推荐施肥量下控释肥替代普通尿素提高高粱产量和氮肥生产力

【目的】高粱生产中氮肥施用不合理,氮肥利用效率低,研究适宜重庆地区高粱种植的控释氮肥减施比例,在减少氮肥用量的同时,确保高粱稳产高产,提高肥料利用效率。【方法】田间定位试验于2021、2022年在重庆永川进行,供试高粱品种为晋渝糯3号和金糯粱1号。设置6个处理,分别为不施氮肥(CK);习惯尿素施肥量(U,N 180 kg/hm^(2));尿素推荐施用量(U1,减N 20%,N 144 kg/hm^(2));控释氮肥减施氮量20%(C1,N144 kg/hm^(2));控释氮肥减施氮量30%(C2,N 126 kg/hm^(2));控释氮肥减施氮量40%(C3,N 108 kg/hm^(2))。在高粱开花期和成熟期,调查干物质积累量和转运量,成熟期调查植株和籽粒氮素含量、生物量、产量及产量构成因素。【结果】开花期和成熟期高粱干物质积累量均以C1和U1处理最高,C1处理成熟期干物质积累量又显著高于U1。C1处理叶片花前干物质转运量显著高于U。花后干物质积累量C1处理显著高于其他处理,U1和C2处理显著高于U处理。C1处理晋渝糯3号和金糯粱1号花后干物质积累量对籽粒的贡献率较U分别显著提高了11.54%和12.41%。C1处理的高粱产量最高(晋渝糯3号6611 kg/hm^(2),金糯粱1号5690 kg/hm^(2)),较其他施氮处理显著提高了5.40%~18.66%;其次为C2和U1处理,二者的产量均显著高于U和C3处理。各施氮处理的氮肥生理利用率(NPE)差异不显著;减氮处理间氮肥农学利用率(NAE)无显著差异,氮肥偏生产力(NPFP)差异显著,其NAE和NPFP均显著高于习惯施氮处理U;控释肥各减氮处理的NPFP显著高于普通氮肥推荐量处理U1。C1处理较U处理大幅提高了NAE、NPFP和氮肥利用率(NUE),晋渝糯3号分别提高了58.54%、39.61%和59.28%,金糯粱1号分别提高了80.97%、48.30%和63.08%;与U1处理相比,晋渝糯3号的NPFP、NUE分别提高了5.38%和22.19%,金糯粱1号分别提高了5.82%和4.42%。【结论】推荐施氮量下,用控释肥替代普通氮肥增加了高粱开花期和成熟期干物质积累量,提高了叶片花前干物质转运量和花后干物质积累量及其对籽粒的贡献率,提升了高粱产量和氮肥利用效率,可作为西南地区高粱生产的推荐氮肥施用方式。

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。

农田氮肥残留效应及其影响因素

氮肥利用效率的科学评估对指导农业生产至关重要。传统氮肥评估方案仅能反映当季肥料的利用效率,而忽视了氮肥的残留效应。本文综述了肥料氮的转运、氮肥残留数量、分布、利用及其影响因素,基于当前研究进展提出未来研究方向及相关研究对农业管理实践的启示。农田输入的肥料氮,除了可以被当季作物吸收利用外,残留在土壤中的氮也可以继续被后续作物吸收利用,即评估肥效时,应该考虑氮肥的后效,而残留氮肥的回收利用受自身迁移和转化、作物种类、地力条件、气候环境、耕作管理等多个因素耦合影响。生产实践中,对决定残留氮肥回收效率的外部因素进行优化调控,诸如在长期浅根系/氮吸收低效作物种植后,轮作深根系/氮高效吸收型作物,合理密植,在干旱区适时灌溉保墒。针对作物氮肥喜好合理定制肥料类型,结合水肥一体化技术实施分次施肥,施氮同时配施微生物氮转化联合抑制剂均可有效提高氮肥总体利用率。利用15N同位素示踪技术,整合残留肥效和土壤氮素矿化等动态监测数据,配合作物类型、预期管理、目标产量等多要素数据,建立一套氮肥残留肥效的预测评估及氮肥减施的决策支持模型,对于指导未来的氮肥精准减施和提升农业生产效益具有重要科学意义。

