设施栽培条件下番茄适宜的氮素管理和灌溉模式

【目的】探索设施栽培条件下番茄适宜的氮素管理和灌溉模式。【方法】试验设4个处理:对照、传统氮素管理、优化氮素管理和推荐氮素管理。比较不同处理间的番茄产量、氮肥追施量、氮素损失量、化学氮肥和灌溉水农学效益等。【结果】(1)对照处理未追施化学氮肥,产量仍达到较高水平,冬春季出现了随着氮肥追施量的增加而减产的现象。(2)传统氮素管理每季的氮肥追施量为600kgN·hm-2,灌溉量约7500m3·hm-2,不合理的水氮管理造成每年1416kgN·hm-2的表观氮素损失;与传统处理相比,推荐氮素管理每季番茄氮肥追施量减少50%,全年氮肥损失量减少32.2%;优化氮素管理两季番茄氮肥追施量为314和124kgN·hm-2,灌溉量分别为3900和4550m3·hm-2,全年的氮肥损失量减少38.6%。(3)传统、优化和推荐氮素管理全年的化学氮肥农学效益为0、24.9和0.3kgFW·kg-1N,传统和优化灌溉的灌溉水农学效益分别为12.2和23.2kgFW·m-3。(4)优化氮素管理模式每年可减少4000元/hm2的氮肥和灌溉用电费用。【结论】本试验条件下,氮肥追施量已不是番茄产量进一步提高的主要限制因素。氮素追施调控结合小管出流及夏季休闲时施用小麦秸秆和氰氨化钙的水氮管理是较优的番茄氮素管理和灌溉模式。

1980年以来我国农业氮素管理的现状与问题

20世纪80年代初全国第2次土壤普查后,我国农业的投入产出水平和土地管理方式都发生了巨大变化,目前化学氮肥用量比1980年翻了一番以上,农田氮素收支总体也由当时的基本平衡变为有较多盈余.利用定位试验、农户访问和典型农区代表性采样相结合的方法,分析过去20年左右时间里我国农田氮素平衡状况和农田土壤氮素水平的演变特点及区域性差异,在此基础上分析了目前我国农田氮素管理中存在的主要问题和由此对农业和环境造成的各种负面影响,以引起各界人士的重视并采取切实可行的调控对策以改善我国农业中的氮素管理.

实时实地氮素管理对水稻产量和氮素吸收利用的影响

以扬两优6号和培两优3076水稻为材料,通过田间试验研究了基于SPAD值的氮素管理对水稻氮素吸收、产量和氮肥利用率的影响。结果表明,随着SPAD预设阈值的增加,氮肥用量增加,籽粒产量和氮素吸收也随之增加。实时氮素管理条件下,水稻扬两优6号和培两优3076均以SPAD值为41处理获得较高的籽粒产量和氮素利用率,该处理在籽粒产量不降低的同时节约了12.8%～33.3%的氮肥用量;而实地氮素管理条件下,水稻扬两优6号和培两优3076均以SPAD值为39～41处理获得较高的籽粒产量和氮素利用率,该处理在籽粒产量不降低的同时节约了23.1%的氮肥用量。鉴于实地氮素管理在田间易于操作,因此建议采用将39～41作为水稻关键生育期指导氮肥施用的SPAD阈值。

应用土壤无机氮测试优化青贮玉米氮素管理(简报)

在北京郊区通过田间试验研究了应用土壤无机氮测试优化青贮玉米氮素管理。结果表明，1）施用氮肥显著促进青贮玉米的生长和氮素的吸收。2个施氮处理与对照相比，籽粒产量增加41％～46％，植株含氮量增加11％～13％；2）基于土壤无机氮测定的氮肥分期优化管理在玉米全生育期施氮165kg／hm^2，与习惯管理（施氮360kg／hm^2）相比，节氮54％，但二者产量差异不显著；3）分期优化管理减低了对环境的污染，其氮素损失为83kg／hm^2，较传统施氮降低40kg／hm^2，同时，分期优化管理提高氮肥利用率16％。

