控释氮肥减量对作物产量、氮素吸收与径流损失的影响

玉米蔬菜轮作是我国南方丘陵山地农区一种主要的旱地种植方式。为指导施肥,减少农业面源污染,于2020—2021年持续开展定位试验,探究控释氮肥及减氮处理对玉米小白菜轮作体系作物产量、氮素吸收残留、氮素径流损失的影响。试验共设置6个处理:CK,不施氮肥;U,常量施用普通尿素;CRU,施用等氮量的控释氮肥;90%CRU,施用控释氮肥,并较常量减氮10%;80%CRU,施用控释氮肥,并较常量减氮20%;70%CRU,施用控释氮肥,并较常量减氮30%。结果表明,与U处理相比,玉米在减氮20%条件下未显著减产,小白菜在减氮30%时均未显著减产。与U处理相比,合理施用控释氮肥可使总氮流失量显著(P<0.05)降低25.3%~43.5%,以70%CRU处理的总氮流失量最少。径流水中的氮素流失主要以颗粒氮为主,占比60.0%~67.0%。与U处理相比,除70%CRU处理外,其他施用控释氮肥处理的玉米地上部氮素积累量无显著差异;80%CRU处理的氮肥利用率显著提高9.4百分点。与U处理相比,施用控释氮肥0~80 cm各土层的总氮、铵态氮、硝态氮含量均未显著增加,不会提高土壤无机氮的流失风险。综上,在该试验条件下,与U处理相比,80%CRU处理可以在确保产量不降低的同时,减少氮素投入,降低氮素径流损失,提高肥料利用率,是试验条件下较为合理的施肥方式。

低压配电台区降损分相管控研究

随着电力系统的发展和用户用电需求的不断增长,低压配电台区的线损问题日益突出,对电力企业的经济效益和电网的安全稳定运行造成了一定影响。文章分析了低压配电台区线损产生的原因,探讨了分相管控技术在降低线损方面的应用,并提出了相应的实施方案和建议。

化肥减施增效关键技术研究进展分析

化肥作为现代农业生产基础物质之一,对保障粮食生产安全和农业高效高产具有重要作用,但因其长期盲目过量施用所引发的系列农产品安全、环境污染及资源浪费等问题日益突显,如何有效权衡粮食产量品质及生态安全与化肥减施增效间关系成为需要解决的系统工程问题。根据对科学施肥技术迫切需求,综合评价了中国化肥施用现状与形势,重点阐述分析了国内外测土配方施肥、缓控释肥施用、精准变量施肥、灌溉施肥及部分大宗农作物典型施肥等现代施肥技术的研究进展、技术特点、应用概况及存在问题等。在此基础上,结合可持续农业发展需求分析了我国化肥施用的发展趁势,提出未来主要发展建议,为构建符合中国国情的化肥减施增效科学管理技术体系及相关研究提供参考。

控释氮肥在淹水稻田土壤上的去向及利用率

通过土壤渗漏装置、微区和田间小区试验,研究了15N标记控释氮肥在淹水稻田土壤上氮素的去向和利用率。结果表明,施用控释氮肥能明显地降低氨挥发、淋失和硝化—反硝化的损失。控释氮肥处理的氨挥发量比尿素降低54 0%,氮淋失量降低32 5%。尿素的硝化—反硝化损失量占施入氮量的34 5%,而控释氮肥的只占2 0%;控释肥料与尿素氮在0—80cm土层中的残留率相近。控释氮肥一次性全量作基肥施入土壤,水稻的氮肥利用率平均为65 6%,比尿素(基肥+追肥)高出32 2个百分点。控释氮肥的农学效率显著地高于尿素。

控释肥料提高氮素利用率的作用及对水稻效应的研究

研究了田间条件下控释肥料氮的释放速率与水稻吸收氮量之间的关系。结果表明 ,控释肥料氮的释放速率在水稻生育前期高 ,但随着时间的进程而逐渐降低。水稻从 70日型控释肥料中吸收的氮遵循三次曲线 ,因此 70日型控释肥料能够满足水稻本田生长期对氮的需要。施用控释肥料的水层含氮量极低 ,且无可见的水藻生长 ;而施尿素的水层则尿素N和NH+4 N含量高 ,水藻活动繁茂 ,滞留于水层的肥料氮 5～ 6d内迅速地降至无氮对照水平 ,氨的挥发损失和氮的反硝化损失大。控释肥料氮的利用率高达 72 3% ,比尿素高出 36 5个百分点。

