不同培肥措施对土壤物理性状及无机氮的影响

通过田间动态监测,在东北中部黑土区比较了不同培肥措施下0~60 cm土壤三相比、容重、含水量及无机氮的变化。结果表明,黑土的土壤容重在深松后随着玉米生育进程逐渐向初始状态(1.36~1.54 g cm-3)恢复;与常规栽培(T1)相比,深松+深追肥(T3)和深松+深追肥+增施有机肥(T4)可有效降低玉米成熟期时的土壤容重,改善土壤结构,使20~40 cm层次的土壤三相比接近理想值,T4处理下在成熟期(R6)20~30 cm和30~40 cm土层土壤三相比分别为53.4∶25.2∶21.4和50.9∶25.1∶24.0;此外,T4处理下20~40 cm土壤容重至成熟期时仍保持在1.16~1.29 g cm-3。深松促进了硝态氮的下移,优化了土壤中氮的分配;在开花后,T4处理下20~40 cm土层中硝态氮含量占总含量的31.1%~37.5%,有效的满足了生育后期根系对养分的需求;T4处理下20~50 cm土壤含水量显著提高,较T1处理下平均提高18.0%。研究表明,深松+深追肥+增施有机肥可以改善土壤物理环境,尤其是在20~40 cm,并能显著提升土壤水养库容能力,从而促进养分吸收,提高玉米产量。     

渗灌不同灌水控制上下限组合对保护地土壤脲酶活性的影响

以不同灌水控制上限(土壤水吸力6 kPa、9 kPa、12 kPa)和下限(土壤水吸力30 kPa、45 kPa、60k Pa)组合为试验处理,进行保护地番茄栽培渗灌灌水效果试验;试验于灌水处理后的第30 d采集土样,以各处理0～10 cm、10～20 cm、20～30 cm土层土壤为样本,测定土壤脲酶活性、铵态氮含量等指标,探讨灌水控制上限、下限对土壤脲酶活性的影响,分析脲酶活性与土壤含水量、铵态氮含量之间关系。结果表明:不同灌水控制上限、下限,即水分条件可显著影响土壤脲酶活性,三个深度层次土壤脲酶活性均以灌水控制上限12 kPa、下限60 kPa组合为最高;0～10 cm土层土壤脲酶活性与铵态氮含量呈显著的指数正相关关系1,0～20 cm、20～30 cm土层土壤脲酶活性与铵态氮含量间虽然也表现出了一定的正相关关系,但未达到5%显著水平。因此,降低灌水时土壤含水量和适量减少单次灌水量,有利于提高土壤脲酶活性,进而改善土壤氮素形态转化状况和对植物的氮素营养供应。     

耕层构建方式对土壤理化性状、玉米养分累积及根系形态的影响

以郑单958为试验材料,大田条件下设置T1（浅灭茬后直接播种）、T2（苗带深松后镇压）、T3（行间深松且苗带镇压）、T4（苗带行间全部深松）4种耕作方式,探明不同耕作方式对土壤理化性状、玉米根系空间分布、养分累积及产量的影响。结果表明,T2和T3处理的土壤三相比及土壤含水量均优于T1处理。与T1处理相比,T2和T3处理的根系总干重、总根长和总根表面积增幅分别为10.6%~55.7%、32.6%~43.6%、23.1%~38.9%,各土层间的根系分布更加合理化,提高了根系对土壤养分的吸收利用能力。T2和T3处理显著增加了子粒干重和子粒养分含量,增幅均在15.0%以上（P<0.05）。综上,苗带深松后镇压和行间深松且苗带镇压两种耕作方式均有利于玉米地上部生物量和养分的积累,可改善土壤结构,提高土壤含水量,增加土壤的液相和气相比例,进而促进玉米根系的生长发育及其对更深层次土壤养分的吸收。     

