氮肥利用率计算方法评述

氮肥利用率是关系到施肥、农产品生产和环境保护的重要指标,计算氮肥利用率的差减法与示踪法都存在有待进一步研究的问题,计算的氮肥利用率结果都偏低。分别总结了差减法和示踪法测定氮肥利用率的应用及计算方法,示踪法能够研究氮肥在土壤中的转化及移动问题,但是测定的氮肥利用率仅仅是15N的吸收利用率,是氮肥利用率的一个部分,不能代表氮肥的吸收利用率。详细论述了差减法计算氮肥利用率结果偏低的原因,还对已有的改进方法作了介绍和评述,提出了进一步改进的原则。     

控释氮肥在淹水稻田土壤上的去向及利用率

通过土壤渗漏装置、微区和田间小区试验,研究了15N标记控释氮肥在淹水稻田土壤上氮素的去向和利用率。结果表明,施用控释氮肥能明显地降低氨挥发、淋失和硝化—反硝化的损失。控释氮肥处理的氨挥发量比尿素降低54.0%,氮淋失量降低32.5%。尿素的硝化—反硝化损失量占施入氮量的34.5%,而控释氮肥的只占2.0%;控释肥料与尿素氮在0—80cm土层中的残留率相近。控释氮肥一次性全量作基肥施入土壤,水稻的氮肥利用率平均为65.6%,比尿素(基肥+追肥)高出32.2个百分点。控释氮肥的农学效率显著地高于尿素。     

氮肥利用率测定规范化探讨

氮肥利用率是一个评价施氮产量效益和环境效应的重要指标,这个指标的计算和测定存在计算结果偏低和结果变异大的问题,希望通过研究提出规范、科学、合理的氮肥利用率测定方法。采用长期氮肥检测定位试验结果,分析空白对照和施肥处理小麦产量的逐年变化特征,应用常规差减法计算氮肥利用率,研究其年际间变化特点,提出测定氮肥利用率的规范的探讨。氮肥利用率测定规范:第一,空白对照吸收氮素达到相对稳定;第二,施肥处理作物吸收氮素量相对稳定;第三,必须采用稳定期内若干年的平均值。通过规范化的测定和计算,能够计算出比较合理的氮肥利用率参数,在施肥量120~180 kg N·hm-2范围内的氮肥利用率为69.2%~76.2%。建议氮肥利用率的测定遵循一定的测定规范,通过制定测定规范,测定出正确合理的氮肥利用率参数具有可比性,便于应用于科研和生产。     

新型氮肥肥料效应与氮素利用率对比研究

旱地和水田施用新型Ｎ肥试验结果表明,与普通尿素相比,施用腐殖酸尿素、木质素尿素和涂层尿素对水稻、小麦具有明显增产效果,稻谷增产率为１４％～１６％,小麦籽实增产率为４％～１７％,肥效为腐殖酸尿素≥木质尿素〉涂层尿素。水稻对肥料Ｎ素利用率提高７％,差异达显著水平,小麦对肥料Ｎ素利用率提高２．７％～１７％。     

分区平衡施肥技术对氮肥利用率和土壤养分平衡的影响

本文的研究结果表明,分区平衡施肥技术能明显提高氮肥利用率,在小麦和玉米上分别平均提高12.7和14.2个百分点。该技术能使养分盈亏趋于合理,分区平衡施肥的氮素平衡盈余显著低于习惯施肥,有利于减少氮素损失及其对环境的污染;磷素平衡盈余则明显高于习惯施肥,有利于改善土壤磷素状况;钾素平衡存在一定程度的亏缺,需通过增加无机、有机钾源来调节土壤钾素平衡。     

分区平衡施肥技术对氮肥利用率和土壤养分平衡的影响

本文的研究结果表明，分区平衡施肥技术能明显提高氮肥利用率，在小麦和玉米上分别平均提高12.7和14.2个百分点。该技术能使养分盈亏趋于合理，分区平衡施肥的氮素平衡盈余显著低于习惯施肥，有利于减少氮素损失及其对环境的污染；磷素平衡盈余则明显高于习惯施肥，有利于改善土壤磷素状况；钾素平衡存在一定程度的亏缺，需通过增加无机、有机钾源来调节土壤钾素平衡。     

