河北省小麦生产体系中化肥投入的氮排放和碳足迹分析

分析河北省小麦生产的变化特征,并利用生命周期评价法(LCA)对化肥投入所产生氮排放和碳足迹进行定量分析,以期助力农业减排,为小麦产业绿色发展提供决策依据.结果表明:2003—2021年河北省小麦总产量逐年递增,播种面积基本稳定在2.3×10^(6)hm^(2)左右,单产增产显著;2010年之前播种面积增加对总产的贡献大,2011年后单产提升对总产贡献大;18年间小麦生产中纯氮肥和复混肥施用最多,分别占总量的39.4%和58.4%;氮肥偏生产力在19.3~26.4 kg/kg之间,呈上升走向;对环境产生的活性氮排放主要以NH3挥发为主,占总量的63.5%;2004—2021年化肥投入对环境所产生的总碳排放量下降34.5%,单位面积化肥投入所产生的碳排放下降28.2%;化肥生产碳排放>化肥施用碳排放;对化肥投入碳足迹影响的主要因素是纯氮肥用量.

绿色智能复合肥

绿色智能复合肥以其资源全量利用、精准匹配土壤-作物系统养分需求、提高作物产量和养分利用率等显著优势,在农业生产实践中有着广泛的应用前景。绿色智能复合肥通过解决肥料产品与区域土壤-作物系统不匹配的难题,实现资源高效、增产提质与生态环保的目标;添加控失剂/缓释剂,调节养分释放,提高作物产量;实现稻田系统氮、磷养分的高效利用,在保证水稻产量和品质的同时,减少氮、磷养分损失和环境风险。

中国农田磷流失风险评价及其关键驱动因素

农田面源磷流失是农业面源污染的重要原因之一,识别流域内农田磷流失风险的关键源区及其影响因子是面源污染控制的重要手段。基于磷指数模型开展2000—2020年中国农田磷流失风险评估,选取土壤有效磷含量、磷肥施用量为源因子,土壤侵蚀模数、年径流深、农田和水体间归一化距离指数为迁移因子,结合GIS技术评估了中国农田磷流失的关键源区;在此基础上,利用随机森林法分析影响中国农田磷流失的关键因子,并通过结构方程模型揭示了农田磷流失风险指数与各因子的关系。结果表明:1)2000—2020年中国农田的磷流失的低、中、高、极高风险面积分别占农田总面积的43.8%、40.5%、13.4%、2.4%。2)中国农田磷流失在2000、2005、2010、2015、2020年高风险和极高风险总面积的年平均占比从大到小依次为:淮河流域、长江流域、珠江流域、东南诸河流域、松辽河流域、西南诸河流域、黄河流域、内陆河流域、海河流域。3)影响农田磷流失风险的关键源因子和迁移因子分别为土壤有效磷含量和归一化距离指数,其重要性特征值分别为129.53和65.12,土壤有效磷含量是农田磷流失最主要影响因子。4)磷流失风险指数与源因子指数、迁移因子指数呈极显著正相关,选取的14个指标对磷指数的解释度达0.62,其中源因子和迁移因子对磷指数的贡献率分别为0.77、0.19(P <0.001)。研究结果可为中国农田磷流失风险评估提供科学参考,对中国农业面源污染的宏观防控及战略决策具有重要意义。

化肥减量配施有机肥对植烟土壤理化特性和微生物群落结构的影响

探究化肥减量配施有机肥对植烟土壤理化性质和微生物群落结构的影响,为烟草生产上肥料减量和有机肥的合理施用提供理论参考。以常规施肥不配施有机肥为对照(CK),采用Illumina高通量测序技术,结合生物信息学,分析化肥减量10%(T1)、化肥减量10%+芝麻饼肥(T2)、化肥减量10%+腐殖酸肥(T3)、化肥减量10%+芝麻饼肥+腐殖酸肥(T4)等不同处理下土壤理化性质和微生物群落结构的变化特征。结果表明,与CK相比,T1处理的植烟土壤养分含量和土壤酶活性均下降、土壤物理特性略有改善,配施有机肥使土壤养分和物理特性得到进一步改善,容重降低、含水率和孔隙度增加,T2和T4处理的有效磷、速效钾含量显著高于CK和T1处理,所有配施有机肥处理的土壤酶活性均显著增加。配施有机肥增加了植烟土壤中的细菌和真菌门类,其中优势细菌门类均为变形菌门和放线菌门,其次是厚壁菌门、拟杆菌门、绿弯菌门、酸杆菌门,优势真菌门类为子囊菌门、子囊菌门盘菌亚门、被孢霉门、绿藻门、纤毛虫门、担子菌门。Alpha多样性指数表明,化肥减量降低了微生物群落的丰富度,但配施有机肥处理增加了细菌和真菌群落多样性指数,其中细菌群落丰富度提高更明显。RDA分析表明,影响土壤微生物群落结构与多样性的重要土壤理化因子包括有机质、速效钾、碱解氮、有效磷和土壤物理特性等,相对而言土壤理化因子对细菌群落结构的影响更大。综上,化肥减量配施有机肥对土壤养分、物理特性、土壤酶活性及微生物群结构有显著改善效果,尤其以同时配施芝麻饼肥和腐殖酸肥处理的效果更佳。

