Reducing environmental impacts and improving N utilization are critical to ensuring food security in China.Although root-zone fertilization has been considered an effective strategy to improve nitrogen use efficiency ...Reducing environmental impacts and improving N utilization are critical to ensuring food security in China.Although root-zone fertilization has been considered an effective strategy to improve nitrogen use efficiency (NUE),the effect of controlled-release urea (CRU) applied in conjunction with normal urea in this mode is unclear.Therefore,a 3-year field experiment was conducted using a no-N-added as a control and two fertilization modes (FF,furrow fertilization by manual trenching,i.e.,farmer fertilizer practice;HF:root-zone hole fertilization by point broadcast manually) at 210 kg N ha^(–1) (controlled-release:normal fertilizer=5:5),along with a 1-year in-situ microplot experiment.Maize yield,NUE and N loss were investigated under different fertilization modes.The results showed that compared with FF,HF improved the average yield and N recovery efficiency by 8.5 and 22.3%over three years,respectively.HF had a greater potential for application than FF treatment,which led to increases in dry matter accumulation,total N uptake,SPAD value and LAI.In addition,HF remarkably enhanced the accumulation of ^(15)N derived from fertilizer by 17.2%compared with FF,which in turn reduced the potential loss of^(15)N by 43.8%.HF increased the accumulation of N in the tillage layer of soils at harvest for potential use in the subsequent season relative to FF.Hence,HF could match the N requirement of summer maize,sustain yield,improve NUE and reduce environmental N loss simultaneously.Overall,root-zone hole fertilization with blended CRU and normal urea can represent an effective and promising practice to achieve environmental integrity and food security on the North China Plain,which deserves further application and investigation.展开更多
探究施氮量和播种量互作对冬小麦产量、生长发育和生态场特性的影响,利用生态场理论揭示不同小麦群体竞争力差异及其与产量的关系,明确冬小麦适宜的氮肥用量和播种量,为冬小麦高产高效生产提供依据。2020年10月至2022年6月于河南省温县...探究施氮量和播种量互作对冬小麦产量、生长发育和生态场特性的影响,利用生态场理论揭示不同小麦群体竞争力差异及其与产量的关系,明确冬小麦适宜的氮肥用量和播种量,为冬小麦高产高效生产提供依据。2020年10月至2022年6月于河南省温县设置冬小麦氮肥用量和播种量双因素交互田间试验,研究了施氮量(0、90、180、270、360 kg N hm^(–2))和播种量(135、180、225、270 kg hm^(–2))对冬小麦籽粒产量、氮积累量等的影响,测定小麦株高、冠幅和单株分蘖等生长发育指标,计算个体生态势和群体生态场并分析其与产量间关系。