秸秆生物炭与减量氮肥配施对玉米氮素利用率及土壤结构的影响

针对棕壤区土壤酸化、氮肥利用率低下、土壤结构破坏等突出问题,通过多年田间定位试验研究了不同氮水平下,秸秆生物炭添加对玉米氮素利用和土壤结构、性质的影响。结果表明:①秸秆生物炭添加可以促进植株养分吸收,有效节肥45 kg hm-2纯氮,并保证玉米产量;②与常规施肥比,连续多年秸秆生物炭添加可以升高12.36%土壤有机质与12.88%土壤pH,使土壤物理化学性质向良性循环方向发展;③秸秆生物炭配施氮素180 kg hm-2处理可以增加土壤粒级> 0.25 mm粒级的稳定性团聚体含量,改善土壤结构。综合各指标评价,秸秆生物炭添加对土壤氮素具有"削峰填谷"的调节功能,秸秆生物炭配施氮素180 kg hm-2处理可以达到减氮改土,并保证玉米质量和数量的生产目的。     

氮肥后移对冬小麦产量、氮肥利用率及氮素吸收的影响

为改变小麦“一炮轰”施肥存在的弊端,通过两个田间试验,研究了不同氮肥后移模式对冬小麦产量、氮肥利用率及氮素吸收、累积的影响,旨在了解冬小麦对氮素吸收和转运规律,为实现冬小麦超高产和合理施肥提供依据。结果表明,与传统“一炮轰”施肥技术相比,氮肥后移可以提高冬小麦的子粒产量、穗数及氮肥利用率,以N4处理（50%作为基肥,50%返青后追施）最高,两个试验点产量分别达到3857和8240kg/hm2,增产25.8%和17.3%,穗数增加6.0%和18.1%,氮肥利用率提高111.8%和107.4%。冬小麦氮素累积主要集中在返青后期至灌浆期阶段,因此在保证基肥的条件下,返青期后追施氮肥显得尤为重要。表明在本试验条件下,比较合理的氮肥施肥模式为50%作为基肥,50%返青后追施。     

缓释氮肥对水稻的增产效果及其氮素利用率

在潜育性粘壤质水稻土上研究了缓释性氮肥对水稻产量和氮肥利用率的影响。结果表明:4种供试缓释氮肥对水稻增产效果和吸氮量的顺序均为:IBDU>OM>U>GUS>CDU>CK;施肥后9d土壤中铵态氮含量最大,依次为:U>OM>IBDU>GUS>CDU>CK;在最大分蘖期前土壤硝态氮含量较多且相对稳定,至孕穗期急剧降低,抽穗至成熟期再度回升;相对于尿素,IBDU和OM能明显提高氮素利用率,分别比尿素的利用率增加了14.62%和8.57%。     

不同氮肥施用对双季稻产量及氮肥利用率的影响

通过田间小区试验,研究了不同氮肥处理对双季稻产量及氮肥利用率影响。结果表明:增施氮肥处理比不施氮肥处理双季稻的有效穗数、每穗粒数均显著提高,早稻产量增产77.0%~127.1%,晚稻增加62.9%~108.0%;早稻中等量控释氮肥处理较普通尿素处理水稻单位有效穗数、每穗粒数、农学利用率均增加,同时增产5.0%,氮肥利用率提高18.0个百分点;减量控释氮肥处理与普通尿素处理比有效穗数、每穗粒数、产量、氮肥农学利用率有所下降但氮肥利用率提高18.6~20.2个百分点,晚稻中各控释氮肥处理较普通尿素处理每穗粒数增加、产量增产,增产率为9.7%~27.7%,氮肥利用率提高28~31.1个百分点,且农学利用率显著提高;不同用量控释氮肥处理间早稻有效穗数、产量随氮肥用量增加而增加,晚稻中当施氮水平≤162 kg/hm2(按纯氮算)时,水稻单位有效穗、每穗粒数、结实率、产量随氮肥增加而增加;当施氮水平162 kg/hm2(按纯氮算)时,随施氮量增加而减少。     

Sulfur affects root growth and improves nitrogen recovery and internal efficiency in wheat

Wheat plants were cultivated in pots with the objective of evaluating the effect of two sulfur (S) rates (+S and ?S) on (i) shoot growth, S and nitrogen (N) uptake and nitrogen use efficiency (NUE) and (ii) root growth and architecture and its relations with S and N uptake. Plant samplings were at Z39, Z51 and Z92 stages. Shoot mass and NUE were greater in +S treatment at the three stages. ?S treatment increased root growth at Z39 (14% more length and 16% more tips) in comparison with +S, but the opposite occurred at Z51 (31% less area and 42% less mass). S uptake per unit root mass, area and length were greater in +S treatment at Z39 and Z51. A similar pattern was determined for nitrogen uptake (Nu) at Z39, but the opposite occurred at Z51. This indicates that Nu is mainly controlled by shoot growth and not by root growth.     