控失尿素对氮素利用率、土壤硝态氮含量及冬小麦增产效果的影响

为探索控失尿素的施用方法,发现控失尿素在施用中存在的问题,以冬小麦为试验对象,开展了田间小区试验,考察了不同施肥处理和施肥方式对冬小麦产量、氮素利用率和土壤硝态氮含量的影响。结果表明:施氮处理的冬小麦产量高于不施氮处理的,处理间差异极显著;氮素施用量和施肥方式相同时,控失尿素处理的冬小麦产量高于普通尿素处理的,处理间差异极显著;氮素施用量和肥料品种相同而施肥方式不同时,底施+追施的增产效果优于全底施的,处理间差异显著;控失尿素氮素施用量比普通尿素减少20%的条件下,冬小麦产量无显著性差异;与施用普通尿素的处理相比,施用控失尿素的处理不仅氮素利用率高,且均不同程度地降低了土壤中硝态氮的含量。施用控失尿素可以提高冬小麦的产量和氮素利用率,降低土壤中硝态氮的含量。

水氮管理对黑土稻作土壤碳氮磷化学计量特征的影响

为阐明不同水氮管理模式对黑土稻作产量和土壤碳氮磷化学计量特征的影响,设置3种灌溉模式(常规淹灌、浅湿灌溉、控制灌溉)和4个氮肥梯度(0、85、110、135 kg/hm^(2)),探究了水稻产量、土壤碳氮磷含量及其化学计量比和层化率对不同水氮管理模式的响应规律。结果表明:与常规淹灌和浅湿灌溉相比,控制灌溉模式下,水稻通过形成足量大穗提高库容,小幅增加结实率,从而显著提高产量(P<0.05)。稻田土壤有机碳(SOC)、全氮(STN)、全磷(STP)含量随土层深度增加而降低,施氮处理可显著提升SOC、STN含量并降低STP含量(P<0.05)。与浅湿灌溉和控制灌溉相比,常规淹灌模式增加SOC、STN含量,而与常规淹灌和浅湿灌溉相比,控制灌溉模式增加STP含量。土壤C/N随施氮量增加而降低,土壤C/P、N/P随施氮量增加而升高,施氮能提升不同土层平均C/N层化率,降低C/P、N/P层化率。相比常规淹灌,控制灌溉模式能提升不同土层SOC、STP含量层化率,在一定程度上说明控制灌溉模式下配施适宜氮肥可以改善土壤质量。综合考虑,本研究中控制灌溉模式配施110 kg/hm^(2)氮肥为最优水氮管理方式。

