【目的】定量中国不同农业生态区和不同产量水平条件下的玉米百千克籽粒地上部吸氮量(N_(100)),分析气候、土壤、品种和施肥因素对玉米N_(100)的影响,为确定合理施氮量提供科学依据。【方法】将中国分为东北、西北、华北平原、长江中下...【目的】定量中国不同农业生态区和不同产量水平条件下的玉米百千克籽粒地上部吸氮量(N_(100)),分析气候、土壤、品种和施肥因素对玉米N_(100)的影响,为确定合理施氮量提供科学依据。【方法】将中国分为东北、西北、华北平原、长江中下游平原、西南和东南6大农作区,搜集1980—2022年发表的349篇符合要求的文献,通过数据统计分析不同区域和不同产量水平条件下的玉米N_(100),并分析采用统一和区域化的N_(100)计算出的理论施氮量差异,采用皮尔逊相关系数(pearson correlation coefficient)、随机森林(random forest)模型和整合分析(Meta-analysis)方法分析气候、土壤和施肥因素对玉米N_(100)的影响,揭示导致中国玉米N_(100)空间差异的原因。【结果】优化处理条件下,中国春玉米N_(100)显著低于夏玉米,分别为2.21和2.46;不同农业生态区玉米N_(100)存在显著差异,分别为2.19(东北春玉米)、2.12(西北春玉米)、2.54(西北夏玉米)、2.45(华北夏玉米)、2.77(长江中下游春玉米)、2.38(长江中下游夏玉米)和2.39(西南玉米区)。依据本研究全国玉米平均N_(100)(2.34)计算的理论施氮量与采用区域化的N_(100)计算得到的理论施氮量相差-22—31 kg N·hm^(-2)。地上部吸氮量、产量、年均气温是影响玉米N_(100)的最重要因素;N_(100)随产量增加呈显著二次曲线降低的趋势(P<0.01),籽粒产量可以很好地预测N_(100);品种显著影响玉米N_(100),中国常见的玉米品种郑单958、先玉335和登海605的N_(100)分别为2.42、2.12和2.39,新品种玉米N_(100)显著低于老品种。施用氮肥显著增加了玉米N_(100),且在施氮量200—300 kg N·hm^(-2)时,施氮肥引起的N_(100)增加效应最大。单施缓控释肥、深施氮肥、减少氮肥基施比例以及增加施氮次数均显著增加了玉米N_(100)。【结论】在利用N_(100)进行合理施氮量计算时,需要考虑不同农业生态区N_(100)的显著差异,以得到更加准确的推荐施氮量,玉米N_(100)的驱动因素主要为作物地上部吸氮量、产量和年均气温的变异。展开更多
当前在作物生产中氮磷资源的不合理利用严重威胁环境，为了探讨华北山前平原冬小麦-夏玉米轮作体系合理的氮磷配合措施，在几年水氮（水磷）定位试验基础上对氮磷吸收与利用状况进行了分析。试验为小麦-玉米周年轮作种植，设水氮和水磷...当前在作物生产中氮磷资源的不合理利用严重威胁环境，为了探讨华北山前平原冬小麦-夏玉米轮作体系合理的氮磷配合措施，在几年水氮（水磷）定位试验基础上对氮磷吸收与利用状况进行了分析。试验为小麦-玉米周年轮作种植，设水氮和水磷试验，水分为主区，施氮（磷）量为副区，裂区试验设计。水分设置限水和适水2个处理，周年设置6个施氮水平，小麦＋玉米氮肥用量分别为0＋0，60＋60，120＋120，180＋180，240＋240，300＋300 kg ／hm2；3个施磷水平，小麦季磷肥用量分别为75，150，225 kg ／hm2，玉米季不施磷。结果表明，施氮（磷）可提高作物地上部分吸氮（磷）量，小麦和玉米全年施氮量240 kg ／hm2即可达到较高的地上部总吸氮量，限水和适水下施氮量分别为218．7，243．5 kg ／hm2才能保证氮素盈余量为零。小麦和玉米全年施磷量75～150 kg ／hm2可达到较高的地上部总吸磷量，但限水和适水下施磷量分别为49．4，69．9 kg ／hm2才能保证磷素盈余量为零。