氮肥运筹对棉花干物质积累、氮素吸收利用和产量的影响

通过膜下滴灌田间试验,研究不同氮肥运筹模式对棉花干物质积累、氮素吸收利用及产量的影响。结果表明,各处理棉花干物质及氮素积累均符合Logistic方程;棉花干物质积累最快时期出现在出苗后83～139 d。不同的氮肥运筹可明显影响到棉花氮素吸收最大速率及其出现日期,以有机无机氮肥配施（N2+M）处理的氮素吸收最大速率较高,且其出现日期相对较早。棉株对干物质分配中心与氮素吸收分配中心一致。各施氮处理氮肥利用率在32.11%～49.24%之间,N2+M处理氮肥利用率最高,其它处理氮肥利用率随施氮量的增加而降低。本试验中,N2+M处理产量达1890 kg/hm2,显著高于其它处理。     

氮肥对粳性和糯性糜子干物质积累和产量性状及氮肥利用效率的影响

为探讨不同粳糯性糜子干物质积累、产量及氮素利用效率对不同供氮水平的响应,本研究通过两年田间试验,以粳性糜子品种陇糜13号和糯性糜子品种陇糜14号为试验材料,设置45(N1)、90(N2)和135 kg·hm^-2(N3)3个供氮水平,以不施氮为对照(CK),研究不同供氮水平下不同粳糯性糜子在开花期和成熟期的干物质积累与转运、农艺性状及产量的变化,分析氮素积累量、氮肥农学利用效率、氮肥偏生产力、氮素利用率及氮肥表观利用效率对施氮的响应。结果表明,随着施氮量的增加,不同粳糯性糜子的地上部各器官干重呈单峰曲线变化,在N₂下,开花期和成熟期糜子的茎秆干重、叶片干重、茎鞘干重和穗干重均显著高于CK(P<0.05);随着施氮量的增加,不同粳糯性糜子的氮肥偏生产力呈降低趋势,而氮素利用效率呈先降低后升高的趋势;N₂可以显著提高不同粳糯性糜子的株高、茎粗、穗长、单穗粒重、千粒重及产量,也可提升氮肥农学利用效率和氮肥表观利用率。两年数据表明,N2(90 kg·hm^-2)下陇糜13号的农艺性状、产量及氮素利用效率均优于陇糜14号。综上,本研究条件下,甘肃省会宁地区糜子的推荐氮肥施用量为90 kg·hm^-2,这对西北地区种植不同粳糯性糜子具有生产指导意义。     

氮肥和接种根瘤菌对豌豆/玉米间作产量和水分利用效率的影响

豌豆/玉米间作是河西绿洲灌区面积最大的间作模式,也是当地重要的高产高效种植模式之一。针对目前氮肥过量施用和豆科作物生物固氮被忽视的实际,2011年和2012年在甘肃省武威市凉州区进行了豌豆/玉米间作大田试验,研究不同施氮量下,豌豆接种根瘤菌对豌豆/玉米间作体系作物籽粒产量和水分利用效率的影响,旨在为河西绿洲灌区豌豆/玉米间作体系节肥、高产的氮肥用量和接菌增产作用提供理论依据。结果表明:施用氮肥对豌豆产量影响不显著。接种根瘤菌后单作豌豆比不接菌处理两年平均增产12.7%,间作豌豆产量比单作两年平均增产61.1%,间作豌豆接种根瘤菌比不接菌两年平均增产4.8%。单作豌豆以施氮量75 kg(N)·hm-2接菌处理的产量最高,达到2 735 kg·hm-2;而且在此施氮量下接菌比不接菌两年平均增产达22.8%。施用氮肥对玉米的增产效果显著,施氮量在300 kg(N)·hm-2时单作玉米产量为14 394 kg·hm-2,间作比单作两年平均增产61.8%;间作豌豆带接菌较不接菌玉米两年平均增产3.3%。土地当量比在不同施氮量和接种根瘤菌的条件下都大于1。豌豆水分利用效率随施氮量增加而减小,最大值为不施氮的12.9 kg·mm-1·hm-2;玉米水分利用效率随施氮量增加先增大后减小,以施氮量300 kg(N)·hm-2处理为最高,达25.0 kg·mm-1·hm-2。综上所述,在豌豆/玉米间作体系中,玉米高产、高水分利用效率的施氮量为300 kg(N)·hm-2,豌豆高产高效的施氮量为75 kg(N)·hm-2。在大田生产中,接种根瘤菌对豌豆和玉米增产作用明显。     