施用氮磷钾肥对晋南复播区油葵产量及肥料利用效率的影响

为了探究晋南复播区冬小麦—夏油葵一年两熟种植模式下,施用氮磷钾肥对油用向日葵(油葵)产量及各养分利用效率的影响,于2019—2021年,在临汾市以临葵4号为材料开展田间小区肥料试验,设置氮磷钾(NPK)、无氮(PK)、无磷(NK)、无钾(NP)4个施肥处理,分析不同施肥处理对N、P、K肥的产量反应、农学效率及肥料利用率等的影响。结果表明,NPK处理油葵3 a平均产量为3634 kg/hm^(2)(3502~3818 kg/hm^(2)),较PK、NK、NP处理分别增产19.6%,12.1%和13.7%,其中PK处理产量最低。N、P、K的产量反应分别为588.8(481.0~704.7 kg/hm^(2)),391.8(296.0~488.7 kg/hm^(2)),438.2 kg/hm^(2)(329.3~629.7 kg/hm^(2));农学效率分别为3.8(2.8~4.9 kg/kg),3.1(2.1~4.1 kg/kg),2.9 kg/kg(2.2~4.2 kg/kg);氮、磷、钾素的地上部积累量分别为174.4(172.5~176.8 kg/hm^(2)),60.0(58.3~61.8 kg/hm^(2)),241.1 kg/hm^(2)(236.2~246.8 kg/hm^(2));氮、磷、钾肥的养分利用率分别为36.3%(36.0%~36.7%),15.7%(15.3%~16.2%)和47.1%(46.0%~47.9%),其中,钾>氮>磷。因此,施用氮磷钾肥可显著增加油葵产量,且显著提高植株地上部养分的积累;在氮、磷、钾等3种大量元素肥料中,施用氮肥增产最多,油葵地上部分对钾吸收量最多,利用率最高。因此,生产中既要注重氮、磷、钾合理配施,同时氮和钾还要以种肥+追肥的方式补充。

长期有机无机外源氮素配施作物氮肥利用率及土壤剖面氮分布特征

探究有机无机外源氮素配施对小麦-玉米轮作体系作物产量和土壤剖面氮素分布的影响,为华北平原潮土区合理减少氮肥使用、提高氮肥利用率和科学管理土壤氮素资源提供参考。基于28年肥料定位试验,选择不施肥(CK)、单施化肥(CF)、化肥与有机肥配施(CFM)、化肥与秸秆配施(CFS)4个处理,分析了化肥、有机肥、秸秆作为主要外源氮素长期配施对作物可持续生产能力、氮肥利用率、施肥后效及潮土氮素剖面分布的影响。结果表明,投入外源氮素能提高作物产量,小麦季CF、CFM、CFS处理平均分别增产280.49%、276.02%、286.73%,玉米季平均分别增产160.15%、170.86%、178.45%。CF、CFM、CFS处理小麦季、玉米季产量变异系数均高于CK处理,小麦季增幅更大。小麦季CFS处理产量可持续指数最高,为66.32%,玉米季CFM、CFS处理产量可持续指数基本一致,高于CF处理。与CF处理相比,CFM、CFS处理平均氮素吸收量分别提高2.11%、4.29%。CF、CFM、CFS处理氮肥累积利用率分别为61.12%、62.91%、64.78%,后效分别为0.72%、0.90%、0.60%,化肥与有机肥配施效果高于单施化肥、化肥与秸秆配施。与CF处理相比,CFM处理0~40 cm土层土壤全氮含量提高22.08%~35.94%,碱解氮含量提高12.05%~38.17%。综上,投入外源氮素可提高作物产量和氮素吸收量、提升产量稳定性和可持续性。在小麦-玉米轮作体系下,化肥配施秸秆最有利于维持可持续生产能力。化肥与有机肥配施、化肥与秸秆配施提高了土壤氮含量。

不同耕作方式与有机肥施用对旱地麦田土壤磷组分的影响

为探讨耕作措施和有机肥施用对旱地麦田土壤磷组分的影响,本研究依托2007年布设的黄土高原旱地小麦耕作与施肥长期定位试验,采用Tiessen磷素分级方法,系统研究了深翻+化肥(T)、深翻+鸡粪+化肥(TM)、免耕+化肥(NT)和免耕+鸡粪+化肥(NTM) 4种农艺措施下麦田0~20 cm土层有效磷、全磷和磷组分分布特征。结果表明:1) NT处理有效磷含量较T处理提高58.37%,有机肥处理(NTM和TM)有效磷和全磷含量均显著高于不施有机肥处理(NT和T),NTM处理的有效磷和全磷含量较TM处理分别显著提高11.43%和43.41%。2)与T处理相比,NT、NTM和TM处理可不同程度提高0~20 cm土层活性无机磷组分NaHCO_(3)-Pi以及中活性无机磷组分NaOH-Pi含量,尤其以NTM和TM处理效果最好。3) NT处理的NaHCO_(3)-Po和NaOH-Po较T处理分别显著提高53.07%和55.56%,NTM处理的这2种组分含量较TM处理分别显著提高90.84%和60.31%,Residual-P NT处理较T以及NTM处理较TM分别提高12.90%和36.60%。4)长期定位试验地每年施入的磷肥在土壤中有盈余,残留的磷主要以NaHCO_(3)-Pi、D.HCl-Pi、NaHCO_(3)-Po和C.HCl-Po形态存在,免耕增施有机肥促进了稳定性磷(C.HClPo)向活性磷(NaHCO_(3)-P)和潜在活性磷(NaOH-P)的转化;偏最小二乘(PLS)回归分析结果表明,NaHCO_(3)-Pi和NaOH-Pi是最有效的磷源,对小麦产量的提升贡献较大,NTM处理对这2种磷组分积累的促进效果最明显。综上免耕增施有机肥是发展黄土高原旱作农业值得推广的农艺措施,同时在推广应用时需要考虑减少化学磷肥用量。

