春玉米土壤矿质氮累积及酶活性对施氮的响应

【目的】东北地区春玉米生产中过量施用氮肥的现象普遍存在,导致氮肥利用效率下降,氮素污染严重。有关施氮对东北春玉米土壤矿质氮累积特性影响的研究鲜有报道。本文利用春玉米土壤矿质氮累积量及氮代谢关键酶活性对施氮的响应行为,探寻春玉米的合理施氮量。【方法】采用田间试验和室内分析相结合的方法研究春玉米土壤矿质氮累积量及氮代谢关键酶活性对施氮的响应行为。设计6个施氮水平(N 0、 60、 120、 180、 240和300 kg/hm2)。自播种开始,每隔15 d分层采集0120 cm土样一次,共取样10次,进行相关指标的测定与计算。收获时,选择代表性的春玉米进行考种测产。【结果】春玉米产量随施氮量增加显著增加,当施氮量高于N 240 kg/hm2时,产量有减少的趋势。土壤中累积的矿质氮以硝态氮为主,其变化行为受施氮量和生育时期的双重制约。土壤硝态氮累积量随施氮量的增加和生育时期的推进均显著增加。受氮肥追施的影响,拔节~大喇叭口期和抽雄期060 cm土层铵态氮累积量与苗期和成熟期相比显著增加;从苗期到抽雄期,060 cm土层的硝态氮累积量显著增加,而60 cm以下土层无规律性变化。除成熟期外,其他3个生育时期土壤硝态氮累积量均随施氮量的增加显著增加,而随着土层的加深呈降低趋势。与施氮量低的处理(无硝态氮累积峰)相比,N240和N300处理的硝态氮累积峰从拔节期的2060 cm迁移到抽雄期的80100 cm,说明过量施氮增加了硝态氮淋溶损失的风险,对环境形成一定的威胁。土壤脲酶和硝酸还原酶活性均随着施氮量的增加先增加后降低,均随着生育时期的推进呈波浪式变化,峰值出现在拔节期~抽雄期,这与土壤中铵态氮和硝态氮累积量的变化趋势相一致。【结论】综合考虑春玉米产量性状、 矿质氮累积量、 氮代谢关键酶活性和经济效益,初步认为,在本试验条件下,春玉米的适宜施氮量在179~209 kg/hm2之间,且在生产上应用该施氮量可以实现氮肥用量降低、 产量增加、 氮肥效率提高及生态环境保护的协调一致。     

测土配方施肥方法研究

通过田间试验与土壤测试得出:玉米施用钾肥的效应函数及其最佳用量;玉米施用钾肥最大效益与最高产量用量同钾肥增产绝对值、相对值与效益值均存在直线正相关;玉米钾肥最佳用量同土壤有效钾测定值存在着密切的直线负相关。在明确上述问题的基础上,提出应用土壤有效钾测定值直接推荐玉米施用钾肥的最佳用量方法。同时,依据土壤有效钾测得值与玉米钾肥最佳用量的相关模式,提出了土壤有效钾在不同含量水平条件下,玉米施用钾肥最大效益与最高产量的推荐量。     

施用常规磷水平的80%可实现玉米高产、磷素高效利用和土壤磷平衡

【目的】近年来,黑土有效磷含量呈逐年增加趋势。研究田间条件下,黑土的玉米产量及构成因素、磷素的吸收利用和土壤有效磷含量变化对不同施磷水平的响应,为黑土区的磷肥合理施用和地力培育提供理论依据。【方法】在土壤有效磷初始含量较高（30.15 mg/kg）的吉林公主岭黑土区,进行了3年的田间试验,以不施磷肥为对照（P0）,设置当地磷肥用量的80%（P₂O₅ 60 kg/hm2,P60）和当地施肥量（P₂O₅75 kg/hm2,P75）,研究不同施磷水平对玉米产量及产量性状、磷素吸收分配、磷肥利用效率的影响,并分析了土壤表观磷平衡和有效磷含量的变化。【结果】连续三年（2009~2011年）不同施磷水平下,玉米的产量随施磷水平的提高而增加,到第三年施磷处理的玉米产量显著高于不施磷处理,随施肥年限增加,P60与P75处理的增产效应差距缩小。P75处理吸收的磷素高于P60,但分配到籽粒中的磷素比例逐年下降,说明其吸收的磷素未高效转移到籽粒中,存在磷素奢侈吸收现象。两个施磷处理的磷肥利用率均为P75>P60,磷肥偏生产力均为P60>P75,说明P60处理中土壤基础养分和施入磷肥的综合效应更大。2009~2011年,土壤的表观磷平衡,P0处理一直处于亏缺状态,P60和P75处理均有盈余。P0、P60和P75处理的土壤有效磷的变化量为-15.4、-0.19和3.50 mg/kg。有效磷含量变化与表观磷盈余量呈极显著线性正相关,土壤P盈余每增加100 kg/hm2,有效磷含量增加9.6 mg/kg。【结论】在有效磷含量较高的黑土区,适当减少磷肥用量（60 kg/hm2 P₂O₅,比传统施肥减少20%）能获得与传统施磷相当的产量,维持土壤适宜的有效磷含量和供磷水平,并能保证磷肥的高效利用。可以考虑将P₂O₅ 60 kg/hm2作为黑土区的推荐施磷水平。     