海藻酸增效尿素对夏玉米氮素吸收利用及氮肥损失的影响

针对玉米氮肥施用量大、利用率低、环境负荷日益严重的现状,本研究以活性海藻酸为增效剂,对普通尿素进行改性增效,开展海藻酸增效尿素对夏玉米产量形成、氮素吸收利用及损失的调控作用研究,为实现氮肥减量、提高氮肥利用率、降低环境负荷提供理论依据。本试验以夏玉米为供试作物,采用15N同位素示踪技术与田间试验结合的方法,以不施尿素为对照,共设置7个处理:CK(不施尿素)、U(普通尿素)、AU1(0.5%海藻酸增效尿素)、AU2(2.5%海藻酸增效尿素)、AU3(5.0%海藻酸增效尿素)、U-N(普通尿素减量20%)、AU2-N(2.5%海藻酸增效尿素减量20%)。采用一次性施肥方式,并在施肥后测定氨挥发和氧化亚氮排放量。结果表明:海藻酸增效尿素在1038 cm^(-1)左右出现糖类C—OH伸缩振动,且在3426~3325 cm^(-1)范围和1584 cm^(-1)的NH_(2)、1450 cm^(-1)和1143 cm^(-1)处的C—N振动峰强度增大;常量处理中,施用海藻酸增效尿素使玉米平均增产5.04%,氮素积累量平均增加13.55 kg·hm^(-2),氮肥利用率平均提高4.63个百分点;减量处理中,U-N处理没有显著减产,AU2-N处理玉米产量较AU2处理增产2.30%,氮肥利用率提高7.16个百分点;与U处理相比,AU1、AU2处理0~60 cm土壤中氮素残留量分别增加了2.94、8.21 kg·hm^(-2);海藻酸增效尿素可减少氧化亚氮排放和淋洗等其他途径氮损失,与普通尿素处理相比,常量海藻酸增效尿素处理氮肥损失率平均降低6.16个百分点,与U-N处理相比,AU2-N处理氮肥损失率降低9.95个百分点。在本试验条件下,综合考虑玉米产量、氮素吸收利用、残留及损失,2.5%海藻酸增效尿素减量施用20%可以取得较好效果。

半干旱区秸秆还田配施氮肥对土壤养分、氮肥利用率及玉米产量的影响

为探究秸秆还田配施氮肥对玉米氮肥利用率及产量的影响,以黑龙江省农业科学院齐齐哈尔分院肥料长期定位试验田为研究对象,研究CK(常规种植)、秸秆还田不配施氮肥(SR+N0)、秸秆还田分别配施氮肥262.5 kg·hm^(-2)(SR+N1)、300.0 kg·hm^(-2)(SR+N2)、337.5 kg·hm^(-2)(SR+N3)、375.0 kg·hm^(-2)(SR+N4)、412.5 kg·hm^(-2)(SR+N5)、450.0 kg·hm^(-2)(SR+N6)和487.5 kg·hm^(-2)(SR+N7)等处理对土壤全量养分、化学计量特征、氮肥农学效率、氮肥偏生产力、氮肥利用率及玉米产量的影响进行分析。结果表明,与CK相比,SR+N5(秸秆还田+增施10%氮肥)和SR+N6(秸秆还田+增施20%氮肥)处理对土壤全氮、全磷的累积最佳,SR+N4(秸秆还田+常规施肥)处理全钾含量最高,SR+N5处理的土壤有机碳含量提高了3.24%。SR+N6和SR+N7(秸秆还田+增施30%氮肥)处理的土壤C/N较CK降低了20%以上,SR+N4处理C/P值最高;SR+N5处理的C/K、N/K和P/K值均有所提升。SR+N2(秸秆还田+减施20%氮肥)处理氮肥农学效率、氮肥偏生产力、氮肥利用率提升最为明显,与对照CK相比,氮肥农学效率、氮肥偏生产力、氮肥利用率分别提高了21.14%、22.72%和0.04%。秸秆还田下,当地推荐施氮量加20%(450.0 kg·hm^(-2))产量最高。秸秆还田的基础上配施氮肥对玉米产量的影响呈二次函数关系,在秸秆还田配施氮肥用量为450.0 kg·hm^(-2)时,继续加大氮肥配施量会抑制玉米的产量。综合考虑,增氮20%(450.0 kg·hm^(-2))可作为协调半干旱区秸秆还田下春玉米产量的合理选择。