施氮量对枣棉间作系统棉花干物质和氮素积累的影响

以南疆主栽品种中棉所49为材料,通过4个尿素水平［纯N 0（N0）、 207（N1）、 310（N2）、 414（N3） kg/hm2］,研究了不同施氮量对枣棉间作体系中棉花的干物质动态增长以及氮素积累的影响。结果表明,各处理棉花干物质及氮素积累均符合Logistic方程,棉株生物量和氮素积累量在N0、 N1处理中表现出近冠区大于远冠区,N2、 N3则相反。近冠区过多或过少施氮推迟了棉株干物质快速积累起始时间和最大积累速率出现的时间,减少了干物质在生殖器官中的积累量,较高氮素处理引起的棉株代谢产物积累的减少量小于低氮或不施氮处理。适宜的施氮量利于棉花前期的生物量和氮素的快速积累,棉株有较大的光合产物吸收和积累速率以及较早的最大速率出现日,有利于产量的形成。氮肥施用量过多或过少均不利于棉花光合产物特征参数的协调。     

氮肥分施比例对黄河滩地棉花叶片生理特性、干物质积累及产量的影响

黄河滩地肥力较低，土质偏沙。为探讨黄河滩地棉花适宜的施氮方式，以转双价（Bt Cry1A+CpTI）基因抗虫杂交棉新品种中棉所72为试验材料，研究了4个氮肥不同分施比例［基肥∶花铃肥∶盖顶肥分别为0∶0.4∶0.6（T1），0.2∶0.4∶0.4（T2），0.4∶0.4∶0.2（T3），0.6∶0.4∶0（T4）］对棉花叶片生理特性、干物质积累及产量的影响。结果表明，随着氮肥的前移，在叶片展开期，其氮代谢产物（游离氨基酸、可溶性蛋白和全氮）的含量呈增加趋势；在叶片功能期，氮代谢产物含量呈先上升再下降的趋势，氮肥分施比例为0.4∶0.4∶0.2的处理其含量最高；至衰老期和脱落期，氮代谢产物随着氮肥的前移呈下降趋势。在不同生育阶段，其叶片叶绿素含量以及谷氨酰胺合成酶（GS）、超氧化物歧化酶（SOD）活性与氮代谢产物含量的趋势相同，而叶片丙二酫（MDA）含量则表现相反。氮肥分施比例为0.4∶0.4∶0.2（T3）时，棉花生育中后期干物质积累量较大，且分配到生殖器官的比例较高；氮肥前移或后移则表现出相反的趋势。在本试验条件下，氮肥分施比例为0.4∶0.4∶0.2（T3）的处理子棉产量最高，分别比T1、T2和T4处理增加11.24%、4.15%和5.47%，且差异达显著水平。因此建议在黄河滩区肥力中等偏下、土质偏沙的地块，棉花施用基肥、花铃肥和盖顶肥的比例为0.4∶0.4∶0.2。     

