【目的】明确华中区域直播冬油菜的氮素稀释曲线模型及其适用性,探讨以氮素营养指数评价油菜氮素营养状况的可行性。【方法】通过2015-2016和2016-2017两个年度设置的不同氮肥用量(2015-2016年度氮肥用量为0、60、120、180和240 kg N...【目的】明确华中区域直播冬油菜的氮素稀释曲线模型及其适用性,探讨以氮素营养指数评价油菜氮素营养状况的可行性。【方法】通过2015-2016和2016-2017两个年度设置的不同氮肥用量(2015-2016年度氮肥用量为0、60、120、180和240 kg N·hm^-2,2016-2017年度氮肥用量为0、60、120、180、240、300和360 kg N·hm^-2)的田间试验,研究不同氮肥用量下从苗期到花期油菜各生育时期地上部生物量和植株氮素含量变化,建立直播冬油菜地上部临界氮素浓度稀释曲线模型。并利用该模型和植株氮素含量计算氮素营养指数,明确氮肥用量对油菜植株各个时期氮素营养指数的影响,探究油菜产量和氮素营养指数的关系,确定各时期适宜的氮素营养指数。【结果】氮肥施用显著增加油菜地上部生物量和氮素含量,不同氮肥处理间差异显著。直播冬油菜地上部临界氮素浓度和地上部生物量符合幂指数的关系(Ncnc=3.49DM-0.26)。该模型可以将独立的两个试验的氮限制和非氮限制组数据区分开,模型拟合的氮素浓度和植株实际氮素浓度线性相关,RMSE和n-RMSE分别为0.37和13%,模型具有较好的稳定性。在试验氮肥用量范围内,各点不同时期氮素营养指数随氮肥用量的增加而增加,且氮素营养指数对氮肥用量的响应与产量相似。氮肥施用显著增加油菜产量,尽管不同试验点直播冬油菜产量对氮肥用量的响应存在差异,但各点相对产量和不同时期的氮素营养指数均呈一元二次曲线关系,各生育时期氮素营养指数可以准确地反映油菜氮素营养状况。直播冬油菜相对产量为1时,越冬期、薹期和花期的氮素营养指数分别为1.35、1.26和1.03。【结论】油菜氮素稀释曲线模型Ncnc=3.49DM-0.26和氮营养指数能够评价华中区域直播冬油菜氮素营养状况,用于植株氮素诊断。展开更多
【目的】探究长江流域水旱轮作制度下,化学磷肥和秸秆还田配施磷肥对作物生产力的贡献,以及对土壤磷有效性和磷素效率的影响,为农田土壤磷素管理提供科学依据。【方法】试验于2014-2018年在湖北省武汉市华中农业大学进行,选取定位试验中...【目的】探究长江流域水旱轮作制度下,化学磷肥和秸秆还田配施磷肥对作物生产力的贡献,以及对土壤磷有效性和磷素效率的影响,为农田土壤磷素管理提供科学依据。【方法】试验于2014-2018年在湖北省武汉市华中农业大学进行,选取定位试验中的3个处理,分别为:(1)不施磷(NK);(2)施磷(NPK);(3)施磷配合秸秆还田(NPK+S)。通过测定作物产量、磷含量及土壤有效磷,分析作物磷素利用效率,探讨土壤有效磷变化与磷累积盈亏的响应关系。【结果】与NK处理相比,NPK处理的油菜和水稻平均产量分别提高530.3%和35.9%,磷积累量分别提高495.3%和98.5%;与NPK处理相比,NPK+S处理的油菜和水稻平均产量分别提高19.1%和11.0%,磷积累量分别提高20.6%和11.7%;油菜产量和磷积累量对磷肥和秸秆的响应优于水稻。秸秆还田条件下,油菜和水稻的平均磷素农学效率分别提高6.8%和33.9%,油菜、水稻和周年的磷素累积利用率分别提高8.6%、17.0%和19.8%。秸秆还田对水稻磷素利用率和农学效率的影响更为显著。4年油菜水稻轮作后,不施磷处理土壤磷素累积亏缺110.2 kg P2O5·hm^-2,有效磷浓为1.9 mg·kg^-1;施磷处理土壤磷素累积盈余210.9 kg P2O5·hm^-2,有效磷浓度(4.3 mg·kg^-1)较不施磷处理提高126.3%;施磷配合秸秆还田处理土壤磷素累积盈余(222.1 kg P2O5·hm^-2)较NPK处理增加5.3%,有效磷浓度(5.1 mg·kg^-1)较NPK处理提高18.6%。秸秆还田显著提高了土壤有效磷浓度,但土壤磷盈余量没有明显增加。连续秸秆还田和施用化学磷肥条件下,水稻土每盈余100 kg·hm^-2的磷,NPK和NPKS处理土壤有效磷分别提高1.8和2.0 mg·kg^-1。秸秆还田促进了土壤磷素有效化。【结论】施磷显著增加了油菜、水稻的产量和磷积累量,提升了土壤磷盈余量和有效磷浓度;秸秆还田在施磷肥的基础上进一步增加了油菜、水稻的产量和磷积累量,提高了作物特别是水稻对磷素的利用率和农学效率,同时能够在避免土壤磷素过量积累的情况下提高土壤有效磷浓度。展开更多