氮肥增效剂与化肥配施对水稻产量和氮肥利用率的影响

为研究氮肥增效剂与化肥配施对作物产量和氮肥利用率的影响,本研究采用田间小区试验,对不同施肥处理下水稻产量、植株氮含量和氮肥利用率等进行分析。结果表明:在同等施肥量情况下,与单施化肥相比(RF1、RF2),化肥与氮肥增效剂配施(RF1+NS、RF2+NS)可明显提高水稻产量,增产幅度分别为12.2%和8.8%。与RF1和RF2相比,RF1+NS和RF2+NS处理氮肥表观回收率分别显著提高了9.26和6.20百分点。综上,化肥与氮肥增效剂配施有助于减少氮肥施用量,提高水稻产量和氮肥利用效率。

长期覆膜旱作和施用包膜尿素对水稻产量、氮肥利用率及土壤养分的影响

水稻覆膜旱作栽培(non-flooding plastic film mulching cultivation,PM)是以地膜覆盖为核心来实现水稻节水生产的综合集成创新技术。然而,在覆盖地膜后,氮肥只能在移栽前作为基肥一次性施用,导致水稻前期营养生长过盛和生育后期潜在缺氮,从而限制了水稻高产。聚合物包膜尿素(polymer coated urea,CR)是一种控释氮肥,在传统淹水栽培(traditional flooding cultivation,TF)模式下已成为提高作物产量和氮肥利用率的最佳管理措施之一,但尚未在PM模式下进行长期定位试验评估。本研究以高产中熟籼型杂交稻‘两优培九’为供试水稻品种,比较在PM和TF 2种栽培模式下施用CR和普通尿素(urea,UR)对水稻产量、氮肥利用率及土壤养分含量的影响。结果表明:与UR相比,在TF和PM模式下施用CR使水稻氮肥利用率分别提高9.2%和15.4%(P<0.05),使水稻产量分别提高8.6%和15.0%(P<0.05)。与TF模式相比,PM模式加速了土壤有机质的分解,降低了土壤全氮、碱解氮含量。与施用UR相比,在PM模式下施用CR能缓解土壤全氮、碱解氮含量的下降,并使经济效益提高16.8%。综上所述,施用CR是解决在PM模式下水稻生育后期缺氮问题的有效途径。

小麦玉米间作氮肥后移利于减少土壤蒸发提高水分利用效率

【目的】针对绿洲灌区小麦玉米间作水分高效利用潜力挖掘不足,制约多熟种植稳定发展的问题,拟通过探明不同氮肥后移比例对小麦玉米间作耗水特性及水分利用的影响,为绿洲灌溉区水分高效利用麦玉间作模式创建提供理论依据。【方法】试验于2020—2021年在甘肃农业大学绿洲农业综合试验站开展,设小麦玉米间作、单作小麦和单作玉米3种种植模式,针对玉米设不施氮(N0)、氮肥后移20%(N1)、氮肥后移10%(N2)和传统施氮氮肥不后移(N3)4个处理,间作玉米和单作玉米各施氮处理下总施氮量分别为210和360kg·hm^(-2),研究不同种植制度及氮肥后移比例对小麦和玉米的土壤蒸发、耗水特性及水分利用的影响。【结果】小麦、玉米独立生长阶段间作处理的棵间蒸发量大于单作,间作小麦棵间蒸发较单作小麦增大15.9%—16.7%,间作玉米棵间蒸发较单作玉米增大5.4%—14.7%,麦玉共生期间作棵间蒸发量较单作加权降低4.6%—6.1%;全生育期棵间蒸发总量表现为:小麦玉米间作最大、单作玉米次之、单作小麦最小,在间作模式中,氮肥后移20%处理棵间蒸发量较传统施氮降低6.5%,且小麦带棵间蒸发量较玉米带增大12.6%—17.3%,是间作系统棵间蒸发的主要来源。间作系统中氮肥后移20%和后移10%处理全生育期耗水量较传统施氮分别降低34.3和18.9 mm,E/ET与传统施氮差异不显著。间作系统籽粒产量较单作加权平均提高21.1%—39.0%,间作系统氮肥后移20%处理籽粒产量较传统施氮提高28.8%,其中间作小麦、间作玉米氮肥后移20%处理较传统施氮分别提高24.3%、30.8%。间作种植模式氮肥后移处理水分利用效率较单作加权平均显著提高15.0%、12.3%,其中氮肥后移20%处理较传统施氮提高35.9%,氮肥后移10%处理较之提高19.3%。【结论】小麦玉米间作种植模式结合氮肥后移20%能减少土壤蒸发和全生育期耗水量,提高产量和水分生产力,是绿洲灌区小麦玉米间作高产高效生产可采用的施氮制度。

