秸秆还田与氮肥配施对春玉米产量及水分利用效率的影响

为了探讨长期玉米秸秆还田与氮肥配施对辽西风沙半干旱区春玉米产量和水分利用效率的影响,在农业部阜新农业环境与耕地保育科学观测实验站利用长期定位试验,设置了4个秸秆还田量水平(0,3 000 kg·hm~(-2),6 000 kg·hm~(-2),9 000 kg·hm~(-2))与两个施氮肥水平(210 kg·hm~(-2),420 kg·hm~(-2)),共8个处理。结果表明,连续秸秆还田与氮肥配施可以显著增加玉米的群体生物产量(P0.05)和经济产量(P0.05),2013年(平水年)和2014年(枯水年)的产量均为C3N1处理最高,分别为14 719.95 kg·hm~(-2)和12 397.95 kg·hm~(-2),大小顺序为C3N1C3N2C2N1C2N2C1N2C1N1C0N2C0N1;秸秆还田可以充分利用作物生育期降水,提高降水利用效率和作物水分利用效率,2 a的研究结果显示,C3N1处理的水分利用效率最高,在生物产量和子粒产量水分利用效率方面,2013年与2014年分别比最低的C0N1处理高26.83%、43.15%和44.64%、70.55%,两年平均水分利用效率的大小顺序与生物产量相同。综合分析认为,秸秆量9 000 kg·hm~(-2)、氮肥量210 kg·hm~(-2)是提高该区域类型土地生产力和农田水分利用效率的较优方案。     

减氮施肥及氮肥添加脲酶抑制剂对凉州灌区春玉米产量和氮肥利用的影响

以玉米品种先玉335为试验材料,于2018―2019年在甘肃省武威市黄羊镇黄羊村,研究了不施氮肥(CK)、农户施肥、减氮施肥、农户施肥添加脲酶抑制剂(NBPT)和减氮施肥添加脲酶抑制剂(NBPT)5种方式下玉米产量、产量构成因素、氮肥利用效率、0～100 cm土层硝态氮残留量的差异.结果表明,与农户施肥相比,减氮施肥在...     

有机无机配施对旱地春玉米产量及土壤水分利用的影响

通过田间试验,研究夏旱发生年份有机无机配施对旱地春玉米产量及水分利用状况的影响.结果表明,施肥处理显著提高旱地春玉米产量(1.49 ～ 2.63 t/hm2)和水分利用效率WUE(41.3％～72.3％)、降水利用效率PUE(45.7％～80.7％).以有机无机配施的处理产量(5.89 t/hm2)和WUE[13.15 kg/(hm2·mm)]、PUE[14.39 kg/(hm2·mm)]最高.增施有机肥极显著降低了表层(0 ～ 40 cm)土壤容重,增加了土壤总孔隙度,提高了土壤的蓄水保墒能力.在夏旱发生前期,由于降雨和土壤贮水稳定,施肥处理尤其是有机肥处理能够提高表层(0 ～ 60 cm)土壤含水量,60 ～ 200 cm土层土壤含水量变化不明显.随着夏旱发生程度的加剧,0～ 200 cm土层含水量持续降低,各处理的表层土壤含水量无明显差异.同时,施肥处理条件下由于作物生长耗水量持续增加,对深层土壤贮水消耗增加,导致40 cm以下的土壤含水量较无肥处理下降较快.     

氮肥配施生物炭和脲酶抑制剂对夏玉米-冬小麦产量及氮素利用的影响

于2019—2021年采用再裂区设计,设置氮肥、生物炭和脲酶抑制剂3个因素,主处理设5个氮水平：0、75、150、225 kg·hm^-2和300 kg·hm^-2,副处理设2个生物炭水平：0 t·hm^-2和7.5 t·hm^-2,副副处理设2个脲酶抑制剂水平：0%和2%,共20个处理,研究氮肥配施生物炭和脲酶抑制剂对夏玉米-冬小麦轮作体系作物产量和氮肥吸收利用的影响。结果表明,施用生物炭显著提高夏玉米和冬小麦产量、植株氮素吸收量、氮肥表观利用率、氮素收获指数以及夏玉米地上部生物量,较不施生物炭处理分别增加4.4%和2.9%、2.3%和3.0%、25.8%和13.5%、4.9%和6.1%、4.5%;氮肥单独配施生物炭可显著提高夏玉米和冬小麦产量、植株氮素吸收量和氮肥表观利用率,且氮肥和生物炭具有显著的交互效应。施用脲酶抑制剂显著增加夏玉米植株氮素吸收量和氮肥表观利用率,较不施脲酶抑制剂处理分别提高1.5%和3.0%;氮肥单独配施脲酶抑制剂可提高夏玉米植株氮素吸收量和氮肥表观利用率,但氮肥与脲酶抑制剂无显著...     

