黄土高原长期施肥对小麦产量及肥料利用率的影响

为给旱地小麦合理施肥提供依据,在20年长期定位试验的基础上,研究了不同施肥处理对小麦产量及肥料利用率的影响。结果表明,化肥能显著提高小麦产量,单施磷肥产量增加85．8kg／ha,增幅6．8％;单施氮肥增产352．8kg／ha,增幅28．0％;氮磷配施增产2262．2kg／ha,增幅179．7％。有机肥处理增产显著,单施有机肥增产1954．2kg／ha;在施有机肥的基础上,施氮肥增产9．8％,施磷肥增产17．1％,施氮磷肥增产15．5％。长期化肥单施肥料利用率较低,单施氮肥的氮肥利用率为16．0％,单施磷肥的磷肥利用为7．0％。氮磷配合施用,小麦吸氮、磷、钾量显著增加,氮、磷肥利用率分别增加21．2和6．9个百分点。氮、磷和有机肥处理的小麦吸氮量比氮磷处理增加18.2kg/ha,吸磷量增加4.1kg/ha,吸钾量增加8.3kg/ha。     

长期施肥对冬小麦产量、养分吸收利用的影响

为了解黄土高原黄绵土区长期施肥的效应,以1981年设置于甘肃天水黄绵土上的长期定位试验为基础,研究了长期(1981-2013年)施肥对冬小麦产量、养分吸收和肥料表观利用率的影响.结果表明,单施氮肥或有机肥对冬小麦的增产作用不明显,化肥配施或化肥与有机肥配施的增产作用显著.氮磷钾配施有机肥(MNPK)下,冬小麦平均产量最高,达到5 069 kg· hm-2,较对照(不施任何肥料)提高了173.41％,对冬小麦产量的贡献率为62.60％;地上部氮、磷、钾携出量均最多,分别为141.13、16.86和123.69 kg· hm-2,较对照分别提高了239.42％、218.11％和237.31％;氮、钾肥表观利用率最高,分别为55.68％和76.43％.磷肥表观利用率以氮肥配施有机肥最高,为19.57％.肥料单施不利于提高其利用效率,化肥配施有机肥后氮、钾表观利用率较不配施有机肥降低.因此,农业生产中肥料合理配施才是提高作物产量和肥料利用率的有效措施.     

施肥对水分胁迫下冬小麦根系提水及养分利用的影响

为了解水分胁迫下施肥对冬小麦根系提水及养分利用的影响以及水肥在小麦生长过程中的协同效应,采用两室分根土培方法,通过对上下两个土层（上层：0~20 cm;下层：20~60 cm）含水量进行控制和观测,分析了不同水分处理间小麦根系提水量、养分积累和表现利用率的差异。结果表明,在土壤上干下湿（DW）条件下冬小麦系提水作用明显,施肥处理对冬小麦全生育期根系提水量有明显影响,表现为氮磷配施、单施磷>对照（不施肥）>单施氮。在氮磷配施条件下,小麦植株及各器官氮磷养分累积量高于其他施肥处理（单施磷、对照和单施氮）,各施肥条件下植株氮磷素累积量均表现为WW>DW>DD。氮磷肥表观利用率明显高于单施氮或单施磷处理,且表现出DW和WW（上下土层均湿润）处理的氮磷肥表观利用率均高于DD水分处理（上下土层均干燥）。由此可见,氮磷配施可明显提高水分胁迫（DW）下小麦根系从土壤深层的提水作用,同时促进植株对氮磷养分的积累和利用,实现水肥相互协同。     

化肥减量配施有机肥对小麦生长、光合和产量的影响

为研究化肥减量配施有机肥对小麦生长和产量及经济效益的影响,以小麦品种新冬42号为材料,进行了常规化肥减量25%配施有机肥(CF+M25)、常规化肥减量50%配施有机肥(CF+M50)、常规化肥减量75%配施有机肥(CF+M75)、常规化肥(CF)、空白对照(CK)5个处理的田间试验,分析了不同化肥配施有机肥处理下小麦生长、光合相关指标和经济效益的差异。结果表明,与CF处理相比,CF配施有机肥处理的冬小麦株高、叶面积指数无显著变化,CF+M25处理小麦叶片的比叶重显著增加,增加幅度3.7%,CF+M50处理使小麦叶片单株分蘖数增加了7.89%;有机肥配施处理对冬小麦SPAD和光合参数有一定影响,但与CF处理比较规律性不明显;CF+M50处理显著增加冬小麦穗部干物质积累量,并且有较高的地上部生物量。常规化肥减量25%和减量50%配施有机肥能促进小麦增产且有效降低化肥施用量,可作为新疆伊犁地区有机肥与化肥配施的推荐用量。     