减量施肥对湖垸旱地作物产量及氮磷径流损失的影响

为探明洞庭湖区旱地生产中的氮磷盈余问题,利用在该区域连续两年的玉米油菜轮作田间小区试验,研究了常规施肥[玉米：400 kg（N）.hm 2,90 kg（P2O5）.hm 2,135 kg（K2O）.hm 2;油菜：180 kg（N）.hm 2,65 kg（P2O5）.hm 2,60 kg（K2O）.hm 2]、常规施肥减氮15%、减氮30%、缓控释肥减氮30%＋减磷20%、常规施肥减磷20%共5个处理下,玉米和油菜产量、氮磷肥利用率、氮磷径流损失量以及土壤氮磷养分的变化。结果表明,在研究区域现有施肥水平下（常规施肥）,减量施肥对玉米和油菜产量没有显著影响;缓控释肥减氮30%＋减磷20%处理下玉米和油菜对氮磷养分的利用率显著提高,其中氮素利用率较常规施肥处理两年平均提高7.96%和4.89%、磷素利用率提高2.02%和2.56%;同时,减量施肥各处理下氮磷径流损失量与常规处理比较,分别减少3.54%~29.36%和7.14%~35.71%;试验期内,减量施肥下土壤全量氮磷及硝态氮含量与常规施肥处理无显著差异。根据本研究结果,各施肥处理中,以缓控释肥减氮30%＋减磷20%处理效果更佳。研究结果可以为该地区旱地作物合理施肥、区域农业面源污染防控和洞庭湖区水环境保护提供参考依据。

保障我国粮食安全的肥料问题

肥料在保障我国粮食安全中起着不可替代的支撑作用,同时化肥养分利用率低又产生了对环境的不良影响。因此用好肥料资源、提高肥料利用效率是关系到国家粮食安全和环境质量的重大科技问题。本文实事求是地分析了我国人多、地少、耕地质量差、农田生态环境脆弱的基本国情和肥料领域面临的严重挑战;对国家种植业发展对肥料的需求,有机养分和化肥利用现状和问题、农田中化学氮肥的损失及其对环境的影响等问题进行了较为全面地综述;提出了"区域用量控制与田块微调相结合"的推荐施肥的理念和技术路线;形成和发展了适合分散经营和规模经营的分区养分管理和精准施肥技术体系;同时对新型肥料和有机养分资源在我国研究应用的现状和存在的问题进行了分析评述。在此基础上,提出了提高耕地综合生产能力、依靠科技进步高效利用肥料资源、按照增产潜力做好施肥区域布局等技术政策,建议针对肥料科学技术的发展形成稳定的政策支持和保障。

施用控释氮肥对减少稻田氮素径流损失和提高水稻氮素利用率的影响

采用渗漏池模拟研究了洞庭湖区双季稻种植条件下施用控释肥料对氮素径流损失、水稻产量和稻株氮素含量的影响。结果表明,施用等N量控释氮肥(CRNF)和70%N量控释氮肥(70%CRNF)的处理总氮(TN)径流损失量比施用尿素处理(CF)分别降低了24.5%和27.2%(P<0.05)。主要是施用控释氮肥显著降低了水稻前期(施肥后10d内)的径流水中氮素浓度。与施用尿素相比,两种土壤上施用控释肥的早、晚稻产量均明显提高,特别是在河沙泥上,稻谷总产量以70%CRNF处理最高,比尿素处理增产4.95%(P<0.05)。控释氮肥能明显提高水稻生长后期的植株和子粒中的N含量;在水稻增产显著的河沙泥上,70%CRNF处理的早、晚稻子粒N含量较CF处理提高了9.4%(P<0.05)和23.3%(P<0.01);其氮素利用率高于施用全量尿素的CF处理。