氮肥管理对小麦产量和氮肥利用效率的影响

氮肥过量施用造成环境污染和生产成本增加等问题已成为限制我国农业可持续生产的主要因素。为实现氮素化肥的高效利用,连续2年在山东省农业科学院作物研究所试验地同一地块利用氮肥梯度带,进行了基于小麦叶片SPAD值的氮素实时管理。结果表明,在基施区随着施肥量的增加,小麦籽粒产量增加,二者呈线性关系,但施氮量207kg/hm2(N207)和276kg/hm2(N276)处理间差异不显著;追施区小麦的2个生长季籽粒产量均以不施基肥拔节期追氮207kg/hm2(N0+207)处理最高,分别为7649kg/hm2和7522kg/hm2,基施氮肥207kg/hm2拔节期不追肥(N207+0)处理最低,仅为7318kg/hm2和7388kg/hm2,差异达显著水平(P<0.05)。基施区各氮肥处理的氮肥表观利用率(RE)和氮肥偏生产力(PFP)均存在显著性差异,均是随着基施量的增加而显著降低。追施区N0+207、N69+138、N138+693个处理的PFP、AE和RE均高于或显著高于N207和N276 2个处理。因此在确定总施氮量的条件下实行基、追肥分施能够显著提高小麦的氮肥表观利用率、氮肥农学效率和氮肥偏生产力。     

秸秆还田条件下氮肥运筹对作物产量和氮肥利用效率的影响

研究秸秆直接还田条件下,水旱轮作区水稻和旱作区小麦的适宜氮肥施用量和氮肥运筹的组合,为秸秆还田后氮肥的合理施用提供依据。2014～2017年度在安徽省肥东县和太和县布置田间试验,比较不同施氮处理对作物产量和氮肥利用效率的影响。结果表明,与当地推荐氮肥用量和习惯运筹方式处理相比,在水稻和小麦上增加氮肥用量作物产量均未有显著提升;降低氮肥用量则显著降低了水稻产量,降幅在6.51%～10.25%间;降低氮肥用量时氮肥前移处理小麦产量并未下降。在水稻和小麦上推荐氮肥用量时氮肥前移处理(N_(210)M_(7/2/1)和N_(240)M_(8/2))均获得了较高产量,分别为10 066和7 583 kg/hm~2,与最高产量处理差异均不显著。氮肥农学利用率和偏生产力整体上随着氮肥用量的增加而降低;同一氮肥用量下,利用效率则表现为氮肥前移习惯基追比一次性基施。在推荐氮肥用量和高氮条件下,推荐氮肥用量时氮肥前移处理的农学利用率和偏生产力均处于最高水平,高氮各处理氮肥利用效率均较低。秸秆还田条件下,提高氮肥用量并不能显著提高水稻或小麦产量;推荐施氮量下氮肥前移在水稻和小麦上均获得较高的产量和氮肥利用效率,是目前推荐施氮量下的较优运筹方式。     

杏棉间作棉花干物质积累分配与养分吸收的分析模拟

在南疆自然生态条件下,研究了杏棉间作对棉花干物质积累及植株养分运移的影响。试验采用Logistic生长函数模拟,拟合效果较好,均成s型曲线。结果表明,间作棉总干物质积累速率最快时刻在出苗后73～99d,快速生长期为35～59d,最大积累量平均为278.79 kg/d。间作棉对N、P2O5、K2O养分吸收强度最大的时刻分别在出苗后56～59、48～62、48～52d,快速积累期为36～38、29～32、39～58d;最大积累量平均分别为3.51、1.47、2.64 kg/d。间作棉盛铃后仍有一部分光合产物、养分输送给茎、叶等营养器官,降低了向蕾铃的分配,将会对产量和品质的产生负面影响。     