氮肥和缩节胺对棉花纤维产量及品质时间分布的影响

棉花伏前桃、伏桃、早秋桃和晚秋桃(“四桃”)的时空分布不同,但目前“四桃”的纤维产量和品质差异及其对氮(N)肥与缩节胺(DPC)配施的响应鲜见报道。2015—2017年,在郑州市黄河滩区采用双因素裂区设计,以3个N肥用量为主区,即不施N肥(N0)、常量施N(N1)和过量施N(N2),用量分别为0、225和450 kg hm-2;以3个DPC用量为副区,即不喷施DPC(D0)、常量DPC(D1)和过量DPC(D2),用量分别为0、75和150 g hm-2。研究了N肥与DPC配施对棉花纤维产量及品质时间分布的影响。结果表明,(1)N1处理的“四桃”纤维产量比N0和N2处理分别增加36.79%和3.27%, N2处理减产不显著;D1处理比D0和D2处理分别增产17.53%和8.50%, D2处理减产达到显著水平;N1D1组合产量最高,其余组合减产1.15%~51.53%。N1D1组合的伏前桃、伏桃、早秋桃和晚秋桃产量分别占8.89%、45.35%、33.41%和12.36%,伏桃和早秋桃是产量主体,但早秋桃的成产强度大。随着施N量增加,早秋桃和晚秋桃的纤维产量占比增加,而随着DPC用量增加则表现相反。(2) N肥用量和DPC用量均对纤维长度、整齐度、比强度和马克隆值有显著影响,但对纤维伸长率影响达不到显著水平。N1处理和D1处理的纤维品质综合表现最优,但D0处理马克隆值最佳。N肥与DPC用量互作对“四桃”的纤维比强度和马克隆值有显著影响,其中, N1D1处理“四桃”的比强度和马克隆值均表现最优,而N2D2处理“四桃”的比强度和马克隆值表现最差。此外,过量施N和过量喷施DPC均会升高马克隆值。(3)“四桃”的纤维品质存在差异。伏前桃的纤维品质除马克隆值最优外,其纤维长度、整齐度和比强度最差;伏桃和早秋桃的纤维长度、整齐度和比强度最优,但马克隆值表现最差,伸长率居中;晚秋桃的伸长率最优,其余品质指标均居中。研究结果丰富了“四桃”产量和品质差异的相关理论,并为棉花合理施N和喷施DPC以及“四桃”纤维的合理利用提供了科学依据。

氮肥与复硝酚钠复配施用对紫花苜蓿生理特性及种子产量的影响

本试验以‘新牧4号’紫花苜蓿(Medicago sativa L.‘Xinmu No.4’)为试验材料,研究在盛花期喷施氮肥(N)、复硝酚钠(CSN)、氮肥和复硝酚钠复配(N+CSN)对紫花苜蓿生理特性、种子产量及产量构成因子的影响,发现喷施N,CSN,N+CSN能够提高紫花苜蓿叶片可溶性糖、淀粉、可溶性蛋白含量、SOD、POD和CAT活性。喷施N+CSN优于单施N和CSN,其中,N+CSN显著提高紫花苜蓿二级分枝数/生殖枝、荚果数/花序、种子数/荚果和千粒重,从而提高种子产量;与对照相比,单施N和CSN后种子产量提高了6.84%~38.49%,N+CSN施用后种子产量提高了44.39%~57.76%。根据相关性分析,不同处理下种子产量与可溶性糖、淀粉和可溶性蛋白含量,以及SOD、POD和CAT活性、千粒重、种子数/荚果、荚果/花序、小花数/花序、结荚率、二级分枝数/生殖枝都呈显著正相关关系。综上所述,隶属函数综合分析得出N+T2(0.5%N+6 mg·L^(-1)CSN)是提高种子产量和优化种子产量构成因子最优组合。