氮肥运筹方式对土壤无机氮变化、玉米产量和氮素吸收利用的影响

研究氮肥运筹方式对黄淮海南部砂姜黑土区夏玉米生育期间土壤无机氮含量、玉米氮素积累与转运、产量和氮素利用效率的影响,为该地区玉米合理施肥,实现增产增效和轻简化生产提供科学依据。试验于2018年在安徽省蒙城县农业科技示范场进行,以庐玉9105为材料,共设置6个处理,分别为不施氮肥(T1)、常规氮肥一次性基施(T2)、常规氮肥50%基施+50%拔节期追施(T3)、常规氮肥50%基施+50%大喇叭口期追施(T4)、50%常规氮肥+50%控失肥一次性基施(T5)、控失肥减氮25%一次性基施(T6)。T2~T5氮施用量为262.50 kg/hm^(2),T6为195.00 kg/hm^(2)。系统分析了玉米生育期间0~40 cm土层土壤硝态氮和铵态氮含量动态变化、玉米开花期和成熟期干物质及氮素积累量,玉米产量、氮素转运、氮肥利用效率及经济效益。结果表明,不同氮肥运筹方式对玉米产量、穗粒数、千粒重及氮肥利用效率有显著影响,常规氮肥一次性基施T2低产低效。拔节期或大喇叭口期追施氮肥通过补充玉米生长中后期土壤硝态氮和铵态氮含量,促进了玉米花后氮素积累,减少花前氮素转运,玉米产量、氮肥利用效率(NUE)、吸收效率(NUPE)、农学利用率(NAE)和偏生产力(NPFP)比T2分别增加6.89%~11.11%、18.84%~24.48%、7.15%~9.29%、23.49%~37.88%和6.89%~11.11%。T5处理玉米开花后0~40 cm土层土壤硝态氮和铵态氮高于T2,其有利于耕层土壤氮素持续有效供应,增加花后干物质和氮素积累量,花前氮素转运率和转运对籽粒贡献率比T2分别显著减少11.58%和22.16%,玉米产量、NUE、NUPE、NAE和NPFP分别达到9535.15 kg/hm^(2)、36.01%、0.82 kg/kg、14.00kg/kg和36.32 kg/kg,比T2分别显著增加15.00%、27.88%、10.59%、51.14%和15.00%;其效果优于常规氮肥两次施用,经济效益比常规氮肥两次施用增加706.94~1302.08元/hm^(2)。T6与T2玉米产量、效益相当,但NUE、NUPE、NAE和NPFP分别显著增加41.96%、37.41%、38.44%和35.74%,达到氮肥高效,减少环境污染的目的。因此,在黄淮海南部砂姜黑土区,50%常规氮肥与50%控失肥配施,能增产增效,实现一次性施肥轻简化生产。

不同控失肥对冬小麦产量和肥料农学效率的影响

基于控失肥养分流失低的特点,研究环渤海低平原区施用控失肥对冬小麦产量及其构成要素和肥料农学效率的影响,以期为环渤海低平原区粮食节水增产提供理论基础。在冬小麦生育期内,选择不同类型控失肥N-P2O5-K2O:16-45-0(K1)和N-P2O5-K2O:24-12-12(K2),并设置当地常规施肥(CF)和不施肥(CK)作为对照,于冬小麦收获期取样考种并测产。结果表明:在保证N和P2O5施肥量同当地施肥量基本一致、仅灌一次底墒水或无灌水条件下,施用控失肥冬小麦产量提高了17%~29%,且不同类型控失肥对冬小麦产量无显著影响;与当地常规施肥、拔节期灌溉的冬小麦产量相比,施用控失肥仅灌一次底墒水时,冬小麦的产量降低了10%~19%,但减少了1次灌水,可节省淡水灌溉量900~1 200 m^3/hm^2;控失肥可以显著提高肥料农学效率和肥料贡献率。相比常规肥料,控失肥的肥料农学效率均提高了71%~228%,肥料贡献率提高了53%。在环渤海低平原区小麦生产中施用新型环保控失肥可达到增产的效果,同时可提高肥料利用效率,减少肥料的流失。在劳动力较少的情况,可将控失肥作底肥一次性施入,减少追肥的劳动力成本。在淡水资源非常紧缺时,保证冬小麦齐苗后,雨养条件下通过施用控失肥,也可保证获得80%以上的冬小麦产量。

