生态肥料的研发理念

正国家统计局:2015年全国粮食总产量为62143.5万吨,比上年增产1440.8万吨,增长2.4%。中国粮食生产实现了"十二连增",这是一个非常大的成就,得益于政策、科技和机制的支撑。但是,从资源投入和粮食增产的关系来看,粮食增长是建立在肥料、农药、地膜以及科技的高投入之上。从长远来看,耕地和水资源的下降,导致粮食增产有较大困难,需要大量肥料的投入。同时,从全国污染源普查结果来看,化学需氧量、总氮、总磷对于农业的贡献分别     

不同密度和氮肥用量对水稻产量、构成因子及氮肥利用率的影响

针对水稻生产中氮肥用量过高、劳动力成本上涨及移栽密度越来越低的现状,设置氮肥、密度互作试验,研究施氮量和移栽密度及其互作效应对水稻产量和氮肥利用率的影响,以期为水稻节氮、省工合理栽培及高效施肥提供理论依据。结果表明,氮肥用量和密度均可显著影响水稻产量,互作效应显著。施氮(N82.5、N165.0、N247.5)后平均分别增产30.6%、47.8%、44.6%;密度为21万蔸/hm2时,籽粒产量最高。有效穗数随施氮量和移栽密度的增加而增加,提高密度后实粒数、结实率和千粒重则出现降低。氮肥利用率随施氮量增加而下降,随密度增加先上升后下降。在资源短缺、环境污染及生产成本上涨的形势下,低氮水平时应适当增加密度,提高移栽密度时则应控制氮肥用量。在本试验条件中,移栽密度为22.1万蔸/hm2的基础上施氮194.9 kg/hm2是实现水稻高产高效、节氮、省工栽培的合理组合。     

9个水稻品种对氮、磷和钾肥的响应及差异

采用田间试验研究了施肥对9个水稻品种的产量、养分吸收及氮肥利用率的影响,并比较了不同品种水稻对肥料的响应差异,以期为水稻的科学施肥提供依据。结果表明,不施肥处理(CK)9个水稻品种产量变幅为5 312~7 473 kg/hm2,平均为6 444 kg/hm2,变异系数为13.3%。NPK处理显著提高了各品种产量,与CK相比,增产量分别为3 240~5 578 kg/hm2,平均增产量4 262 kg/hm2;增产率分别为47.2%~91.3%,平均增产率66.1%。试验条件下,施氮可显著提高各品种产量和氮素吸收量,与不施氮处理(PK)相比增产39.6%~90.9%,氮素吸收量增加59.4%~157.8%;磷、钾肥对水稻的产量无显著影响。不同水稻品种的氮肥利用率也存在较大差异,变幅为23.2%~53.8%。     

不同种类绿肥翻压对土壤肥力的影响

通过模拟试验,研究了旱地翻压箭筈豌豆（Vicia sativa L.）、苕子（Vicia villosa Roth. Var.）和山黧豆（Lathyrus palustris l. Var. Pilosus ledeb）三种绿肥对土壤肥力特性的影响。试验结果表明,在绿肥翻压腐解过程中,土壤pH（原始pH值为5.95）均呈现出先升高后降低最后趋于平缓的趋势,在翻压0～25 d内高于不翻压绿肥对照,之后始终低于对照。翻压绿肥处理的土壤有机碳含量均高于对照,增幅为1.6%～6.2%。土壤无机氮含量显著高于对照,无机氮形态0～20 d以铵态氮为主,30～70 d以硝态氮为主,翻压70 d时,硝态氮含量较对照增加了15倍以上。翻压绿肥后土壤速效磷的含量均高于对照,增幅为11.9%～37.7%。翻压绿肥的土壤速效钾含量在翻压15 d时达最高且均比对照增加1.5倍以上。不同绿肥对土壤养分特性的影响不同,山黧豆处理的土壤pH变化幅度最大,土壤有机碳和无机氮含量最高,箭筈豌豆处理的土壤速效钾和速效磷含量最高。本试验条件下,三种绿肥翻压均能够改变土壤pH值,提高土壤硝态氮和速效钾含量,土壤有机碳和速效磷含量略有增加。     

配方施肥对一年生黑麦草产草量及品质的影响

通过大田试验研究了施肥对一年生黑麦草（Lolium multiflorum）“特高”的产草量及营养品质的影响,并运用概略养分分析法评价了其饲用营养价值。结果表明,配方施肥1（N450P45K90）和配方施肥2（N540P180K360）均可显著提高黑麦草鲜草产量,与不施肥处理（CK）相比分别增加了2.6倍和3.1倍;配方施肥2处理的产量比配方施肥1处理显著增产12.0%。黑麦草干物质积累速率呈先增加后降低的趋势,播种后130 d左右,日积累速率达最大值,为223.9 kg/(hm2·d)。施肥提高了黑麦草磷、钙、粗蛋白（CP）和粗脂肪（EE）含量,降低了无氮浸出物（NFE）含量。配方施肥2与配方施肥1相比,3次收获的黑麦草CP、EE和粗灰分（CA）含量均有所提高,而粗纤维（CF）和NFE含量则略有降低。两种施肥措施均可显著提高黑麦草CP、EE、CA、CF、NFE及总能量（GE）的产出,且配方施肥2对其影响程度要大于配方施肥1处理。     