施肥、密度和除草对半湿润地区冬小麦生物产量和籽粒产量的影响

为给旱作小麦高产栽培提供依据,在半湿润农田系统下以土垫旱耕人为土为供试土壤,研究了施肥、除草及种植密度对冬小麦生物产量和籽粒产量的影响.结果表明,除草对小麦生物产量和籽粒产量影响不明显;种植密度和施肥极显著影响小麦生物产量和籽粒产量;正常密度(播量150.0 kg·ha-1)的生物产量和籽粒产量比低密度处理(播量90.0 kg·ha-1)分别高15.5%和9.1%.相比不施肥、单施氮肥和单施磷肥,氮磷配施具有较高的增产效应.在一定范围内,增加施氮量有助于提高小麦的生物产量和籽粒产量,过量施氮有降低生物产量和籽粒产量的趋势.综合来看,在正常种植密度、氮磷配施和135kg·ha-1施氮量下,半湿润地区的冬小麦能获得较高的生物产量和籽粒产量.     

不同减肥技术对马铃薯养分高效利用的影响

马铃薯是一种对肥料较敏感的高产作物,合理施肥能够增加马铃薯产量,提高品质,降低成本。然而,目前马铃薯种植中普遍存在施肥量较高的问题。通过马铃薯减肥增效田间试验,研究了不同减肥技术对马铃薯产量、养分累积分配及肥料利用率的影响。结果表明,相比习惯施肥,推荐施肥(专用肥)处理N、P、K养分总量减少20%,马铃薯产量提高6 075 kg/hm~2,增产率为13.8%;推荐施肥(专用肥)处理肥料利用率均高于习惯施肥,N、P、K肥料利用率分别为39.28%、22.60%、53.85%,相比习惯施肥N、P肥料利用率分别增加13.93和13.43个百分点,K肥利用率差异不显著。相比推荐施肥(专用肥),在专用肥减量的同时配施几种新型肥料(中微量元素肥、腐植酸水溶肥、生物有机肥)均能达到减肥稳产的效果,且专用肥减施30%的同时配施生物有机肥的马铃薯产量最高,与推荐施肥(专用肥)相比增产1 913 kg/hm~2,增产率为3.8%,氮肥利用率提高4.83个百分点,磷肥利用率提高7.70个百分点,钾肥利用率提高14.17个百分点。综上所述,相比习惯施肥,推荐施肥(专用肥)的施用能够有效提高马铃薯产量,增加养分累积量,提高肥料利用率;专用肥配施其他新型肥料可在减肥的基础上进一步增加马铃薯产量,提高肥料利用率,其中配施生物有机肥效果最优。     

玉米秸秆还田对砂姜黑土水分动态及冬小麦水分利用效率的影响

为给冬小麦水分高效利用提供科学依据,根据土壤-植物-大气连续体(SPAC)原理,利用野外小型蒸渗仪,以不施肥为对照(CK),原位研究了配方施肥(PF)以及配方施肥+秸秆还田(PF+JG)处理对砂姜黑土水分动态和冬小麦水分利用效率的影响.结果表明,秸秆还田主要影响0～40 cm土层土壤剖面水分含量,而40～80 cm土层土壤水分含量基本保持稳定.在小麦出苗期和拔节期,PF+JG处理的0～40 cm土层土壤含水量较PF处理分别提高50.9％和34.6％.土壤水分最大有效库容在小麦全生育期呈单峰变化趋势,峰值在返青期;PF+JG处理的出苗期土壤水分最大有效库容较CK和PF处理增加了8.25％和20.82％,拔节期增加8.07％和10.95％,且均差异显著(P＜0.05).PF+JG处理的土壤水分入渗量分别是CK和PF处理的4.53和3.55倍;小麦耗水量较PF处理降低9.2％;小麦产量和水分利用效率分别比CK和PF处理增加124.1％、18.8％和144.0％、30.8％,且差异达显著水平(P＜0.05).说明秸秆还田对冬小麦产量和水分利用效率的提高作用与增加土壤水分有效库容、水分入渗量和减少总耗水量有关.     