灌溉量和氮肥增效剂对夏玉米产量及水肥利用的影响

为探究水分和氮肥增效剂对夏玉米生长及水肥利用的综合影响，通过设置40 mm（W1）和60 mm（W2）两个灌水水平下不施氮肥（N0）、施用氮肥（U）、氮肥+硝化抑制剂（U+DCD）、氮肥+脲酶抑制剂（U+NBPT）、氮肥+双效抑制剂（U+N+D）5种氮肥施用措施，开展夏玉米田间试验。结果表明：相较于施用氮肥处理，氮肥配施增效剂可以显著提高夏玉米产量、成熟期地上生物量、净收益、水分利用效率和氮肥偏生产力，增幅分别为5.92%~13.82%、5.85%~18.07%、11.12%~24.30%、12.35%~41.83%和5.93%~13.80%，其中氮肥配施双效抑制剂效果较优；氮肥配施脲酶抑制剂和双效抑制剂可以降低夏玉米农田土壤氨挥发累积量和成熟期土壤硝态氮残留量，前者效果最优。相比于W1，W2水平下氮肥配施双效抑制剂处理玉米产量、成熟期地上生物量、净收益、水分利用效率和氮肥偏生产力分别提高10.54%、15.51%、19.40%、20.31%和27.36%；氮肥配施脲酶抑制剂处理农田土壤氨挥发累积量和硝态氮残留量分别降低11.33%和48.46%。综合考虑夏玉米施肥灌水方案的经济效益、环境效益、水肥利用效率和玉米植株生长，构建模糊综合评价体系，得到最优处理为灌水量60 mm下氮肥配施双效抑制剂。     

氮肥类型对夏玉米及后作冬小麦产量与水、氮利用的影响

研究了华北平原夏玉米季施用不同类型氮肥对当季与后作冬小麦及周年产量与水、氮利用的影响,结果表明:(1)随施氮量增大,夏玉米产量、耗水量与水分利用效率(WUE)增大,氮肥利用率(NUE)降低。夏玉米WUE与NUE受到氮肥类型的影响,WUE以复合肥处理较大,NUE以包膜尿素和复合肥较高,且存在较明显的基因型差异,WUE以郑单958较大,NUE以农大108较大;(2)夏玉米季施氮使冬小麦氮生理效率降低,氮肥效率增大,并显著影响冬小麦产量和WUE,但因夏玉米季品种、氮肥类型与施氮量不同而表现有差异。夏玉米季氮肥后效明显,但氮肥类型间差异显著,一般以尿素处理及包膜尿素与复合肥高N处理较大;(3)夏玉米—冬小麦轮作制度下,两季总产量、总氮素累积量、总耗水量及水、氮利用效率明显受到夏玉米季氮肥类型与施氮量的影响,且受到夏玉米基因型的影响。     