化肥减量配施生物炭和秸秆对砂姜黑土区水稻产量、养分吸收和土壤碳的影响

为探讨砂姜黑土区养分资源高效管理和秸秆资源化利用方式,采用田间定位试验,连续2 a研究化肥减量配施生物炭和秸秆对该区域水稻产量、养分吸收和土壤碳的影响。试验设5个处理:①不施肥(CK);②常规施肥(100%NPK);③化肥减量20%(80%NPK);④化肥减量20%+秸秆(80%NPK+S);⑤化肥减量20%+生物炭(80%NPK+B),测定并分析水稻籽粒产量、地上部生物量、植株氮、磷、钾养分含量、土壤总有机碳(TOC)和微生物量碳(MBC)。结果显示,化肥减量20%配施生物炭或秸秆均有利于提高水稻产量和地上部生物量,且生物炭较秸秆的效果更为显著。化肥减量20%配施生物炭(80%NPK+B)处理的水稻产量和地上部生物量较100%NPK处理分别增加5.2%和4.7%,较80%NPK处理分别增加7.9%和7.2%;化肥减量20%配施秸秆(80%NPK+S)较100%NPK处理的水稻产量和地上部生物量分别增加3.4%和3.0%;80%NPK与100%NPK处理的籽粒和地上部生物量无显著差异;化肥减量20%配施生物炭显著提高了水稻地上部N、P_(2)O_(5)和K_(2)O养分累积量,较100%NPK处理分别提高了10.4%、7.2%和20.0%;化肥减量20%配施秸秆可显著提高氮、钾养分累积量,但却同时显著降低了磷素累积量;化肥减量20%配施生物炭或者秸秆,均有利于改善土壤总有机碳的累积,并且显著提高了土壤微生物量碳的含量,其中生物炭提高土壤总有机碳含量效果优于秸秆,而秸秆提高土壤微生物量碳含量效果优于生物炭。综合来看,在沿淮砂姜黑土区,化肥减量20%配施生物炭或者氮钾减量20%配施秸秆可增加或维持水稻产量,提高水稻对养分的吸收能力,利于固碳培肥。

我国微量元素肥料研究及应用的历程与展望

我国土壤中微量元素普遍缺乏,加之持续大量的氮、磷等化肥投入,加剧了土壤中微量元素的不足。微量元素缺乏已成为影响农作物生产的主要障碍之一,一些地方甚至成为人类微量元素缺乏的重要原因。施用微量元素肥料(以下简称微肥)是缓解植物微量元素缺乏的有效措施之一。我国较大规模、系统的微肥研究与应用始于20世纪70年代,微肥剂型经历了由传统无机盐类到螯合类、缓控释、纳米类等各种新型微肥的发展,微肥施用方式伴随微肥产品的创新而不断优化,微肥施用范围逐渐扩大到几乎所有作物类型。截至2024年4月中旬,大陆地区31个省级行政区除西藏外均有微量元素水溶肥料备案,山东和河南两省的备案数量最多,分别占全国的29.7%和26.2%。每年申请的微肥及制备方法相关专利数量在2011年后快速增加,到2016年达到年最高数量67项。然而,在农业农村部登记和备案的(含)微量元素肥料大多为复合型的水剂和粉剂,其他剂型产品很少。在实际生产中,基层科技人员和农民对微肥的认知依然不够,施用微肥后不能马上观察到显而易见的效果就怀疑微肥的功效,市场上微量元素肥料剂型单一,针对性不强,影响着微肥的研究应用与推广。从我国农业实际出发,今后需要加强以下几方面的工作:首先要协调微量元素与大量元素之间的均衡配比,建立适应“区域−土壤−作物”体系的微量元素养分综合管理体系;要持续研发环境友好且高效的微肥产品及配套技术,研究与轻减化施肥技术相适应的微肥剂型及其施用技术体系;此外,做好微肥质量监管,在基层中普及微肥的相关知识,提高对微肥重要性的认识,做到“产−学−研−管−用”一体化推进,促进我国微肥产业健康发展。