东北中部春玉米超高产群体养分管理模式的研究与验证

  【目的】  研究如何在肥料总量控制甚至减少的前提下,通过优化养分管理措施、提高种植密度,进一步挖掘东北中部黑土区春玉米的产量和肥料效应潜力,为春玉米超高产条件下养分高效利用提供理论指导。  【方法】  试验于2005—2013年在吉林省农安县靠山镇进行,在大田条件下设置2种模式,分别为普通高产养分管理模式 (HYNM)和超高产养分管理模式 (SHYNM),以先玉335和郑单958为供试材料,系统监测群体产量构成及养分偏生产力,剖析不同产量群体氮、磷、钾养分吸收、分配和转运特征。  【结果】  在东北中部黑土雨养区,超高产养分管理模式 (SHYNM) 下全区测产玉米单产达15017 kg/hm2 (先玉335),其产量构成为收获穗数76154 穗/hm2,穗粒数583,千粒重337.9 g。与普通高产群体相比,超高产群体对氮、钾肥的相对需求比例明显变大。群体氮素和磷素的吸收高峰在6展叶至12展叶阶段和吐丝期至乳熟期,钾素吸收高峰在6展叶至12展叶阶段。通过大区和生产两个阶段田间实证,超高产养分管理技术显著提高了花后养分累积量和对籽粒养分的贡献率,可以实现在15000 kg/hm2产量水平下,氮、磷、钾肥的偏生产力分别达50.2、100.5、100.5 kg/kg。品种间比较,先玉335比郑单958具有更好的产量表现,且植株养分向籽粒的转运效率更高,其籽粒中的氮、磷、钾累积量均高于郑单958。  【结论】  在合理提升密度的基础上,以“减控总肥量、分段供氮、花前重施磷钾”为主要原则的养分管理技术模式,配合化控措施,延缓了玉米生育后期叶片的衰老,保证了后期干物质积累,在显著增加收获穗数的同时,保证千粒重和穗粒数不降低,在生产中稳定实现了14500～15000 kg/hm2产量水平,同时实现了氮磷钾养分的高效利用。     

不同农艺运筹模式对玉米产量、养分吸收及群体光合特性的影响

以先玉335为试验材料,对种植密度等农艺措施进行优化组合。试验设置农户栽培(CK)、优化管理模式1(Opt-1)、优化管理模式2(Opt-2)、优化管理模式3(Opt-3)4种农艺运筹模式,比较分析不同农艺运筹模式下玉米的产量及构成因素、干物质积累与分配、养分吸收利用特征及光合特性。结果表明,Opt-1、Opt-2、Opt-3处理两年的平均产量分别较对照提高了25.7%、48.9%、44.5%。Opt-1、Opt-2、Opt-3处理下群体生物量分别比CK处理增加9.5%、37.2%、16.3%。Opt-2处理氮肥用量为300 kg/hm~2,比Opt-3处理高出33.3%,但其子粒养分积累量与Opt-3处理无显著差异,且其肥料偏生产力与CK处理无显著差异。Opt-3处理下开花期叶面积指数(LAI)较高且花后LAI下降速率减缓,净光合速率和气孔导度分别较CK增加22.0%和5.6%,且与Opt1处理差异显著。Opt-3处理种植密度增加到7.0万株/hm2,进一步增强了玉米叶片的光合性能。     

氮肥一次性基施与分次施用对春玉米氮素利用的差异

通过两年田间定位试验,研究不同氮肥施用方式下玉米产量形成与氮素吸收动态特征。结果表明,增施氮肥后,玉米产量、生物量和吸氮量分别增加121.97%～177.88%、95.08%～127.77%、206.18%～295.46%,氮肥一次性基施(N1)和氮肥分次施用(N2)两个处理下植株生物量和氮累积量均在12展叶(V12)至吐丝期(R1)增长最快。与N1相比,N2处理下吐丝后干物质累积量增加30.18%,氮素累积量增加105.53%;N2处理下吐丝后氮素累积量对子粒的贡献率达68.13%～75.00%,显著高于N1处理。N2处理下玉米产量、生物量、吸氮量两年平均较N1处理分别增加7.60%、4.56%和3.19%,氮肥利用率、生理利用率、偏生产力和农学效率平均较N1处理分别提高6.13%、10.22%、3.83%和12.58%。N2处理通过氮肥的分次施用保障了玉米开花后的氮素供给,提升了氮肥利用效率,更有利于玉米的高产稳产。     

不同栽培方式下春玉米连作体系土壤氮素累积特征

通过3年定位试验,研究两种栽培方式下不同氮素输入处理秋收后的土壤无机氮积累,分析东北春玉米高产田的土壤无机氮运移规律。研究结果表明,高产栽培方式可显著提高产量,平均较习惯栽培方式增产33.7%。硝态氮是农田土壤无机氮的主要组分,平均占到87.1%,土壤无机氮含量随施氮量的增加而增加,通过优化栽培措施可以有效降低土壤硝态氮的下移趋势;当降雨量较大时,70~100 cm土壤中硝态氮会随施氮量的增加而大量累积。综合考虑产量与环境效益,应适当减少基肥用量,从而降低土壤中硝态氮淋失风险。     