结果表明,两年取得最高产量的播种量均为225 kg hm^(–2),施氮量分别为270 kg hm^(–2)和180 kg hm^(–2),较其他处理平均增产7.5%和18.1%;施氮后小麦氮积累量提高57.3%,生态势提高72.7%;提高播种量后群体茎蘖数提高34.7%,单株小麦发育水平下降,生态势下降11.4%。施氮量和播种量通过共同影响株高和冠幅影响生态势影响距离,其他处理较135 kg hm^(–2)播种量不施氮处理影响距离提高23.0%。冬小麦群体生态场面积与产量呈一元二次函数关系,施氮和提高播种量,冬小麦群体生态场面积分别提高116.7%和52.5%。本试验条件下,通过氮肥用量和播种量调控冬小麦群体发育质量,控制群体竞争力,构建了理想群体,实现了冬小麦高产与高效生产;冬小麦氮密优化组合施氮量239.8 kg hm^(–2)、播种量228.7 kg hm^(–2),具有适宜的生态场和理想群体,产量较高,可在豫北地区推广应用。展开更多
添加纳米矿物类控失剂的控失尿素可通过吸附作用,减少施入土壤后的氮素损失,明确该控失尿素施用量、与常规尿素合理配比在夏玉米上的效应,可为夏玉米一次性施肥、氮肥减施增效提供依据。在不同产量水平(高、中、低产田)土壤上,通过田间...添加纳米矿物类控失剂的控失尿素可通过吸附作用,减少施入土壤后的氮素损失,明确该控失尿素施用量、与常规尿素合理配比在夏玉米上的效应,可为夏玉米一次性施肥、氮肥减施增效提供依据。在不同产量水平(高、中、低产田)土壤上,通过田间试验研究常规尿素(纯氮210 kg hm^(-2))、控失尿素常量及减施(减量10%,即纯氮189 kg hm^(-2);减量20%,即纯氮168 kg hm^(-2))、控失尿素与常规尿素配施(配比分别为7∶3、5∶5和3∶7)对夏玉米产量、地上部生物量、养分积累量、光合特性及氮肥利用效率的影响。结果表明,氮肥施用可显著提高夏玉米产量,常量控失尿素施用下夏玉米增产率达22.96%~27.55%,在高、中产田上产量较常规尿素有显著提升。与常量控失尿素相比,控失尿素减施10%和20%通过提升穗粒数使得高、中产田夏玉米产量不降低,控失尿素减施20%处理下高产田氮肥利用率高达41.60%。控失尿素与常规尿素7∶3配施下的氮素积累量与常量控失尿素处理无显著差异,高产田和中产田夏玉米产量、秸秆干物重均未显著降低,同时可显著提高低产田夏玉米产量、秸秆干物重。综上,控失尿素(纯氮210 kg hm^(-2))一次性施用可显著提高夏玉米产量和氮肥利用效率,控失尿素减量20%处理下高、中产田夏玉米产量未显著减产,氮肥利用率显著提升,是高、中产田适宜的氮肥用量;控失尿素常量施用或与常规尿素7∶3配合施用更适宜低产田夏玉米生长。展开更多
探究不同磷肥施用量对菊芋块茎产量、品质、植株理化特性及磷肥利用率的影响,为实现菊芋高产优质栽培和农田磷素高效利用与科学施磷提供参考依据。于2019-2020连续两年分别于河南省原阳县和方城县布置磷肥用量田间试验,2019年设0、60、...探究不同磷肥施用量对菊芋块茎产量、品质、植株理化特性及磷肥利用率的影响,为实现菊芋高产优质栽培和农田磷素高效利用与科学施磷提供参考依据。于2019-2020连续两年分别于河南省原阳县和方城县布置磷肥用量田间试验,2019年设0、60、120、180和240 kg P_(2)O_(5)·hm^(-2)5个磷肥用量水平,2020年则分别设0、45、90、135、180和225 kg P_(2)O_(5)·hm^(-2)6个施磷水平。研究磷肥施用对成熟期菊芋块茎产量、品质(菊糖、还原糖含量)以及营养生长和生殖生长期地上部植株磷素积累量、叶片绿原酸、SPAD值、可溶性糖、可溶性蛋白含量等理化指标的影响,计算分析菊芋收获指数、磷肥利用率和农学效率等肥料吸收利用状况。结果表明:磷肥供应均显著提高2019和2020年菊芋块茎产量,肥料效应呈“线性+平台”趋势变化,适宜施磷量分别为155和107 kg·hm^(-2)。此外,磷肥供应显著提高菊芋块茎菊糖和还原糖含量。与不施磷相比,2019-2020年度块茎总糖含量增幅分别平均为11.6%和18.3%。各生育期菊芋地上部植株磷素积累量、叶片绿原酸含量、SPAD值、可溶性糖和可溶性蛋白含量均随施磷量增加而明显提高。菊芋磷素收获指数(PHI)、磷肥利用率(AUP)和农学效率(AEP)均随着磷肥用量增加而明显下降,施磷处理两年平均PHI、AUP和AEP分别为0.813、15.1%和23.9 kg·kg^(-1)。因此,合理施磷可显著提高菊芋成熟期块茎产量、改善品质,增强各生育期生理活性。在本试验条件下菊芋适宜施磷量为105~150 kg·hm^(-2)。展开更多
探究不同施磷水平对夏花生产量、品质及磷素积累动态、光温生理特性和根系形态影响效应,为花生高效科学施用磷肥提供理论支持。2021—2022年在河南省温县布置磷肥用量田间试验,供试品种为“豫花22”,设P2O50、30、60、90、120 kg hm^(-...探究不同施磷水平对夏花生产量、品质及磷素积累动态、光温生理特性和根系形态影响效应,为花生高效科学施用磷肥提供理论支持。2021—2022年在河南省温县布置磷肥用量田间试验,供试品种为“豫花22”,设P2O50、30、60、90、120 kg hm^(-2)5个磷肥用量处理。于成熟期测定夏花生荚果产量和品质指标,并分别于苗期、花针期、结荚期、饱果期测定叶片SPAD值、冠层光合有效辐射和冠层温度,采集植株样品分析植株磷素积累量和根系形态。结果表明,随施磷量增加,2年夏花生荚果产量均呈“线性+平台”趋势变化,适宜施磷量分别为94 kg hm^(-2)和95 kg hm^(-2),施磷处理2年平均增产23.68%。