【目的】合理施肥是保证和维持油菜产量的关键。面对目前集约化的种植管理模式,肥料的粗放管理和施用势必造成养分效率的下降,从而影响油菜产量。本研究通过比较长江流域冬油菜种植区域农民习惯施肥与推荐施肥的产量和养分利用效率差异...【目的】合理施肥是保证和维持油菜产量的关键。面对目前集约化的种植管理模式,肥料的粗放管理和施用势必造成养分效率的下降,从而影响油菜产量。本研究通过比较长江流域冬油菜种植区域农民习惯施肥与推荐施肥的产量和养分利用效率差异,为冬油菜肥料合理施用、提高肥料利用效率提供策略。【方法】选取2005—2016年长江流域(包括四川、贵州、湖北、湖南、安徽、江苏和浙江7个省份)的535个油菜田间试验,分析不施肥(CK)、农民习惯施肥(FP)和推荐施肥(RF)处理间以及长江流域各区域间的油菜产量和产量分布特征,比较不同施肥处理的增产效果,以及氮、磷、钾肥料用量和偏生产力的差异,计算RF处理与FP处理间施肥量的差值,评估长江流域氮、磷、钾肥的减施潜力。【结果】长江流域CK处理冬油菜产量主要分布在500—1 500 kg·hm^(-2),FP处理主要分布在1 500—3 000 kg·hm^(-2),RF处理最高,集中在2 000—3 000 kg·hm^(-2),土壤基础地力对RF处理油菜产量的贡献率为45.1%—49.7%;3个不同处理在区域间油菜的平均产量均表现为长江下游>中游>上游。长江上、中、下游FP处理油菜产量均值分别为2 033、2 182和2 542 kg·hm^(-2),RF处理油菜产量较FP分别增产16.7%、16.5%和13.9%,增产点比例达77.5%—94.9%。随着地力水平的提升,各个处理油菜增产率均表现出逐渐下降的趋势,RF处理在不同地力水平下亦呈现出明显的优势。比较RF与FP处理施肥量发现,长江流域FP处理施肥量均值为162.5—239.5 kg N·hm^(-2)、58.6—82.0 kg P_2O_5·hm^(-2)和45.5—60.8 kg K_2O·hm^(-2),而RF处理施肥量均值则为162.2—233.6 kg N·hm^(-2)、67.2—94.1 kg P_2O_5·hm^(-2)和73.6—108.5 kg K_2O·hm^(-2),两种施肥处理氮肥用量未表现出显著的差异,FP处理磷、钾肥用量偏低。与RF处理相比,PF处理氮肥可减施的点位比例最大,长江流域45.6%的点位能够减氮,25.6%的点位可以减磷,钾肥减施点位的比例仅为13.2%。同时,需要增施氮、磷、钾肥的比例分别为37.8%、60.0%和75.9%。区域间肥料用量以长江下游适宜点位比例最大,氮、磷、钾肥适宜用量的点位比例分别为25.0%、22.8%和17.1%。长江流域FP处理的氮、磷、钾肥偏生产力均值分别为11.1—14.2、28.6—45.8和38.3—47.6 kg·kg^(-1)。RF在FP处理的基础上提高了氮肥偏生产力12.9%—15.9%,但与其他发达国家相比仍处于较低水平;而RF处理的磷、钾偏生产力与FP相比有所下降,平均降低幅度分别为6.9%和19.6%,也表明目前推荐的施肥量仍然存在减肥的空间。【结论】与农民习惯施肥相比,推荐施肥显著增加了油菜产量,且农民习惯的肥料用量存在较大的调整空间。展开更多
Fertilization is essential for oilseed rape because it is sensitivity to nutrient deficiency, especially for winter oilseed rape(Brassica napus L.). To investigate regional nutrient efficiency and nutrient uptake-yiel...Fertilization is essential for oilseed rape because it is sensitivity to nutrient deficiency, especially for winter oilseed rape(Brassica napus L.). To investigate regional nutrient efficiency and nutrient uptake-yield relationship of winter oilseed rape in an intensive cropping system, this study used data from 619 site-year on-farm experiments carried out in the winter oilseed rape planting area of the Yangtze River Basin, China from 2005 to 2010, with large yield in the range of 179–4 470 kg ha^(-1). Currently recommended