基于有机替减和水肥一体化管理的怀山药氮肥减施栽培技术

基于有机替减和水肥一体化的施肥管理方式,该研究总结出一套适用于焦作地区怀山药氮肥减施栽培技术模式,主要包括怀山药需肥特性、氮肥减施原则、肥料选择、滴灌系统、施肥方式等,以期为怀山药种植提供施肥技术指导。

施氮量对优质稻G优325氮肥利用率和产量的影响

【目的】探明优质杂交籼稻新品种G优325的适宜施氮量。【方法】设5个施氮量处理(0、60、120、180和240 kg/hm^(2),分别记为N0、N60、N120、N180和N240)进行田间试验,研究不同施氮量对G优325主要生育时期茎糵数、干物质积累与转运能力、氮肥吸收利用率和产量及其构成因素的影响。【结果】适当增加施氮量能显著提高G优325的产量,且在N180处理下产量最高。施氮量对产量构成因素、茎蘖数和干物质积累总量影响显著,随着施氮量增加,G优325成熟期的有效穗数、每穗总粒数和干物质积累总量均表现为先增加后降低的趋势,且有效穗数和干物质积累总量均在N180处理达到最高值,而每穗粒数在N120处理最多。随着施氮量增加,抽穗前后的干物质积累向籽粒的转运量均表现为处理N180>N240>N120>N60>N0;拔节期、抽穗期和成熟期的氮素积累总量均表现为先增加后降低的趋势,且均在N180处理下最高;氮素干物质生产效率、氮素稻谷生产效率、氮素收获指数、氮肥吸收利用率、氮肥农学利用率、氮肥偏生产力和氮素生理利用率均表现为处理N0>N60>N120>N180>N240。【结论】适宜提高施氮量(180 kg/hm^(2)),可协同实现优质杂交籼稻新品种G优325高产与较高氮肥利用效率。

控释氮肥减量对作物产量、氮素吸收与径流损失的影响

玉米蔬菜轮作是我国南方丘陵山地农区一种主要的旱地种植方式。为指导施肥,减少农业面源污染,于2020—2021年持续开展定位试验,探究控释氮肥及减氮处理对玉米小白菜轮作体系作物产量、氮素吸收残留、氮素径流损失的影响。试验共设置6个处理:CK,不施氮肥;U,常量施用普通尿素;CRU,施用等氮量的控释氮肥;90%CRU,施用控释氮肥,并较常量减氮10%;80%CRU,施用控释氮肥,并较常量减氮20%;70%CRU,施用控释氮肥,并较常量减氮30%。结果表明,与U处理相比,玉米在减氮20%条件下未显著减产,小白菜在减氮30%时均未显著减产。与U处理相比,合理施用控释氮肥可使总氮流失量显著(P<0.05)降低25.3%~43.5%,以70%CRU处理的总氮流失量最少。径流水中的氮素流失主要以颗粒氮为主,占比60.0%~67.0%。与U处理相比,除70%CRU处理外,其他施用控释氮肥处理的玉米地上部氮素积累量无显著差异;80%CRU处理的氮肥利用率显著提高9.4百分点。与U处理相比,施用控释氮肥0~80 cm各土层的总氮、铵态氮、硝态氮含量均未显著增加,不会提高土壤无机氮的流失风险。综上,在该试验条件下,与U处理相比,80%CRU处理可以在确保产量不降低的同时,减少氮素投入,降低氮素径流损失,提高肥料利用率,是试验条件下较为合理的施肥方式。