施钼对花生氮代谢关键酶活性、氮素利用及产量的影响

为分析施钼对花生氮代谢关键酶活性、氮素利用及产量的影响,采用盆栽和田间试验相结合的方式,设不施钼(0)、施钼(0.2 mg·kg^(-1))2个水平,研究了增施钼肥对花生关键生育时期氮代谢相关酶活性、植株氮素积累量、氮素利用率和产量的影响。盆栽试验和田间试验结果表明,与不施钼相比,增施钼肥显著提高了结荚期和成熟期花生根和叶片中硝酸还原酶、亚硝酸还原酶、谷氨酰胺合成酶和谷氨酸合成酶活性,显著增加了花生根系、地上部和荚果中氮素积累和荚果产量,其中,盆栽试验和田间试验两生育期氮素吸收效率分别平均提高47.79%和21.65%,氮素利用率分别平均提高10.58%和13.56%,花生分别显著增产38.20%和25.81%。可见,增施钼肥可显著提高花生根系和叶片氮素代谢相关酶活性,显著提高花生氮素积累量、氮素吸收利用效率和产量。增施钼肥是提高花生产量和氮利用率的有效措施。

亚精胺对渗透胁迫下甜瓜幼苗膜脂过氧化和抗氧化系统的影响

为探讨多胺提高作物抗渗透胁迫的生理机制,以甜瓜品种‘齐甜2号’为材料,采用营养液法培养甜瓜幼苗,以15%PEG-6000模拟渗透胁迫,研究1 mmol·L^(-1)亚精胺(Spd)对不同渗透胁迫时间下甜瓜幼苗的生长、活性氧代谢、抗氧化酶活性、渗透调节物质和非酶抗氧化剂的影响。结果表明:渗透胁迫后4 d,与胁迫处理相比,1mmol·L^(-1)Spd处理使甜瓜幼苗生物量提高11.34%,根系活力提高24.20%;叶片和根系H_(2)O_(2)含量、■产生速率、MDA含量和相对电解质渗透率降低,叶片中分别降低30.72%、29.99%、29.34%和14.62%,根中分别降低29.33%、25.31%、28.23%和20.34%。Spd诱导甜瓜叶片和根系中抗氧化酶活性增加,与胁迫处理相比,叶中SOD、POD、CAT和APX抗氧化酶活性分别提高25.54%、28.70%、27.72%和28.41%,根中分别提高23.35%、27.38%、25.06%和20.34%。与渗透胁迫处理相比,Spd处理在渗透胁迫后16 d甜瓜幼苗叶片脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白的含量分别增加46.51%、49.72%和40.25%;渗透胁迫后16 d幼苗叶片ASA含量增加62.50%,渗透胁迫后12 d幼苗叶片GSH含量增加37.17%,ASA/DHA和GSH/GSSG分别提高74.46%、60.95%。说明在渗透胁迫下1 mmol·L^(-1)浓度Spd能够促进甜瓜幼苗生长,稳定生物膜系统,增强甜瓜幼苗抗氧化能力,有效缓解渗透胁迫对甜瓜幼苗伤害的作用。

残膜对土壤氮排放和氮肥利用效率的影响

[目的]为探明不同残膜量对氮素利用效率及损失的影响。[方法]试验设置5个不同残膜量(0,180,360,720,1440 kg/hm^(2))和2种残膜类型(聚乙烯和生物降解残膜),通过盆栽试验,研究不同残膜含量对土壤全氮、氮素气态损失、氮肥利用效率及番茄生长等指标的影响。[结果]随着残膜含量的增加,土壤氨气和氧化亚氮的累积排放量呈先增大后减小的趋势,当残膜含量达到720 kg/hm^(2)时,氨气累积挥发量显著减少11.31%~13.70%,氧化亚氮累积排放量减少4.74%~5.13%;土壤中氮素残留量无显著差异。当残膜含量低于180 kg/hm^(2)时,地膜残留促进番茄的生长;当残膜含量高于180 kg/hm^(2)时,地膜残留抑制番茄的生长。低残膜含量对氮肥利用效率无显著影响,当含量高于360 kg/hm^(2)时,氮肥利用效率与残膜含量呈负相关关系。通过综合分析,土壤残膜含量应控制在180 kg/hm^(2)内才不会对作物生长造成不利影响。此外,由于可降解地膜的降解特性,其对植株氮素吸收和氮肥利用效率的不利影响弱于聚乙烯残膜。[结论]降解地膜替代聚乙烯地膜具有一定的可行性。