水肥调控措施对华北农田土壤水分及冬小麦产量的影响

为筛选适合华北农田冬小麦生产的水肥调控模式,2006-2008年在北京昌平采用正交试验设计,设置有机肥、氮肥、磷肥、钾肥和灌水5因子(每个因子4水平),形成16个水肥组合,探讨了冬小麦生长、产量及土壤水分的水肥调控效应。结果表明,适量补水和施肥增加了土壤贮水量,提高了小麦抗旱能力和产量。在水肥因素中,氮肥是小麦增产的关键。当施氮量在150kg·hm-2以下,产量随施氮量增加而增加;当施氮量超过225kg·hm-2时,产量反而随之降低。每公顷灌水1 500~2 250m3较为适合小麦生长和产量形成。多灌水会使水分下移,根层土壤水分降低;少灌水会影响肥效,产量低。在平水年份,每公顷施有机肥3 000kg、氮肥(N)150kg、磷肥(P2O5)150kg和钾肥(K2O)225kg及灌水2 250m3适宜高肥力土壤冬小麦生长。     

长期隔年施磷对陇东旱塬作物产量和土壤肥力的影响

为探讨不同施肥方式对旱地土壤的培肥作用及增产效果,以1979-2019年在甘肃省陇东旱塬黑垆上土进行的长期定位施肥试验为基础,研究了不施肥料(CK)、单施氮肥(N)、氮磷肥配施(NP)、秸秆还田+氮磷肥配施(磷肥为隔年施用,施磷年份该处理记为SNP,不施磷年份记为SN)4种措施对作物产量、产量稳定性和可持续性以及土壤综合肥力的影响。结果表明,长期隔年施磷(SN)的春玉米和冬小麦产量分别较CK增加151.4%和159.2%,较长期施磷处理(SNP)增加8.6%和6.9%;SN的春玉米产量稳定性和可持续性均低于N和NP处理,而冬小麦产量稳定性和可持续性均优于N和NP处理;SN处理显著提高了耕层土壤综合肥力(IFI),其耕层土壤IFI值分别较CK、N和NP处理高25.5%、21.3%和6.1%,年际间变异强度高于CK和N处理。说明,在陇东旱塬黑垆土春玉米-冬小麦轮作体系下,采用秸秆还田+氮磷配施隔年施磷技术,既在减少50%化学磷肥投入的情况下仍能保证作物产量稳定和持续,并能有效提高耕层土壤综合肥力。     

长期施肥对黑垆土氨化细菌数量和氨化作用强度的影响

为探讨长期施肥下黑垆土氨化作用的变化,在长期定位试验条件下,分析了长期施肥对黑垆土氨化细菌数量和氨化作用强度的影响。结果表明,在小麦连作下,各施肥处理均可不同程度提高土壤中氨化细菌数量和氨化作用强度,其中单施有机肥及有机无机肥配施的效果更明显。在不同施肥处理中,氮磷配施有机肥处理的土壤氨化细菌数量最多(7.53×108个·g~(-1)),是不施肥处理(CK)的189.2倍,氨化作用强度最高(1.49mg·kg~(-1)),较CK增加55.0%;其次为单施有机肥、氮肥配施有机肥和磷肥配施有机肥处理,其氨化细菌数量和氨化作用强度均显著高于CK。在苜蓿连作下,与CK相比,单施磷肥处理的土壤氨化细菌数量和氨化作用强度均明显降低,降幅分别为99.5%和49.7%。因此,黄土高原黑垆土区小麦连作时,长期施用有机肥及有机无机肥配施均可提高土壤有机氮的转化作用,增强其供氮能力;苜蓿连作时,长期单施磷肥可减弱土壤有机氮的转化作用。     

播种期补灌对土壤含水量和小麦籽粒产量的影响

为明确播种期0~200 cm土体贮水量及其纵向分布对小麦出苗、群体发育和籽粒产量的调节作用,于2013-2014年度小麦生长季,在土壤容重、田间持水量和肥力条件一致,而小麦播前土壤贮水量不同的A、B两个地块,在播种期设置不同的计划湿润层深度和目标土壤含水量进行补灌。结果表明,在地块A和地块B 0~100 cm土层土壤贮水量分别为201.5和266.3 mm、0~200 cm土层土壤贮水量分别为554.2和586.4 mm的条件下,播种期补灌,土壤水分平衡后,灌溉水在地块B下渗的深度较大,但主要集中在60 cm以上土层,其中0~10和0~20 cm土层土壤含水量提高的幅度最大;小麦出苗率主要受播种期0~10 cm土层土壤含水量的影响,而群体发育、干物质积累和产量形成则受播前土壤贮水量和播种期补灌水平的共同影响。播种期上部土层土壤含水量过低不利于幼苗发育,显著减少越冬至拔节期间的单位面积茎数。播种前0~100 cm土层土壤贮水量过低,即使播种期在一定范围内增加补灌水量,并于拔节期和开花期再补灌,仍会制约小麦生育中后期的生长,导致成穗数和干物质积累量减少,产量降低。在同一底墒条件下,小麦总耗水量和籽粒产量均随播种期补灌目标土壤相对含水量的提高呈增加趋势,但补灌水量过多,籽粒产量不再增加,水分利用效率降低。     

