吉林省玉米施钾增产效应及区域差异

【目的】本研究利用测土配方施肥项目田间试验的大样本数据,分析吉林省玉米施钾增产效应在生态区及县域尺度上的差异,为促进玉米高产稳产和钾肥资源高效利用提供参考。【方法】基于2005-2013年吉林省玉米"3414"田间试验中推荐施钾(N2P2K2)和不施钾(N2P2K0)处理,分析生态区及县域尺度上玉米施钾的产量反应、农学利用率和肥料贡献率,建立玉米施钾产量、钾肥贡献率与基础产量之间的关系,从而评估吉林省玉米施钾的增产效应及区域差异。【结果】不施钾条件下,吉林东部湿润山区、中部半湿润平原区和西部半干旱平原区玉米的基础产量平均分别为8.44 t/hm^2 (3.29~14.5 t/hm^2)、9.45 t/hm^2 (3.77~15.3 t/hm^2)和8.11 t/hm^2(3.89~12.84 t/hm^2)。施用钾肥显著提高三大区域玉米产量,东、中、西部平均分别增产1.31 t/hm^2 (18.1%)、1.06t/hm^2 (12.2%)和1.30 t/hm^2 (17.4%)。推荐施钾条件下,东、中、西部玉米施钾的平均农学利用率分别为19.7、14.6和20.2 kg/kg,平均肥料贡献率分别为13.9%、10.2%和13.6%。统计分析显示,三大区域之间玉米施钾的增产量无显著差异,东部增幅显著高于中部,农学利用率和肥料贡献率东部也显著高于中、西部。回归分析发现,各区域玉米的施钾产量均与基础产量呈极显著正相关关系,符合线性模型,东部为y=0.769 x+3261 (R^2=0.616^**),中部为y=0.883 x+2158 (R^2=0.757^**),西部为y=0.873 x+2328 (R^2=0.637^**);而钾肥贡献率均与基础产量呈极显著负相关关系,符合对数模型,东部为y=–28.4 ln(x)+270.1 (R^2=0.348^**),中部为y=–15.9 ln(x)+156.1 (R2=0.172^**),西部为y=–16.3 ln(x)+160.6 (R2=0.123^**)。随土壤基础供钾能力的提高,东部玉米施钾产量的增幅和钾肥贡献率的降幅明显高于中、西部。【结论】吉林省玉米的钾肥管理应根据区域土壤钾素状况、自然气候条件和钾肥效应进行合理配置,现阶段应适当增加东部湿润山区玉米生产的钾肥资源配置,提高土壤供钾能力,促进玉米高产稳产。     

吉林省西部玉米氮、磷、钾肥施用效果及养分吸收利用特征

明确吉林省西部生态区玉米作物的氮、磷、钾肥施用效果及养分吸收利用特征,为该地区肥料的合理配置与施用提供依据,对持续推进化肥减量增效及农业绿色发展具有积极意义。基于2015—2019年中央财政测土配方施肥项目在吉林省西部布置的360个玉米“3414”田间试验,研究了不同施肥条件下的玉米产量,对比分析氮、磷、钾肥的增产效应以及不同肥料的农学效率和肥料贡献率。结果表明,吉林省西部生态区玉米氮磷钾配施N2P2K2处理(N、P2O5、K2O施用量分别是209.20、97.80、85.15 kg/hm²)的玉米产量最高,平均产量为9.46 t/hm²,较不施肥处理平均增产50.64%。与各缺素处理相比,增施氮、磷、钾肥平均增产2.21、1.37、1.32 t/hm² ,增幅分别为37.81%、23.65%、22.41%。与不施肥处理比较,缺素处理的玉米产量差异显著,其高低顺序为N2P2K0(8.14 t/hm²)>N2P0K2(8.09 t/hm²)>N0P2K2(7.25 t/hm²),表明吉林省西部玉米的养分限制因子顺序为氮>磷>钾。施用氮、磷、钾肥增加玉米养分吸收量(N 192.5 kg/hm²、P2O5 86.5 kg/hm²、K2O 217.4 kg/hm²)。在吉林省西部生态区,玉米作物的氮、磷、钾肥平均农学效率分别为15.11 kg/kg N、22.28 kg/kg P2O5、19.44 kg/kg K2O,平均利用率分别为39.50%、29.27%、45.71%,平均肥料贡献率分别为23.72%、17.59%、14.97%。吉林省西部生态区玉米施肥的增产效果和肥料利用率较高,但仍应结合当地土壤条件,积极进行培肥改良,并应用减肥增效等相关技术,根植科学施肥理念,以提高肥料利用效率,实现玉米增产和土壤肥力的提高。     