化肥减施下磷肥运筹对越冬长茬番茄生长和磷利用率的影响

为探究高量施肥地区化肥氮磷钾同步减施条件下,磷肥减施比例以及磷肥运筹方式对番茄产量、化肥磷利用率和土壤肥力水平的影响,试验于河北省定兴县日光温室,种植越冬长茬番茄,共设计6个处理,其中PB2处理化肥磷全部基施,其他减施处理化肥磷采用“基施+追施”运筹模式,分别是:农户常规施肥(CF,N-P_(2)O_(5)-K_(2)O为1009.5-774.0-1458.0 kg/hm^(2))、化肥磷减施1(P1,N-P_(2)O_(5)-K_(2)O为750.0-375.0-1125.0 kg/hm^(2))、化肥磷减施2(PB2,N-P_(2)O_(5)-K_(2)O为750.0-225.0-1125.0 kg/hm^(2))、化肥磷减施3(PT2,N-P_(2)O_(5)-K_(2)O为750.0-225.0-1125.0 kg/hm^(2))、化肥磷减施4(P3,N-P_(2)O_(5)-K_(2)O为750.0-75.0-1125.0 kg/hm^(2))、化肥磷减施5(P4,N-P_(2)O_(5)-K_(2)O为750.0-0.0-1125.0 kg/hm^(2))。研究表明,3 a间PT2处理与常规施肥处理相比产量平均增加12.0%,增幅最高。P1、PB2和PT2处理连续3 a减施后根系干质量增幅明显,植株化肥磷利用率、化肥磷收获指数和化肥磷农学利用效率显著提升;PT2处理根冠与CF处理相比,平均增加48.2%,化肥磷利用率、化肥磷收获指数分别平均高32.9,2.7百分点,农学利用率较CF处理提升9.02倍,在所有减施处理中最高。土壤硝态氮、速效钾和速效磷含量较CF处理3 a间分别平均降低了8.2%~14.9%,4.4%~19.9%,7.3%~24.8%。综上,在过量施用化肥的设施菜地,化肥减施35.2%(其中化肥磷减施70.9%)不会降低作物产量,化肥磷采用“基施+追施”运筹模式番茄产量也较全部基施有所提高,一定程度上降低了土壤速效磷含量并增加了化肥磷肥利用率。

氮磷调控对高芥酸油菜产量和品质的影响

[目的]本试验通过研究不同氮磷肥互作处理下高芥酸油菜的产量和品质,以期探明适应高芥酸油菜品种稳产提质的氮磷肥施用处理。[方法]以高芥酸型油菜‘绵油309’为试验材料,分别设置0 kg·hm^(-2)(N0)、60 kg·hm^(-2)(N1)、120 kg·hm^(-2)(N2)、180 kg·hm^(-2)(N3)4个氮肥水平和0 kg·hm^(-2)(P0)、45 kg·hm^(-2)(P1)、90 kg·hm^(-2)(P2)、120 kg·hm^(-2)(P3)4个磷肥水平,共16个处理,比较不同氮磷水平对高芥酸油菜产量及品质的影响。[结果]氮磷肥通过影响单株角果数、每角果粒数和千粒重进而影响油菜产量,2020年和2021年均在N3P2处理下产量达到最大值,2020年最大值为2848.7 kg·hm^(-2),比最小值(929.4 kg·hm^(-2))增产206.5%,2021年最大值为2908.3 kg·hm^(-2),比最小值(927.4 kg·hm^(-2))增产213.6%。2020和2021年在N3P2处理下菜籽油产量最高达1144.0、1353.1 kg·hm^(-2),芥酸产量最高分别为582.5、685.8 kg·hm^(-2)。氮肥对高芥酸油菜的含油量具有极显著影响,2年均在N2条件下含油量最高(41%~42%);氮磷肥对菜籽油中芥酸含量均具有极显著影响,2年均在N2P2处理下达到最大值55.0%。[结论]合理的施用氮肥和磷肥能够显著提高油菜的产量和品质,从而达到增产增收的目的。在生产过程中‘绵油309’作为芥酸加工型油菜,当施氮量为180 kg·hm^(-2)和施磷量为90 kg·hm^(-2)时可以实现较高的产量和较好的品质。