综合农学管理模式对春玉米产量和养分累积特征的影响

【目的】 研究综合农学管理模式下春玉米产量及开花前后植株养分累积与转运特征,旨在为春玉米高产高效生产提供理论和技术支持。【方法】 试验于2009—2011年在吉林省公主岭市铁北区进行,以先玉335为供试材料,在大田条件下设置5种不同农学管理模式,即无肥区（CK）、农户习惯模式（FP）、综合农学管理模式1（Opt-1）、综合农学管理模式2（Opt-2）、综合农学管理模式3（Opt-3）,通过3年定位试验,系统监测不同生育时期植株氮、磷、钾养分吸收与累积特征,重点对开花前后春玉米干物质及氮磷钾养分累积与转运特征进行比较研究。【结果】 合理增密、平衡施肥和深松作业是春玉米获得高产的关键措施。5种模式间以Opt-3最优,与农户习惯模式（FP）相比,Opt-3产量和干物质累积量增幅分别为13.9%和22.4%,其增产贡献主要来自于收获穗数（较农户模式增加34.3%）。在与FP处理化肥投入量基本一致的情况下,Opt-3处理下植株氮、磷、钾累积量分别增加9.5%、28.1%和23.9%,氮、磷、钾素转运效率分别增加47.7%、21.7%和45.0%,氮肥偏生产力增加14.0%,磷肥偏生产力增加4.4%。与Opt-1模式相比,Opt-3处理主要通过增加密度实现了产量的进一步提升（较Opt-1种植密度增加10 000株/hm ²,增产56—346 kg·hm ^-2）;与Opt-2模式相比,Opt-3主要通过肥料的进一步优化实现了效率的提升（较Opt-2氮肥农学利用率提高29.5%）。通过肥料成本核算,Opt-3处理较FP处理增加收益2 218元/hm ²,较Opt-1处理增加收益290元/hm ²,较Opt-2处理节约成本367元/hm ²。【结论】 合理增密至70 000株/hm ²、优化化肥用量（N 225 kg·hm ^-2-P₂O₅ 90 kg·hm ^-2-K₂O 90 kg·hm ^-2）和施用时期、增施有机肥（15 000 kg·hm ^-2）、补充中微肥（150 kg·hm ^-2）,并结合土壤深松是较为优化的综合农学管理模式,可以实现东北中部春玉米产量和效率的协同提升。     

基于最小数据集的不同有机物料还田黑土土壤质量评价

【目的】研究不同种类有机物料还田对黑土质量的影响,并对土壤质量进行量化评价,为黑土资源的可持续利用提供理论依据。【方法】基于黑土区中部多年定位试验,选取无肥（CK）、单施化肥（NPK）、化肥配施玉米秸秆（NPK+JG）、化肥配施堆肥（NPK+DF）、化肥配施牛粪（NPK+NF）、化肥配施鸡粪（NPK+JF）和化肥配施猪粪（NPK+ZF）7个处理,研究不同种类有机物料还田后耕层（0～20 cm）土壤基本理化指标的变化,建立了土壤质量评价全量数据集,通过主成分分析法和皮尔森分析法筛选出最小数据集,计算各处理土壤质量指数（SQI）。【结果】不同种类有机物料对土壤基本理化指标的影响各异,NPK+DF处理土壤有机质与活性有机质含量显著高于其他处理,土壤全氮和全磷含量的最高值分别出现在NPK+DF和NPK+JF处理。土壤质量评价最小数据集是由全磷、容重和阳离子交换量三项指标组成。基于最小数据集计算出的土壤质量指数高低表现为：NPK+JF(0.780)> NPK+ZF(0.765)>NPK+DF(0.741)> NPK+NF(0.735)> NPK+JG(0.699)>...     

玉米秸秆源有机物料对黑土养分有效性与酶活性的提升效应

[目的]研究以玉米秸秆为主要原料制备的不同类型有机物料对东北黑土土壤肥力和玉米产量的影响,为黑土地保护和秸秆资源高效利用提供理论依据.[方法]田间定位试验连续进行了5年.试验设不施肥对照(CK)、单施化肥(NPK)、化肥配施秸秆(NPK+ST)、化肥配施生物炭(NPK+BR)以及化肥配施堆肥(NPK+CP)5个处理,各...