黄土高原旱地小麦施肥对产量及水肥利用效率的影响

在长期定位试验的基础上,研究了黄土高原旱地不同施肥对小麦产量、土壤养分和水分的变化及其利用效率的影响。结果表明,单施有机肥(M)增产效果较好,产量达5265.0 kg/hm2;有机肥和化肥配施(NPM)小麦产量最高,达5898.8 kg/hm2。NPM配施小麦总吸氮量最大,比单施氮肥(N)增加了131.4 kg/hm2;NPM配施的氮肥利用率、氮肥偏生产力、氮肥农学效率、氮肥生理利用率分别为67.0%、49.16 kg/kg、36.97 kg/kg、73.11kg/kg;在不同施肥体系中其变化趋势基本一致,均为:NNPNMNPM,处理间差异显著。土壤养分含量变化看出,单施氮肥土壤全氮、碱解氮与不施肥(CK)的差异不显著;有机肥可显著提高土壤速效钾的含量;NPM配施土壤耗水量最大为558.3 mm,水分利用率最高为31.5 kg/(hm2.mm),随着耗水量增加的同时,土壤出现干燥化趋势。     

不同氮效率小麦品种的光合碳同化特性

不同氮效率小麦品种的子粒产量和氮效率在缺氮条件(-N)下均以氮高效品种(H)最高,中效品种(M)次之,低效品种(L)最低。在-N下,不同氮效率品种相比,旗叶各测定期的光合速率(Pn)、叶肉导度(Gm)、碳酸酐酶(CA)活性、可溶性蛋白含量(SP)和RuBPcase活性均以H最高,M次之,L最低;叶绿素含量(Chl)、气孔导度(Gs)、Ca2+-ATPase活性和Mg2+-ATPase活性在不同氮效率品种之间的表现规律较差。结果还表明,光合作用底物CO2在液相中较强的传导能力和较强的暗反应活性,是氮胁迫条件下氮高效小麦品种具有较强光合碳同化能力和物质生产能力的重要生理基础。-N下的旗叶叶源量(LSC)、光合速率高值持续期(PAD)、叶绿素含量缓降期(RSP)、叶面积(LA)和平均光合速率值以H最大,M次之,L最低;丰氮条件(+N)下,子粒产量、氮效率和旗叶光合生理参数大体以M较好,H次之,L较差,与-N下不同氮效率品种上述性状或参数的表现规律有所不同。     

Spring camelina N rate: balancing agronomics and environmental risk in United States Corn Belt

Camelina (Camelina sativa (L.) Crantz) seed oil has desirable properties for producing advanced biofuels and as a healthy cooking oil. It has been grown for centuries, but basic recommendations for nitrogen (N) fertilizer requirements are still needed to support widespread industrial cultivation across North America. A replicated N-response plot-scale study was conducted on a northern Mollisol soil for two growing seasons to 1) determine seed and oil yield, seed oil content, and vegetative response; 2) determine indices of N use efficiency; and 3) measure post-harvest residual inorganic soil N as an index of environmental risk. Seed and oil yield response to N fertilization was described with a quadratic function, which predicted maximum seed yield (1450 kg ha^?1) and oil yield (580 kg ha^?1) at about 130 kg N ha^?1. However, seed and oil yield did not differ significantly among N-rates above 34 kg N ha^?1. Seed oil content averaged 400 g kg^?1 among all N rates. Agronomic efficiency declined above 34 kg N ha^?1, which coincided with an increase of post-harvest soil nitrate-N plus ammonium-N (residual N). Considering N use efficiency, simple cost analysis, and risk associated with residual N, a rate of 34 kg N ha^?1 is recommended.     