不同秸秆与氮肥管理措施对夏玉米产量及氮素利用的影响

为探讨不同秸秆还田模式下,氮肥管理对夏玉米产量和氮素利用的影响,试验设置施氮措施和秸秆还田模式2个因素。施氮措施设稳定性氮肥施氮量F1（180 kg·hm^-2）、尿素减量施氮量F2（180 kg·hm^-2）和尿素农户传统施氮量F3（270 kg·hm^-2）3个水平;秸秆还田模式设秸秆不还田（N）和秸秆还田（S）2个水平,共6个处理。结果表明：在不同秸秆还田模式下,各施氮措施的玉米产量在8 708.16~9 626.71 kg·hm^-2之间,处理间无显著性差异（P>0.05）。在不同施氮措施下,秸秆还田（S）的产量均高于秸秆不还田（N）,增幅为4.96%~8.94%（P>0.05）。施氮措施对土壤N₂O排放量有显著影响（P<0.05）,在不同秸秆还田模式下,稳定性氮肥措施F1和尿素减量措施F2的土壤N₂O排放量显著低于F3尿素农户施氮措施,降幅为29.26%~68.52%,且F1和F2之间存在显著差异（P<0.05）。在不同施氮措施下,除了SF2和NF2处理之间的N₂O排放量有显著性差异(1.53 kg·hm^-2和1.91 kg·hm^-2),其他秸秆还田模式处理之间均无显著性差异（P>0.05）。不同秸秆还田模式下,各施氮措施的氨挥发累积量在1.61~15.40 kg·hm^-2之间,表现为：F3氨挥发累积量最高（14.37 kg·hm^-2和15.40 kg·hm^-2）,F2氨挥发累积量次之（11.80 kg·hm^-2和12.49 kg·hm^-2）,F1氨挥发累积量最低（1.61 kg·hm^-2和1.79 kg·hm^-2）,各施氮措施间达到显著水平（P<0.05）。在不同施氮措施下,秸秆还田（S）的氨挥发累积量较秸秆不还田（N）提高5.85%~11.18%,但除了SF3和NF3的氨排放量有显著性差异,其他处理间均无显著性差异。不同秸秆还田模式下,各施氮措施0~100 cm土层硝态氮含量均表现出F3>F2>F1;秸秆还田处理（SF1、SF2和SF3）的土壤硝态氮含量显著低于无秸秆还田（NF1、NF2和NF3）,分别显著降低了65.65%、144.79%和128.48%。因此,综合考虑作物产量和农田氮素损失,秸秆还田+稳定性氮肥处理（SF1）是本研究地区夏玉米稳产减排的最优试验处理组合。     

氮肥深施对旱作覆膜农田土壤养分含量及春玉米产量的影响

以春玉米为供试作物,于2021—2022年在甘肃省定西市进行不同深度施肥田间试验,以双垄沟覆膜种植为基础,设置3个氮肥施用深度：5 cm(D5)、15 cm(D15)和25 cm(D25),以不施氮(N0)处理为对照,共4个处理,分析不同氮肥施用深度对农田土壤养分含量、干物质积累、水分利用及玉米产量的影响,为优化施肥模式和进一步提升其节水增产效能提供理论依据。结果表明,随施肥深度的增加,农田0～40 cm土层土壤养分含量逐渐增大,D25处理较D15和D5处理的土壤有机碳、全氮、速效磷和速效钾含量分别平均提高8.67%、2.23%、22.11%和15.18%;氮肥深施可提高生育后期养分供给能力,玉米干物质积累量显著提高,D25处理播后105 d～收获期干物质积累量分别较D15和D5提高6.53%和25.30%;2个试验年份农田耗水量和水分利用效率均随着施肥深度的增加逐渐增大,D25处理分别较D15和D5平均提高10.09%和10.08%;D25处理玉米生物产量和经济产量较D5处理分别平均提高27.20%和34.93%。在西北旱作区,氮肥25 cm深施模式能为玉米提供更好的养分供给,是提高...     

不同氮肥用量对春油菜产量及养分吸收分配的影响

在青海省春油菜主产区开展田间小区试验,采用随机区组设计,每公顷分别施用纯氮0、75、150、225 kg,研究氮肥水平对甘蓝型春油菜新品种青杂12号的产量、养分吸收量、不同部位分配比例和氮素利用效率的影响。结果表明,在施用磷肥、钾肥和硼肥的基础上,增施氮肥75～225 kg·hm~(-2)可显著增加春油菜地上各部位产量,其中籽粒平均增产量为1 274 kg·hm~(-2),平均增产率为77%,地上部分生物量平均增加3 116 kg·hm~(-2),平均增产率为79%。增施氮肥可显著提高地上部氮素累积量(P0.05),平均增加69%;在施氮水平为150～225 kg·hm~(-2)时,施氮可以显著促进春油菜磷、钾素的累积,累积量平均增加69%和239%。青杂12号成熟期氮素、磷素和钾素吸收分配均表现为:籽粒茎秆角壳,分配比例平均为74.7%、19.5%和5.8%。随着施氮量的增加青杂12号的氮肥偏生产力显著降低,从28.2 kg·kg~(-1)下降到15.3 kg·kg~(-1),增施氮肥后氮肥农学效率、表观利用率、生理利用率、地力贡献率平均值分别为8.2 kg·kg~(-1) N、32.8%、25.6 kg·kg~(-1) N和59.1%。根据产投比结果分析,本试验条件下青海省春油菜推荐氮肥用量为150 kg·hm~(-2)。     