不同控释氮肥比率对土壤无机氮、微生物及小麦生长的影响

为探究控释氮肥与尿素配施对土壤供氮特征与潜力以及小麦生长的影响,采用盆栽试验研究了不同控施氮肥比率(0,10%,20%,40%,80%,100%)对根际土壤无机氮含量和细菌、真菌、放线菌数量及小麦干物质累积、生长速率和产量的影响。结果表明,施氮能显著提高土壤无机氮含量和微生物数量。小麦分蘖期,CUR0处理土壤的硝态氮含量和微生物数量最大。随生育期推进,CRU40及更高控氮比率处理显著增加土壤的无机氮含量;较CRU0处理,CRU40处理显著增加土壤细菌数量,CRU40及更高控氮比率处理显著增加土壤放线菌数量,CRU20处理土壤真菌数量增长显著。从拔节期到成熟期,CRU40处理较CRU0处理显著提高了小麦干物质量及生长速率,较CRU0和CRU100处理,成熟期小麦单株干物质量分别增加44.54%和17.42%;各施氮处理小麦的穗粒数和千粒重无显著差异,CRU40处理较CRU0处理显著提高了单株有效穗数,籽粒产量较CRU0和CRU100处理分别增加17.38%和11.79%。综上所述,恰当配施控释氮肥能提高土壤养分含量,促进小麦生长。     

不同水氮处理对小麦耗水特性及产量的影响

为给小麦高产节水栽培提供理论依据,以百农矮抗58为材料,在大田条件下设置3个灌水水平[不灌水(W0),灌1水(W1,拔节水),灌2水(W2,拔节和开花水)]和5个施氮水平[0kg·hm-2(N0)、90kg·hm-2(N1)、180kg·hm-2(N2)、240kg·hm-2(N3)、300kg·hm-2(N4)],研究水氮处理对冬小麦耗水特性及产量的影响。结果表明,随着施氮量的增加,小麦总耗水量和土壤贮水消耗量先增加后降低,以N3处理最高,各种水分利用效率也表现出相似趋势。随灌水次数的增加,总耗水量、土壤水利用效率和降水利用效率均提高,而水分利用效率和灌水利用效率则相反。阶段耗水量均随灌水次数增加而提高,施氮对阶段耗水量的影响因灌水不同而异,其中,N2和N3处理在拔节至开花期的耗水量较高,而在开花至成熟期则较低。籽粒产量随施氮量增加呈先升后降趋势,随灌水次数增加则持续提高。综合考虑产量和生产成本,W1N3处理为本试验条件下节水高产的水氮运筹推荐模式。     

Restoring the Land Productivity of Eroded Land through Soil Water Conservation and Improved Fertilizer Application on Pothwar plateau in Punjab Province,Pakistan

Abstract

Crop production in a rainfed area is constrained by inappropriate management of soil and water by the resource-poor farmers. The present study addresses this issue through integration of practices for soil water conservation (SWC) and soil fertility enhancement as well. Extensive experimentation on wheat-maize was undertaken for two years (2004?2006) on the fields of eight farmers representing two soil types; Rajar (Typic Ustorthent; USDA soil taxonomy) and Guliana (Udic Haplustalf; USDA soil taxonomy) in the Gujar Khan Tehsil of Rawalpindi District, Pakistan. Four treatments consisting of: no SWC +farmer’s rate of fertilizer application (FP), no SWC+improved fertilizer application (IF), SWC practices i.e., deep plowing, bund improvement, plowing across contour+FP (SWC+FP) and SWC+IF. Wheat and maize grain yields in SWC and IF were statistically higher than in the treatments with no SWC and FP, respectively. Compared with the control without any treatment, increase in water use efficiency of both maize and wheat crop was higher in SWC+IF followed by IF alone. On the average, Guliana soil series showed better response to all treatments than Rajar soil. The integrated application of SWC and IF practices increased crop yields in the rainfed area.     