31年长期施肥对潮土中微量元素演变及小麦微量元素吸收的影响

【目的】在华北平原典型潮土区,研究长期不同施肥措施对土壤全量与有效态铁、锰、锌、铜含量,以及小麦微量元素吸收的影响,为实现农田地力提升与作物高产优质提供理论依据。【方法】长期定位施肥试验位于河南省郑州市,始于1990年,已连续进行了31年。种植制度为冬小麦-夏玉米轮作。选取不施肥(CK),氮钾化肥(NK),氮磷钾化肥(NPK),氮磷钾化肥+秸秆还田(NPKS),氮磷钾化肥+有机肥(NPKM)5种施肥处理,分析每年土壤样品中全量与有效态铁、锰、锌、铜含量,以及作物秸秆与籽粒中相应微量元素含量。【结果】连续施肥31年后,各施肥处理土壤全量铁、锰含量与试验前无显著差异,全量锌、铜含量较试验前显著增加;NPKM处理土壤全量铁、锰、锌、铜含量均高于其它施肥处理。与CK相比,NPKM、NPKS与NPK处理显著提高了土壤有机质含量与阳离子交换量,降低了土壤pH值,有利于土壤中微量元素向有效态转化。NPKM与NPKS处理下土壤有效态铁、锰、锌含量显著高于其它施肥处理。NPK处理下土壤有效铁含量分别比CK和NK处理提高52%与49%;有效锰含量分别比CK和NK处理提高39%与11%。NPKM、NPKS与NPK处理下小麦地上部铁、锰、锌、铜吸收量与各微量元素收获指数显著高于CK与NK处理。但增产对籽粒中微量元素的稀释效应导致NPK、NPKS与NPKM处理下籽粒微量元素含量显著降低,其中铁、锌含量分别为推荐量下限的71%~74%、60%~63%。【结论】化肥与秸秆或有机肥配施有利于提高土壤微量元素的有效性。土壤全量与有效态微量元素含量的提高可促进小麦对微量元素的吸收,但增产对小麦籽粒中微量元素的稀释效应导致小麦籽粒中的铁、锌含量显著低于推荐量的下限。因此,在培肥潮土地力、提高作物产量的同时,也要考虑优化施肥策略或筛选适宜品种,以提高小麦籽粒中铁、锌含量,消除铁、锌元素缺乏对人体健康的不利影响。

黑控肥对花生植株性状、产量及肥料利用的影响

为探索花生减量增效施肥技术,明确新型花生专用肥的施用效果,采用田间小区试验,以不施肥(CK1)和普通复合肥常规用量(CK2)为对照,设置黑控肥用量梯度,分别为750 kg/hm^(2)(T1)、675 kg/hm^(2)(T2)、600 kg/hm^(2)(T3)、450 kg/hm^(2)(T4),研究不同处理对花生生长发育及肥料利用状况的影响。结果表明:4个黑控肥处理可降低株高和侧枝长,提高主茎绿叶数和饱果数,其中T2、T1处理的百果质量、百仁质量、出米率和产量均高于其他处理;4个黑控肥处理的综合农学利用率均高于CK2,其中T2处理的肥料贡献率和农学利用率均显著高于CK2;T2、T1处理的花生收益均较CK2增加。经隶属函数法综合评价,675 kg/hm^(2)黑控肥(T2)处理效果最好。

