小麦和春小麦/大豆时,留茬免耕主要通过显著提高千粒质量来增加小麦产量,春小麦/玉米时,留茬免耕主要通过显著增加穗长来促进小麦生长,进而显著提高小麦产量。气温、降雨量和穗粒数在春小麦产量中起主要作用,收获指数和气温在春小麦产量稳定性中起主要作用,穗长和产量在春小麦产量可持续性中起主要作用。综上,留茬免耕是河西绿洲灌区单作小麦、春小麦/玉米和春小麦/大豆3种春小麦种植方式下切实可行的耕作措施。     

北方酸性水稻土上氮磷硅肥配施对水稻产量影响的研究

用盆栽的方法,采用三因素五水平D-饱和优化设计,以采自于辽宁东部的酸性水稻土为供试土壤。对氮、磷、硅肥用量与水稻产量之间的关系进行研究,建立了水稻产量函数模型;结果表明,氮、磷、硅肥均能显著地影响水稻产量,其作用大小依次为氮肥>磷肥>硅肥,获得最高产量的施肥方案N、P2O5和SiO2分别为0.248、0.129和0.0001g/kg土。     

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。     

基于APSIM模型分析播期和水氮耦合对油葵产量的影响

播期调控和补充灌溉是保障北方农牧交错带油葵稳产和增产的有效措施,然而播期和水氮管理对油葵产量的耦合效应尚不明确。该文基于农牧交错带武川试验站2 a分期播种试验数据评估了APSIM-Sunflower模型的适应性,应用验证后的APSIM模型分析了播期和水氮耦合对油葵产量的影响。研究结果表明:油葵生育期模拟值与实测值均方根误差(RMSE)小于2.4 d,地上部干物质量和产量模拟的归一化均方根误差(NRMSE)分别为21.9%和5.5%,表明APSIM模型能够有效模拟油葵的生育期、地上部干物质量和产量。在有补充灌溉条件时,仅灌一水时在现蕾期补灌油葵产量最高,灌两水时在现蕾和灌浆期补灌产量最高。油葵最佳施氮量随着灌溉量的增加而上升;干旱年无灌溉、灌一水、灌两水和灌三水时最佳施氮量分别为40、60、60和70 kg/hm~2,正常年分别为50、70、80和90 kg/hm~2,湿润年分别为50、80、80和90 kg/hm~2。在湿润年和正常年时雨养、灌一水和灌两水条件下播期在5月中旬较其他播期产量分别高6.9%和11.6%,9.3%和12.0%,9.3%和16.4%,灌一水的产量变异系数分别低41.9%和8.9%;灌两水的产量变异系数分别低38.5%和12.5%;灌三水条件下播期在5月上旬时产量最高。干旱年时早播可降低产量年际间变异,但调控播期对提高产量作用较小。研究结果可为北方农牧交错带油葵生产播期和水氮管理提供参考。     

化肥与有机肥或秸秆配施提高陇东旱塬黑垆土上作物产量的稳定性和可持续性

【目的】明确陇东旱塬长期施肥黑垆土上春玉米–冬小麦轮作系统作物产量和水肥效应与降水年型的响应关系,为该地区不同降水年型的合理施肥提供参考依据。【方法】位于甘肃平凉的长期肥料定位试验始于1979年,试验设6个处理:不施肥 (CK)、单施化学氮肥 (N)、氮磷化肥配施 (NP)、氮磷化肥配施秸秆 (SNP)、单施有机肥 (M) 和氮磷化肥配施有机肥 (MNP)。调查了试验38年玉米和小麦产量,依据降水量将生育年划分为干旱年、平水年和丰水年,分析不同降水年型下春玉米–冬小麦轮作系统长期施肥的产量变化稳定性、可持续性和肥料贡献率,降水利用率特征,探讨不同降水年型下产量、施肥和降水之间的关系。【结果】与N处理相比,NP、SNP、M和MNP处理冬小麦在干旱年、平水年和丰水年分别增产89.8%～151%、108%～174%和52.1%～102%,春玉米分别增产56.3%～99.9%、81.3%～104%和105%～127%。年降水量对冬小麦产量稳定性和可持续性影响较小,对春玉米影响较大。与N处理相比,三种降水年型下NP、SNP、M和MNP处理冬小麦和春玉米的肥料贡献率和降水利用率均显著提高,其中冬小麦在干旱年、丰水年肥料贡献率和降水利用率分别增加166%～198%、520%～654%和100%～164%、53.4%～105%,春玉米分别增加161%～218%、262%～289%和56.0%～99.2%、104%～125%。相同施肥处理下,NP、SNP、M和MNP处理冬小麦平水年和丰水年肥料贡献率分别较干旱年下降9.9%～23.3%和10.6%～23.3%,而春玉米丰水年较干旱年和平水年分别增加6.0%～25.0%和20.4%～27.7%。NP、SNP、M和MNP处理冬小麦平水年和丰水年水分利用率分别较干旱年下降2.2%～26.6%和22.3%～37.7%,而春玉米分别下降了41.9%～49.5%和10.9%～24.4%。回归分析表明,不论年降水量多寡,冬小麦和春玉米产量主要受施肥量和生育期降水影响。【结论】陇东旱塬不论年降水量多寡,氮磷与秸秆或有机肥配施与单施氮肥相比,均可显著提高作物产量、产量稳定性和可持续性,并提高肥料对产量的贡献率及降水利用率。因此,氮磷配合的基础上配合秸秆或有机肥是保障该地区农田生产力可持续的有效措施。同时,不同降水年型应进一步优化施肥策略以获得更高产量。     