四川省不同区域水稻氮肥施用效果研究

2005—2009年,在四川省不同区域布置水稻氮肥田间试验,通过研究施氮对水稻生长的影响,拟明确氮素吸收特征和氮肥利用效率,为不同区域水稻推荐施氮提供理论依据。结果表明,施用氮肥能明显提高水稻产量,成都平原区、川中丘陵区、盆周山区和川西南山地区的增产率分别为22.4%、33.7%、38.9%和33.1%。不同区域间由于地形、气候、土壤肥力等差异较大,水稻对氮素的吸收利用存在一定的差异,施用氮肥可使百千克籽粒吸氮量提高0.19 kg,当吸氮量为281.8 kg hm-2时,川西南山地区水稻产量可达10.0 t hm-2。氮肥吸收利用率以成都平原区最低(32.2%),盆周山区最高(36.7%),不同区域农学效率平均变幅为11.5~14.4 kg kg-1。地形差异是影响四川省不同区域水稻氮肥施用效果的主要因素,因此根据区域的地形差异合理调整氮肥用量是提高水稻氮肥利用率的有效途径。     

稳定氮肥用量对夏玉米产量和氮肥利用率的影响

通过大田小区试验,研究了稳定氮肥不同用量对夏玉米产量、养分累积量、氮肥利用效率及经济效益的影响。结果表明,与不施稳定氮肥相比,稳定氮肥施氮量90、150、210 kg·hm-2和270 kg·hm-2分别增产36.7%、62.1%、76.6%和81.9%,地上部氮素总累积量分别增加39.0%、60.3%、79.0%和113.4%,经济效益分别增加36.1%、61.2%、72.7%和77.1%;与农民习惯施用氮肥相比,高量稳定氮肥用量210 kg·hm-2和270 kg·hm-2分别增产7.3%和10.5%,地上部氮素总累积量分别增加3.2%和23.0%,经济效益分别增加9.7%和11.4%。施用稳定氮肥促进夏玉米对氮素的吸收累积,高量210 kg·hm-2和270kg·hm-2处理较习惯施氮提高总吸氮量。施用稳定氮肥各处理氮肥表观利用率和农学效率显著高于农民习惯施氮,偏生产力高于农民习惯施氮,生理效率除270 kg·hm-2处理外,高于农民习惯施氮。稳定氮肥施氮量在210 kg·hm-2时,能较好地协调玉米高产与稳定氮肥合理利用的统一。     

夏玉米施用含锌尿素效应及对后茬小麦的影响

为明确新型肥料含锌尿素在夏玉米上的施用效果及其在冬小麦上的后效,采用田间试验,研究了施用含锌尿素、普通尿素、普通尿素+土施锌肥、普通尿素+喷施锌肥下夏玉米产量、养分吸收积累、土壤养分含量变化及其后效对冬小麦产量的影响。结果表明,普通尿素+喷施锌肥夏玉米产量较高,较不施氮显著增产17.5%,含锌尿素较不施氮显著增产16.7%,较普通尿素显著提高5.6%,与传统施锌无显著差异;含锌尿素地上部氮、锌素积累量较普通尿素分别显著提高9.0%、47.8%;夏玉米收获后含锌尿素处理土壤有效锌含量为1.83 mg·kg-1,较普通尿素处理提高88.6%;普通尿素+土施锌肥后茬冬小麦产量较高,较普通尿素显著增产11.9%,施用含锌尿素冬小麦产量较普通尿素提高4.7%,轮作周年产量提高5.2%;夏玉米利润和周年轮作利润分别提高826.2和1490.4元·hm-2。含锌尿素较普通尿素提高了土壤有效锌含量,对后茬冬小麦、周年产量也有一定增产增收效果,夏玉米产量、干物质积累和氮肥利用效率等与传统施锌无显著差异。含锌尿素投入成本较传统施锌(氮肥和锌肥)降低26.1%,含锌尿素较普通尿素提高了产量和效益,具有在夏玉米-冬小麦轮作体系中推广应用的潜力。     