氮素管理的指标

用什么指标(indicators或indexes)来衡量不同尺度或生产体系氮素管理的优劣,是提高氮素管理水平的核心问题。近年来,国际上在氮素管理方面提出了许多新概念、方法和指标,以客观评价和改进氮素管理水平,为生产者和政策制定者提供评判标准。本文系统介绍了国际上氮素管理指标的概念、含义、计算方法及对结果的解析,包括:(1)氮素投入、收益与环境效应的关系;(2)氮素收支(budget)、氮素平衡(balance)和氮素盈余(surplus);(3)氮素利用率(Nitrogen Use Efficiency,NUE);(4)氮素利用率与氮素输入、输出及盈余的关系;(5)旱地作物收获后土体硝态氮允许残留量(Residual nitrate-N)。在此基础上,汇总了我国在不同尺度、不同土壤-作物体系氮素研究结果,初步建立了我国典型农田的氮素管理指标,为实现优良的氮素管理提供科学依据。

基于模拟的作物氮素管理决策研究

提出基于作物生长模拟的氮素管理播前决策和生育期中动态调控方法。播前决策的方法是根据有机肥种类、数量和氮化肥的数量和基追比拟定若干种施肥方案 ,由作物—土壤系统模拟模型计算在常年气候条件下各方案的产量、氮肥效率、硝态氮淋失量、土壤有机质变化 ,通过4个指标的综合评价确定播前决策优化方案。氮素动态调控采用时间激发或土壤矿质态浓度激发策略 ,提出了相应的追氮量计算方法。图 2 ,参 12。

不同氮素管理方法下棉花产量和氮肥利用率

在滴灌条件下,研究农民习惯施氮模式、过量施氮模式、基于无机氮储量(Nmin)的氮素管理模式、基于计算机视觉的氮素营养诊断和氮素推荐施肥技术对棉花产量、氮肥利用率的影响。结果表明,基于计算机视觉的氮素营养诊断施肥技术和基于土壤Nmin的氮素管理模式比常规施肥模式分别减少了氮肥施肥量37.8%和56.3%,同时获得与常规施肥量相同的产量;与农民习惯施氮量相比,基于Nmin的氮素管理模式提高氮肥利用率27.80%,基于计算机视觉的氮素管理方法提高氮肥利用率16.96%;基于Nmin的氮素管理方法硝态氮残留为负值,基于计算机视觉的氮素管理方法比农民习惯施氮量减少了土壤硝态氮残留89.02%。基于Nmin或基于计算机视觉的氮素管理方法可明显提高氮肥施肥推荐质量,减少氮肥浪费,并减少对环境的氮排放。

不同生态区丰产型马铃薯品种氮素优化管理分析

针对内蒙古马铃薯主产区氮肥利用率普遍较低的现状,选择阴山南麓地区(乌兰察布市察哈尔右翼前旗)和阴山北麓地区(呼和浩特市武川县)两个典型生态区,研究不同施氮量下马铃薯叶片SPAD值变化、SPAD值与施氮量的关系以及与马铃薯产量的关系。结果表明:不同氮素处理下马铃薯叶片SPAD值随着生育期进程的推进呈现逐渐降低的趋势;随着施氮量的增加,各生育期马铃薯叶片SPAD值呈线性增加的趋势,马铃薯产量呈现先增后减的变化趋势,表明马铃薯叶片SPAD值与产量之间为二次函数关系,当叶片SPAD值超过一定值后,马铃薯增产幅度不再显著。武川县施氮量为225 kg·hm^(-2),产量达到最高为46.2 t·hm^(-2);前旗施氮量为350 kg·hm^(-2),产量达到最高为61.7 t·hm^(-2);马铃薯苗期、块茎形成期、块茎膨大前期、块茎膨大后期以及淀粉积累期阴山北麓地区的临界SPAD值分别为43.4、41.5、40.7、34.6、32.0,阴山南麓地区的临界SPAD值则分别为49.3、49.1、44.9、37.8、35.6;基于马铃薯叶片SPAD值建立了两个生态区的马铃薯主要生育期氮肥追施模型。