实现黑土玉米高产和养分高效的控释氮肥与尿素掺混比例

【目的】控释氮肥与普通尿素配合施用是东北黑土区实现轻简化施肥的有效技术途径之一。研究控释氮肥与普通尿素适宜的掺混比例,以实现氮肥一次性施用获得高产高效和可持续利用。【方法】于2017—2019年在吉林省公主岭市,以玉米品种‘富民108’为试材,在施N 210 kg/hm^(2)条件下,共设置6个普通尿素与控释氮肥掺混比例处理,分别为:10∶0(RU)、8∶2(CRU20%)、6∶4(CRU40%)、4∶6(CRU60%)、2∶8(CRU80%)、0∶10(CRU100%),并以不施氮肥(N0)为对照。于玉米主要生育期调查植株生物量、氮含量和土壤无机氮含量,并于成熟期测定产量及其构成因素,计算作物氮积累量、氮素利用率和土壤-作物系统氮素平衡状况。【结果】控释氮肥与普通尿素掺混各处理玉米穗粒数和百粒重均高于RU处理,显著提高了玉米产量(P<0.05),其中以CRU60%处理增幅最高,3年平均产量提高了17.3%。与RU处理相比,控释氮肥与普通尿素掺混显著提高了玉米开花期至成熟期土壤无机氮含量,增加了开花期至成熟期氮素积累及其占总生育期氮素积累比例,进而提高了玉米开花后氮素积累对籽粒氮的贡献率。控释氮肥与普通尿素掺混各处理氮素回收率、农学利用率和偏生产力均随控释氮肥比例的增加呈先增后减趋势,其中以CRU60%处理最高,较RU处理分别提高36.1%、66.9%和17.3%。土壤-作物系统氮素平衡状况表明,氮素表观损失量随控释氮肥比例的增加先降后升,以CRU60%处理氮素表观损失量最低,较RU处理降低了28.8%。将控释氮肥与普通尿素掺混比例与产量、氮素利用率、土壤无机氮含量和氮素表现损失量分别进行拟合,得出当控释氮肥的掺混比例为63.4%时,玉米理论产量最高,为11059 kg/hm^(2),相对应的氮素回收率为42.4%、农学利用率为17.1 kg/kg、偏生产力为53.2 kg/kg;土壤无机氮含量为20.8 mg/kg;3年累计氮素表观损失量为223.1 kg/hm^(2);其结果与得到最高产量处理(CRU60%)相对应的玉米产量、土壤无机氮含量和氮素利用率结果相近。以理论最佳控释氮肥比例的95%作为置信区间,求得适宜控释氮肥掺混比例为61%~67%。【结论】在东北黑土区,60%控释氮肥与40%普通尿素配合一次施用可提高玉米生育后期土壤无机氮供应能力,促进玉米氮素吸收,进而显著提高玉米产量和氮素利用率,并降低氮素损失量。

^(15)N标记水稻控释氮肥对提高氮素利用效率的研究

本文应用1 5N示踪技术研究了水稻对控释氮肥和尿素氮吸收利用效率的影响以及氮的去向。结果表明 ,施肥后 11天内 ,水稻控释氮肥和尿素的NH3 挥发损失分别占施入氮量的 0 .6 9%和 1.81%。NH3 的挥发损失在施肥后第 5天时达到最大值 ,此后逐渐降低。水稻控释氮肥和尿素氮的淋溶损失分别占施入氮量的 0 .95 %和 1.0 2 %。水稻控释氮肥氮的淋溶损失在水稻整个生长期间均比较平缓 ,施肥后 40天时略有上升 ,此后又缓慢降低。用氮素平衡帐中的亏缺量扣除氨的损失量后计为硝化—反硝化损失量的结果表明 ,水稻控释氮肥氮的硝化—反硝化损失量占施入氮量的 3.46 %,而尿素氮的硝化—反硝化损失量却高达 37.75 %。肥料氮在土壤中的残留主要集中在 0～ 35cm的土层中 ,达 91.4— 91.5 %,残留在 35cm以下土层中的氮甚微。水稻控释氮肥残留在土壤中的氮量略高于尿素处理。水稻控释氮肥利用率高达 73.8%,比尿素高出 34 .9%。水稻控释氮肥氮利用率高的原因是因氮从颗粒中缓慢释放、受淋溶、氨挥发、尤其受硝化—反硝化途径损失的氮较少。在施等氮量的条件下 ,施用水稻控释氮肥的稻谷产量比尿素的增产 2 5 .5 %,达到p =0 .0 5的显著水平。

控失尿素减施及不同配比对夏玉米产量及氮肥效率的影响

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。

腐植酸尿素在农业生产和面源污染防控中的研究与应用

近年来,随着《到2020年化肥使用量零增长行动方案》的发布与实施,减肥增效已成为我国农业绿色高质量发展的一个重要途径。腐植酸尿素因其在减肥增效方面独特的优势,为我国农业转型升级注入新的活力,尽管如此,腐植酸尿素的生产工艺及其在农业生产和面源污染防控方面的应用推广仍存在许多问题。在农业减肥增效与绿色发展的大背景下,文中系统综述了腐植酸的活化方法、腐植酸与尿素的作用机理、腐植酸尿素的生产工艺、田间应用效果及在面源污染防控中的研究进展,提出了目前腐植酸尿素生产中存在的问题和下一步研究重点及应用推广建议,为化肥使用零增长行动方案和农业面源污染防控提供参考。