玉米秸秆长期还田配施氮肥对不同筋性小麦品质和产量的影响

为研究玉米秸秆还田配施氮肥对不同筋性小麦品质和产量的影响,采用玉米秸秆还田(SR)、玉米秸秆不还田(NSR)为主因素,0、90、180、270、360 kg·hm^(-2)5个施氮量为副因素的裂区设计,测定了小麦千粒质量、容重、产量、硬度、蛋白质、湿面筋、沉降值、吸水率、面团形成时间、面团稳定时间、延展性、最大延伸阻力和延伸面积等指标。结果表明:玉米秸秆还田降低了小麦的蛋白质和湿面筋含量,且中筋小麦青农2号的降幅大于高筋小麦济南17;玉米秸秆还田显著降低了青农2号的硬度、沉降值、吸水率、面团形成时间和延展性,显著提高了济南17的硬度、吸水率、延展性、最大延伸阻力和延伸面积;2个小麦品种的蛋白质、湿面筋含量均随着施氮量的增加而增加;青农2号的沉降值、吸水率、面团形成时间、面团稳定时间、延展性、最大延伸阻力和延伸面积均随着施氮量的增加而增加,而济南17的吸水率、延展性、最大延伸阻力和延伸面积在施氮量为180 kg·hm^(-2)时最高,沉降值、面团形成时间、面团稳定时间在施氮量为270 kg·hm^(-2)时最高;SR显著提高了小麦产量,比NSR增产15.2%~31.0%,且施氮量为180 kg·hm^(-2)时,小麦产量最高。因此,中筋小麦青农2号的最佳种植模式为玉米秸秆还田+施氮180 kg·hm^(-2),高筋小麦济南17的优质高产栽培模式为玉米秸秆还田+施氮180~270 kg·hm^(-2)。

阴山南麓复种燕麦箭筈豌豆间作和施氮对土壤特性和饲草产量的影响

为探究内蒙古阴山南麓地区饲草间作和施氮对土壤特性和饲草产量的影响,以饲用燕麦和普通箭筈豌豆为材料,于2020-2021年开展田间小区试验,设置3种种植模式(OV:燕麦箭筈豌豆间作;MO:燕麦单作;MV:箭筈豌豆单作)和3个施氮水平(N0:0 kg/hm^(2);N75:75 kg/hm^(2);N150:150 kg/hm^(2))。研究不同种植模式和不同施氮量下土壤氮素含量、土壤速效养分含量及饲草干草产量的变化规律。结果表明,随施氮量增加土壤全氮含量呈增加趋势,间作较单作提高了土壤全氮含量,所有处理以OV-N75土壤全氮含量最高,2年较N0分别提高50.89%和4.76%;随施氮量增加土壤碱解氮含量呈增加趋势,在N150水平达最高,所有处理以OV-N150处理最高,2年较N0分别提高9.54%和29.15%,但与N75水平无显著性差异(P>0.05);间作结合施氮增加了土壤硝态氮含量,所有处理以OV-N150处理最高,2年较N0分别提高113.60%和119.64%;土壤铵态氮含量以MV模式最高,且在N150施氮水平达最大值,2年较N0分别提高18.13%和69.37%。不同施氮水平下3种种植模式土壤pH均表现为MO>MV>OV,所有处理以2020年OV-N75处理土壤pH最低,较其他处理降低0.38%~3.40%;施氮有利于增加土壤有机质含量,所有处理以MV-N150处理土壤有机质含量最高,2020年较N0和N75分别提高14.45%和9.70%,2021年较N0和N75分别提高32.54%和6.23%;随施氮量增加土壤有效磷含量呈增加趋势,3种种植模式均在N150处理达最高,但与N75水平无显著性差异(P>0.05),其中OV模式N75处理2年较N0分别提高11.31%和29.73%;施氮较不施氮显著增加土壤速效钾含量,但N75与N150水平无显著性差异(P>0.05),其中OV模式N75处理2年较N0分别提高7.57%和24.12%。施氮对土壤微生物量碳、氮含量的影响极显著(P<0.01)。间作结合施氮提高了土壤微生物量碳、氮含量,以OV模式土壤微生物量碳含量最高,2年N75处理较N0分别提高76.16%和71.72%;以MV模式土壤微生物量氮含量最高,2年N75处理较N0分别提高217.56%和184.28%。不同种植模式燕麦和箭筈豌豆随施氮量增加干草产量呈增加趋势,间作模式以N150处理干草产量最高,2年干草产量N75较N0分别提高了29.41%和27.54%,N150较N0分别提高了36.60%和51.21%。综上,燕麦箭筈豌豆间作模式能够提高该地区饲草种植多样性,提高土壤氮素含量和速效养分含量,且在75 kg/hm^(2)施氮条件下与150 kg/hm^(2)无差异性显著(P>0.05),较不施氮相比显著提高饲草干草产量,更适于阴山南麓地区推广种植。