生态集约化养分管理对春玉米产量和氮素利用率的影响

通过两年田间试验,研究了吉林玉米带不同氮素管理措施对春玉米产量、氮素吸收、氮素平衡状况以及经济效益的影响。两年的结果表明:与农民习惯施肥(FP)相比,生态集约化养分管理措施(EI)在减少氮肥用量28%的情况下,并未影响作物的产量和氮素吸收,而其氮素回收率,农学效率,偏生产力和经济效益却分别提高了48.1%、56.9%、43.8%和11.0%;第一年不施氮肥第二年补施氮肥不会影响第二年春玉米产量和氮肥利用率。在氮素输出项中,EI处理两季作物氮素总表观损失仅为97 kg/hm2,而FP处理高达226 kg/hm2。因此,在考虑高产的基础上兼顾保护环境的要求,基于氮肥农学效率、作物目标产量和作物施肥反应的生态集约化养分管理措施是一种较为理想的氮素管理措施。

放牧草地生态系统中氮素的损失和管理

对于大多数放牧草地，Ｎ素都是限制生产力的最重要因素之一，而生态系统中Ｎ素的损失量又很大，Ｎ素以ＮＯ－３、ＮＨ３、Ｎ２Ｏ等形态进入水圈和大气圈，不仅造成了生产上的资源浪费，而且对全球环境和人类健康都产生了深远的影响。本文将对草地生态系统中Ｎ素损失的主要过程（如氮挥发、反硝化和ＮＯ－３淋溶等）及影响因素研究的进展情况进行简要地综述，然后对ＩＭＧＡＲＳＳ项目研究中关于Ｎ素损失研究部分提出一些建议。草地生态系统中Ｎ素损失的主要途径包括：土壤、植物、动物排泄物和肥料的氨挥发；生物和化学反硝化；淋溶；动物体和动物产品对Ｎ素的固持；动植物残体和动物排泄物的燃烧；动物以排泄物形式将Ｎ素从生产区转移到非生产区；通过土壤侵蚀而损失等。放牧加速了草地生态系统中Ｎ素的损失速率。从全球角度分析ＮＨ３的来源后认为，生物残体燃烧是最大的ＮＨ３源，其次是自然土地。对欧洲ＮＨ３来源的研究表明，与人类活动有关的ＮＨ３挥发总量的大部分来源于牲畜排泄物的氨挥发。由于方法的限制，对田间条件下的反硝化测定较少，动物排泄物对Ｎ２Ｏ的贡献及对全球变化影响的研究数据较少。但研究表明，草地尿、粪斑处Ｎ２Ｏ释放速率很高，动物排泄物可能是最重要的Ｎ２Ｏ源。在半干?

膜下滴灌棉花氮素优化管理方法初报

在研究膜下滴灌条件下,设置了农民习惯施氮、过量施氮、基于无机氮储量(Nmin)的氮素推荐施肥以及基于计算机视觉的氮素营养诊断和氮素推荐施肥技术(Ncv)四种管理模式,比较研究了几种氮素管理模式方法对棉花的产量及氮素吸收量的影响,并推荐优化氮素管理的方法。试验设置了农民习惯施氮、过量施氮、基于无机氮储量(Nmin)的氮素推荐施肥以及基于计算机视觉的氮素营养诊断和氮素推荐施肥技术(Ncv)四种管理模式,并比较各种模式下作物的产量和氮素吸收量。结果表明:基于计算机视觉的氮素营养诊断施肥技术和基于土壤Nmin的优化氮肥管理模式比农民习惯施肥模式分别减少了氮肥施肥量37.8%和56.3%;但产量与常规施肥量相同;且营养器官和生殖器官氮素吸收量均无显著差异。Nmin和Ncv两种氮素管理方法可以优化作物氮素管理,大幅度节约氮素投入,提高氮肥利用率,是膜下滴灌条件下较好的氮素管理方法。

