绿洲灌区增密对水氮减量玉米产量的补偿机制

针对河西绿洲灌区水资源短缺、玉米田氮肥施用量高等生产生态问题,在节水减氮条件下,分析增加种植密度补偿水氮减量导致玉米减产的效应,为水氮节约型玉米高效生产提供理论依据与技术支撑。基于2016年布设的裂裂区田间试验,主区为2种灌水定额:灌水减量20%(W1,3240 m^(3) hm^(–2))和传统灌水(W2,4050 m^(3) hm^(–2)),裂区为2种施氮量:减量施氮25%(N1,270 kg hm^(–2))和传统施氮(N2,360 kg hm^(–2)),裂裂区为3种玉米密度:传统种植密度(D1,7.50万株hm^(–2))、增密30%(D2,9.75万株hm^(–2))和增密60%(D3,12.00万株hm^(–2)),通过测定2020—2021年玉米籽粒产量和生物产量,分析干物质积累及其分配、转运特征,量化产量构成因素,明确增密对水氮减量玉米产量的补偿效应及机制。研究表明,减水、减氮降低了玉米籽粒产量和生物产量,而增密30%能够补偿因水氮同步减量造成的产量负效应,且维持较高的施氮量有利于玉米增产节水。W1N1D1(减量灌水减量施氮及传统密度)较W2N2D1(对照:传统灌水传统施氮及传统密度)籽粒产量和生物产量分别降低9.1%~15.0%与10.0%~11.0%,但W1N1D2(减量灌水减量施氮及增密30%)与W2N2D1差异不显著。W1N2D2(减量灌水传统施氮及增密30%)较W2N2D1籽粒和生物产量分别提高12.9%~15.4%与6.4%~12.0%。增密30%能够补偿水氮同步减量造成玉米减产的主要原因是W1N1D2能增加玉米穗数,进而提高玉米灌浆初期至成熟期干物质积累量和苗期到大喇叭口期群体生长速率及花前转运率。增密30%在灌水减量和传统施氮条件下促进玉米增产的主要原因是W1N2D2可增加玉米穗数,提高玉米生育期干物质积累量与群体生长速率,促进穗部干物质分配,提高花前转运量、转运率及转运贡献率。因此,增密30%是绿洲灌区水氮同步减量玉米稳产高产的可行措施,是氮肥不减但减水20%玉米节水增产有效举措。

基于夏玉米产量和氮素利用的水氮减量方案优选

针对当前夏玉米生产中水氮投入不合理,缺少综合夏玉米产量、氮素利用及土壤硝态氮含量对水氮优化管理模式评价的问题,运用层次分析法、熵权法、博弈论组合赋权计算各指标权重,使用TOPSIS法建立模型对水氮减量方案进行综合评价,为关中平原夏玉米节水节肥环保增效的生产模式提供理论依据。于2018—2020年在陕西杨凌开展水、氮二因素裂区田间试验。设置3个灌溉处理,以传统灌水量(800 m^(3)hm^(–2),W2)为对照、在此基础上减50%(400m^(3)hm^(–2),W1)和减100%(0 m^(3)hm^(–2),W0)。每个灌溉量下设5个施氮梯度,以传统施氮量(300 kg hm^(–2),N300)为对照、在此基础上减25%(225 kg hm^(–2),N225)、减50%(150 kg hm^(–2),N150)、减75%(75 kg hm^(–2),N75)和减100%(0)。分析不同水氮减量处理夏玉米产量、氮素利用及土壤硝态氮含量,使用TOPSIS法建模选优。与对照W2N300相比,W1N225增产效果最明显,增产率为5.4%,W2N225、W2N150、W1N150也表现出明显的增产效应,增产率分别为2.4%、0.7%、0.3%。W1N225、W1N150可以显著提高氮肥农学效率、氮肥回收效率、氮肥偏生产力,2018年NAE、NRE、NPFP分别比传统模式提高29.7%、16.2%、24.5%,36.5%、25.4%、28.8%;2019年分别提高53.4%、36.7%、32.8%,46.5%、35.2%、47.4%;2020年分别提高43.6%、37.3%、48.0%,66.9%、43.1%、54.5%。W1N225、W1N150土壤硝态氮残留量比传统水氮管理模式减少28.6%、53.8%。使用TOPSIS法进行综合评价,发现氮肥减量25%~50%、灌水减少50%时各指标评价值最高,水氮减量(中水中肥)优于高水高肥,高水高肥优于低水低肥,高水低肥优于低水高肥。通过TOPSIS法模拟寻优得出灌水量为W1 (400 m^(3)hm^(–2))施氮量为200 kg hm^(–2)时综合评价值最优。因此,在关中平原灌溉区,灌水减量50%(400 m^(3)hm^(–2))、施氮减少33.3%(200 kg hm^(–2))可以实现关中平原夏玉米生产节水减肥环保增效的目标。