氮肥增效剂对春小麦产量和效益的影响

为验证氮肥增效剂在春小麦上的施用效果,以春小麦品种永良15号为指示品种,设添加不同用量的氮肥增效剂NBPT、DMPP,常规施肥和不施肥处理(对照)共5个处理,在河西灌区研究了减量施肥条件下添加肥料增效剂对春小麦生长性状、产量及经济效益的影响。结果表明,较传统施肥(N 232.5 kg/hm2、P2O5 241.5 kg/hm2、K2O 56.3 kg/hm2)减N 14.0%、P2O5 37.9%,添加脲酶抑制剂(NBPT) 0.40 kg/hm2、硝化抑制剂(DMPP)2.00 kg/hm2时春小麦主要性状表现较好,产量最高,为4 693.3 kg/hm2,纯收益较传统施肥增加975.59元/hm2。在河西灌区,春小麦在化肥减量并添加氮肥增效剂条件下能够实现节本增效,可在小麦生产中应用。     

旱地施肥对春小麦根系生长、代谢的影响及促进水分有效利用的机理

本文采用田间可微区试验的方法,研究了施肥对旱地春小麦根系生长、根系活力的影响和根系特征量与土壤含水量的关系。结果表明:不同施肥处理使小麦根系的长度、重量、体积、表面积均有不同程度的增长,并使小麦根系活力增加。尤以N、P配合施用效果更好。施肥对小麦根系生长的促进作用可持续到小麦生育后期。施肥在促进小麦根系生长和代谢活力的基础上加大了小麦对深层土壤水分的利用;而且小麦根系总长度、总体积、总表面积及总的根系活力与该期土壤含水量呈极显著负相关,揭示了“以肥调水”的机理。     

旱地施肥对春小麦根系生长、代谢的影响及促进水分有效利用的机理

本文采用田间可微区试验的方法,研究了施肥对旱地春小麦根系生长、根系活力的影响和根系特征量与土壤含水量的关系。结果表明:不同施肥处理使小麦根系的长度、重量、体积、表面积均有不同程度的增长,并使小麦根系活力增加。尤以N、P配合施用效果更好。施肥对小麦根系生长的促进作用可持续到小麦生育后期。施肥在促进小麦根系生长和代谢活力的基础上加大了小麦对深层土壤水分的利用;而且小麦根系总长度、总体积、总表面积及总的根系活力与该期土壤含水量呈极显著负相关,揭示了以肥调水的机理。     

不同灌水条件下分层施肥对冬小麦产量和水分利用效率的影响

为了明确分层施肥在不同灌水条件下对冬小麦产量、耗水特性和水分利用效率的影响,为黄淮海地区小麦高产高效生产实践提供理论依据。结合当地冬小麦灌溉制度采用水肥2因素裂区试验,水分为主区,施肥方式为副区,设置3个灌溉处理:春季不灌水(W_0)、春季拔节期灌水(W_1)、春季拔节期灌水+开花期灌水(W_2),灌水量90 mm/次;2种施肥方式处理:常规施肥处理(F_1)和分层施肥处理(F_2),分析了不同灌水与施肥模式下冬小麦产量、耗水特性和水分利用效率的特点。结果表明:与F_1相比,F_2处理40—120 cm土层土壤贮水消耗量、冬小麦拔节期—开花期耗水强度和农田耗水量显著增加,其中以W_2F_2处理农田耗水量最高。分层施肥处理冬小麦水分利用效率较常规施肥提升14.2%～3.0%,其中以W_1F_2处理水分利用效率最高。在3种灌水条件下,分层施肥处理较常规施肥显者增加了冬小麦的单位面积穗数,产量增加19.8%～6.4%,其中W_(2 )F_2产量最高。因此,建议在水分充足地区,采取小麦春季灌溉拔节水和开花水结合底肥分层施用的管理方式;在水资源短缺地区,采取小麦春季灌溉拔节水结合底肥分层施用的管理方式。     