施用缓控释掺混氮肥对水稻产量及氮素吸收利用的影响

为了明确不同缓控释掺混氮肥对水稻产量及氮素吸收利用的影响,以苏香粳1176为供试材料,设置11个处理:不施氮肥(N0)为空白对照、当地常规施肥为施肥对照(N1),以及释放期为60、90 d的2种缓控释氮肥与常规氮肥按不同比例掺混(N2~N10),研究其对水稻产量及其构成因素和氮素吸收利用的影响。结果表明,与常规施肥相比,缓控释氮肥处理使水稻产量均有所下降。其中,N4处理水稻每穗粒数降低,但其较高的结实率和千粒质量保证相对较高的生物产量水平,从而保证N4处理具有较高的水稻产量。施用缓控释氮肥均提高水稻的吸氮量,随着缓控释氮肥比例的增加,水稻吸氮量呈逐渐增加的趋势。但缓控释氮肥均降低了水稻干物质和籽粒的氮素生产效率。缓控释氮肥均能提高水稻氮肥吸收利用率,降低水稻氮肥农学利用率、氮肥生理利用率和氮肥偏生产力。水稻成熟期时,缓控释氮肥处理土壤速效氮含量低于常规施肥处理。综上,缓控释氮肥虽然提高了水稻的吸氮量和氮肥吸收利用率,但其氮素吸收利用效率总体不高,水稻产量略有下降。

控释掺混肥对夏玉米氮肥利用效率和气态氮损失的影响

为阐明控释掺混肥对夏玉米产量、氮肥利用效率和气态氮损失的影响,本研究以郑单958为供试材料,设不施氮对照(CK)、常规施氮(FFP)、优化施氮(OPT)、含30%控释尿素的控释掺混肥(CRBF30)和含50%控释尿素的控释掺混肥(CRBF50)共5个处理,对比分析了不同处理的夏玉米产量、氮肥利用效率和气态氮损失(氨挥发和N2O排放)的差异。结果发现,控释掺混肥(CRBF30和CRBF50处理)较FFP处理夏玉米增产1.4%~2.9%(P>0.05),在减氮和一次性施肥的条件下实现了夏玉米稳产。与FFP处理相比,CRBF30和CRBF50处理的氮肥吸收利用率分别提高了8.4个和11.1个百分点,其中CRBF50处理差异显著(P<0.05);氮肥偏生产力分别提高了8.87 kg·kg^(-1)和9.86 kg·kg^(-1)(P<0.05)。与FFP处理相比,控释掺混肥(CRBF30和CRBF50处理)的氨挥发强度和累积氨挥发损失分别降低71.9%~73.5%(P<0.05)和71.59%~72.66%(P<0.05),N2O排放强度和累积排放量分别显著降低了34.5%~41.4%(P<0.05)和33.7%~37.5%(P<0.05)。综上,施用控释掺混肥可兼顾夏玉米稳产、氮肥高效利用并降低氮素气态损失。

氮肥运筹对旱地胡麻氮代谢及氮肥利用的调控效应

为进一步提高西北旱区胡麻氮肥利用效率,降低化肥投入量,采用田间二因素裂区试验设计,以不施氮为对照,研究了3个施氮水平(N1:60 kg·hm^(-2);N2:120 kg·hm^(-2);N3:180 kg·hm^(-2))和3个施肥时期(T1:全部基施;T2:2/3基施+1/3现蕾初期追施;T3:1/3基施+1/3分茎初期追施+1/3现蕾初期追施)互作对旱地胡麻氮代谢及氮肥利用率的调控效应。结果表明:随氮肥施用量增加,胡麻叶片氮代谢酶活性、氮素积累、氮素转运及籽粒产量均呈先升高后降低的趋势,胡麻氮肥农学利用率和氮肥偏生产力则呈降低的趋势。从同一氮肥水平不同施肥时期来看,上述指标均表现为T2处理最高。氮肥综合运筹表现为N2T2处理的胡麻氮代谢酶(硝酸还原酶、亚硝酸还原酶、谷氨酰胺合成酶)活性和氮素积累量分别较传统模式(N3T1)显著提高。其中,硝酸还原酶提高14.21%~34.93%,亚硝酸还原酶提高18.66%~29.27%,谷氨酰胺合成酶提高14.92%~55.82%,氮素积累量提高10.63%~36.74%;较不施氮对照分别显著提高22.75%~54.84%、23.62%~69.81%、43.61%~78.09%和23.33%~57.88%。籽粒产量、氮素籽粒生产效率、花前氮素转运量及其对籽粒的贡献率均在N2T2处理较高,分别较其它处理平均提高14.35%、4.20%%、28.45%和17.37%。相关分析表明,胡麻氮素积累量与氮代谢酶活性、氮素转运、籽粒产量、氮肥利用效率呈极显著正相关关系。可见,120 kg·hm^(-2)氮肥按2/3基施+1/3现蕾初期追施可显著提高胡麻氮代谢酶活性和氮肥利用效率,可作为实现旱地胡麻高效生产的氮肥运筹模式。