冬油菜叶片SPAD的时空分布和氮素诊断的叶位选择

在大田试验条件下测定分析不同施氮水平冬油菜关键生育期SPAD值的时空分布特征,并对不同叶位及叶片不同部位SPAD值与叶绿素含量、叶片含氮量、植株全氮含量及籽粒产量之间的相关性进行分析,探求应用SPAD仪诊断油菜氮素营养状况的最佳测试叶位及位点。结果表明,油菜主茎顶部4片完全展开叶SPAD值存在显著空间差异,增加施氮量能显著提高各叶位叶SPAD值,同时减少叶位间的差异;六叶期、蕾薹期以顶4叶（TL4）SPAD值对氮素的敏感性最大,初花期和盛花期则最低。不同部位间,六叶期和初花期以中部SPAD值对施氮量增加的响应最敏感,盛花期则最迟钝,蕾薹期介于顶部和基部之间。综合分析认为,应用SPAD仪监测油菜氮素营养状况的最佳测试叶位和位点为主茎顶4片完全展开叶中部,该部位SPAD值与叶绿素含量、叶片含氮量和植株全氮含量之间的相关性均达到显著或极显著水平,满足氮素营养快速诊断的要求。     

缺钾对油菜主序产量性状的影响及施钾效果

在大田试验条件下设置施钾(+K)与不施钾(–K)处理,研究缺钾土壤上施钾对油菜产量的影响,并重点研究主序不同部位产量性状对施钾反应的差异。结果表明,缺钾土壤上施用钾肥油菜产量显著提高,增产量为1 321 kg/hm2,增产率达111%,同时单株角果数和每角粒数显著增加,增幅分别达50.1%和9.2%。施钾显著提高单株主序籽粒重、单株主序角果数和每角粒数,增幅分别为33.6%、21.6%和10.3%。施钾对主序不同部位籽粒重、角果数和每角粒数的提高程度不同,其中对主序上部的影响显著大于主序中下部;与不施钾相比,施钾主序上部籽粒重、角果数和每角粒数分别提高69.6%、41.7%和20.1%,该序段相应的钾积累量提高124.4%。综合结果表明,钾肥施用显著提高油菜籽产量,主要途径是增加了角果数和每角粒数,从油菜果序产量性状看,钾素对果序上部的影响显著大于果序中下部。     

油菜长效专用配方肥施用效果研究

2012~2013年在冬油菜主产区布置15个田间试验研究油菜长效专用配方肥(N-P2O5-K2O-B:20-7-8-0.2,及5%的其他中、微量元素)的施用效果,为油菜一次性施肥配方的推广及改进提供依据。结果表明,与不施肥处理相比,常规施肥与专用肥均能明显提高油菜籽产量、收入及养分吸收量。与常规施肥相比,在减少总养分用量且肥料一次性施入的情况下,油菜长效专用配方肥在85%以上的试验点表现出增产或稳产效果,平均增产量为133 kg/hm2,增产率为8.1%,增加经济收益1 624元/hm2。施用油菜长效专用配方肥促进了油菜对养分的吸收,N、P2O5、K2O累积量较常规施肥分别增加10.8、2.1、7.9 kg/hm2。研究表明,油菜长效专用配方肥对油菜产量的贡献率平均为51.8%,农学利用率平均为5.5 kg/kg,均高于常规肥料。整体而言,施用油菜长效专用配方肥能提高油菜产量和施肥效益,可作为油菜轻简化施肥技术进行推广应用。     

施肥管理对油菜种子萌发特性的影响

直播是油菜轻简化、机械化生产的重要环节,为了明确生长季施肥管理对油菜种子萌发特性的影响,通过室内种子萌发试验研究了田间条件下不同施肥处理收获后油菜种子萌发的差异,结合种子养分含量以及可溶性糖等生理指标初步揭示了其作用机制。研究结果表明,不同施肥处理显著影响油菜种子养分含量,其中种子氮、磷含量变化最大。与平衡施肥处理相比,不施肥各处理种子氮和磷含量分别降低了5.9%～16.9%和0.0%～27.6%。不同施肥处理种子的萌发存在明显差异,以平衡施肥处理各项指标最高,与平衡施肥处理相比,不施氮和不施硼处理显著降低了种子发芽势和正常苗率,不施磷处理的畸形苗率最高为27.7%。相关分析表明,油菜种子的氮、可溶性蛋白含量与种子未成苗率呈显著的负相关,而种子的发芽率和发芽指数则与种子磷、硼以及可溶性糖含量密切相关,种子磷含量的降低会增加油菜种子畸形苗率。因此,直播油菜育种应加强养分管理,尤其是氮、磷和硼肥的施用,以改善油菜种子的质量,提高直播油菜的产量。     

干湿交替下氮肥施用对土壤有机氮库转化的影响

水旱轮作条件下频繁的干湿交替显著影响了土壤氮素转化。为了明确干湿交替下氮肥施用对土壤有机氮库转化的影响,采用室内培养的方法,研究模拟淹水、干旱、水改旱、旱改水条件下,氮肥施用对土壤有机氮库动态变化的影响,以期为水旱轮作体系氮肥合理施用提供理论支撑。结果表明,氮肥施用能够显著提高土壤酸解态总氮含量,不同水分条件下土壤酸解态总氮含量无明显差异,但对酸解态总氮各组分含量产生显著影响。模拟淹水条件下酸解态氮主要以酸解铵态氮和未知态氮形式存在,分配比例分别为40.2%和33.7%,而模拟旱地条件下主要以氨基酸态氮和未知态氮形式存在,分配比例占到了40.7%和31.5%。经水分条件转换后,各种水分条件下土壤酸解铵态氮和氨基酸态氮含量均出现降低,水改旱条件下土壤氨基糖态氮含量显著提高,而旱改水条件下未知态氮含量显著提高。在整个培养阶段,土壤铵态氮与酸解铵态氮存在极显著的正相关,具有相似的变化规律。综上所述,氮肥施用到水田初期有利于提高土壤铵态氮和酸解铵态氮含量,随后这两种氮组分逐渐分解转化,而氨基糖态氮含量逐渐提升,氨基糖态氮是水旱轮作体系中肥料氮素的重要“中