application rates of N, P and K fertilizers increased rapeseed yield at different levels of soil indigenous nutrient supply(INS) in this region. Boundary values of plant nutrient uptake were established to analyze the nutrient uptake-yield relationship of winter oilseed rape(internal nutrient efficiency), i.e., 128 kg N ha^(-1), 24 kg P ha^(-1), and 122 kg K ha^(-1). The internal nutrient efficiency declined by 48.2%–64.1% when nutrient uptake exceeded the boundary value, resulting in excessive nutrient uptake(i.e., low yield response with high nutrient uptake), especially for K. In the intensive cropping system, agronomic efficiencies of N, P, and K were 5.9, 3.4, and3.6 kg kg^(-1), and recovery efficiencies of N, P, and K were 35.6%, 24.1%, and 36.8%, respectively. These findings showed that the fertilization rate should be optimized by considering INS, nutrient status, and nutrient efficiency of winter oilseed rape. In this study,considering the lower yield improvement to high K uptake levels and low K fertilizer efficiency, application rate of K fertilizer should be reduced since soil K deficiency has already been mitigated.展开更多
文摘【目的】明确华中区域直播冬油菜的氮素稀释曲线模型及其适用性,探讨以氮素营养指数评价油菜氮素营养状况的可行性。【方法】通过2015-2016和2016-2017两个年度设置的不同氮肥用量(2015-2016年度氮肥用量为0、60、120、180和240 kg N·hm^-2,2016-2017年度氮肥用量为0、60、120、180、240、300和360 kg N·hm^-2)的田间试验,研究不同氮肥用量下从苗期到花期油菜各生育时期地上部生物量和植株氮素含量变化,建立直播冬油菜地上部临界氮素浓度稀释曲线模型。并利用该模型和植株氮素含量计算氮素营养指数,明确氮肥用量对油菜植株各个时期氮素营养指数的影响,探究油菜产量和氮素营养指数的关系,确定各时期适宜的氮素营养指数。【结果】氮肥施用显著增加油菜地上部生物量和氮素含量,不同氮肥处理间差异显著。直播冬油菜地上部临界氮素浓度和地上部生物量符合幂指数的关系(Ncnc=3.49DM-0.26)。该模型可以将独立的两个试验的氮限制和非氮限制组数据区分开,模型拟合的氮素浓度和植株实际氮素浓度线性相关,RMSE和n-RMSE分别为0.37和13%,模型具有较好的稳定性。在试验氮肥用量范围内,各点不同时期氮素营养指数随氮肥用量的增加而增加,且氮素营养指数对氮肥用量的响应与产量相似。氮肥施用显著增加油菜产量,尽管不同试验点直播冬油菜产量对氮肥用量的响应存在差异,但各点相对产量和不同时期的氮素营养指数均呈一元二次曲线关系,各生育时期氮素营养指数可以准确地反映油菜氮素营养状况。直播冬油菜相对产量为1时,越冬期、薹期和花期的氮素营养指数分别为1.35、1.26和1.03。【结论】油菜氮素稀释曲线模型Ncnc=3.49DM-0.26和氮营养指数能够评价华中区域直播冬油菜氮素营养状况,用于植株氮素诊断。