土壤全氮含量和施氮水平对棉花产量及氮肥利用效率的影响

为探讨不同土壤全氮含量水平下棉花的氮肥施用效应,采用盆栽试验,研究不同土壤全氮含量(0.58、0.64、0.74、0.83、1.29 g·kg~(-1))和施氮水平(每盆施加量分别为0、1.75、3.50 g)对棉花籽棉产量、氮素吸收、氮肥利用率的影响。结果表明,棉花单株籽棉产量和干物重随施氮量增加而显著增加,土壤全氮含量与施氮水平对棉株根、茎、铃壳部位的干物质积累具有显著的互作效应。同一土壤条件下,棉花单株氮素积累量随施氮水平增加而显著增加。氮肥表观回收率随土壤全氮含量上升呈先降后升的变化趋势,且在土壤全氮含量0.74 g·kg~(-1)时较低,但土壤全氮含量在0.58~0.83 g·kg~(-1)内,不同施氮处理间氮肥表观回收率差异不显著。氮肥农学利用率随土壤全氮含量增加呈下降趋势。土壤全氮含量0.74 g·kg~(-1)时的氮肥生理利用率高于土壤全氮含量0.58、0.64和0.83 g·kg~(-1)。土壤全氮含量1.29g·kg~(-1)条件下,低氮水平氮肥利用效率(表观回收率、农学利用率、生理利用率)显著优于高氮水平;土壤全氮含量0.58~0.74 g·kg~(-1)时,高氮可实现增产增效;土壤全氮含量0.83~1.29 g·kg~(-1)时,低氮能维持较高的产量和氮肥利用率。本研究结果为不同土壤全氮条件下棉花氮肥投入提供了参考。     

氮肥运筹方式对杂交水稻干物质积累和产量的影响

以杂交中籼稻Ⅱ优2027和36优959为材料,在施氮量240 kg/hm2条件下,研究氮肥运筹方式对杂交水稻产量及构成因素和干物质积累的影响。结果表明,水稻产量、干物质积累随氮追肥用量的合理提高而增加,但后期施氮比例过高则不利于产量、干物质积累和形成良好的构成因素。氮肥运筹以4∶3∶3(基肥∶分蘖肥∶穗肥)较为合理,两个水稻品种产量最高,分别达8314.8 kg/hm2和9399.5 kg/hm2。干物质积累和根干重最高,生育后期干物质积累强度最大。     

供氮水平对不同氮效率玉米物质积累及产量的影响

在3个氮水平(N 0、150、300 kg·hm~(-20)下,采用大田盆栽试验研究氮肥对不同氮效率玉米品种干物质积累、分配及产量的影响。结果表明,氮高效品种正红311各阶段干物质积累量、积累速率均显著高于氮低效品种先玉508,尤其在3个氮水平下,成熟期氮高效品种正红311单株干物质较氮低效品种先玉508分别高37.63%、43.97%、35.28%。施氮使单株干物质积累量增加,在中低氮(B2)下正红311增加幅度大于先玉508,而在高氮(B3)处理下增幅低于先玉508;而先玉508的花前干物质贡献率较正红311高9.80%,且施氮增加了氮高效品种正红311花后物质贡献率,以及氮低效品种先玉508的花前物质贡献率。氮高效品种正红311籽粒的分配比例较先玉508低了8.07%,施氮使籽粒的分配比例增加,且氮高效品种正红311增加了14.35%,氮低效品种先玉508增加了11.53%。各处理下正红311的产量显著高于先玉508的产量,且均随施氮量的增加而增加,正红311的增产幅度显著高于先玉508,尤其是在中低氮水平(B2)下,达24.53%。氮高效品种较氮低效品种具有较高的物质生产能力,在低氮下具有较高的产量优势,而氮低效品种在高氮水平下有利于产量的发挥。     

深松和施氮对夏玉米产量及氮素吸收利用的影响

于2010年和2011年通过田间裂区试验,研究了在旋茬和旋茬后深松条件下常规尿素分次施用和控释尿素对郑单958夏玉米的花后氮素积累、 分配、 利用及产量的影响。结果表明,在相同的耕作措施下,氮素积累及其向子粒的分配量均表现为控释尿素＞普通尿素两次施用＞普通尿素一次施用＞不施氮处理;在相同施氮水平下,玉米氮素积累及其向子粒的分配量均表现为深松大于旋茬处理。深松并施用控释尿素处理的夏玉米在两年试验中的子粒产量和氮素利用率均为最高,与其他处理相比差异显著。可见,与传统的旋茬耕作和施肥方式相比,深松耕作和施用控释尿素均能显著提高郑单958夏玉米的氮素利用率和产量。二者的有机结合可为玉米的氮素高效利用和产量的提高提供新的思路。     