优化氮肥用量和基追比例提高红壤性水稻土肥力和双季稻氮素的农学效应

【目的】 优化氮肥用量和基追比例是实现氮肥减施和提高肥料利用率的重要途径。本研究在南方典型双季稻种植区进行定位试验,通过对土壤肥力与氮素农学效益进行综合评价,以期提出适合当地土壤和水稻种植条件的氮肥减施模式。 【方法】 以南方典型红壤区双季稻种植体系为研究对象,于 2014～2015 连续进行了 4 季大田定位试验,设处理:1) 不施氮肥 (T1);2) 当地农民习惯施氮 (T2),早稻、晚稻各施 N 165 和 195 kg/hm2,基肥∶蘖肥∶穗肥比分别为 60∶40∶0、40∶30∶30;3) 在 T2 处理基础上减施氮肥 20% (T3),即早稻施 N 135 kg/hm2,晚稻施 N 165 kg/hm2,基肥∶蘖肥∶穗肥比均为 40∶30∶30,并以 20% 有机氮代替普通化肥氮。分析了成熟期水稻产量和植物样氮素含量,测定了 0—20 cm土壤微生物量碳、氮含量,土壤 pH、有机质、全氮、速效钾和有效磷等理化指标,计算了累计氮肥利用率和氮肥农学效率,分别利用内梅罗指数法和灰色关联度法综合评价了土壤肥力效应以及各施肥模式的综合效益。 【结果】 1) 各处理土壤综合肥力指数 (IFI) 值由高到低为 T3 > T2 > T1;与 T2 处理相比,优化氮肥用量和基追比例的 T3 处理 IFI 值提高 2.34%,土壤微生物量碳含量提高了 4.37%～25.39%,土壤微生物量氮含量提高了 17.85%～29.24% (P < 0.05)。2) 与 T2 处理相比,2014–2015 年 T3 处理累计氮肥农学效率显著提高了 29.66% (P < 0.05),累计氮肥表观利用率显著提高了 28.82% (P < 0.05);2014 年各处理水稻总产量无显著差异,2015 年水稻总产量 T3 处理比 T2 处理提高了 5.26%,两年水稻总产量,T3 处理提高了 2.38%。3) 对土壤养分指标、土壤微生物指标和氮素农学效率指标进行关联度分析,2014～2015 年 T3 处理关联度最大,分别为 0.9999 和 1.0000,在土壤肥力和氮肥农学效应综合评价中最优,表明优化氮肥用量和基追比例能够实现氮肥减施以及肥料利用率的提高。 【结论】 在当地农民习惯施氮的基础上减施 20% 化肥氮,以有机氮替代,并适当提高化肥氮在抽穗期的比例,能够保证土壤综合肥力的可持续性、氮素养分持续高效利用和水稻持续稳产。      

控释尿素不同比例配施对水稻生长及土壤养分的影响

采用水稻大田小区试验,以普通尿素为对照,在相同施氮条件下,研究了控释尿素和普通尿素不同比例配施、不同控释期控释尿素不同比例配施对土壤养分、水稻产量和氮素利用率、经济效益等方面的影响。结果表明,2个月控释尿素和3个月控释尿素掺混后,氮素释放速率适中,能够为水稻提供较为稳定的氮素来源。肥料施入大田后,不同控释期控释尿素配施使土壤硝态氮、铵态氮和碱解氮含量维持在较高水平,更有利于水稻中后期氮素供应。较普通尿素而言,控释尿素配施提高了水稻株高,水稻产量增加了4.08%~16.99%,氮肥利用率提高了7.11%~46.75%,水稻增收793.87~3 582.90元/hm~2。本试验条件下,以40%2个月控释尿素与60%3个月控释尿素配施综合效果最好。     

有机-无机肥不同配施比例对水稻氮素吸收利用率的影响

在等氮量替代条件下,以武运粳29号为供试材料,设置不施氮肥(M0)作为空白对照,单施化肥(M1),以及25%有机肥(M2)、50%有机肥(M3)、75%有机肥(M4)、100%有机肥(M5)替代化肥6个处理,研究有机-无机肥不同配施比例对水稻氮素吸收利用率的影响。结果表明:(1)在水稻生育前期,化肥施用比例高的处理土壤速效氮含量高;到水稻生育后期,有机肥替代比例高的处理土壤速效氮含量高。(2)50%有机肥替代化肥水稻产量最高。(3)50%有机肥替代化肥能够显著提高水稻的氮素累积量。(4)100%有机肥替代化肥处理水稻氮素籽粒生产效率最低,单施化肥处理水稻氮素籽粒生产效率最高。(5)50%有机肥替代化肥,在保证水稻高产的同时,显著增加水稻氮素累积量,并使水稻氮肥农学利用率、氮肥吸收利用率、氮肥偏生产力均得到明显提高。说明提高水稻氮素吸收利用效率,在等氮量替代条件下,50%有机肥替代化肥是一种相对适宜的比例。     