高产大豆钾素需求特性的研究

通过吉林省两个不同气候区大豆试验研究表明:施用钾肥能够促进大豆生长发育,提高大豆产量,同时还能促进对氮磷的吸收。施用钾肥60 kg/hm2,钾肥利用率最高,并可获得最大的经济效益。     

不同施氮水平下水稻的养分吸收、转运及土壤氮素平衡

【目的】为解决东北地区水稻合理施用氮肥问题,系统研究了不同施氮水平条件下,东北水稻产量及构成因素、养分吸收、转运、氮肥利用效率及土壤氮素平衡的变化,并探讨各养分间及其与产量间的关系,为东北地区水稻合理施氮提供理论基础。【方法】于2012~2013年在吉林省松原市前郭县红光农场,选用当地主栽水稻品种富优135和吉粳511为材料,设置施N 0、60、120、180和240 kg/hm25个水平。于水稻返青期、分蘖期、抽穗期、灌浆期及成熟期采集植株样本,分为茎鞘、叶片和籽粒三部分,测定氮、磷、钾含量,计算水稻主要生育期植株养分吸收、转运、氮素利用特性的相关参数及各养分吸收、转运与产量间的关系。水稻移栽前和收获后采集0—100 cm土壤样品,每20 cm为一层(共5层),测定铵态氮、硝态氮含量,并根据各层土壤容重计算0—100 cm土体无机氮积累量,分析土壤氮素平衡状况。【结果】施氮量60~180 kg/hm2范围内,水稻产量随着施氮水平的提高而增加,氮肥用量超过180 kg/hm2水稻产量下降。结合当年水稻和肥料价格,根据水稻产量(y)和施氮量(x)拟合方程,得出最高产量氮肥用量分别为212.8 kg/hm2和220.6 kg/hm2,施氮范围在202.2~231.6 kg/hm2之间,最佳经济产量氮肥用量分别为203.0和209.1 kg/hm2,施氮范围在192.9~219.6 kg/hm2之间。施用氮肥可显著提高水稻主要生育期氮、磷、钾吸收量,且能提高水稻抽穗期氮、磷、钾养分向籽粒的转运,施氮量180 kg/hm2处理抽穗期各养分累积量与籽粒转运量呈正比,当氮肥用量超过180 kg/hm2后,氮、磷、钾养分向籽粒转运出现负效应。氮素农学利用率和偏生产力随着施氮水平的提高而显著下降,氮肥当季回收率以施氮量180 kg/hm2处理最高。相关分析表明,水稻主要生育期氮、磷、钾的吸收、转运与产量间均存在显著或极显著的正相关性,其中灌浆期氮、磷、钾的吸收状况与产量间的相关系数最大。施用氮肥可显著提高收获后0—100 cm土壤中残留无机氮(Nmin),氮素表观损失量随施氮水平的提高而增加。【结论】适宜的氮肥用量可显著提高水稻产量,各生育时期养分吸收总量,提高水稻生育后期秸秆中氮、磷、钾向籽粒的转运量,并能降低土壤氮素表观损失量。综合考虑提高水稻产量、效益、氮肥当季回收率及维持土壤氮素平衡等因素,在本试验条件下,施氮范围在192.9~219.6 kg/hm2。     