水氮减量密植玉米的产量及产量构成

针对干旱绿洲灌区水资源匮乏、玉米生产化肥投入量大等问题,在水氮减量条件下,探讨增大密度对玉米干物质积累、籽粒产量和产量构成的影响,以期为建立水氮减量玉米稳产高效技术体系提供依据。20202021年,在地方习惯灌水减量20%(3240 m^(3)hm^(-2),W1)、习惯灌水(4050 m3hm^(-2),W2)和减量施氮25%(270 kg hm^(-2),N1)、习惯施氮(360 kg hm^(-2),N2)条件下,研究密度从7.50万株hm^(-2)(低,D1)提高30%(中,D2)、60%(高,D3)时,玉米干物质积累及产量的响应特征。研究表明,水、氮减量均显著降低玉米籽粒产量,增密30%可补偿水氮同时减量导致的产量降低效应;施氮量不变降低灌水量时,增密可显著提高产量。2个试验年度内,W1较W2、N1较N2产量分别降低3.0%、12.9%,D2、D3较D1产量分别高12.9%、9.2%;W1N1D1较W2N2D1处理减产12.3%,W1N1D2与W2N2D1处理产量差异不显著。增密30%能够补偿水氮减量减产的主要原因是提高了灌浆初期到成熟期干物质的累积量和成穗数,W1N1D2与W2N2D1相比,灌浆初期到成熟期干物质积累量提高5.8%,Vmax(最大干物质积累速率)、Vmean(平均干物质积累速率)、Tm(最大干物质积累速率出现时间)、HI(收获指数)差异均不显著,穗数增加24.7%,但穗粒数、千粒重分别降低19.3%和14.8%。W1N2D2较W2N2D1处理增产13.9%。当施氮量不变时,减水增密稳产的主要原因是提高了干物质积累量、Vmean、HI和穗数,W1N2D2与W2N2D1相比,穗数、干物质积累、Vmean和HI分别提高24.8%、10.2%、8.4%和4.7%,千粒重差异不显著。因此,本试验水氮同步减量条件下增密30%,是绿洲灌区玉米水氮节约稳产高产的可行措施;在施氮量保持不变但灌水量减少20%时,密度提高30%是玉米节水增产的有效措施。

水氮减量条件下地膜玉米免耕轮作小麦的水分利用特征

【目的】针对河西绿洲灌区资源型缺水严重,作物生产中地膜和水氮投入量大且利用率低等问题,探讨水氮减量条件下免耕一膜两年用对后茬作物水分利用特征的影响,为构建试区水氮减量和水分高效利用技术提供实践依据。【方法】2019—2021年,开展三因素裂区试验,设传统翻耕(CT)和免耕一膜两年用(NT)2种耕作方式,减量20%灌水量(I1,1920 m^(3)·hm-2)和传统灌水量(I2,2400 m^(3)·hm-2)2个灌水水平,减量40%施氮(N_(1),135 kg·hm-2)、减量20%施氮(N_(2),180 kg·hm-2)和传统施氮(N_(3),225 kg·hm-2)3个施氮水平,研究不同处理的耗水量、棵间蒸发量和水分利用效率。【结果】一膜两年用可优化小麦播前土壤水分环境、减少小麦生育期内无效耗水。与CT相比,NT有利于提高小麦播前土壤含水量和贮水量,分别提高了16.9%—23.0%和14.5%—16.5%;可降低小麦全生育期总耗水量(ET)、总棵间蒸发量(E)和蒸散比(E/ET),降低幅度分别为3.5%—4.2%、19.0%—20.2%和16.8%—19.3%。随着灌水和施氮量减少,耗水量、棵间蒸发量、E/ET 3个指标随之降低,与I2相比,I1的3个指标分别降低了6.1%—6.4%、10.8%—11.1%和5.5%—6.0%;与N_(3)相比,N_(2)、N_(1)的3个指标分别降低了2.2%—3.9%、4.2%—10.9%和1.7%—7.2%;耕作方式、灌水交互作用下,NTI1较CTI1耗水量、E/ET分别降低了0.6%—6.6%和17.4%—17.6%;免耕一膜两年用集成水氮减量进一步优化耗水结构,与CTI2N_(3)相比,NTI1N_(2)的3个指标分别降低了11.0%—12.9%、28.3%—47.6%和22.5%—26.4%。与CT相比,NT显著提高小麦籽粒产量和水分利用效率,分别提高了4.8%—6.3%和9.0%—9.5%。在NT和CT条件下,I1N_(2)与I2N_(3)、I2N_(2)小麦籽粒产量和水分利用效率(WUE)差异不显著;比较不同处理下的小麦籽粒产量和水分利用效率,以NTI1N_(2)最高,与对照CTI2N_(3)相比,籽粒产量和WUE分别提高了5.1%—6.6%和5.7%—6.2%。【结论】在河西灌区,免耕一膜两年用玉米轮作小麦,在全生育期灌水1920 m^(3)·hm-2、施氮180 kg·hm-2,是适用于该区的水氮节约小麦高产和水分高效利用的生产技术。