华北小麦施用脲铵氮肥实现轻简施肥的可行性及技术措施

【目的】生产脲铵氮肥的目的是资源化利用联合制碱工业副产品。在华北平原多地开展了田间试验,探究适合冬小麦节肥增效的可行性和技术措施。【方法】于2021—2023年,分别在北京顺义、河北滦南、河北曲周、山东济南和河南禹州5个试验点进行了两年大田试验。设置尿素(U)、尿素减施30%(70%U)、脲铵氮肥减施30%(70%AU)、脲铵氮肥减施30%+脲酶抑制剂(N-丁基硫代磷酰三胺,NBPT)(70%AU+NBPT)、脲铵氮肥减施30%+硝化抑制剂(3,4-二甲基吡唑磷酸盐,DMPP)(70%AU+DMPP)、尿素减施30%+优化追肥时间(70%U+Opt)6个处理,测定了小麦产量及其构成因素、氮肥偏生产力、氮素吸收效率和土壤无机氮含量。【结果】与U处理相比,2022年减施氮肥处理(70%U、70%AU)在5个试验点中出现减产的试验点有1个,2023年有3个;70%AU+NBPT和70%AU+DMPP处理2022年出现减产的点有2个,2023年有2个;70%U+Opt两年均未出现减产。与U处理相比,在5个试验点两年多数处理显著提高了氮肥偏生产力和氮素吸收效率,2022、2023年氮肥偏生产力分别提高了19%~77%、23%~67%,氮素吸收效率分别提高了25%~77%、21%~71%。与U处理相比,2022年70%AU+NBPT和70%AU+DMPP处理土壤NH_(4)^(+)-N含量增加的试验点有5个,2023年有4个,2022、2023年分别增加了19%~69%、30%~90%;70%AU+NBPT和70%AU+DMPP处理2022年土壤NO_(3)^(-)-N含量降低的试验点有5个,2023年有4个,2022、2023年分别降低了19%~59%、34%~60%。【结论】与施用常规量尿素相比,减施氮投入量30%条件下,以脲铵氮肥为氮源或配合NBPT/DMPP,一次追施可以保证不减少产量,同时提高氮肥利用率。

氮肥管理对有序机抛早稻产量及氮素利用的影响

以常规早稻品种湘早籼24号为材料,于2021—2022年开展大田试验,设3个氮肥水平,即120 kg/hm^(2)(N1)、150 kg/hm^(2)(N_(2))和180 kg/hm^(2)(N_(3)),4个氮肥分配处理T1、T2、T3、T4,基肥、分蘖肥、穗肥的施用比例分别为1∶1∶1、0∶1∶1、1∶0∶1、1∶1∶0,以生产推荐施肥CK(施氮量120kg/hm^(2),基肥、分蘖肥、穗肥的施用比例为5∶3∶2)和零氮处理(N0)为对照,研究施氮量和氮肥分配对有序机抛早稻产量、生长特性及氮素利用的影响。结果表明:N_(3)、N_(2)、N1的早稻平均产量依次降低,N1的平均产量显著低于CK而高于N0的;在不同氮肥分配下,T2的产量低于T1、T3、T4和CK的,其中显著低于T4的;分析产量构成因子发现,产量的降低主要缘于单位面积穗数的下降;基肥不施氮肥的T2处理的分蘖率虽未显著降低,但其成穗率低,导致单位面积有效穗数下降;随着施氮量的增加,早稻氮素利用率随之下降;在不同氮肥分配下,T2的氮肥吸收利用率、氮肥农学利用率均显著低于T4的。可见,基肥缺失氮肥对有序机抛早稻的产量和氮素利用率影响较大,而穗肥不施氮肥对有序机抛早稻的产量和氮素利用率影响较小,推测前期氮肥管理可能是水稻有序机抛栽培高产的关键因子。