对应用土测值直接推荐磷肥用量方法的田间校验

田间试验得出:玉米施用磷肥最大效益与最高产量用量同土壤有效磷测得值的两个函数方程及其代表吉林省有效磷含量不同土壤的磷肥最大效益与最高产量推荐量;通过土壤有效磷含量不同(2.1～81.2mg/kg)的白浆土、黑土和淡黑钙土,74个磷肥量级田间校验得出,玉米施用磷肥最大效益与最高产量用量及其变幅(0～109.5 kg/hm2与10.1～125 kg/hm2);通过上述两项结果运算得出,"应用土测值直接推荐磷肥最佳用量法"的准确程度(田间校验获得的实际量与推荐量的吻合率高达92%)和精度(田间校验获得的实际量与推荐量的差值仅仅为-14.7%～15.3%与-13.1%～13.9%)均较高。     

平衡施肥对优质大豆产量和品质的影响

在吉林省公主岭市刘房子镇黑土上进行的优质大豆平衡施肥试验结果表明:影响大豆高产的主要养分限制因子是钾,氮对优质大豆的粗脂肪含量影响最大,磷对优质大豆的粗蛋白含量影响最大,大豆平衡施肥不仅可以促进其生长发育,显著提高产量,还可以增加大豆子粒中粗脂肪和粗蛋白含量。不施钾肥产量降低10.6%,不施氮肥粗脂肪含量降低5.9%,不施磷肥粗蛋白含量降低6.28%。因此,优质大豆施肥应重视氮磷钾的配合施用,以达到高产、优质的目的。     

应用“肥料量级”试验建立吉林省春玉米磷肥施用指标体系

应用"肥料量级"试验结果建立吉林省适宜春玉米生产体系的磷肥施肥技术指标体系.以相对产量75%,90%和95%为标准,=将吉林省土壤有效磷划分为低、中、高和极高4级;并用一元二次加平台模型对不同土壤养分分级范围内施肥量与产量关系进行模拟,计算最佳磷肥用量.结果表明:当吉林省土壤有效磷含量处于低等级(Olsen-P<5 mg/kg)时,磷肥(P2O5)用量应为83 kg/hm2;中等(Olsen-P 5～21 mg/kg)时.磷肥用量为60 kg/hm2;高等级(Olsen-P 21～34 mg/kg)时,磷肥用量为45 kg/hm2;当土壤有效磷高于34mg/kg时,短期内无需磷肥施用.     

水稻养分吸收和转运及产量对施钾的响应

为解决吉林省水稻合理施用钾肥问题,通过2年(2014—2015)田间试验,研究了不同施钾(K2O)量(0,40,80,120,160 kg/hm~2)对水稻产量、养分吸收、转运及利用的影响。结果表明:水稻产量随施钾量的增加呈先增后降的趋势。将水稻产量(y)和施钾量(x)拟合,得出最佳施钾量分别为114.5 kg/hm2和108.1 kg/hm~2。施钾可增加水稻各生育期氮、磷、钾吸收量,且能促进抽穗期水稻营养器官氮、磷、钾养分向子粒的转运,其中施钾量为40~120 kg/hm~2时,抽穗期的氮、磷、钾积累量与转运量呈正相关,当钾肥用量增加至160 kg/hm2时,氮、磷、钾转运量与抽穗期养分积累量呈负相关。水稻钾素农学利用率、偏生产力和生理利用率表现为随施钾量的增加而下降。钾素当季回收率表现为随施钾量的增加先增后降,其中施钾量为120 kg/hm~2的处理最高。相关分析表明,除水稻返青期外,其他各生育期氮、磷、钾的吸收间及转运间均存在显著或极显著的正相关关系,并且水稻氮、磷、钾的吸收、转运与产量也存在显著或极显著的正相关关系。综合水稻产量、养分吸收、转运及钾素利用效率对施钾量的响应以及稻株氮、磷、钾的吸收转运与产量关系间的表现,在此试验条件下,钾肥用量为108~120 kg/hm~2较为适宜。     

玉米高产的化肥效果及养分需求与利用

试验研究结果表明 ,在玉米高产施肥中 ,以氮肥效果最好 ,增产 33 6% ,其次为钾肥 ,增产 13 5% ,磷肥仅增产 7 8% ,中、微量元素肥料具有显著的增产效果。研究结果还表明 ,四密 2 5是吸收土壤养分能力较强和需肥数量较大的品种 ,在生产上应选择较高肥力的土壤种植并重视氮、钾化肥和中、微量元素肥料的施用 ,磷肥施用量要因土壤含磷量来确定 ,不宜过多。获得公顷产量 12 0 0 0kg以上时玉米的氮肥利用率为 4 0 1%以上 ,磷肥利用率为 18 7%以上 ,钾肥利用率为4 8 4 %以上。