酶制剂调控反刍动物碳氮减量的研究进展

随着中国畜牧业的发展,反刍动物的碳氮污染成为近年来比较重视的问题。反刍动物养殖业碳氮排放不仅会对环境造成污染,也是对饲料营养的浪费。反刍动物养殖业的发展需要的是绿色可持续和高质量发展。因此,文章拟通过总结近年来酶制剂调控反刍动物碳氮减量及其对瘤胃微生物的影响,旨在为后续研究和应用提供思路和借鉴。

免耕一膜两年用及水氮减量对西北灌区小麦水氮利用效率的影响

【目的】针对长期连作作物生产力低、水氮减量作物稳产技术研究薄弱等突出问题,研究前茬地膜覆盖玉米收获后免耕留存地膜,在水氮减量投入下提高种植后茬小麦的水氮利用效率对于建立西北灌区小麦生产的节本增效技术具有实践指导意义。【方法】通过田间试验,设置了免耕一膜两年覆盖利用(NT)和传统耕作(CT)2个耕作方式,传统灌水(I_(2),2400 m^(3)/hm^(2))与减量20%灌水(I_(1),1920 m^(3)/hm^(2))2个灌水水平,传统施氮(N_(3),225 kg/hm^(2))、减量20%施氮(N_(2),180 kg/hm^(2))和减量40%施氮(N_(1),135 kg/hm^(2))3个施氮水平。【结果】免耕一膜两年覆盖利用较传统耕作提高小麦籽粒产量与水分利用效率分别为10.4%与12.4%,增加小麦籽粒与植株氮素累积量分别为17.7%与15.6%。减量20%灌水与减量20%施氮同步集成于免耕一膜两年覆盖利用措施进一步增强小麦增产与氮素积累能力而提高水氮利用效率,较传统耕作和传统水氮供应处理小麦增产15.2%、水分利用效率提高20.5%,小麦籽粒与植株氮素累积量分别增加27.6%与16.0%,氮素收获指数提高10.0%,氮素利用效率提高8.4%。【结论】前茬玉米免耕一膜两年覆盖利用配套减量20%灌水(1920 m^(3)/hm^(2))与减量20%施氮(180 kg/hm^(2))是提高西北绿洲灌区小麦水氮利用效率的节水节氮有效措施。

绿洲灌区宽幅匀播和传统条播春小麦产量对水氮减量的适应性研究

【目的】针对干旱绿洲灌区水资源匮乏、春小麦生产化肥投入量大等问题,研究不同种植方式下水氮减投对春小麦地上干物质积累及产量形成的影响,为试区春小麦节水节肥高效生产提供理论和实践依据。【方法】2016—2018年,在宽幅匀播(W)和传统条播(C)2种种植方式下,设2个灌水梯度为传统灌水(I2,2400 m^(3)·hm^(-2))、减量灌水20%(I1,1920 m^(3)·hm^(-2))和3个施氮梯度为传统施氮(N3,225 kg·hm^(-2))、减施氮肥20%(N2,180 kg·hm^(-2))、减施氮肥40%(N1,135 kg·hm^(-2)),研究宽幅匀播和传统条播下春小麦产量对水氮减量的适应性。【结果】宽幅匀播较传统条播增大了春小麦地上干物质最大增长速率(V_(max))、干物质平均增长速率(V_(mean))和抽穗期之后地上干物质积累速率,延迟了地上干物质最大增长速度出现的时间(Tm)。宽幅匀播种植方式下减水减氮20%较传统条播传统灌水与施氮处理春小麦V_(max)和V_(mean)分别提高13.0%—23.4%和11.0%—16.9%,Tm延迟3.3—3.7 d,宽幅匀播可有效调控春小麦生长发育动态。宽幅匀播较传统条播春小麦籽粒与生物产量分别增加11.0%—17.3%与4.3%—9.6%,收获指数提高6.3%—6.9%。与传统条播传统灌水与施氮处理相比,宽幅匀播减水减氮20%增加春小麦籽粒与生物产量分别为16.0%—22.5%与5.6%—13.2%,提高收获指数8.2%—10.9%,宽幅匀播种植方式下减水减氮20%与减水20%传统施氮春小麦产量与收获指数差异不显著。宽幅匀播减水减氮20%春小麦增产主要归因于穗粒数及千粒重的协同提升,较传统条播传统灌水与施氮处理依次提高3.9%—7.1%与18.4%—22.7%,以千粒重的提高幅度较大。通径分析表明,宽幅匀播减水减氮20%主要通过提高收获指数、增大千粒重进而提高籽粒产量。【结论】宽幅匀播可实现春小麦生产的水氮同步减量20%,是绿洲灌区春小麦水氮节约稳产高产的可行措施。