水稻产量和施肥效果差异——以吉林省为例

为探究吉林省不同地区水稻产量和施肥效果差异,本研究以吉林省水稻主流品种为试验材料,采用2005-2013年吉林省测土配方施肥田间试验数据,研究不施肥(N0P0K0)、不施氮只施磷钾肥(N0PK)和均衡施用氮磷钾肥(NPK)3个处理对吉林省各州市水稻产量、增产量及肥料利用率的影响。结果表明,吉林省各市州不施肥时水稻产量可达4.0~7.8 t·hm~(-2),在仅施磷钾肥和均衡施肥后增产效果差异显著,增产率分别为10.3%~30.4%(除辽源市外)和35.4%~109.0%,且施肥在长春市、吉林市增产效果明显,均衡施肥对通化市和延边朝鲜族自治州水稻产量提升影响较大。吉林省氮肥利用率在16.4%~32.7%之间,以吉林市、四平市最高;氮肥偏生产力在52.5~76 kg·kg-1之间,以松原市为最高。根据吉林省各市州的土壤基础理化性质、产量及肥料利用率将吉林省水稻划分为西部、中部和东部三大施肥区。综上,均衡施肥是提高水稻产量的最佳施肥方式,同时根据各区域之间的基础地力、产量和肥料利用率差异建立施肥分区,在此基础上制定并优化施肥用量,是实现精确施肥,提高产量和肥效的有效途径。本研究为吉林省不同地区水稻高产和肥料高效管理提供了理论依据和实践指导。     

吉林省玉米施肥效果与肥料利用效率现状研究

【目的】本研究通过收集整理2005~2013年国家测土配方施肥项目在吉林省布置的1110个“3414”田间试验,分析了施用氮、磷、钾肥对玉米产量、经济效益的影响,测算了氮、磷、钾肥的利用效率,目的在于明确当前生产条件下吉林省玉米的施肥效果与肥料利用效率,为肥料的合理施用与配置提供依据。【方法】选取玉米“3414”田间试验的处理1（N₀P₀K₀）、处理2（N₀P₂K₂）、处理4（N₂P₀K₂）、处理6（N₂P₂K₂）和处理8（N₂P₂K₀）,分别记为不施肥（CK）、不施氮（-N）、不施磷（-P）、氮磷钾配施（NPK）和不施钾（-K）处理,研究不同施肥处理下的玉米产量、产值、施肥利润和产投比,比较增施氮、磷、钾肥的增产效应以及不同肥料的农学效率、偏生产力和肥料贡献率。另外,分析不施肥处理（缺素处理）玉米产量与相应肥料贡献率之间的关系,并利用模型进行模拟。【结果】不施肥条件下,当前吉林省玉米的平均产量和产值分别为6.6 t/hm2和1.21×103 yuan/hm2。施肥可显著提高玉米的产量和经济收益,其中以NPK处理的玉米产量和施肥利润最高,平均分别为10.1 t/hm2和5.07×103 yuan/hm2,其后分别为-K处理（8.9 t/hm2、3.27×103 yuan/hm2）、-P处理（8.7 t/hm2、2.83×103 yuan/hm2）和-N处理（7.7 t/hm2、1.39×103 yuan/hm2）。在其他养分施用基础上,增施氮、磷、钾肥可平均分别增产2.36 t/hm2（35.1%）、1.39 t/hm2（18.0%）和1.18 t/hm2（14.9%）,平均施肥利润分别为3.68×103、2.24×103和1.80×103 yuan/hm2。当前生产条件下,吉林省玉米在氮磷钾配施条件下的肥料农学效率、偏生产力和肥料贡献率分别为11.4 kg/kg N、32.8 kg/kg和34.7%,而增施氮、磷、钾肥的平均农学效率分别为14.3 kg/kg N、20.5 kg/kg P₂O₅和17.2 kg/kg K₂O,平均偏生产力分别为61.1、146.4和142.4 kg/kg,平均肥料贡献率分别为23.4%、14.1%和11.9%。分析发现,氮磷钾肥配施（或某一肥料）的肥料贡献率随不施肥处理（或相应缺素处理）玉米产量的提高而显著下降,且关系符合对数函数模型,说明提高基础地力可减少对外源肥料的依赖。【结论】吉林省玉米氮磷钾肥的增产效果和肥料利用率相比全国平均水平较高,但仍需重视氮肥管理以稳产增效,继续大力推广平衡适量施肥理念及相应技术,在实现作物增产的同时提高肥料利用效率并促进土壤培肥。     