氮肥与作物秸秆配施对小麦生长及氮素利用的影响

通过盆栽试验研究了氮肥及其与不同作物秸秆配施对冬小麦生物量、籽粒产量以及氮素吸收利用的影响。本试验共8个处理,不施肥对照（CK）、单施尿素（100%U,150 mg·kg^-1）、尿素+大豆秸秆（UB）、尿素+玉米秸秆（UM）、120%尿素+玉米秸秆（120%UM）、110%尿素+大豆秸秆+玉米秸秆（110%UBM）、100%尿素+大豆秸秆+玉米秸秆（100%UBM）和80%尿素+大豆秸秆+玉米秸秆（80%UBM）,其中玉米秸秆及大豆秸秆的用量均为2 g·kg^-1。结果表明,在返青期,U处理小麦生物量显著高于尿素与秸秆配施各处理。收获期,尿素用量相同的处理相比,秸秆与尿素配施处理的小麦生物量均高于U处理,但差异均未达显著水平;UM和UBM处理小麦籽粒产量均显著高于U处理;降低氮肥用量（80%UBM）小麦籽粒产量与U处理相比,无显著差异;尿素与一种秸秆配施处理小麦氮素利用率均高于单施尿素处理和尿素与两种秸秆配施处理。说明尿素配施秸秆有利于提高小麦生物量、籽粒产量和氮素利用率。     

不同灌水和施氮水平对河西春玉米水氮利用效率和经济效益的影响

通过田间试验,研究了不同灌溉水平(95%θ_f(土壤田间持水量)、80%θ_f和65%θ_f,依次记为FI、DI1和DI2)和施氮量(0、70、140 kg·hm^-2和210 kg·hm^-2,依次记为N0、N70、N140和N210)对春玉米的产量、水氮利用效率和经济效益等的影响。结果表明:灌水和施氮均可使春玉米产量增加,在FI和DI2灌溉条件下,春玉米产量随施氮量的增加而显著增加,N210处理的籽粒产量比N0处理分别高21.8%和18.8%;但在DI1灌溉条件下,N140和N210处理下的春玉米产量间无显著差异,DI1灌溉水平比FI和DI2平均增产5.5%和8.3%。增施氮肥可提高春玉米水分利用效率,但施氮量超过70 kg·hm^-2水分利用效率显著降低;相同灌溉水平下,氮肥偏生产力随施氮量的增加而显著降低,N70、N140和N210处理的氮肥偏生产力均值分别为262.59、141.52 kg·kg^-1和97.31 kg·kg^-1...     