竹林氮素循环与管理研究综述

竹林是森林资源之一,不仅具有重要的经济价值,还具有保持土壤、涵养水源、固碳释氧等重要的生态服务功能。竹林培育越来越受到重视。施肥是竹林丰产培育的重要经营措施,其中,氮素是竹子生长发育的主要养分限制元素,竹林氮素输入尤为重要。为了给竹林氮素输入的技术研究及其应用提供参考,综述了竹子氮素营养诊断、竹林氮素平衡、竹子氮素吸收与利用、竹林氮素输入的环境行为及影响等方面的研究现状,提出了竹林氮素循环机制、氮素形态对竹子生长发育的影响、基于竹笋质量安全的竹林土壤硝化抑制、基于环境安全的氮素补充以及竹林氮素控释专用肥研制与应用等重点研究方向。

调亏灌溉下氮素管理对滴灌甜菜光合生理特性的影响

以甜菜(Beta vulgaris)‘BETA 356’为试材,研究调亏灌溉条件下施氮量[氮素施用量设3个水平,即甜菜(Beta vulgaris)生育期内分别施纯氮0 kg·hm^-2(N0)、150 kg·hm^-2(N1)、225 kg·hm^-2(N2),以不施氮处理为对照(即N0)]与基追比[即在播种前、叶丛期、块根膨大期施氮比例分别为20:60:20(T1)、30:50:20(T2)、40:40:20(T3)]对甜菜光合生理特性及产量的影响。结果表明:调亏灌溉后施氮肥使甜菜在叶丛期和块根膨大期叶片保持较高的气体交换参数,至糖分积累期各处理均有一定程度降低,其中蒸腾速率(Tr)和气孔导度(Gs)下降明显;叶丛期调亏灌溉下的N1、N2处理光系统Ⅱ(PSⅡ)最大光合量子产量(Fv/Fm)显著高于N0,随苗后追肥量增加而减小,但在块根膨大期和糖分积累期处理间差异不显著,PSⅡ实际光合量子产量(ΦPSⅡ)、PSⅡ电子传递速率(ETR)和非光化学猝灭(NPQ)表现为相同的变化趋势;初始斜率(α)在叶丛期和块根膨大期的N1T3处理下最大,而糖分积累期在施氮量、基追比间无显著差异,最大电子传递速率(ETRmax)在全生育期变化趋势与初始斜率基本一致;进行调亏灌溉后增施氮肥会增加甜菜的单株重和块根产量,但降低了含糖率,在150 kg·hm^-2的施氮量下以T1(20:60:20)基追模式产糖量最高,施用过多氮肥对产糖量无显著促进作用,与不施氮处理相比,相对产量和产糖量都有显著提高,因此,在干旱区滴灌甜菜种植中在T1(20:60:20)基追比模式下施用150 kg·hm^-2氮素对调亏灌溉具有一定的调节作用。

氮素分期优化管理对冬小麦产量和籽粒品质的影响

采用田间试验,对氮素分期优化管理方法对小麦籽粒品质的影响进行了研究,以期为高产、优质、资源高效、环境保护等多重目标并重的养分资源优化管理提供理论依据。结果表明:氮素供应量最优的处理(冬小麦返青期氮素供应量即0～60cm土壤Nmin+肥料氮为90kg/hm2,拔节期追氮量即施用肥料氮30kg/hm2)的冬小麦籽粒产量和其他氮素供应量处理没有显著差异;氮素供应量最优的处理冬小麦籽粒的粗蛋白和面筋含量显著低于在返青期和拔节期供氮量都高的处理(冬小麦返青期氮素供应量即0～60cm土壤Nmin+肥料氮为150kg/hm2、拔节期追氮量即施用肥料氮90kg/hm2),但与其他处理相比差异不显著;以高产、资源高效和环境保护为前提的冬小麦氮肥分期优化施用量获得了最高产量的同时兼具较好的小麦籽粒品质。

蓝莓氮素营养管理与施肥技术

蓝莓属典型喜铵态氮寡营养植物,氮素营养与管理在蓝莓高产优质栽培中具有重要作用。氮属产量元素,蓝莓叶片氮素的含量与果实的大小和产量密切相关;生产中一般采用"按需分次"和"以氮定磷钾"的原则进行施肥。