成熟期籽粒粗蛋白、含油量和氨基酸含量均随施磷量增加呈“先升高后趋于稳定”趋势变化。与不施磷相比,施磷90 kg hm^(-2)时籽粒粗蛋白、含油量和氨基酸含量2年度平均增幅分别为11.06%、3.89%和11.58%,效果显著。通过Logistic方程对夏花生磷素积累量进行非线性回归拟合,得出施磷处理通过提高夏花生磷素最大积累速率(V_(m))和平均积累速率(V),延长快速积累期(Δt)与活跃积累期(T_(aas)),进而提高磷素最大积累量(Y_(m));适量施磷提高各部位磷素吸收积累量,促进磷素向荚果中分配。夏花生冠层最高温、最低温与平均温均随施磷量的增加显著降低;叶片SPAD值与冠层光合有效辐射量(APAR)和分量(FPAR)在施磷90 kg hm^(-2)时显著增加;施磷处理夏花生耕层总根长、根平均直径、根体积和根表面积分别平均增加48.50%、16.25%、37.80%和21.88%。磷肥利用率和偏生产力随施磷量增加逐渐降低,农学效率呈先升高后降低的变化趋势。合理施磷可显著提高夏花生产量、改善品质,促进磷素积累利用并显著改善生育期光温生理性能。本试验条件下夏花生推荐施磷量为90 kg hm^(-2)。展开更多
基金financially supported by the National Key Research and Development Program of China(2017YFD0301106)。
文摘Reducing environmental impacts and improving N utilization are critical to ensuring food security in China.Although root-zone fertilization has been considered an effective strategy to improve nitrogen use efficiency (NUE),the effect of controlled-release urea (CRU) applied in conjunction with normal urea in this mode is unclear.Therefore,a 3-year field experiment was conducted using a no-N-added as a control and two fertilization modes (FF,furrow fertilization by manual trenching,i.e.,farmer fertilizer practice;HF:root-zone hole fertilization by point broadcast manually) at 210 kg N ha^(–1) (controlled-release:normal fertilizer=5:5),along with a 1-year in-situ microplot experiment.Maize yield,NUE and N loss were investigated under different fertilization modes.The results showed that compared with FF,HF improved the average yield and N recovery efficiency by 8.5 and 22.3%over three years,respectively.HF had a greater potential for application than FF treatment,which led to increases in dry matter accumulation,total N uptake,SPAD value and LAI.In addition,HF remarkably enhanced the accumulation of ^(15)N derived from fertilizer by 17.2%compared with FF,which in turn reduced the potential loss of^(15)N by 43.8%.HF increased the accumulation of N in the tillage layer of soils at harvest for potential use in the subsequent season relative to FF.Hence,HF could match the N requirement of summer maize,sustain yield,improve NUE and reduce environmental N loss simultaneously.Overall,root-zone hole fertilization with blended CRU and normal urea can represent an effective and promising practice to achieve environmental integrity and food security on the North China Plain,which deserves further application and investigation.