耦合效应弥补水氮减量对夏玉米养分吸收和利用的不利影响

【目的】适宜的水氮管理是提高关中平原夏玉米产量的关键。研究水、氮减量及其交互作用对夏玉米养分积累和转运以及氮素利用的影响,为关中平原夏玉米高产高效栽培提供理论依据。【方法】于2018—2019年,在陕西杨凌设置水、氮二因素裂区田间试验。3个灌溉处理为传统灌水量800 m3/hm^(2)(W2)、减量50%灌水(400 m3/hm^(2),W1)和无灌溉(W0)。每个灌溉量下设传统施氮量的100%(300 kg/hm^(2),N300)、–25%(225 kg/hm^(2),N225)、–50%(150 kg/hm^(2),N150)、–75%(75 kg/hm^(2),N75)和不施氮(N0)5个水平,W2N300为传统水氮管理模式对照。分析夏玉米籽粒产量、氮磷钾养分积累与转运特征,计算氮肥利用效率。【结果】与W2N300相比,W2N225、W1N225、W1N150处理的夏玉米产量和产量构成因素无显著差异。W1N225显著提高了玉米抽雄后干物质积累,显著提高了玉米抽雄后氮、磷、钾养分积累和所占比例,W2N225、W1N300则与W2N300无显著差异。与W2N300相比,W1N225处理可以显著提高干物质和氮磷钾养分转运量,分别比W2N300处理的干物质和氮磷钾转运量提高了11.67%、16.28%、19.80%、18.95%。相关分析结果表明,玉米抽雄前后氮、磷、钾素积累量与籽粒产量均呈显著或极显著正相关,且抽雄后的氮、磷、钾积累量与产量的相关性高于抽雄前。【结论】在传统灌水量和施氮量基础上,减少50%的灌水量,减少25%的氮素投入量可显著提高玉米抽雄后养分积累,促进养分转运量和抽雄后转运养分对籽粒贡献率的协同提高,进而提高了玉米产量和氮肥利用效率。综合考虑夏玉米产量,氮、磷、钾养分积累与其转运特征以及氮素利用效率等因素,在关中平原灌溉区,以灌水减量50%(即400 m3/hm^(2))、施氮减少25%(即225 kg/hm^(2))的模式较为适宜。

用热重分析法测定TESPT 50％中的氮减量、氧减量及残留物的研究

用热重分析法快速、简便、准确地测定ＴＥＳＰＴ５０％中的氮减量、氧减量和残留物的含量，并以此判断ＴＥＳＰＴ５０％质量的优劣，指导具体生产。同时论述了用国外的ＴＥＳＰＴ５０％ＴＧ检测标准检测我国的ＴＥＳＰＴ５０％质量的可行性。

水氮减量对地膜玉米免耕轮作小麦主要光合生理参数的影响

地膜玉米免耕结合水氮减量对小麦稳产增产的作用已经验证,但其形成的光合生理机制研究仍比较薄弱。2018—2020年,采用裂区设计,设置地膜玉米免耕(NT)和传统耕作(CT)两种耕作方式,传统灌水(I_(2),2400 m^(3) hm^(-2))和传统灌水减量20%(I_(1),1920 m^(3) hm^(-2)) 2个灌水水平和施纯N 225 kg hm^(-2) (N_(3))、180 kg hm^(-2) (N_(2))和135 kg hm^(-2) (N1) 3个施氮水平。结果表明,耕作措施、施氮水平对小麦叶面积指数、光合势、SPAD值、光合速率均有显著影响;灌水水平对光合速率影响显著。全生育期平均来看,NT较CT显著提高了小麦叶面积指数、光合势、SPAD值、光合速率,分别提高14.5%~44.1%、 13.2%~16.3%、 7.4%~9.0%、14.5%~24.2%;与I_(2)相比,I_(1)小麦光合速率显著降低了6.5%~13.6%。N1较N_(3)叶面积指数、光合势、SPAD值、光合速率分别显著降低了6.4%~13.6%、7.5%~12.7%、6.0%~10.2%、7.5%~17.5%,N_(2)与N_(3)无显著差异。耕作措施、施氮水平、灌水水平三者均对小麦干物质积累量和籽粒产量影响显著。NT较CT分别显著提高13.4%~16.5%和9.0%~13.4%;I_(1)较I_(2)分别显著降低6.5%~6.7%、4.3%~7.4%;与N_(3)相比,N1处理分别显著降低10.0%~11.9%、12.6%~19.4%,N_(2)与N_(3)无显著差异。关联矩阵分析表明,地膜玉米免耕结合水氮减量通过延缓小麦SPAD值的降低,延长光合时间,提高小麦的光合势和光合速率从而实现增产。