氮肥减施时期对水稻产量、氮肥利用率及氮肥去向的影响

为探明氮肥减施时期对水稻产量、氮肥利用率及氮肥去向的影响,为制定科学合理的水稻氮肥减施措施提供理论支持。于2018—2019年,在大田条件下设置5个处理:(1)不施氮肥(N0);(2)常规施肥(N1,N 225 kg/hm^(2),基肥、分蘖肥、穗肥分别为N 90、67.5、67.5 kg/hm^(2));(3)基肥减氮(N2,N 202.5 kg/hm^(2),基肥、分蘖肥、穗肥分别为N 67.5、67.5、67.5 kg/hm^(2));(4)分蘖肥减氮(N3,N 202.5 kg/hm^(2),基肥、分蘖肥、穗肥分别为N 90、45、67.5 kg/hm^(2));(5)穗肥减氮(N4,N 202.5 kg/hm^(2),基肥、分蘖肥、穗肥分别为N 90、67.5、45 kg/hm^(2))。2019年在施氮处理小区内设置^(15)N稳定同位素示踪微区试验。结果表明:与常规施肥(N1)相比,减氮10%不会降低水稻产量。然而,不同减氮时期对水稻产量有显著影响,N2处理的水稻产量较N3处理增产7.8%~9.4%。N2和N3处理较N1处理显著提高了氮肥表观利用率和氮肥偏生产力,而N1和N4处理间氮肥表观利用率无显著差异。与N4处理相比,N1和N2处理均显著增加了植株对^(15)N肥料的吸收量。各处理^(15)N肥料利用率为26.0%~30.1%,其中N2处理显著高于N4处理。^(15)N肥料主要残留在0~20 cm土层中,其约占^(15)N肥料总残留量的90%。基肥减氮(N2)可以提高水稻^(15)N肥料利用率和残留率,降低氮肥损失率。因此,减少施氮量应减少基肥中的氮肥用量,不仅可以保证水稻产量,而且还能提高氮肥利用率,减少氮肥损失。

基于长期氮肥示踪试验评估氮肥利用率算法的合理性

氮肥利用率是衡量氮肥被作物利用的一个指标,常规采用的计算方法为差减法和15N示踪法,主要是通过作物吸收的氮量来计算氮肥利用率。由于这两种方法没有考虑氮肥在土壤中的残留和后效,显著低估了施用氮肥的实际效应。为此,国内外研究者一直在探索更实际的氮肥利用率计算法。不同的改进方法以不同的表现形式包含了氮肥的遗留效应,弥补了差减法和15N示踪法在短期试验中对实际氮肥利用率的严重低估,基本接近于实际氮肥利用率,但远高于常规差减法或15N示踪法估算值。在本文中定义的实际氮肥利用率(ANUE)为:在土壤残留示踪氮被完全消耗的条件下,作物地上部吸收肥料氮占施氮量的百分比。法国28年旱地作物的氮肥叠加利用率为61.3%~65.3%,中国太湖地区17年的水旱轮作体系示踪氮肥试验中氮肥叠加利用率为38.6%~43.0%。本研究采用Origin 2021的图形数字化工具,获取这两个长期定位试验数据,包括每季作物吸收15N、土壤残留15N数据,分别以耗竭耕层(0—20 cm)、1 m、2 m土体中的氮素残留量来计算氮肥利用率。以此为参照标准,评估土壤氮素平衡法和氮肥有效率法计算结果的合理性。基于2 m土体残留肥料氮的土壤氮素平衡法和氮肥有效率法,会高估旱地作物的氮肥利用率;而以耕层土壤残留肥料氮作为估计参数时,则与旱地实际氮肥利用率基本一致(61%~74%);而氮肥有效率(41%~52%)可以很好地估算我国太湖地区水旱轮作体系的实际氮肥利用率。因此,跨地块或作物系统的氮肥利用率比较,应选择适当的计算方法,以避免由不同方法导致的不可比性而产生误解。氮肥有效率法(将作物吸收和土壤残留氮均视为有效部分)可以通过短期试验获得接近实际的氮肥利用率,具有广泛的应用价值。