文摘【目的】探究长江流域水旱轮作制度下,化学磷肥和秸秆还田配施磷肥对作物生产力的贡献,以及对土壤磷有效性和磷素效率的影响,为农田土壤磷素管理提供科学依据。【方法】试验于2014-2018年在湖北省武汉市华中农业大学进行,选取定位试验中的3个处理,分别为:(1)不施磷(NK);(2)施磷(NPK);(3)施磷配合秸秆还田(NPK+S)。通过测定作物产量、磷含量及土壤有效磷,分析作物磷素利用效率,探讨土壤有效磷变化与磷累积盈亏的响应关系。【结果】与NK处理相比,NPK处理的油菜和水稻平均产量分别提高530.3%和35.9%,磷积累量分别提高495.3%和98.5%;与NPK处理相比,NPK+S处理的油菜和水稻平均产量分别提高19.1%和11.0%,磷积累量分别提高20.6%和11.7%;油菜产量和磷积累量对磷肥和秸秆的响应优于水稻。秸秆还田条件下,油菜和水稻的平均磷素农学效率分别提高6.8%和33.9%,油菜、水稻和周年的磷素累积利用率分别提高8.6%、17.0%和19.8%。秸秆还田对水稻磷素利用率和农学效率的影响更为显著。4年油菜水稻轮作后,不施磷处理土壤磷素累积亏缺110.2 kg P2O5·hm^-2,有效磷浓为1.9 mg·kg^-1;施磷处理土壤磷素累积盈余210.9 kg P2O5·hm^-2,有效磷浓度(4.3 mg·kg^-1)较不施磷处理提高126.3%;施磷配合秸秆还田处理土壤磷素累积盈余(222.1 kg P2O5·hm^-2)较NPK处理增加5.3%,有效磷浓度(5.1 mg·kg^-1)较NPK处理提高18.6%。秸秆还田显著提高了土壤有效磷浓度,但土壤磷盈余量没有明显增加。连续秸秆还田和施用化学磷肥条件下,水稻土每盈余100 kg·hm^-2的磷,NPK和NPKS处理土壤有效磷分别提高1.8和2.0 mg·kg^-1。秸秆还田促进了土壤磷素有效化。【结论】施磷显著增加了油菜、水稻的产量和磷积累量,提升了土壤磷盈余量和有效磷浓度;秸秆还田在施磷肥的基础上进一步增加了油菜、水稻的产量和磷积累量,提高了作物特别是水稻对磷素的利用率和农学效率,同时能够在避免土壤磷素过量积累的情况下提高土壤有效磷浓度。
文摘【目的】合理施肥是保证和维持油菜产量的关键。面对目前集约化的种植管理模式,肥料的粗放管理和施用势必造成养分效率的下降,从而影响油菜产量。本研究通过比较长江流域冬油菜种植区域农民习惯施肥与推荐施肥的产量和养分利用效率差异,为冬油菜肥料合理施用、提高肥料利用效率提供策略。【方法】选取2005—2016年长江流域(包括四川、贵州、湖北、湖南、安徽、江苏和浙江7个省份)的535个油菜田间试验,分析不施肥(CK)、农民习惯施肥(FP)和推荐施肥(RF)处理间以及长江流域各区域间的油菜产量和产量分布特征,比较不同施肥处理的增产效果,以及氮、磷、钾肥料用量和偏生产力的差异,计算RF处理与FP处理间施肥量的差值,评估长江流域氮、磷、钾肥的减施潜力。【结果】长江流域CK处理冬油菜产量主要分布在500—1 500 kg·hm^(-2),FP处理主要分布在1 500—3 000 kg·hm^(-2),RF处理最高,集中在2 000—3 000 kg·hm^(-2),土壤基础地力对RF处理油菜产量的贡献率为45.1%—49.7%;3个不同处理在区域间油菜的平均产量均表现为长江下游>中游>上游。长江上、中、下游FP处理油菜产量均值分别为2 033、2 182和2 542 kg·hm^(-2),RF处理油菜产量较FP分别增产16.7%、16.5%和13.9%,增产点比例达77.5%—94.9%。随着地力水平的提升,各个处理油菜增产率均表现出逐渐下降的趋势,RF处理在不同地力水平下亦呈现出明显的优势。比较RF与FP处理施肥量发现,长江流域FP处理施肥量均值为162.5—239.5 kg N·hm^(-2)、58.6—82.0 kg P_2O_5·hm^(-2)和45.5—60.8 kg K_2O·hm^(-2),而RF处理施肥量均值则为162.2—233.6 kg N·hm^(-2)、67.2—94.1 kg P_2O_5·hm^(-2)和73.6—108.5 kg K_2O·hm^(-2),两种施肥处理氮肥用量未表现出显著的差异,FP处理磷、钾肥用量偏低。与RF处理相比,PF处理氮肥可减施的点位比例最大,长江流域45.6%的点位能够减氮,25.6%的点位可以减磷,钾肥减施点位的比例仅为13.2%。同时,需要增施氮、磷、钾肥的比例分别为37.8%、60.0%和75.9%。区域间肥料用量以长江下游适宜点位比例最大,氮、磷、钾肥适宜用量的点位比例分别为25.0%、22.8%和17.1%。长江流域FP处理的氮、磷、钾肥偏生产力均值分别为11.1—14.2、28.6—45.8和38.3—47.6 kg·kg^(-1)。RF在FP处理的基础上提高了氮肥偏生产力12.9%—15.9%,但与其他发达国家相比仍处于较低水平;而RF处理的磷、钾偏生产力与FP相比有所下降,平均降低幅度分别为6.9%和19.6%,也表明目前推荐的施肥量仍然存在减肥的空间。【结论】与农民习惯施肥相比,推荐施肥显著增加了油菜产量,且农民习惯的肥料用量存在较大的调整空间。