增密种植下浅埋滴灌水氮减量对玉米根、冠物质分配与水氮利用效率的影响

为探究增密种植下浅埋滴灌水氮减量对玉米根冠特性及水氮利用效率的影响,以传统畦灌常规施氮量(300 kg·hm^(-2))和常规灌溉量(4000 m^(3)·hm^(-2))为对照(CK),采用大田裂区试验,以传统畦灌常规灌量40%(W1)、50%(W2)和60%(W3)为主处理,以常规施氮量50%(N1)、70%(N2)和100%(N3)为副处理,研究90000株·hm^(-2)密度下浅埋滴灌水氮减量玉米根系分布、干物质积累转运、产量及水氮利用效率的变化特征。结果表明,不同土层根干质量均随灌溉量、施氮量的增加而增加,W2N3和W3N3处理20~40 cm、40~60 cm土层根干质量与CK的差异均不显著。吐丝前W2N3、W3N3干物质积累量与CK的差异均不显著,吐丝后W3N3显著高于CK,2018、2019年分别较CK高出9.74%和7.62%;W2N3、W3N2茎鞘、叶片转运量与CK的差异均不显著,W3N3处理2018、2019年茎鞘、叶片对籽粒贡献率则分别较CK提高了0.37%、0.43%和0.27%、0.56%。完熟期2018年CK处理的根冠比除与W1N2、W2N3和W3N3的差异不显著外,显著高于其他处理,而2019年不同灌溉量N3处理根冠比与CK的差异均不显著;单位根干质量产量除2019年W3N3处理与CK差异不显著外,各处理均显著高于CK。W2N3、W3N3处理根、冠物质分配合理且与CK产量、氮肥偏生产力的差异均不显著,灌溉水利用效率则分别提高94.15%、65.80%。增密种植下浅埋滴灌W2N3处理根系分布合理、根冠比协调且高产高效兼顾,可为西辽河平原浅埋滴灌增密种植下玉米高产高效栽培提供参考。

SODm尿素氮减量对河西绿洲灌区春玉米产量效益及氮利用效率的影响

【目的】探明新型SODm尿素氮替代普通尿素氮减量对春玉米氮素吸收利用的影响。【方法】通过田间小区试验,以不施氮(CK)和当地常规施氮(CFN)为对照,研究等氮量SODm氮(SODmN)、SODm氮减量10%(SODmN-10%)、 SODm氮减量15%(SODmN-15%)、 SODm氮减量20%(SODmN-20%)和SODm氮减量25%(SODmN-25%)对春玉米产量效益和氮利用效率的影响。【结果】与CFN处理相比,当SODmN施用量减少15%并继续降低时,玉米产量呈下降趋势,SODmN-15%处理籽粒产量和生物量均相对较高,玉米产量随着氮减量程度的增加表现为先增加后降低,呈二次多项式关系;经拟合,玉米最高产量对应的施氮量为313 kg/hm~2,最高纯收益所对应的施氮量为292 kg/hm~2。氮素的吸收总量表现为先增加后降低,氮收获指数、氮素平衡和氮利用效率(SODmN-25%除外)均随着氮减量程度的增加而增大。【结论】河西绿洲灌区玉米施肥量较高,用SODm尿素氮替代普通尿素氮后出现明显的氮过量,随着氮减量程度的加大,春玉米籽粒产量表现为先增加后降低的趋势,当氮减量超过常规施氮量的20%时产量开始下降,但氮减量25%以内对玉米的产量并没有造成明显影响。在常规施肥基础上用SODm尿素氮替代普通尿素氮,可实现减少氮用量20%的目标,此时产量效益最大化,且氮的利用效率也显著提高。

氮钾减量配施对甘薯产量和品质的影响

基于重庆地区土壤肥力及施肥水平,在保证作物稳产、优质的情况下,探讨氮钾减量配施对甘薯产量、品质、养分利用和土壤肥力的影响,以期确定本地区甘薯是否存在减肥空间以及适宜的减量配施策略。2021—2022年连续2年在重庆市北碚区歇马街道西南大学薯类作物研究所开展田间试验,采用双因素随机区组试验设计,氮、钾各三水平,分别以常规施N量为126.00 kg hm^(-2)(A1),减施10%(A2)和20%(A3);常规施K2O量96.00 kg hm^(-2)(B1),减施5%(B2)和10%(B3)。试验结果表明,一定程度的氮钾减量配施不会造成甘薯产量的显著下降,氮肥减施达到20%(A3)甘薯单株结薯数显著降低,A3较A1显著减产9.25%。氮肥减施10%和20%分别较A1的块根可溶性糖含量显著增加了0.25%和0.36%,钾肥减施10%则较B1的可溶性糖含量显著增加了0.47%。但氮钾减量配施对甘薯块根淀粉率和可溶性蛋白含量存在不利影响。综上所述,相较于本地常规施氮钾量,减氮10%(A2)配合减钾5%(B2),即施氮量为119.70 kg hm^(-2)、施钾量为86.40 kg hm^(-2),不会降低渝薯198产量和土壤酶活性,可作为本区域甘薯生产中的推荐施肥量.