缓释与普通尿素分层配施对土壤氮素和玉米生长的影响

通过2 a大田随机区组试验,探究缓释与普通尿素分层配施对土壤氮素含量、玉米根叶衰老及产量的影响机理。试验设置不施氮肥(CK)、普通尿素1次施肥PU1 (5～10 cm土层)、普通尿素传统2次施肥PU2 (5～10 cm土层,60%种肥+40%追肥)、普通尿素1次分层施肥PU3 (5～10 cm土层20%N+15～20 cm土层30%N+25～30 cm土层50%N)、不同土层深度缓释与普通尿素配施PCU1～PCU4 [均为5～10 cm土层20%N(普通尿素)+15～20 cm土层30%N(配施)+25～30 cm土层50%N(配施),其中PCU1～PCU4的15～20 cm和25～30 cm土层PCU∶PU分别为3∶7、3∶7,5∶5、5∶5和3∶7、5∶5,5∶5、3∶7]共8个处理。结果表明,与PU1、PU2、PU3相比,缓释与普通尿素分层配施处理在玉米生育后期(吐丝期和灌浆期)土壤中NO~-_3-N含量提高了4.21%～133.44%,NH~+_4-N含量提高了17.09%～72.95%;叶片SOD、POD、CAT、可溶性蛋白分别提高了9.22%～26.75%、7.72%～23.35%、7.66%～22.96%、11.67%～32.98%,MDA降低了2.34%～37.53%;根系SOD、POD、CAT、可溶性蛋白分别提高了7.93%～22.75%、19.09%～42.13%、9.71%～60.98%、12.42%～103.57%,MDA降低了3.01%～31.6%。缓释与普通尿素分层配施玉米产量在2017年和2018年比其它处理分别提高2.32%～26.16%和1.32%～22.36%,经济效益增加1.67%～31.84%和0.33%～27.49%,各处理中PCU4处理产量最高,2017年和2018年分别为13 899.08 kg·hm~(-2)和12 439.35 kg·hm~(-2),经济效益分别为17 022.25元·hm~(-2)和14 832.65元·hm~(-2)。综合来看PCU4处理是最佳的缓释尿素施用方式。     

不同保水剂对旱地春玉米生长发育和产量的影响

保水剂的应用为旱地玉米实现高效生产提供了有力保障。为探究山西旱地玉米田适宜保水剂类型,通过为期2年的田间定位试验,研究了不同保水剂类型下旱地玉米生理指标及其产量的变化。试验共设置4个处理,分别为聚丙烯酸钾(PAAS)保水剂、聚丙烯酰胺(PAM)保水剂、黄腐酸保水剂(HA),另以不施保水剂(CK)作为对照。结果表明,施用保水剂能有效缓解玉米生长前期的干旱胁迫,显著提高玉米苗期、拔节期的叶面积指数、叶绿素含量、光合速率、蒸腾速率以及地上部干物质累积量,降低玉米籽粒败育率,使秃顶长变小,同时玉米穗长、穗粒数以及单穗重增加,从而提高旱地玉米产量。不同保水剂类型作用效果不同,各指标均表现为PAAS>PAM>HA。与CK相比,PAAS处理玉米产量提高21.6%,穗长增加11.4%,穗粒数增加120粒,单穗重增加21.6%。为获得较高的玉米产量,PAAS可作为试验当地春玉米田保水剂的最佳选择。     

不同控氮比掺混肥对土壤无机氮与脲酶及冬小麦产量的影响

开展田间小区试验,研究了控释氮肥与尿素掺混施用对土壤无机氮与脲酶及冬小麦产量的影响,旨在寻求控释氮肥与尿素最佳掺混比例,提出缓解氮肥损失、降低面源污染、节约成本、易于推广的施肥方式。结果表明:较常规尿素处理,控释氮肥与尿素掺混对土壤铵态氮含量影响总体差异不显著;在小麦分蘖期,常规尿素处理土壤硝态氮含量和土壤脲酶活性较高,而小麦拔节期至成熟期,则以掺混40%比例以上控释氮肥处理的土壤硝态氮含量和脲酶活性较高;各施氮处理对小麦穗粒数和千粒重影响差异不显著,产量以掺混40%控释氮肥处理最高,较常规尿素处理增产14%,因产值最高,投入成本适中,净收入水平和产投比均为最高,分别为5 875.72元·hm~(-2)和2.24,较常规尿素处理提高了23.24%和9.27%。综上,40%控释氮肥与60%尿素掺混处理在提高土壤无机氮含量,激活小麦生长中、后期脲酶活性,增加冬小麦产量方面效果显著。     