灌溉策略及氮肥施用对设施番茄产量及氮素利用的影响

以传统水肥管理为对照,根据根层氮素实时监控技术与氮素供应目标值指标,对秋冬季设施番茄生育期进行氮肥追施优化管理.同时结合小管出流的方式比较研究采用每次灌溉至田间持水量及固定灌额两种策略对设施番茄产量及氮素追施调控的影响。结果表明:传统灌溉方式下,优化氮素处理保证了番茄产量,与传统氮肥处理相比。追施的氮肥数量减少了48%;在番茄的主要生育时期内.采用每次灌溉至田间持水量及固定灌额处理的灌溉量分别比传统灌溉处理减少46%和30%;采用同样指标所推荐的氮肥追施数量也分别减少14%和10%,明显减少土壤—蔬菜体系中氮素的表观损失,减轻了由于过量施氮而对环境造成的影响。

黑龙江春玉米籽粒产量与氮素吸收变化特征

【目的】在高产玉米生产系统中,对氮素需求的过量评估,导致了氮素的过量施用和环境污染。东北春玉米种植区是我国重要的商品粮生产基地,仅黑龙江省玉米总产量就占到了全国的13.8%。在黑龙江省玉米面积迅速增加的情况下,在全省范围内收集整理施肥试验数据,分析品种、缓释氮肥试验数据,对揭示氮素需求与产量之间的关系具有重要意义。本研究的主要目的是量化黑龙江省籽粒产量和氮素需求之间的关系;评估产量增加时每吨籽粒吸氮量的变化;研究不同熟期品种籽粒产量和氮素吸收之间关系;分析缓释尿素产量和氮素吸收之间关系。【方法】采用调查方法,对2003~2012年黑龙江省不同地点的56个春玉米田间施肥试验中439个试验产量和成熟期数据进行了收集和整理,运用幂指数模型对成熟期产量和地上部总氮素吸收量之间的关系进行模拟。采用田间试验方法研究普通尿素和缓释尿素不同施肥方法对产量和农学性状的影响。试验以不施氮肥为对照,尿素100%基施、缓释尿素100%基施、尿素40%基施60%追施、尿素40%缓释尿素60%基施5个处理,测产并分析计算收获指数、氮素收获指数。【结果】黑龙江玉米收获指数逐年提高,从2000年代的0.43增加到2010年代的0.48。56个试验的玉米平均产量为9.5 t/hm2,这一产量高于全国的平均产量5.3 t/hm2和世界平均产量4.5 t/hm2。每吨籽粒吸氮量平均为16.7 kg。将玉米产量分为6个范围:【7、7~8、8~9、9~10、10~11、】11 t/hm2,每吨籽粒吸氮量平均值分别为18.3、18.3、16.8、17.0、16.4和15.3 kg。早熟品种每吨籽粒吸氮量高于晚熟品种。田间试验中尿素40%基施60%追施处理和40%尿素60%缓释尿素基施处理的每吨籽粒吸氮量显著高于尿素100%基施。【结论】黑龙江省玉米产量从2000年代的8.5 t/hm2增长到2010年代的9.7 t/hm2,收获指数的提高是主要原因之一,收获指数的增加和籽粒中氮浓度的稀释是每吨籽粒吸氮量呈下降趋势的主要原因。在相同籽粒产量下,早熟品种籽粒和秸秆中的氮素浓度高于中、晚熟品种。追施氮肥处理和缓释氮肥与尿素基施处理的玉米籽粒和秸秆中的氮浓度更高。黑龙江省高产玉米生产系统中,产量的提高伴随着收获指数的提高和籽粒氮浓度的下降,而晚熟品种的种植面积扩大是导致这一现象的原因之一。