减量施氮、秸秆还田和蚯蚓接种对黄河故道区土壤团聚体及有机碳的影响

优化氮肥施用方式、提升土壤有机碳(SOC)水平是黄河故道区农业可持续发展的关键。通过持续3年的田间定位试验方法,探究减量施氮、秸秆还田和蚯蚓接种对江苏省黄河故道区沙质潮土团聚体构成及其SOC含量及活度等指标的影响。试验共设农民习惯施氮[FN:690 kg/(hm^(2)·年)]、减量施氮[RN:540 kg/(hm^(2)·年)]、减量施氮+秸秆还田(RS)、减量施氮+秸秆还田+接种蚯蚓(SE)4个处理。结果表明,与FN处理相比,RN处理下SOC含量有增加趋势,且其增加部分主要来源于小团聚体(>0.250~2.000 mm)比例及其所结合的SOC含量的提升。RS处理相对RN处理,全土SOC含量提高8.58%,且大团聚体SOC含量显著增加27.7%,但两者团聚体构成无显著差异。在RS处理基础上接种蚯蚓(SE)后,>0.250~2.000 mm小团聚体比例及其SOC贡献量分别显著下降33.3%和44.1%,导致全土SOC含量降低16.1%,这可能与秸秆还田下,0.250~2.000 mm小团聚体中土壤易氧化有机碳的贡献量高于其他粒径团聚体,在蚯蚓活动影响下可能更易于被利用分解有关,各处理下的作物产量并无显著差异。综上,在该地区通过接种蚯蚓改善土壤团粒结构、提高SOC水平的可行性有待进一步验证;土壤小团聚体是影响黄河故道区沙质潮土SOC固持的关键因素;相比常规施氮,减量施氮配合秸秆还田是提升土壤肥力的有效手段。

减量施氮对河西灌区春小麦光合特性及产量的影响

【目的】研究减量施氮对小麦光合特性及产量的影响,探讨不同氮肥施用下小麦光合特性和产量的关系。【方法】以河西灌区春小麦为研究对象,通过田间试验,设置N_(1)(常规施氮量,300 kg/hm^(2))、N_(2)(氮肥减量10%,270 kg/hm^(2))、N_(3)(氮肥减量20%,240 kg/hm^(2))、N_(4)(氮肥减量30%,210 kg/hm^(2))4个氮水平,测定小麦生长特性、叶绿素含量、光合特性和产量。【结果】随着氮肥施用量的减少,小麦叶面积指数(LAI)呈降低趋势,N_(3)、N_(4)处理比N_(1)处理显著降低6.69%、7.14%,但N_(1)和N_(2)处理无显著差异;随着氮肥施用量的减少,小麦叶片净光合速率(Pn)和叶片蒸腾速率(Tr)呈先增加后降低的趋势,在N_(2)处理最大,Pn分别比N_(3)、N_(4)处理显著提高10.04%、13.17%,Tr分别比N_(1)、N_(3)和N_(4)处理显著提高9.32%、15.37%和23.56%;叶片胞间CO_(2)浓度(Ci)也呈先增加后降低的趋势,在N_(3)处理最大,叶绿素含量(SPAD)和叶片气孔导度(Gs)呈降低趋势,N_(3)、N_(4)处理分别比N_(1)处理显著降低8.08%、17.41%和10.32%、13.76%,但N_(1)和N_(2)处理无显著差异;小麦穗粒数、穗数和产量随着氮肥施用量的减少呈先增加后降低趋势,产量在N_(2)处理最大,比N_(1)、N_(4)处理显著提高10.71%、7.91%,比N_(3)处理提高2.52%。相关分析表明,小麦光合特性与产量呈正相关关系,表明高效的光合特性是小麦获得高产的基础。【结论】在本试验条件下,减氮10%,即270 kg/hm^(2)是河西灌区春小麦高产稳产的最佳施氮量。

绿洲灌区密植减量施氮玉米的水分利用特征

【目的】针对干旱灌区水资源有限、玉米生产氮肥投入过高、水分利用效率(WUE)低等问题,探讨密植补偿减量施氮对玉米水分利用效率负效应的可行性,为建立玉米节氮、水分高效利用技术提供理论依据。【方法】于2019—2022年在甘肃武威设置裂区试验,主区设减量施氮(N1,270 kg·hm^(-2))和传统施氮(N2,360 kg·hm^(-2))两个水平,裂区设传统密度(M1,78000株/hm^(2))、中密度(M2,103500株/hm^(2))和高密度(M3,129000株/hm^(2))3个水平,N2M1为对照,重点研究施氮、种植密度及两者互作对玉米耗水特性、水分利用效率的影响。【结果】试验年度内,减量施氮较传统施氮处理耗水量降低4.7%,高、中密度较传统密度处理耗水量分别增大8.4%、4.2%,减量施氮与中密度组合(N1M2)与对照相比耗水量无显著差异。玉米籽粒产量随施氮量的减少而降低,中密度较高密度、传统密度显著提高了籽粒产量,减量施氮与中密度组合较对照提高了籽粒产量。减量施氮较传统施氮处理籽粒产量降低了4.6%,中密度较高密度、传统密度处理籽粒产量分别提高5.6%、8.2%,N1M2较N2M1籽粒产量提高4.3%。减量施氮降低了灌溉水分利用效率(IWUE),但能够保持与传统施氮相同的WUE;中密度有利于提高玉米IWUE和WUE,补偿减量施氮导致的水分利用效率下降。4年内,减量施氮使玉米IWUE降低4.5%,但WUE未显著下降;中密度较传统密度、高密度处理的IWUE分别提高8.6%、6.4%,WUE分别提高4.5%、10.1%;中密度对减量施氮IWUE和WUE的补偿效应分别为4.3%和5.2%。【结论】在干旱灌区,玉米全生育期施氮270 kg·hm^(-2)、密度103500株/hm^(2)较现有水氮管理水平提高了产量和水分利用效率,是适用于该区域的玉米节氮、水分高效利用生产技术。