氮肥基追比对南疆杂交棉氮素吸收、生物量及产量的影响

探索不同氮肥基追比水平下杂交棉的氮素吸收、干物质积累及产量的变化规律,为南疆杂交棉高产高效栽培技术提供理论依据。以兆丰1号和鲁棉研30号为试验材料,设3个氮肥基追比处理(N1,基肥∶追肥=0∶10;N2,基肥∶追肥=2∶8;N3,基肥∶追肥=4∶6),研究了氮肥基追比对杂交棉氮素吸收、干物质积累及产量的影响。结果显示,随着氮肥追肥比例的减少,植株生物量和氮素吸收量先升后降。其中N1处理不利于棉株干物质积累和氮素的吸收,显著降低了累积速率,使棉花生育期提前、衰老加快;N2处理提高了干物质快速积累速率,延长了快速积累持续时间,增加了开花后生物量积累、氮素吸收量以及花后同化物与氮素向生殖器官中的转运;N3处理由于追肥比例较少,开花后干物质与氮素的积累量以及花铃期干物质与养分向生殖器官中的分配比例减少。本试验条件下,两个杂交棉品种的基肥∶追肥=2∶8处理的棉花干物质及氮素累积最为协调,并能同步增加单株结铃数和铃重,进而实现增产。     

施氮量对枣棉间作棉花干物质积累，产量与品质的影响

研究了枣棉间作下棉花干物质积累与产量品质对不同施氮量的响应机制,确定枣棉间作的合理施氮量,为果棉间套作立体种植模式的合理氮肥运筹,提高棉花产量与品质提供理论依据。以在南疆的主栽棉花品种中棉所49为材料,研究了4个氮素水平（N 0、 150、 450 和750 kg/hm2）下棉花干物质的积累和产量的差异。结果表明,不同施氮量下棉花干物质累积存在显著差异,氮素缺乏或过量均影响其干物质在不同生育时期的累积量,使产量降低。施氮量对棉花品质也有显著影响,合理的氮肥用量不但能提高棉花单株结铃数和单铃重,从而提高产量,而且可使其有较好的整齐度,棉纤维长度,比强度和马克隆值。因此,在枣棉间作条件下,施氮量为N 450 kg/hm2 时棉花的干物质积累量较高,增产效果显著,品质较好。     

种植密度氮肥互作对棉花产量及氮素利用效率的影响

种植密度和氮肥投入是棉花生产中重要的管理措施,为提高棉花产量与氮素利用效率,于2013-2014年以转Bt+Cp TI品种中棉所79为材料,在河南省安阳市中棉所试验农场设置了3个种植密度(分别为3.00,5.25,7.50株/m~2),4个氮肥用量(分别为0,112.5、225.0、337.5 kg/hm~2,以N计),探讨种植密度与氮肥对棉花产量及氮素利用效率的影响,结果表明:棉花的叶面积指数、生物量与氮吸收量随种植密度和氮肥用量的增加而增加,而收获指数随种植密度和氮肥用量的增加而下降,中密中氮处理(种植密度5.25株/m~2、施氮量225.0 kg/hm~2)单位面积成铃数较多,籽棉和皮棉产量、氮肥回收利用率优于其他处理,高密低氮处理(种植密度7.50株/m~2、施氮量112.5 kg/hm~2)氮肥农学利用效率、氮肥偏生产力、氮生理利用率高于其他处理,而籽棉、皮棉产量与中密中氮处理较接近,研究表明增密减氮可实现棉花的高产高效。     