不同水氮管理对菠菜生长和水氮利用的影响

针对传统水肥方式中存在的投入过量问题 ,采用控制耕层土壤湿度以及应用KNS氮素推荐系统对菠菜的产量及水氮利用进行了研究。结果表明 ,推荐施氮处理与传统施氮处理对菠菜的生长没有明显的差异 ,而控制耕层土壤水分含量为植物有效的土壤含水量的 5 0 %～ 80 %及 6 0 %～ 90 %时的处理产量比传统灌水处理有显著性增加。推荐灌水施氮模式同传统灌水施氮模式相比 ,菠菜产量没有明显的差异 ,但是氮素以及水分供应量分别减少了 73.6 %和 39 2 % ,相应地水分利用效率提高 6 4% ,氮素利用效率也有显著提高。推荐的水氮处理在菠菜收获后土壤无机氮残留量比传统处理明显降低。因此在合理灌溉的基础上进行氮素推荐 。

氮素运筹对两个晚稻品种产量及其主要构成因素的影响

本研究采用农民习惯施肥、实地氮素管理、实时氮素管理以及实时氮素管理基础上施用基肥,探讨了集约化农田不同氮素管理对水稻品种赣晚籼30(GWX)和博优141(BY)的产量及产量主要构成因素的影响。结果表明,与农民习惯施肥相比,不同氮素优化管理分别对水稻的产量、地上生物量、吸氮量、收获指数和氮收获指数以及穗数、每株实粒数没有显著影响。每个水稻品种的产量与生物量和吸氮量均呈极显著相关性(P<0.01)。施用氮肥处理赣晚籼30平均产量为7.8 t/hm2,平均生物量为16.4 t/hm2,地上部平均吸氮量为N 175.6 kg/hm2,博优141的平均产量为8.9 t/hm2,生物量16.1 t/hm2,吸氮量N为150.6 kg/hm2。氮肥施用后,博优141的产量、收获指数、氮收获指数、每株总粒数、实粒数显著高于赣晚籼30(P<0.05),而博优141的吸氮量、结实率和千粒重都显著低于赣晚籼30(P<0.05)。与农民习惯施肥相比,实时氮素管理节肥率最高,实地氮素管理节肥率最小;基肥施用具有稳产作用。总之,在当前集约化农田管理中,适量减少氮肥施用并不会影响水稻产量及其主要构成因素,但氮肥减施的可持续性有待进一步研究。

施氮对单作和套作小麦产量和氮素利用特征的影响

小麦/玉米套作是四川主要的旱作模式,研究小麦的氮素吸收利用效率及套作玉米对小麦的影响有助于进一步提示套作小麦的增产优势、养分高效利用及了解玉米小麦间相互作用机理。本研究通过田间试验研究了不同氮水平下[0 kg(N)·hm-2、60 kg(N)·hm-2、120 kg(N)·hm-2和180 kg(N)·hm-2,分别记为N1、N2、N3和N4]小麦单作、小麦/空带和小麦/玉米套作3种模式中小麦的产量、氮素吸收利用特征和玉米对小麦的影响。结果表明:在不同的氮处理下,与单作小麦相比,小麦玉米套作的小麦始终表现出明显的产量优势,其生物量和籽粒产量比单作小麦平均增加15.7%和17.8%;套作小麦边行优势明显,其边行的地上部生物量、产量、吸氮量和氮肥偏生产力比单作行分别增加23.8%、27.3%、48.9%和19.1%,说明套作小麦比单作小麦对氮利用效率更高。不施氮(N1)和低氮(N2)处理小麦/玉米套作模式中小麦的生物量、产量比小麦/空带模式平均低6.5%和5.7%,但在中氮水平(N3)时小麦/玉米套作模式中小麦产量、地上部生物量、地上部吸氮量和氮肥偏生产力分别比小麦/空带模式高14.1%、5.0%、6.8%和4.5%。说明在小麦/玉米套作模式中套入玉米在施氮不足时小麦生长受到抑制,而在施氮充足时小麦生长得到促进。因此,套作小麦有边行优势和产量优势,小麦行间套作玉米时需要配施一定量的氮肥以消除小麦、玉米间的氮素竞争从而促进小麦的生长。