河西灌区减氮条件下小麦复种绿肥的水分利用及经济效益

【目的】针对河西绿洲灌区作物生产中氮肥施用过量、水资源利用效率与经济效益较低等问题,探讨麦后复种绿肥及适量减施化学氮肥对小麦农田耗水特性及经济效益的影响。【方法】2019—2020年在甘肃省河西绿洲灌区进行裂区试验,主区设置麦后复种绿肥(W-G)和单作小麦(W)两种种植模式;副区为5个施氮水平,分别为不施氮肥(N_(0))、常规施氮(180 kg·hm^(-2),N_(4))、减施45%氮肥(N_(1))、减施30%氮肥(N_(2))和减施15%氮肥(N_(3))。测定不同处理下小麦绿肥体系产量、水资源利用效率及经济效益。【结果】麦后复种绿肥以及适量减施化学氮肥显著提高小麦籽粒产量和系统生物热能产,2019和2020年,W-G较W处理籽粒产量分别提高10.8%和12.4%,系统生物热能产分别提高37.8%和40.3%;麦后复种绿肥结合减氮15%(W-G-N_(3))较单作小麦结合减氮15%(W-N_(3))和单作小麦传统施氮(W-N_(4))处理小麦分别增产6.9%—16.7%和7.9%—13.6%,生物热能产提高52.0%—62.2%和27.1%—58.9%。W-G较W小麦生育阶段耗水量降低6.3%—16.0%,W-G-N_(3)较W-N_(3)和W-N_(4)小麦季耗水量分别降低13.4%—20.5%和20.8%—29.0%,W-G由于绿肥生长季消耗水分,总耗水量显著高于W。W-G较W小麦水分利用效率分别提高7.9%和19.2%;2019年度W-G-N_(3)较W-N_(3)和W-N_(4)小麦水分利用效率分别提高23.5%和5.1%,差异显著。W-G-N_(3)可有效提高系统单位耗水生物热能产,较W-N_(3)和W-N_(4)分别提高2.7%—14.5%和9.3%—17.5%。W-G较W增加了成本投入,总产值也随之提高;2019年度W-G-N_(3)较W-N_(3)和W-N_(4)纯收益分别提高9.8%和9.5%,2020年度W-G-N_(3)较W-N_(3)和W-N_(4)纯收益则分别降低了15.6%和15.7%;2019和2020年W-G较W产投比分别降低20.7%和23.1%,W-G-N_(3)较W-N_(3)和W-N_(4)产投比降低比例均为14.8%—23.1%,W-G因较多的资源投入降低了系统单方水效益。【结论】在河西绿洲灌区,麦后复种绿肥结合适量减施化学氮肥能够提高作物产量和经济效益,水资源利用效率也随之提高,其中麦后复种绿肥结合减量15%施氮处理的综合效果最好,可作为提高水资源利用及农民收益的理想种植模式及施氮水平。