不同农艺措施对缩小冬小麦产量差和提高氮肥利用率的评价

基于中国冬小麦区14个站点近25a（1990?2015）农业气象站冬小麦观测资料、气象资料和土壤资料,利用DSSAT作物生长模型,模拟研究改变土壤养分条件、播期、种植密度和施氮量对缩小冬小麦产量差和提高N肥利用效率的影响,探索冬小麦高产高效的技术途径。结果表明：不同冬小麦站点的潜在产量区域间差异较大,其范围在7617～14242kg·hm-2。不同农艺措施对产量影响程度不同,其中提高土壤养分含量的增产潜力为53～3124kg·hm-2,对缩小产量差（缩差）的贡献率在8%以下,氮肥利用效率提高1.1～20.82kg·kg-1;播期提前的增产潜力为?327～2292kg·hm-2,其缩差贡献率为7%～17%,氮肥利用效率在?2.18～15.28kg·kg-1;增加种植密度的增产潜力为?255～699kg·hm-2,其缩差贡献率小于5%,氮肥利用效率在?1.7～4.66kg·kg-1;增施氮肥的增产潜力为0～4491kg·hm-2,其缩差贡献率为11%～33%,氮肥利用效率在?32.04～0kg·kg-1。表明增施氮肥和调整播期的增产潜力及缩差贡献率较大,提高土壤养分含量和增加种植密度次之,但是增加土壤施氮量使氮肥利用效率明显下降。     

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。     

黑龙江省典型黑土区玉米优化施肥——以双城为例

为明确黑龙江省玉米主产区土壤养分限制因子,充分发挥土壤及肥料的增产潜力,达到玉米的高产高效,通过双城市5年的田间小区对比试验,研究了玉米对不同肥料的产量响应及肥料效应。结果表明,不施氮磷钾锌硫肥均降低玉米产量,不施氮肥、不施磷肥、不施钾肥、不施锌肥、不施硫肥的各减素处理较推荐施肥处理平均减产分别为27.7%、18.4%、17.6%、7.8%和9.7%。氮磷钾合理配施显著提高玉米产量、养分吸收、农学效率和肥料利用率。与农民习惯施肥处理相比,优化施肥处理玉米平均增产12.6%,增加氮磷钾养分吸收量分别为13.4 kg·hm-2、9.0 kg·hm-2和12.4 kg·hm-2;增加氮磷钾农学效率分别为6.5 kg·kg-1、17.5 kg·kg-1、7.0 kg·kg-1;提高氮磷钾肥利用率分别为8.1%、13.4%和9.5%。影响双城市玉米产量的主要土壤养分限制因子是氮,其次是钾和磷,潜在因子是锌和硫。与优化施肥相比,该地区玉米生产农民习惯施肥中,氮施用量略有不足,磷肥用量过高,钾肥用量过低,生产中应适当增加钾肥用量,否则长期种植玉米易造成土壤钾素的亏缺。图3,表5,参20。     

等氮配施有机肥对喀斯特峰丛洼地农田作物产量与养分平衡的影响

基于自2006年在广西喀斯特峰丛洼地区开展的长期玉米/大豆套作定位施肥试验,选择2010—2014年监测数据,探讨等氮量投入条件下,不同比例有机肥替代无机氮肥对喀斯特峰丛洼地玉米/大豆套作系统作物产量及土壤养分的影响,为喀斯特峰丛洼地农田作物高效施肥及提高土壤肥力提供理论依据。试验选取4个处理:对照(不施肥,CK)、平衡施用化肥(NPK)、有机粪肥替代30%化肥氮(C7M3,按氮素计算,不足30%的PK用无机肥补充,肥料总量与NPK处理相同,有机粪肥为牛粪,下同)、有机粪肥替代60%化肥氮(C4M6,按氮素计算,不足60%的PK用无机肥补充),每个处理4次重复。于2010年、2012年、2014年大豆收获后采集土壤样品,测定土壤养分状况。结果表明:1)施肥处理土壤有机质、全氮、速效磷及速效钾含量均高于CK处理,其中C4M6处理有机质含量显著高于NPK处理(P0.05),全氮、速效磷和速效钾含量随着有机粪肥施用量的增加而增加。2)长期不同施肥处理玉米和大豆产量分别是不施肥处理的4.15~4.36倍、2.47~2.58倍。不同施肥处理的增产效果为C4M6NPKC7M3,但施肥处理间差异不显著(P0.05)。3)长期不施肥CK处理玉米产量随着试验年限推移呈下降趋势,降幅为5.45 g·m~(-2)·a~(-1),大豆产量却表现出增加趋势,增幅为1.50 g·m~(-2)·a~(-1)。长期施肥处理中,玉米和大豆产量总体呈增加趋势。4)施肥处理中,玉米季表现为钾素亏缺(NPK处理除外),大豆季表现为氮素亏缺。综合两季作物,只有C4M6钾素表现亏缺,亏缺量为7.9 kg·hm~(-2)。磷素在各施肥处理中盈余量较大,分别为81.2 kg·hm~(-2)(NPK)、83.4 kg·hm~(-2)(C7M3)和74.8 kg·hm~(-2)(C4M6)。综上,在喀斯特峰丛洼地玉米/大豆套作制度下,基于作物产量及土壤养分表观平衡特征提出有机粪肥可以代替部分化肥施用,在玉米季适当"减氮、稳磷和增钾",大豆季"稳氮、减磷和减钾"的施肥措施。     

