有机肥料氮替代部分化肥氮对稻谷产量的影响及替代率

【目的】试图探索出有机肥料氮替代化肥氮的最适替代率,为研制水稻专用有机无机复合肥奠定基础。【方法】试验在江苏省常熟市进行,采用田间试验研究4个氮用量下(0、180、240和270kg·hm-2)有机肥料氮替代部分化肥氮对水稻(4007和常优1号)产量、氮肥利用率和土壤矿质态氮的影响。【结果】(1)与单施化学氮肥相比,氮用量为180kg·hm-2并且有机肥料氮的替代率在15%～30%或氮用量为240kg·hm-2并且有机肥料氮的替代率在10%～20%时,能够显著提高水稻的稻谷产量。两个水稻品种(4007和常优1号)的稻谷产量分别达到8242～10187kg·hm-2和10048～11654kg·hm-2;(2)与单施化肥相比,氮用量在180kg·hm-2并且有机肥料氮的替代率在15%～30%或氮用量在240kg·hm-2并且有机肥料氮的替代率在10%～20%时,两个水稻品种的氮素累积量分别为172.6～256.4kg·hm-2、185.9～235.6kg·hm-2,显著高于单施化学氮肥处理,此时,氮肥利用率也达最高,分别为36.6%～48.1%、34.3%～40.0%;(3)与单施化学氮肥相比,氮用量在180kg·hm-2并且有机肥料氮的替代率在15%～30%或者氮用量在240kg·hm-2并且有机肥料氮的替代率在10%～20%时可以获得较为平稳的氮素供应过程。【结论】有机肥料氮与化肥氮配施能获得比单施化学氮肥处理更高或持平的稻谷产量并有效地提高水稻的氮肥利用率。

有机肥料氮替代部分无机氮对水稻产量的影响及替代率研究

通过田间试验,研究了不同氮用量下有机肥料氮替代部分无机氮对水稻产量、氮肥利用率和土壤矿质态氮的影响,试图探索出有机肥料氮替代无机氮的最适替代率,并对有机肥与化肥配施的经济效益进行评价。结果表明:1)有机肥与化肥配施处理(8381～9810 kg/hm2)能获得与单施化肥处理(8381～10124 kg/hm2)更高或持平的产量;2)与单施化肥相比,氮用量在N240 kg/hm2内,有机肥料氮替代无机肥料氮的最适替代率为10%～20%(相当于施用1500～3000 kg/hm2商品有机肥),此时水稻产量、氮肥利用率和经济效益都达到最佳水平;3)与单施化肥相比,氮用量在N240 kg/hm2以内并且有机肥料氮占氮总量的10%～20%时可以获得较为平稳的氮素供应过程,改善了土壤供氮能力。上述结果可为研制有机无机复合肥提供理论基础。

基于最佳经济效益的冬小麦–夏玉米轮作体系有机肥氮替代率的长期演变

【目的】探索长期不同有机无机肥配施方式下,小麦、玉米周年产量、经济效益及有机肥料氮和化肥氮配比变化规律,为小麦–玉米轮作体系氮肥资源管理提供技术支撑。【方法】长期定位田间试验(2007—2017年)在山东德州进行,种植方式为冬小麦–夏玉米轮作,2007—2009年小麦品种为烟农19、玉米品种为浚单20,2010—2017年小麦品种为济麦22、玉米品种为郑丹958。试验设4个有机肥(牛粪)氮用量(N0、45、120、240 kg/hm^2)和6个化肥氮用量(N 0、45、90、120、180、240 kg/hm^2),完全区组设计,三次重复。化肥氮50%用作基肥,50%在小麦拔节或玉米大喇叭口期做追肥。有机肥或只在冬小麦基施,或分为两份,分别在冬小麦、夏玉米基施。磷、钾肥(P2O5 300 kg/hm^2、K2O 300 kg/hm^2)在小麦或玉米播种前一次性基施。小麦、玉米收获期测产,采集植株样品。根据每年小麦、玉米总产出效益计算最经济的有机肥氮与化肥氮配比,分析有机肥氮与化肥氮配比随时间的演变规律。【结果】1)关于10年小麦和玉米周年平均产量,单施化肥、单施有机肥处理均低于化肥有机肥配施处理。氮用量低于180 kg/hm^2的单施化肥处理小麦和玉米周年产量都随着时间的推移逐年下降,氮用量高于180 kg/hm^2的处理产量基本保持稳定;有机肥料氮配合化肥氮,随着时间推移产量逐年升高。2)最大产值目标下,10年来有机肥氮的比例从60%左右下降到50%,有机肥氮和化肥氮的配比接近于1∶1;最佳经济效益目标下(边际产投比5∶1),当有机肥氮和化肥氮等价格时,最佳有机肥氮的比例从2007、2008的0%上升到2017年的50%左右;按实际肥料价格(有机肥氮是化肥氮的2倍)计算的最佳有机肥料氮比例,2007—2009年的最佳有机肥氮比例为0%,以后逐年上升,2017年提高到30%左右。【结论】长期定位试验结果表明,有机肥氮与化肥氮配施能获得比化肥氮或有机肥氮单施更高的产量和经济效益。按照有机氮的价格是化肥氮的2倍计算,有机无机肥配合施用时间越长,实现最佳经济效益目标的有机肥氮占的比例越高,在本试验条件下,有机无机配施10年后,有机肥氮的最高比例为34%。

有机无机肥料氮结合的环境安全阈值

计算长期有机肥料氮和化肥氮结合,小麦玉米轮作制氮肥阈值,是小麦玉米轮作制氮肥管理、环境安全的重要技术指标。采用长期定位田间试验研究(2007—2017年)资料,试验结果分3个时间段,分别分析小麦玉米总产出效益的随时间变化规律,计算出最经济的有机肥料氮与化肥氮的氮肥阈值。结果表明:(1)牛粪氮与化肥氮结合施肥,第7~10年的平均产量结果能代表有机肥料和化肥结合的产量效果;(2)有机肥料氮与化肥氮结合能增加氮肥阈值;(3)有机肥料氮最佳施肥量决定于有机肥料氮的价格,有机肥料氮与化肥氮等价条件下,有机肥料氮与化肥氮施氮量各占50%经济效益最佳。长期试验结果表明,有机肥料氮(牛粪)的肥效在试验初期不能充分体现,只有7年后才能显现有机肥料氮与化肥氮结合效果,有机肥料氮与化肥氮结合施肥能增加氮肥阈值。