冬小麦对氮和磷的生产效率低于夏玉米，限水和适水下百千克籽粒吸氮量小麦分别为2．4，2．3 kg，平均为夏玉米的1．42倍；百千克籽粒吸磷量小麦均为0．61 kg，平均为夏玉米的1．23倍。当限水和适水下土壤全氮含量分别达0．102％和0．097％、全磷含量分别达0．213％和0．209％时土壤即可保持养分盈余量为零。土壤水分含量较高使植株对氮磷的吸收量也较高，但百千克籽粒吸氮（磷）量却表现出相反的趋势。在华北山前平原区小麦玉米轮作体系周年施氮量218．7～243．5 kg ／hm2、施磷量49．4～69．9 kg ／hm2可实现氮磷盈余量为零。展开更多
确定合理施氮量是获得较高目标产量、维持土壤氮肥力和降低施氮引起环境污染的关键。自一个世纪前氮肥发明和施用以来,尽管已经开展了上百年的研究,但尚未找到令人满意能够在田块尺度上方便的确定合理施氮量方法。本文在前期提出的作物...确定合理施氮量是获得较高目标产量、维持土壤氮肥力和降低施氮引起环境污染的关键。自一个世纪前氮肥发明和施用以来,尽管已经开展了上百年的研究,但尚未找到令人满意能够在田块尺度上方便的确定合理施氮量方法。本文在前期提出的作物理论施氮量概念和方法基础上,进一步推导出在考虑其他来源氮素输入情况下,根据百千克收获物需氮量确定理论施氮量的计算式。结果表明,在确定了百千克收获物需氮量(N100,kg)后,推荐施氮量(Nfert,N kg hm-2)是目标产量(Y,kg hm-2)的唯一函数,即理论施氮量Nfert≈Y/100×N100。综合各种文献报道结果,在当前生产条件和产量水平下,小麦、玉米、水稻的百千克收获物需氮量分别取值为2.8、2.3和2.4 kg。应用大量文献报道的田间试验结果,对理论施氮量和经济最佳施氮量进行了比较。在绝大多数情况下,两者非常接近。但东北的小麦、玉米和水稻的理论施氮量远高于区域氮肥推荐量。主要原因是氮素矿化作用大于固持作用,作物利用了部分土壤矿化氮,土壤有机氮处于消耗状态。结合理论施氮量,本文详细解析了近年来我国建立的推荐施氮量方法的科学基础、推荐结果及适用性。认为将我国大面积生产中过量和不足施氮调节到合理施氮量范围,是当前和今后一段时期的紧迫任务。理论施氮量从长期维持高产稳产、土壤氮素平衡和低环境风险考虑,即可满足这种实际需求。推广技术员和农户能够根据自己地块的目标产量用口算确定出施氮量,简便易行。展开更多
文摘【目的】定量中国不同农业生态区和不同产量水平条件下的玉米百千克籽粒地上部吸氮量(N_(100)),分析气候、土壤、品种和施肥因素对玉米N_(100)的影响,为确定合理施氮量提供科学依据。【方法】将中国分为东北、西北、华北平原、长江中下游平原、西南和东南6大农作区,搜集1980—2022年发表的349篇符合要求的文献,通过数据统计分析不同区域和不同产量水平条件下的玉米N_(100),并分析采用统一和区域化的N_(100)计算出的理论施氮量差异,采用皮尔逊相关系数(pearson correlation coefficient)、随机森林(random forest)模型和整合分析(Meta-analysis)方法分析气候、土壤和施肥因素对玉米N_(100)的影响,揭示导致中国玉米N_(100)空间差异的原因。【结果】优化处理条件下,中国春玉米N_(100)显著低于夏玉米,分别为2.21和2.46;不同农业生态区玉米N_(100)存在显著差异,分别为2.19(东北春玉米)、2.12(西北春玉米)、2.54(西北夏玉米)、2.45(华北夏玉米)、2.77(长江中下游春玉米)、2.38(长江中下游夏玉米)和2.39(西南玉米区)。依据本研究全国玉米平均N_(100)(2.34)计算的理论施氮量与采用区域化的N_(100)计算得到的理论施氮量相差-22—31 kg N·hm^(-2)。