基金supported by the National Key Research and Development Program of China (No. 2016YFD0200102)the Fundamental Research Funds for the Central Universities of China (No. 2662016PY117)+1 种基金the Earmarked Fund for China Agriculture Research System (No. CARS-13)the Chinese National Project of Soil Testing and Fertilizer Recommendation
文摘Fertilization is essential for oilseed rape because it is sensitivity to nutrient deficiency, especially for winter oilseed rape(Brassica napus L.). To investigate regional nutrient efficiency and nutrient uptake-yield relationship of winter oilseed rape in an intensive cropping system, this study used data from 619 site-year on-farm experiments carried out in the winter oilseed rape planting area of the Yangtze River Basin, China from 2005 to 2010, with large yield in the range of 179–4 470 kg ha^(-1). Currently recommended application rates of N, P and K fertilizers increased rapeseed yield at different levels of soil indigenous nutrient supply(INS) in this region. Boundary values of plant nutrient uptake were established to analyze the nutrient uptake-yield relationship of winter oilseed rape(internal nutrient efficiency), i.e., 128 kg N ha^(-1), 24 kg P ha^(-1), and 122 kg K ha^(-1). The internal nutrient efficiency declined by 48.2%–64.1% when nutrient uptake exceeded the boundary value, resulting in excessive nutrient uptake(i.e., low yield response with high nutrient uptake), especially for K. In the intensive cropping system, agronomic efficiencies of N, P, and K were 5.9, 3.4, and3.6 kg kg^(-1), and recovery efficiencies of N, P, and K were 35.6%, 24.1%, and 36.8%, respectively. These findings showed that the fertilization rate should be optimized by considering INS, nutrient status, and nutrient efficiency of winter oilseed rape. In this study,considering the lower yield improvement to high K uptake levels and low K fertilizer efficiency, application rate of K fertilizer should be reduced since soil K deficiency has already been mitigated.