小麦化肥减量增效研究

通过田间小区试验和室内考种分析,研究适于小麦生长的硅包衣有机无机复混肥和复合微生物肥料在养分含量比常规小麦专用肥减少20%和37%的肥料试验效果。结果表明,施用硅包衣有机无机复混肥的肥效,在养分含量较常规肥料养分减少20%的情况下,产量没有降低,还改良了土壤环境,土壤脲酶活性降低,土壤磷酸酶活性提高;复合微生物肥料,养分含量减少了37%,产量略有下降,但差异不显著,且土壤环境有所改善,所以开发生产并施用在保证作物产量的前提下,又能减少对环境影响的新型肥料,能够减少资源浪费,提高土壤肥力,是实现减肥增效的有效方法之一。

河缓/控释氮肥对主要粮食作物及环境影响研究进展

围绕着近年来缓/控释氮肥在主要粮食作物(小麦、玉米)上的应用展开综述。从小麦和玉米适用的缓/控释氮肥类型、缓/控释氮肥对作物产量和肥料利用率、土壤理化性状及耕作方式、环境效应等方面进行分析,较全面的总结了施用缓/控释氮肥对小麦、玉米作物及土壤、环境的影响,并对未来粮食生产的可能影响进行剖析。分析发现不同类型缓/控释氮肥能不同程度提高小麦和玉米产量或保证稳产;合理施用缓/控释氮肥能够提高氮肥料利用率、降低土壤氮素累积、减少氮素损失;提高土壤微生物量和酶的活性;减少温室气体排放及降低地下水体的硝酸盐污染;并指出缓/控释氮肥在生产成本、应用效果评价体系、市场占有率等方面存在的问题。针对研究现状存在的不足,对今后的研究提出展望。

雨养条件下控失肥对夏玉米产量的影响

环渤海低平原区水资源匮乏,土壤瘠薄盐碱,制约着粮食的高产,亟需构建“中低产区增产、节水”的技术措施。在夏玉米生长季,选择不同类型控失肥并设置不同控失肥施肥比例,研究在雨养条件下控失肥对夏玉米产量及产量构成的影响,以期为环渤海低平原区粮食的节水、增产提供新思路。研究结果表明：1在保证N和P2O5施肥量同当地施肥量基本一致、相同雨养条件下,施用控失肥夏玉米产量提高了11%~17%;且不同类型控失肥对夏玉米产量没有显著影响;控失肥一次性作底肥为施入,夏玉米增产10%~11%,但可以减少了追肥的劳动力。2环渤海低平原区夏玉米为补充灌溉,在干旱和正常年份,夏玉米即使不进行灌溉,仅施用控失肥替代常规肥料,也能获得高产。3控失肥可以显著提高肥料农学效率。与当地常规施肥处理相比,夏玉米控失肥处理N和P的肥料农学效率分别提高了308%和432%。

增苗减氮对稻田氮素流失及利用效率的影响

研究旨在探讨增苗减氮的栽培方式对水稻的氮素流失及吸收利用的影响,为水稻氮磷流失防控奠定基础。采用小区试验研究了不同增苗减氮处理对地表径流氮素流失、水稻氮素吸收量和利用效率、土壤氮素平衡的影响。结果表明,随着施氮量的减少和秧苗数的增加总氮流失量显著降低,插秧前流失量占全生育期60%以上,总氮流失量最高为常规处理(T2)达到11.80 kg/hm^(2),T3~T6处理比T2降低13.42%~53.52%。与T2处理相比,T3~T6处理氮肥农学效率提高2.86%~28.99%,偏生产力提高3.40%~24.98%。随着施氮量的降低和秧苗数的增加氮素盈余量降低,T2~T6处理氮素盈余量分别为20.55 kg/hm^(2)、15.23 kg/hm^(2)、16.10 kg/hm^(2)、6.33 kg/hm^(2)和-10.62 kg/hm^(2)。该试验表明适度的增加秧苗密度、减少氮肥投入能够减少氮素流失,提升氮素利用效率,保障土壤氮素平衡。

作物营养与作物增产机理研究进展

叙述了施肥方法与提高肥料利用率,营养与作物增产机理,以及微生物与作物营养之间的关系等方面的研究进展。