旱地土壤中残留肥料氮的动向及作物有效性

氮素是作物生长最重要的必需元素之一。合理施用氮肥能促进作物生长并提高产量,但是,过多施用氮肥则抑制作物生长并导致大量的肥料氮残留在土壤中,这部分氮素不但会引起土壤养分不平衡,而且为生态环境带来潜在威胁,因此,研究残留氮的动向及作物有效性可为合理施用化肥氮、高效利用土壤残留氮素和减少残留氮素的损失提供依据。应用~(15)N示踪技术,通过4年定位试验,研究了黄土高原南部旱地冬小麦/夏玉米轮作过程中土壤残留肥料氮的变化及作物吸收利用。在冬小麦和夏玉米轮作的第一个周期,为了制造高肥料氮残留背景,于冬小麦播种前向微区施入240 kg hm~(-2)的~(15)N标记氮素;在夏玉米拔节期,为了研究氮肥施入对残留肥料氮的影响,设置0和120 kg hm~(-2)两个氮水平,以普通尿素施入微区。在第2至第4个轮作周期内,为了分析残留肥料氮的动向及其对作物的有效性,微区内不施任何肥料。结果发现,冬小麦播种前施用的~(15)N标记氮肥于收获期在0~200 cm土壤剖面中均有残留,但大部分累积在0~40 cm土层中,累积总量达到200.9 kg hm~(-2),占当季施入量的83.7%。在随后的夏玉米生长季残留的肥料氮迅速减少,之后随生长季的后移缓慢减少,然后保持相对稳定。经过4年的冬小麦/夏玉米轮作,0~300 cm土壤剖面仍残留大量的~(15)N肥料,后季不追施氮肥和追施氮肥处理的残留量分别为47.1 kg hm~(-2)和54.0 kg hm~(-2)。可见,有一部分肥料氮被固定在土壤有机质中。作物对残留氮的回收量逐年减少,且因后季追施氮肥与否而异,4年中作物对肥料氮的总利用率不追施氮肥和追施氮肥处理的分别为46.9%和50.4%,其中在第1个轮作周期中,小麦和玉米的总利用率分别41.6%和42.0%,后3年利用率分别仅有5.3%和8.4%;4年中残留~(15)N的损失率分别达38.1%和29.7%,其损失主要发生在第1个轮作周期的夏玉米生长季节。说明,在旱地土壤上,氮肥的残留是不可避免的,残留肥料氮的有效性较低,只有少量被作物逐年吸收,一部分以有机形态残留在土壤剖面中,另一部分发生了无效损失。后季追施氮肥可促进作物对土壤残留肥料氮的吸收且增加肥料氮在土壤中的保留,减少残留肥料氮的无效损失,但是以自身的大量损失为代价的。     