文摘探究施氮量和播种量互作对冬小麦产量、生长发育和生态场特性的影响,利用生态场理论揭示不同小麦群体竞争力差异及其与产量的关系,明确冬小麦适宜的氮肥用量和播种量,为冬小麦高产高效生产提供依据。2020年10月至2022年6月于河南省温县设置冬小麦氮肥用量和播种量双因素交互田间试验,研究了施氮量(0、90、180、270、360 kg N hm^(–2))和播种量(135、180、225、270 kg hm^(–2))对冬小麦籽粒产量、氮积累量等的影响,测定小麦株高、冠幅和单株分蘖等生长发育指标,计算个体生态势和群体生态场并分析其与产量间关系。结果表明,两年取得最高产量的播种量均为225 kg hm^(–2),施氮量分别为270 kg hm^(–2)和180 kg hm^(–2),较其他处理平均增产7.5%和18.1%;施氮后小麦氮积累量提高57.3%,生态势提高72.7%;提高播种量后群体茎蘖数提高34.7%,单株小麦发育水平下降,生态势下降11.4%。施氮量和播种量通过共同影响株高和冠幅影响生态势影响距离,其他处理较135 kg hm^(–2)播种量不施氮处理影响距离提高23.0%。冬小麦群体生态场面积与产量呈一元二次函数关系,施氮和提高播种量,冬小麦群体生态场面积分别提高116.7%和52.5%。本试验条件下,通过氮肥用量和播种量调控冬小麦群体发育质量,控制群体竞争力,构建了理想群体,实现了冬小麦高产与高效生产;冬小麦氮密优化组合施氮量239.8 kg hm^(–2)、播种量228.7 kg hm^(–2),具有适宜的生态场和理想群体,产量较高,可在豫北地区推广应用。
文摘添加纳米矿物类控失剂的控失尿素可通过吸附作用,减少施入土壤后的氮素损失,明确该控失尿素施用量、与常规尿素合理配比在夏玉米上的效应,可为夏玉米一次性施肥、氮肥减施增效提供依据。在不同产量水平(高、中、低产田)土壤上,通过田间试验研究常规尿素(纯氮210 kg hm^(-2))、控失尿素常量及减施(减量10%,即纯氮189 kg hm^(-2);减量20%,即纯氮168 kg hm^(-2))、控失尿素与常规尿素配施(配比分别为7∶3、5∶5和3∶7)对夏玉米产量、地上部生物量、养分积累量、光合特性及氮肥利用效率的影响。结果表明,氮肥施用可显著提高夏玉米产量,常量控失尿素施用下夏玉米增产率达22.96%~27.55%,在高、中产田上产量较常规尿素有显著提升。与常量控失尿素相比,控失尿素减施10%和20%通过提升穗粒数使得高、中产田夏玉米产量不降低,控失尿素减施20%处理下高产田氮肥利用率高达41.60%。控失尿素与常规尿素7∶3配施下的氮素积累量与常量控失尿素处理无显著差异,高产田和中产田夏玉米产量、秸秆干物重均未显著降低,同时可显著提高低产田夏玉米产量、秸秆干物重。综上,控失尿素(纯氮210 kg hm^(-2))一次性施用可显著提高夏玉米产量和氮肥利用效率,控失尿素减量20%处理下高、中产田夏玉米产量未显著减产,氮肥利用率显著提升,是高、中产田适宜的氮肥用量;控失尿素常量施用或与常规尿素7∶3配合施用更适宜低产田夏玉米生长。