有机肥氮替代部分化肥氮对棉花养分吸收、氮素利用和产量的影响

为探讨有机肥氮替代化肥氮在新疆棉花生产中的增产增效作用,在滴灌条件下,采用连续2年定位试验,研究了不施氮(CK)、牛粪堆肥(OM)、农民常规施肥(CF)和不同有机肥氮替代10%(OF1)、20%(OF2)和30%(OF3)的化肥氮时,对棉花氮磷钾养分吸收、氮素利用率及产量的影响。与单施化肥相比,有机肥氮替代部分化肥氮均有利于棉花氮磷钾养分吸收,可提高棉花氮素表观利用率、偏生产力、肥料氮贡献率和农学效率。在有机肥氮替代10%化肥氮的情况下,氮素利用率最高并能提高氮素表观利用率10.5个百分点,棉花产量增加6.8%(P<0.05),而且棉花经济效益与单施化肥相当。有机肥氮替代20%的化肥氮时,棉花产量增加7.9%(P<0.05)。有机肥氮替代30%化肥氮,获得与单施化肥相当的产量,氮素表观利用率仅提高3.4个百分点。综合养分吸收、氮素利用效率、产量及经济效益等方面考虑,有机肥氮替代10%化肥氮是该地区中等肥力棉田增产稳产、氮肥增效的合理施肥方式。     

膜下滴灌水氮耦合对棉花干物质积累和氮素吸收及水氮利用效率的影响

在膜下滴灌条件下,设3个氮素水平和2个水分水平,研究了水氮耦合对棉花干物质积累、氮素吸收及产量、水氮利用效率的影响。结果表明,增加水分或氮素供应,花铃期根冠生物量和氮素吸收增加; 增加灌水量,吐絮期地上部干物质和氮素积累量增加,根干物质积累量在低氮或高氮下增加,中氮降低; 产量和氮素利用效率增加,水分利用效率下降。水分胁迫条件下,增加氮素的供应吐絮期地上部干物质、氮素积累量、产量差异不大,根干物质积累量以N276处理最高,氮素利用率下降,水分利用率增加。水分充分条件下,增加氮素的供应吐絮期根干物质下降,地上部干物质、氮素积累、产量和水氮利用效率以N276处理最高。水分不足或高氮限制了干物质在花铃期至吐絮期的积累、导致棉花提早衰退,引起产量下降。     

控释肥对水稻产量和氮肥利用效率的影响

氮肥施用量大,氮素利用效率低一直是困扰我国水稻生产的突出问题,如何提高氮肥利用效率,减少因施用氮肥而引起的环境污染问题,是目前肥料研究中共同关心的课题。通过田间试验研究了美国Scotts控释肥、自制控释肥(AgroBB)、未包膜复合肥(Com)和混合肥(NPK)在等氮、磷、钾养分下对水稻产量和氮肥利用效率的影响。结果表明,(1)美国控释肥、自制控释肥与未包膜的复合肥比较,早稻增产8.57%～12.45%,晚稻增产9.64%～11.49%,差异达极显著或显著水平,而AgroBB与Scotts间的差异不显著。NPK与Com比较,晚稻增产7.20%,早稻仅增产2.47%。(2)早稻各处理的氮肥农学效率明显高于晚稻。Scotts、AgroBB和NPK的氮肥农学效率分别比Com明显地提高了26.93%～29.82%、18.52%～25.06%和5.35%～18.69%,其中两种控释肥之间、AgroBB与NPK间差异未达显著水平。(3)Scotts、AgroBB一次施用,NPK分次施用的氮肥回收效率分别比Com一次施用明显地提高了25.72%～28.82%、3.75%～23.70%和8.46%～27.73%。本试验条件下,控释肥处理的氮肥回收效率虽然与分次施用混合肥处理无显著性差异,但是其农学效率和生理效率明显大于混合肥处理。