黄河三角洲盐碱土冬小麦氮磷肥料效应模型研究

通过大田试验,研究了黄河三角洲盐碱土地区冬小麦合适的肥料效应模型。在冬小麦生长季设置4种不同的氮磷肥用量,根据"3414"试验设计8种不同的肥效试验处理,以探讨线性加平台、一元二次、平方根和二元二次4种不同模型的拟合效果。结果显示,4种肥料效应模型的拟合结果经检验都达到极显著水平(P0.01)。在一元肥料效应模型中,氮磷一元二次模型拟合效果最好,最高收益分别为7 448.3元·hm~(-2)和7 357.7元·hm~(-2),最佳经济氮磷用量分别为254.4 kg·hm~(-2)和98.6 kg·hm~(-2)。对比一元与二元模型,后者拟合效果较好,最佳经济氮磷用量分别为244.1 kg·hm~(-2)和94.2 kg·hm~(-2),即氮磷肥配比为2.6∶1,经济效益为7 432.4元·hm~(-2),氮肥农学利用率为6.2 kg(籽粒)·kg~(-1)(N),磷肥农学利用率为13.8 kg(籽粒)·kg~(-1)(P_2O_5)。结合拟合度、最佳经济施肥量、经济收益、肥料农学利用率和一元模型的局限性分析得出,二元二次肥料效应模型最优,可作为黄河三角洲地区盐碱土冬小麦氮磷肥效模型的最佳选择。     

土壤类型和施氮量对连作春玉米产量及氮素平衡的影响

以吉林省春玉米连作体系为研究对象,采用多因素方差分析的方法,对多年田间定位试验结果进行分析比较,以探讨土壤类型变异对土壤―作物系统氮素平衡的影响。通过在相同气候条件下,2种土壤类型(黑土(黏化湿润均腐土)和风砂土(湿润冲积新成土))上开展的连续4年的氮肥施用量(0、168、312 kg hm~(-2))田间定位试验,研究了不同土壤类型间玉米产量、氮素矿化、残留及氮素表观损失的差异。结果表明,土壤类型显著影响玉米产量,黑土的玉米籽粒产量较高(6 469~10 106 kg hm~(-2)),平均为8 623 kg hm~(-2),风砂土的玉米籽粒产量较低(1 386~8 196kg hm~(-2)),平均为5911 kg hm~(-2);黑土和风砂土玉米籽粒产量的年际间(2009―2012年)变异系数分别为13.4%和59.1%,黑土的玉米籽粒产量稳定性显著大于风砂土;黑土连续4季氮素总表观矿化量为328 kg hm~(-2),为风砂土的2.2倍;受土壤质地影响,黑土收获后0~100 cm土层土壤矿质氮残留量为99~321 kg hm~(-2),显著高于风砂土(38~77 kg hm~(-2));在中等施氮(168 kg hm~(-2))条件下,黑土与风砂土的氮肥表观损失量无显著差异,分别为320 kg hm~(-2)和315 kg hm~(-2);当施氮量增加至312 kg hm~(-2)时,黑土和风砂土的氮肥表观损失量均显著增加,且风砂土的氮肥表观损失量达到827 kg hm~(-2),显著高于黑土。由于受土壤质地和土壤供肥能力的影响,土壤类型会对玉米产量、氮素矿化和表观损失有一定的影响,因此,在氮肥优化管理中应考虑土壤类型的变异。     

石家庄平原区粮食施肥增产对地下水开采量演变影响研究

通过对近30年来石家庄平原区农业开采地下水量与化肥施用量和粮食产量之间的关系研究,揭示了化肥施用在小麦玉米产量耗用地下水开采量中的影响作用。结果表明,化肥施用量增加使小麦玉米产量的增幅大大超过农用地下水开采量增幅,从而使单位小麦玉米产量所耗用的地下水开采量不断减小,从20世纪70年代的1.86 m3·kg-1减小到2000—2005年间的0.72 m3·kg-1。如果没有化肥的增产效用,按照20世纪70年代的化肥施用量水平(0.17 t·hm-2),达到现状的粮食生产规模需要耗用的地下水开采量将大大增加,20世纪80年代、90年代、2000—2005年间平均分别需要多耗用地下水10.35×108 m3、18.88×108 m3和20.12×108 m3。但是21世纪初期单位面积上化肥施用量水平已较高,继续增加化肥施用对粮食单产及单位小麦玉米产量耗用地下水强度影响不大。     

淮北变性土区夏玉米对氮磷钾肥的响应特点研究

通过一系列的田间试验,研究了淮北变性土区夏玉米对氮、磷、钾的响应特点。结果表明:(1)玉米对氮肥反应十分敏感,施氮有极为显著的增产效果,一般可增产1倍以上。氮肥最佳用量在300 kg hm-2左右,分配比例以基肥和追肥各占50%的增产效果较好。氮肥追施时以“开穴深施”为宜,可提高其利用率;(2)玉米对钾肥反应较敏感,施钾一般增产15%左右,效果显著。钾肥适宜用量为90~180 kg hm-2,而且以基肥施入为宜;(3)玉米对磷肥反应不敏感,施磷增产效果不显著,但玉米仍表现为氮磷钾配合时产量最高。因此,提出“增氮、节磷、补钾”的玉米施肥原则。     