不同施氮量下玉米生长及产量对间作豆科绿肥的响应

【目的】明确不同施氮量下玉米生长及产量对间作豆科绿肥的响应,为构建干旱灌区基于绿肥的玉米氮肥节约型生产模式提供依据。【方法】采用裂区试验设计,主区设玉米间作箭筈豌豆(M||V)和单作玉米(SM)2种种植模式,副区设5个施氮水平:地方推荐施氮量N360(360 kg·hm^(-2))、减量25%施氮N270(270 kg·hm^(-2))、减量50%施氮N180(180 kg·hm^(-2))、减量75%施氮N90(90 kg·hm^(-2))、不施氮N0。对玉米叶面积指数(LAI)、叶日积(LAD)、光能利用率、干物质积累量及产量进行了相关研究。【结果】间作绿肥能够提高减量施氮(N270、N180、N90、N0)条件下玉米出苗后75—150 d的LAI,并增加其全生育期LAD和光能利用率。在N270、N180、N90、N0下,M||V较SM玉米75—150 d LAI、全生育期总LAD、光能利用率平均显著提高了9.8%、8.2%、4.6%。在M||V中,N270与N360的玉米出苗后75—150 d LAI、全生育期总LAD、光能利用率之间没有显著差异,而显著高于其他施氮水平;在SM中,玉米出苗后75—150 d的LAI、全生育期总LAD、光能利用率随施氮量的减少而降低。间作绿肥显著提高了N270、N180、N90、N0条件下玉米出苗后90—150 d的干物质积累量,在同一氮肥减量条件(N270、N180、N90、N0)下,M||V较SM的玉米干物质积累量平均显著提高了4.6%。在玉米出苗后75—130 d,M||V较SM的玉米群体生长率显著提高了5.9%。M||V较同一减量施氮(N270、N180、N90、N0)条件下的SM玉米籽粒产量平均显著提高了8.5%。在M||V中,N270的籽粒产量显著高于N360。M||V较SM玉米穗粒数和千粒重分别平均显著提高6.0%和6.3%。拟合曲线结果表明,间作绿肥可以使玉米在施氮量261.4 kg·hm^(-2)时获得最高产量14876.4 kg·hm^(-2),而单作玉米获得最高产量14012.5 kg·hm^(-2)时的最佳施氮量为348.6 kg·hm^(-2)。减量施氮对绿肥鲜草产量和绿肥氮素积累量的影响显著,M||V N270较M||V N360、M||V N90、M||V N0的绿肥鲜草产量分别显著高了3.8%、4.6%、9.7%,较M||VN90和M||VN0之间的绿肥氮素积累量显著高了5.3%和11.9%。间作绿肥主要通过提高玉米的干物质积累总量,进而增加减量施氮条件下玉米的穗粒数和千粒重,从而使间作玉米在氮肥减量下能够获得较高水平的籽粒产量。【结论】间作豆科绿肥可使氮肥减量25%的玉米获得高于地方推荐施氮量单作玉米的产量水平,可作为试区以及相似生态区域玉米化学氮肥减量的推荐生产模式。

氮肥减施对玉米间作箭筈豌豆种间关系及产量的影响

通过探究氮肥减施对玉米间作箭筈豌豆种间关系的影响,为进一步发挥禾豆间作优势提供理论依据。2017年在甘肃省武威市甘肃农业大学绿洲农业综合试验站进行试验,以玉米、箭筈豌豆为试验对象,设单作箭筈豌豆(V)、单作玉米(M)、玉米间作箭筈豌豆(M/V)3个种植模式和不施氮(N0,0 kg·hm^(-2))、减量施氮(N1,240 kg·hm^(-2))、传统施氮(N2,300 kg·hm^(-2))3个施氮水平,探究河西绿洲灌区减量施氮对玉米间作箭筈豌豆种间关系及产量的影响。结果表明,箭筈豌豆干物质积累量间作较单作增加43.0%,减量施氮比传统施氮增加10.9%;玉米干物质积累量间作较单作增加26.7%,减量施氮比传统施氮增加8.5%;共生期内箭筈豌豆相对于玉米的竞争比率始终大于1,表明箭筈豌豆的种间竞争力强于玉米,且减量施氮能增强种间竞争;箭筈豌豆收获后间作和单作玉米生长速率比在不同施氮水平下均大于1,表明间作玉米有明显的恢复效应。箭筈豌豆产量间作较单作增加37.7%,减量施氮与传统施氮无显著差异;玉米产量间作较单作增加3.4%,且间作模式下减量施氮比传统施氮增加4.0%;各间作处理土地当量比无显著差异且均大于1,说明具有增产优势。因此,玉米间作箭筈豌豆氮肥减施20%可通过调控种间关系进一步挖掘间作增产潜力,是绿洲灌区玉米生产的可行措施。

减量施氮配施复合微生物肥料对旱地苹果产量、品质的影响

探究减量施氮配施复合微生物肥料对旱地苹果生长、产量、品质的影响,为苹果园减肥增效和合理使用化肥提供科学依据。以6年生红富士苹果树为试材,设置4个施肥处理:常规施氮+复合微生物肥料(T1)、常规施氮+清水(T2)、氮肥减量15%+复合微生物肥料(T3)、氮肥减量15%+清水(T4),连续3年观测苹果叶片和果实生长、产量、品质等变化。研究结果表明,与常规施氮相比较,氮肥减量15%不会显著影响苹果产量、品质及叶片氮磷钾含量,喷施复合微生物肥料能显著增加苹果产量和提高部分品质项目,常规施氮和氮肥减量15%模式下,分别可使苹果产量增加11.11%和13.27%,果形指数增加0.07和0.06,糖酸比增加19.02和24.40,天冬氨酸含量增加0.048和0.020mg/100g,总酚含量增加0.253和0.323mg/g,并显著增加了叶片磷含量。喷施复合微生物肥料可有效增加苹果产量并提高苹果品质,是实现旱地苹果园减肥增效的有效途径。