Nitrogen Use Efficiency in an 11-Year Study of Conventional and Organic Wheat Cultivation

Abstract

Resource conservation with respect to nitrogen (N) was compared in organic and conventional cultivation of winter and spring wheat. Sustainability was measured in the nitrogen use efficiency of plant‐available N. The amounts of N entering each system and the amounts removed in the harvested crop and remaining as unused mineral nitrogen in the soil at harvest were determined. Net surpluses and losses during the growing season were also monitored, and the environmental variables influencing N harvest in the different cultivation systems were identified. The study was carried out in three different cultivation systems: conventional animal production (CONV), organic animal production (ORG1), and organic cereal production (ORG2). On average for all years and sampling occasions in winter wheat, there were approximately 60 kg more mineral nitrogen left in the soil during the growing season in CONV than in ORG1, and coefficients of variation were higher in CONV. The maximum values were considerably higher in CONV than in ORG1 (p=0.06–0.09), which increased the risk of leaching in the former, particularly in winter wheat cultivation. Nitrogen use efficiency in winter and spring wheat cultivation was 74% in whole crop conventional winter wheat and 81% in organic. Nitrogen use efficiency in harvested winter wheat grain was 44% for CONV and 49% for ORG1. ORG1 spring wheat was as efficient as ORG1 winter wheat, whereas ORG2 spring wheat used 73% of N in the whole crop and 39% in grain. Multivariate regression analysis showed that climate affected CONV and ORG1 winter wheat differently. High temperature in May increased grain yields in ORG1, but the converse was true for CONV. Large unused mineral N reserves at harvest coincided with large N harvest in CONV winter wheat. Residual fertility effects from the preceding crop produced high yields in ORG1 winter and spring wheat but had no effect in CONV. Generally, an increase in N reserves between plant development stages 13 and 31 was positive for both CONV and ORG1 winter wheat. Both winter and spring wheat require most N during this period, so the potential for improvement seems to lie in increasing mineralization (e.g., by intensified weed harrowing early in stage 13 in winter wheat and between stages 13 and 31 in spring wheat). Cultivation of winter wheat in ORG1 was a more efficient use of nitrogen resources than CONV. CONV efficiency could be improved by precision fertilization on each individual field with the help of N analysis before spring tillage and sensor‐controlled fertilization.     

施肥和秸秆还田对土壤肥力质量及春小麦品质的影响

通过在青海省河湟灌区栗钙土上连续19年的春小麦连作长期定位试验,研究了施用化肥与秸秆还田对土壤肥力质量及春小麦产量、品质的影响。结果表明,在施氮、磷化肥的基础上增施钾肥和或秸秆还田可降低土壤容重1.2%～7.1%,提高土壤含水量4.7%～13.5%,增加土壤＞0.25mm团聚体的数量,促进团聚体的稳定性;对土壤轻组有机质、有机质、土壤氮、磷、钾养分含量的提高也有明显的作用,尤其是提高土壤速效钾含量最高达2.6倍;对春小麦产量和品质也有一定的维持和促进作用。在施氮、磷的基础上增施适量无机钾肥或秸秆还田能够改善农田土壤肥力及质量状况,稳定和提高春小麦产量和品质。考虑矿质钾肥成本较高和资源有效利用,当地农业生产在氮、磷肥基础上半量秸秆还田可以替代无机钾肥。     

宁夏引黄灌区春小麦需水规律及水分指标的研究

采用农田土壤水分平衡方程和联合国粮农组织推荐计算作物蒸散量的方法 ,利用田间试验土壤含水量与气象条件和作物之间关系 ,研究确定宁夏灌区春小麦不同发育期水分指标及发育期需水规律 ,用曲线拟合方法计算出土壤含水量与春小麦生理、生态特征之间统计方程 ,建立了节水灌溉模型 ,并制定了灌区春小麦适宜灌溉量及灌溉时次     

不同磷肥水平的小麦冠层多光谱特征研究

利用便携式冠层光谱仪对小麦进行连续观测获取光谱数据。本文分析了小麦在不同P肥施用水平及生育期变化情况下冠层的光谱响应特征,运用t-检验等统计方法获得了小麦冠层光谱对不同P肥水平的敏感波段,并由此找到判断P肥施用是否合理的关键生育期。结果表明小麦冠层光谱的近红外波段(810~1100nm)对P素的相应关系优于可见光波段,870nm等近红外波段为小麦P素敏感波段;从拔节期到孕穗期前后为其P素丰缺状况光谱诊断的关键生育期;归一化植被指数(NDVI)也可与小麦产量建立很好的回归方程。