文摘探究不同磷肥施用量对菊芋块茎产量、品质、植株理化特性及磷肥利用率的影响,为实现菊芋高产优质栽培和农田磷素高效利用与科学施磷提供参考依据。于2019-2020连续两年分别于河南省原阳县和方城县布置磷肥用量田间试验,2019年设0、60、120、180和240 kg P_(2)O_(5)·hm^(-2)5个磷肥用量水平,2020年则分别设0、45、90、135、180和225 kg P_(2)O_(5)·hm^(-2)6个施磷水平。研究磷肥施用对成熟期菊芋块茎产量、品质(菊糖、还原糖含量)以及营养生长和生殖生长期地上部植株磷素积累量、叶片绿原酸、SPAD值、可溶性糖、可溶性蛋白含量等理化指标的影响,计算分析菊芋收获指数、磷肥利用率和农学效率等肥料吸收利用状况。结果表明:磷肥供应均显著提高2019和2020年菊芋块茎产量,肥料效应呈“线性+平台”趋势变化,适宜施磷量分别为155和107 kg·hm^(-2)。此外,磷肥供应显著提高菊芋块茎菊糖和还原糖含量。与不施磷相比,2019-2020年度块茎总糖含量增幅分别平均为11.6%和18.3%。各生育期菊芋地上部植株磷素积累量、叶片绿原酸含量、SPAD值、可溶性糖和可溶性蛋白含量均随施磷量增加而明显提高。菊芋磷素收获指数(PHI)、磷肥利用率(AUP)和农学效率(AEP)均随着磷肥用量增加而明显下降,施磷处理两年平均PHI、AUP和AEP分别为0.813、15.1%和23.9 kg·kg^(-1)。因此,合理施磷可显著提高菊芋成熟期块茎产量、改善品质,增强各生育期生理活性。在本试验条件下菊芋适宜施磷量为105~150 kg·hm^(-2)。
文摘探究不同施磷水平对夏花生产量、品质及磷素积累动态、光温生理特性和根系形态影响效应,为花生高效科学施用磷肥提供理论支持。2021—2022年在河南省温县布置磷肥用量田间试验,供试品种为“豫花22”,设P2O50、30、60、90、120 kg hm^(-2)5个磷肥用量处理。于成熟期测定夏花生荚果产量和品质指标,并分别于苗期、花针期、结荚期、饱果期测定叶片SPAD值、冠层光合有效辐射和冠层温度,采集植株样品分析植株磷素积累量和根系形态。结果表明,随施磷量增加,2年夏花生荚果产量均呈“线性+平台”趋势变化,适宜施磷量分别为94 kg hm^(-2)和95 kg hm^(-2),施磷处理2年平均增产23.68%。成熟期籽粒粗蛋白、含油量和氨基酸含量均随施磷量增加呈“先升高后趋于稳定”趋势变化。与不施磷相比,施磷90 kg hm^(-2)时籽粒粗蛋白、含油量和氨基酸含量2年度平均增幅分别为11.06%、3.89%和11.58%,效果显著。通过Logistic方程对夏花生磷素积累量进行非线性回归拟合,得出施磷处理通过提高夏花生磷素最大积累速率(V_(m))和平均积累速率(V),延长快速积累期(Δt)与活跃积累期(T_(aas)),进而提高磷素最大积累量(Y_(m));适量施磷提高各部位磷素吸收积累量,促进磷素向荚果中分配。夏花生冠层最高温、最低温与平均温均随施磷量的增加显著降低;叶片SPAD值与冠层光合有效辐射量(APAR)和分量(FPAR)在施磷90 kg hm^(-2)时显著增加;施磷处理夏花生耕层总根长、根平均直径、根体积和根表面积分别平均增加48.50%、16.25%、37.80%和21.88%。磷肥利用率和偏生产力随施磷量增加逐渐降低,农学效率呈先升高后降低的变化趋势。合理施磷可显著提高夏花生产量、改善品质,促进磷素积累利用并显著改善生育期光温生理性能。本试验条件下夏花生推荐施磷量为90 kg hm^(-2)。