江浙油菜主产区冬油菜的区域适宜施氮量研究

2008－2009和2009－2010年,在长江下游地区共布置10组冬油菜的氮肥用量田间试验,研究施氮对产量、干重、氮素吸收累积及氮肥利用效率的影响,通过肥效模型确定该区域油菜的适宜施氮量,为农民合理施氮提供依据。结果表明,长江下游地区冬油菜施氮增产效果显著,施氮270 kg hm-2时油菜产量达到最高的2581 kg hm-2,比对照平均增产1265 kg hm-2,增幅为121 %。施氮明显增加了油菜的地上部干重,促进其对氮素的吸收和累积,但过量施氮导致收获指数和氮素收获指数出现降低,并导致氮肥利用效率的显著下降。各试验点油菜的适宜施氮量平均为199 kg hm-2,此施氮量条件下不仅大幅减少氮肥投入,还同时获得较高的区域产量水平和氮肥利用效率。分析认为,当前长江下游地区油菜推荐施氮200 kg hm-2,不同地区和田块可根据实际情况进行微调。     

基于生命周期评估的冬小麦-夏玉米种植系统碳足迹核算——以山东省高密地区为例

粮食生产过程中的原材料生产、能源消耗、氮肥施用以及农机作业等过程均会排放大量的温室气体。本研究通过对山东省高密市冬小麦-夏玉米种植系统粮食种植过程的原材料投入和农业管理措施等进行问卷调查,采用生命周期评估(Life cycle assessment,LCA)方法学核算当地小麦和玉米生产过程的碳足迹(Carbon footprint,CFP)。结果表明,高密市小麦、玉米生产和冬小麦-夏玉米种植系统单位面积的碳足迹分别为5 183.33、3 778.09 kg CO_2-eq·hm~(-2)和8 961.42 kg CO_2-eq·hm~(-2),单位产量的碳足迹分别为0.69、0.40 kg CO_2-eq·kg~(-1)和0.53 kg CO_2-eq·kg~(-1),单位净现值的碳足迹分别为1.82、0.40 kg CO_2-eq·元~(-1)和0.44 kg CO_2-eq·元~(-1)。冬小麦-夏玉米种植系统粮食生产的碳足迹主要来自氮肥的生产(48.30%)和氮肥施用(12.04%)、灌溉耗电(12.94%)和农业机械耗油(11.20%)等方面。综上可知,优化肥料施用、减少氮肥用量和节水灌溉等措施是实现当地粮食清洁生产的重要途径。     

基于产量、氮效率和经济效益的春玉米控释氮肥掺混比例

设置多年多点大田试验,研究多环境条件下控释氮肥与普通尿素不同掺混比例对春玉米拔节期生长发育、成熟期产量及产量构成因素、氮素利用效率和经济效益的影响,并建立产量、氮肥偏生产力和施肥利润与控释氮肥掺混比例之间的关系以确定最佳掺混比例。结果表明,增加控释氮肥掺混比例可促进春玉米拔节期生长发育,其中显著增加叶片数并改善叶片氮营养状况。9个试验综合显示,春玉米产量和施肥利润随控释氮肥掺混比例的增加而显著提高并均在30%时达到最高,分别为10.12 t hm-2和5 071元hm-2,较普通尿素全施处理分别增加了0.98 t hm-2(10.8%)和1 639元hm-2(47.8%)。提高控释氮肥掺混比例获得增产的主要原因是显著增加了春玉米成熟期的穗粒数,同时对收获穗数也表现出积极影响。控释氮肥掺混比例增加显著提高春玉米的氮肥偏生产力,同时土壤氮素依存率则显著下降,两指标均在掺混比例超过30%后不再明显变化。各试验点春玉米的产量、氮肥偏生产力和施肥利润在整体上与控释氮肥掺混比例均存在极显著的一元二次关系,基于此三项指标推算得出适宜掺混比例平均分别为35.1%、35.2%和33.7%。可见,控释氮肥掺混施用有利于促进春玉米生长发育,获得增产增收并提高氮素效率,综合各方面表现确定控释氮肥的最佳掺混比例为30%~35%。