地上部吸氮量、产量、年均气温是影响玉米N_(100)的最重要因素;N_(100)随产量增加呈显著二次曲线降低的趋势(P<0.01),籽粒产量可以很好地预测N_(100);品种显著影响玉米N_(100),中国常见的玉米品种郑单958、先玉335和登海605的N_(100)分别为2.42、2.12和2.39,新品种玉米N_(100)显著低于老品种。施用氮肥显著增加了玉米N_(100),且在施氮量200—300 kg N·hm^(-2)时,施氮肥引起的N_(100)增加效应最大。单施缓控释肥、深施氮肥、减少氮肥基施比例以及增加施氮次数均显著增加了玉米N_(100)。【结论】在利用N_(100)进行合理施氮量计算时,需要考虑不同农业生态区N_(100)的显著差异,以得到更加准确的推荐施氮量,玉米N_(100)的驱动因素主要为作物地上部吸氮量、产量和年均气温的变异。
文摘当前在作物生产中氮磷资源的不合理利用严重威胁环境，为了探讨华北山前平原冬小麦-夏玉米轮作体系合理的氮磷配合措施，在几年水氮（水磷）定位试验基础上对氮磷吸收与利用状况进行了分析。试验为小麦-玉米周年轮作种植，设水氮和水磷试验，水分为主区，施氮（磷）量为副区，裂区试验设计。水分设置限水和适水2个处理，周年设置6个施氮水平，小麦＋玉米氮肥用量分别为0＋0，60＋60，120＋120，180＋180，240＋240，300＋300 kg ／hm2；3个施磷水平，小麦季磷肥用量分别为75，150，225 kg ／hm2，玉米季不施磷。结果表明，施氮（磷）可提高作物地上部分吸氮（磷）量，小麦和玉米全年施氮量240 kg ／hm2即可达到较高的地上部总吸氮量，限水和适水下施氮量分别为218．7，243．5 kg ／hm2才能保证氮素盈余量为零。小麦和玉米全年施磷量75～150 kg ／hm2可达到较高的地上部总吸磷量，但限水和适水下施磷量分别为49．4，69．9 kg ／hm2才能保证磷素盈余量为零。冬小麦对氮和磷的生产效率低于夏玉米，限水和适水下百千克籽粒吸氮量小麦分别为2．4，2．3 kg，平均为夏玉米的1．42倍；百千克籽粒吸磷量小麦均为0．61 kg，平均为夏玉米的1．23倍。当限水和适水下土壤全氮含量分别达0．102％和0．097％、全磷含量分别达0．213％和0．209％时土壤即可保持养分盈余量为零。土壤水分含量较高使植株对氮磷的吸收量也较高，但百千克籽粒吸氮（磷）量却表现出相反的趋势。在华北山前平原区小麦玉米轮作体系周年施氮量218．7～243．5 kg ／hm2、施磷量49．4～69．9 kg ／hm2可实现氮磷盈余量为零。
文摘确定合理施氮量是获得较高目标产量、维持土壤氮肥力和降低施氮引起环境污染的关键。自一个世纪前氮肥发明和施用以来,尽管已经开展了上百年的研究,但尚未找到令人满意能够在田块尺度上方便的确定合理施氮量方法。本文在前期提出的作物理论施氮量概念和方法基础上,进一步推导出在考虑其他来源氮素输入情况下,根据百千克收获物需氮量确定理论施氮量的计算式。结果表明,在确定了百千克收获物需氮量(N100,kg)后,推荐施氮量(Nfert,N kg hm-2)是目标产量(Y,kg hm-2)的唯一函数,即理论施氮量Nfert≈Y/100×N100。综合各种文献报道结果,在当前生产条件和产量水平下,小麦、玉米、水稻的百千克收获物需氮量分别取值为2.8、2.3和2.4 kg。应用大量文献报道的田间试验结果,对理论施氮量和经济最佳施氮量进行了比较。在绝大多数情况下,两者非常接近。但东北的小麦、玉米和水稻的理论施氮量远高于区域氮肥推荐量。主要原因是氮素矿化作用大于固持作用,作物利用了部分土壤矿化氮,土壤有机氮处于消耗状态。结合理论施氮量,本文详细解析了近年来我国建立的推荐施氮量方法的科学基础、推荐结果及适用性。认为将我国大面积生产中过量和不足施氮调节到合理施氮量范围,是当前和今后一段时期的紧迫任务。理论施氮量从长期维持高产稳产、土壤氮素平衡和低环境风险考虑,即可满足这种实际需求。推广技术员和农户能够根据自己地块的目标产量用口算确定出施氮量,简便易行。