不同土壤肥力下旱后复水对冬小麦光合特性及水分利用效率的影响

为给冬小麦节水高产栽培提供理论依据,采用盆栽试验,研究了不同土壤肥力下返青后干旱及拔节期复水对冬小麦光合特性和水分利用效率的影响。结果表明,同一土壤水分条件下,光合速率、蒸腾速率、气孔导度、胞间CO2浓度均随土壤肥力的降低而降低;同一土壤肥力下,光合速率、蒸腾速率、气孔导度、胞间CO2浓度均随干旱程度的增加而降低。干旱胁迫复水24 h后,光合速率、蒸腾速率、气孔导度、胞间CO2浓度均出现了补偿或超补偿效应,但中度干旱恢复度大于重度干旱。光合速率以HA处理（高肥力、最大田间持水量的85%）最高,单叶水分利用效率在干旱胁迫下和复水24 h后均以HB处理（高肥力、最大田间持水量的55%）最高。以上结果说明,冬小麦返青期中度干旱条件下,高肥力土壤有利于复水后光合系统恢复和单叶水分利用效率提高,而重度干旱下贫瘠土壤应减少基肥的施入量。     

水肥耦合对春小麦灌浆期光合特性及产量的影响

利用可精确控制水分条件的水肥平衡场，在不同水肥耦合处理的条件下，研究了水肥耦合对春小麦光合特性及产量与蛋白质含量的影响。结果表明，不同水肥耦合处理的条件下，春小麦灌浆期的光合速率不同，其中，增施有机肥的处理的光合速率高于不施有机肥的无机肥处理，且光合速率衰减率较小，表现出良好的产量潜力，尽管仅施化肥的处理在充足水分条件下光合速率衰减较自然水处理减缓慢，但却没有表现也明显的产量差异；光合速率不是增施有机肥处理间蛋白含量差异的原因。在自然降水条件下，有机、无机肥配合施用可使春小麦既高产又优质。     

不同耕作和施氮模式对淮北地区小麦干物质积累、产量及水分利用效率的影响

为明确不同耕作和施氮模式对淮北砂姜黑土地区小麦产量及水分利用效率的影响，以烟农19为试验材料，设置旋耕+氮肥基施（RW）、旋耕+氮肥后移（RA）、翻耕+氮肥基施（DW）和翻耕+氮肥后移（DA）共4个处理，开展了大田小区试验，考察不同处理下小麦花后光合特性、干物质积累、根系分布、水分利用效率（WUE）及产量的差异。结果表明，相同施氮模式下，翻耕较旋耕显著提升了小麦产量，增产的原因是穗数、穗粒数和粒重的显著增加；相同耕作模式下，氮肥后移（RA和DA）的产量较氮肥基施（RW和DW）分别提高了25.54%和17.94%。翻耕和氮肥后移均增强了花后旗叶抗氧化酶活性，降低了丙二醛含量，显著提高了旗叶叶绿素含量和净光合速率以及花后光合同化物积累对籽粒产量的贡献率和总干物质积累量。RA、DW、DA处理较RW处理均显著提高了开花期0~60 cm土层的根长密度、根干重密度及WUE，其中WUE增幅分别为21.35%、12.71%和31.21%。综合来看，在淮北砂姜黑土地区采用翻耕结合氮肥后移的种植模式能延缓小麦花后旗叶衰老，维持叶片光合能力，增加群体干物质积累量，促进根系生长，实现产量和WUE的协同提升。     

夏闲期施肥与覆盖处理对旱地冬小麦产量和土壤水分利用的影响

为给旱地夏闲期管理提供参考依据,采用大田试验,研究了夏闲期施肥与覆盖处理对旱地冬小麦土壤储水量、产量及水分利用效率的影响。结果表明,夏闲期施肥可明显提高播前0~100、100~200 cm土层储水量,增加了冬小麦穗数、籽粒产量和水分利用效率;不论施肥与否,地膜覆盖与纸覆盖均可提高播前底墒,增加小麦穗数和穗粒数,显著提高籽粒产量和水分利用效率,且地膜覆盖处理效果优于纸覆盖;施肥可增进覆盖的保水、增产及高效用水的作用。因此,旱地夏闲期可通过施肥与覆盖技术改善土壤水分状况,为旱地秋播作物高产创造条件。