Impact of integrated application of biochar and nitrogen fertilizers on maize growth and nitrogen recovery in alkaline calcareous soil

Biochar application has been considered as a rich source of carbon which helps to improve the physico-chemical properties and fertility of the soil. In Pakistan, excessive use of nitrogen fertilizer is considered a serious problem, so it is of vital importance to examine the effect of biochar on soil with varying doses of nitrogen fertilizer. We hypothesized that addition of biochar to an alkaline calcareous soil could improve not only soil quality and crop yield but also nitrogen use efficiency (NUE), reducing the loss of nitrogen (N) in the form of denitrification, ammonia volatilization, and nitrate leaching. A pot experiment was conducted under 2-factorial completely randomized design having three replications to evaluate the NUE in biochar amended calcareous soil. Biochar was applied at the rate of 0%, 1% and 2% (w/w) in pots filled with 17 kg of soil using various levels of N (0%, 50% and 100% of recommended dose) on maize (Zea mays L.). Several soil quality indicators, uptake, and yield of maize were monitored. Biochar application significantly decreased soil pH, increased water-holding capacity, total organic carbon, maize yield, stomatal conductance, and nitrogen uptake in plant. The results of the study indicated that addition of biochar could not only decrease the use of inorganic fertilizers by improving its quality and yield as in our case biochar at the rate of 1% and N at the rate of 50% provided optimum output minimizing the economic cost eventually.     

氮肥对吉林春玉米产量、农学效率和氮养分平衡的影响

为解决东北地区玉米合理施用氮肥问题,于2014年在吉林省中部地区通过田间试验,研究了不同施氮量(0、70、140、210、280 kg/hm2)对玉米产量、氮素吸收利用、土壤无机氮积累变化规律及氮素平衡的影响。结果表明,施氮量在70~210 kg/hm2范围内玉米产量随施氮量的增加而增加,当施氮量增加至280 kg/hm2产量下降,根据玉米产量(y)和施氮量(x)拟合得出线性加平台关系式:y=14.63x+8 734.11(R2=0.924**),得出最佳施氮量为184.0 kg/hm2。氮素利用率、农学利用率和偏生产力随施氮量的增加而下降;氮收获指数随施氮量的增加先增后降,以施氮量210 kg/hm2处理最高,为64.9%。土壤无机氮积累量在玉米整个生育期呈现先快速下降后小幅升高的趋势。玉米成熟期施氮处理各层土壤无机氮积累量均高于不施氮肥处理,且基本随施氮量的增加而增加。玉米收获后土壤无机氮残留量在施氮量70~210 kg/hm2范围内显著增加,施氮量增加至280 kg/hm2不再显著增加;氮表观损失量随施氮量的增加显著增加。玉米氮吸收量、土壤无机氮残留量和氮表观损失量与施氮量呈显著的正向相关性,玉米氮吸收量、土壤无机氮残留量和氮表观损失量分别占增加氮量的21.84%、41.19%和36.97%。综上所述,在本试验条件下,最佳施氮范围为184~210 kg/hm2。     

水稻秸秆还田配施肥料对小麦产量和氮素利用的影响

为了解高C/N比秸秆还田与肥料施用对金坛地区小麦产量和氮素利用的影响，通过设置大田试验，研究了稻秸还田与肥料施用对麦季土壤养分、微生物生物量、作物产量和氮肥利用率的影响。结果表明：稻秸还田配施肥料能够提高土壤速效养分含量。单施肥仅显著影响拔节期微生物生物量碳，单施稻秸显著影响拔节期和抽穗期微生物生物量氮，稻秸还田和肥料施用的交互作用在拔节期显著影响土壤微生物生物量和微生物熵。单施肥、稻秸配施肥料处理的氮肥表观利用率分别为31%和37%，稻秸配施肥料后的氮肥农学利用率和偏生产力表明每kg纯氮增产幅度约为6.86 kg籽粒。单施肥和稻秸配施肥料显著增加了小麦每穗粒数及千粒重，并且理论产量分别增加211%和319%，实际产量则分别增加119%和231%，而单施稻秸处理的实产却减产21%。综合分析认为，稻秸还田搭配肥料施用，能够保证当季土壤有效氮供应，促进土壤有机质转化为更易被微生物利用的形态，提高养分有效性，促进小麦对氮素的吸收利用，有利于每穗粒数和千粒重的增加，从而最终提高小麦的产量。