不同施氮水平下小麦/玉米套作群体产量和水氮利用

通过2018—2020年连续两年田间试验,以小麦/玉米套作群体为试验对象,研究N0、N1和N2 3个水平下（施N量分别为小麦0、120 kg·hm^-2和240 kg·hm^-2,玉米0、180 kg·hm^-2和360 kg·hm^-2）小麦/玉米套作群体产量、土地当量比与土壤水分利用的差异。结果表明：小麦/玉米套作具有明显的产量与水分利用优势,与单作相比,套作小麦产量提高21.34%~27.80%（P＜0.05）,产量优势主要来源于边1行与边2行的增产,而套作玉米表现受氮肥供应的调控,在N0与N1水平下套作产量减少3.02%~11.43%,仅在N2水平下高于单作玉米;小麦/玉米套作群体的土地当量比（LER）在1.04~1.16,具有土地利用优势;在相同产量下小麦/玉米套作群体比单作群体的耗水量更少,水分利用效率更高,其中在N1水平下耗水量减少最为明显,两年内平均减少消耗47.30 mm的水分,而水分利用效率比单作系统提高2.77%~6.46%,小麦/玉米套作群体在3个施氮水平下均表现出节水与水分利用优势;套作种植还可以提高小麦和玉米的氮肥农学利用率及小麦的氮肥偏生产力,两年内套作小麦的氮肥偏生产力和氮肥农学利用率最高可达64.17 kg·kg^-1和11.17 kg·kg^-1。因此在半湿润区雨养条件下具有发展小麦/玉米套作种植模式的可行性。     

深松对春玉米根系分布及氮素积累与利用的影响

2015—2016年以先玉335和郑单958为试验材料,设置深松+旋耕(S+R)和旋耕(R)2个处理,研究了深松对春玉米根系分布及氮素积累与利用的影响。结果表明:深松疏松了土壤,有利于根系的生长,促进根系下扎,深松措施下先玉335和郑单958完熟期总根干重较旋耕处理分别提高了7.35%和9.25%,其中20～40 cm土层分别提高了15.52%和24.07%,30 cm以下土层根条数和根幅明显增加。深松改善根系形态特征,增加了根系与氮素的接触机会,促进了春玉米对氮素的吸收和累积,使单位重量根系氮素吸收量明显提高,吐丝前S+R处理的先玉335和郑单958单位重量根系氮素吸收量较R处理分别提高了11.22%和12.03%,处理间差异达到了显著水平。S+R处理的氮素吸收效率先玉335和郑单958较R处理分别提高6.11～6.40 kg·kg^-1和7.17～7.51 kg·kg^-1,氮肥偏生产力分别提高了3.86～8.00 kg·kg^-1和5.40～9.86 kg·kg^-1,氮素积累量分别提高了33.73～...     

缓释尿素减施对冬小麦产量和氮素利用效率的影响

为优化旱地小麦高效施氮管理，实现高效生产目标，通过2 a（2019—2020年度和2020—2021年度）田间试验，设不施肥（CK）、不施氮（T1）、300 kg·hm^-2尿素N（T2，常规施氮处理）、300 kg·hm^-2缓释尿素N（T3）、195 kg·hm^-2缓释尿素N（T4）和90 kg·hm^-2缓释尿素N（T5）6个处理，分析不同缓释尿素减施量对农田土壤硝态氮分布及累积、氮素吸收与转运、冬小麦产量和氮素利用效率的影响。结果表明，缓释尿素减施处理（T4和T5）显著降低收获期0~200 cm土层的土壤NO^-₃-N累积量，同时提高0~40 cm土层NO^-₃-N占比。施用缓释尿素显著提高冬小麦氮素转运量和花后氮素吸收量，T3处理较当地常规施氮处理分别提高12.9%和13.6%。氮素转运对籽粒的贡献率随缓释尿素减施比例的增加呈先增后降的变化趋势，T4处理最大，较其他施氮处理提高0.2%~50.0%。施用缓释尿素可不同程度地改善冬小麦产量构成因素和提高产量；T4处理两年产量分别为8 434、9 060 kg·hm^-2，2019—2020年度较T2和T3处理分别提高19.7%和13.9%，2020—2021年度分别提高17.3%和10.4%，其经济效益2019—2020年度较T2和T3处理分别提高33.3%和34.0%，2020—2021年度分别提高26.8%和23.2%。缓释尿素减施显著降低氮素表观损失，提高了氮素利用效率和氮肥偏生产力。通过拟合分析发现，缓释尿素施用量为208.7 kg·hm^-2时，两年产量分别为8 054、8 806 kg·hm^-2，净效益分别为6 890、8 475 CNY·hm^-2，NHI分别为78.2%和78.9%，可实现西北旱区冬小麦高产高效。