半干旱区秸秆还田配施氮肥对土壤养分、氮肥利用率及玉米产量的影响

为探究秸秆还田配施氮肥对玉米氮肥利用率及产量的影响,以黑龙江省农业科学院齐齐哈尔分院肥料长期定位试验田为研究对象,研究CK(常规种植)、秸秆还田不配施氮肥(SR+N0)、秸秆还田分别配施氮肥262.5 kg·hm^(-2)(SR+N1)、300.0 kg·hm^(-2)(SR+N2)、337.5 kg·hm^(-2)(SR+N3)、375.0 kg·hm^(-2)(SR+N4)、412.5 kg·hm^(-2)(SR+N5)、450.0 kg·hm^(-2)(SR+N6)和487.5 kg·hm^(-2)(SR+N7)等处理对土壤全量养分、化学计量特征、氮肥农学效率、氮肥偏生产力、氮肥利用率及玉米产量的影响进行分析。结果表明,与CK相比,SR+N5(秸秆还田+增施10%氮肥)和SR+N6(秸秆还田+增施20%氮肥)处理对土壤全氮、全磷的累积最佳,SR+N4(秸秆还田+常规施肥)处理全钾含量最高,SR+N5处理的土壤有机碳含量提高了3.24%。SR+N6和SR+N7(秸秆还田+增施30%氮肥)处理的土壤C/N较CK降低了20%以上,SR+N4处理C/P值最高;SR+N5处理的C/K、N/K和P/K值均有所提升。SR+N2(秸秆还田+减施20%氮肥)处理氮肥农学效率、氮肥偏生产力、氮肥利用率提升最为明显,与对照CK相比,氮肥农学效率、氮肥偏生产力、氮肥利用率分别提高了21.14%、22.72%和0.04%。秸秆还田下,当地推荐施氮量加20%(450.0 kg·hm^(-2))产量最高。秸秆还田的基础上配施氮肥对玉米产量的影响呈二次函数关系,在秸秆还田配施氮肥用量为450.0 kg·hm^(-2)时,继续加大氮肥配施量会抑制玉米的产量。综合考虑,增氮20%(450.0 kg·hm^(-2))可作为协调半干旱区秸秆还田下春玉米产量的合理选择。

氮磷钾施用量对灌淤土水稻产量及肥料利用率的影响

在宁夏灌淤土上,利用田间试验研究了氮、磷、钾各3个施肥水平对水稻(宁粳28号)产量、养分累积量及籽粒产量构成因素的影响。结果表明,施用氮、钾肥对水稻产量和养分累积有显著影响;水稻当季氮、磷、钾肥利用率都随着施肥量的增加而降低;穗数和每穗粒数随施氮量的增加而增加,而施磷肥有利于穗粒数的形成,过量施用氮肥还会显著降低水稻千粒质量。本试验水稻氮、磷、钾肥最佳经济施肥量分别为N 254.3、P2O5150.8和K2O 145.6 kg/hm2,获得最高产量的最大施肥量组合分别为N 309.3、P2O5253.9和K2O177.6 kg/hm2。

超级杂交稻“Y两优1号”对氮肥用量的响应及其氮肥利用率

以超级杂交稻"Y两优1号"为材料,设置0(N0)、90kg·hm-2(N1)、135kg·hm-2(N2)、180kg·hm-2(N3)、225kg·hm-2(N4)、270kg·hm-2(N5)6种氮水平,研究了不同供氮水平对水稻产量及氮肥利用效率的影响。由施氮量-产量模型可得,施氮量为245.9kg·hm-2时可夺取水稻高产(11.42t·hm-2),而施氮量为213.5kg·hm-2时能更好地协调水稻产量和肥料利用率的矛盾,获得最佳经济效益。不同供氮水平下,分别采用Logistic函数对生育时期-总生物量进行动态模拟,各模型因施氮水平的不同而异;各模型均表明,灌浆期群体总生物量增长速率最大;随施氮量的梯度递增,氮肥吸收利用率(NRE)与氮肥农学利用率(NAE)均呈现不同程度下降趋势。本研究设置的处理水平下,N4处理能较好地协调施氮量、产量和氮肥利用率的矛盾,确保夺取高产及相对较高的氮肥利用率。本研究表明,20%穗肥相对较少,不能满足水稻后期灌浆结实需要,超级杂交稻大田栽培建议加大穗肥施用比例。

基于化肥削减潜力及碳减排的小麦生产效率

基于2004~2015年中国小麦主产省份的小麦生产投入产出数据,分析了中国小麦生产的化肥削减及碳减排潜力,并利用SBM模型和ML指数分别测算了小麦生产的环境效率和环境全要素生产率.结果显示:科学施肥条件下,主产省份小麦生产的化肥削减及碳减排潜力分别为51.66%、37.41%;化肥削减及碳减排条件下,小麦生产环境效率未降低,2004~2015年间平均的小麦生产环境效率为0.970,北方地区的小麦生产环境效率要低于南方地区,小麦生产的MLEFFCH指数、MLTECH指数、ML指数超过了1,大于化肥未削减、全碳排放条件下的MLEFFCH指数、MLTECH指数、ML指数,化肥削减及碳减排利于实际生产向最大产出迫近,以达到生产的帕累托最优状态.

土壤全氮含量和施氮水平对棉花产量及氮肥利用效率的影响

为探讨不同土壤全氮含量水平下棉花的氮肥施用效应,采用盆栽试验,研究不同土壤全氮含量(0.58、0.64、0.74、0.83、1.29 g·kg^(-1))和施氮水平(每盆施加量分别为0、1.75、3.50 g)对棉花籽棉产量、氮素吸收、氮肥利用率的影响。结果表明,棉花单株籽棉产量和干物重随施氮量增加而显著增加,土壤全氮含量与施氮水平对棉株根、茎、铃壳部位的干物质积累具有显著的互作效应。同一土壤条件下,棉花单株氮素积累量随施氮水平增加而显著增加。氮肥表观回收率随土壤全氮含量上升呈先降后升的变化趋势,且在土壤全氮含量0.74 g·kg^(-1)时较低,但土壤全氮含量在0.58~0.83 g·kg^(-1)内,不同施氮处理间氮肥表观回收率差异不显著。氮肥农学利用率随土壤全氮含量增加呈下降趋势。土壤全氮含量0.74 g·kg^(-1)时的氮肥生理利用率高于土壤全氮含量0.58、0.64和0.83 g·kg^(-1)。土壤全氮含量1.29g·kg^(-1)条件下,低氮水平氮肥利用效率(表观回收率、农学利用率、生理利用率)显著优于高氮水平;土壤全氮含量0.58~0.74 g·kg^(-1)时,高氮可实现增产增效;土壤全氮含量0.83~1.29 g·kg^(-1)时,低氮能维持较高的产量和氮肥利用率。本研究结果为不同土壤全氮条件下棉花氮肥投入提供了参考。

长期施肥下褐土易氧化有机碳及有机碳库的变化特征

本研究探讨了24年长期施肥对褐土土壤有机碳(TOC)、有机碳储量(TOCs)、净固碳效率(NCSE)和碳库管理指数(CPMI)的影响,为评价褐土土壤碳库变化与质量及科学施肥提供理论依据。研究以褐土肥力与肥料长期定位试验为平台,通过9个处理[A组:不施肥处理(N_0P_0、CK);B组:单施无机肥处理(N_1P_1、N_2P_2、N_3P_3和N_4P_4);C组:有机肥与无机肥配施处理(N_2P_1M_1、N_3P_2M_3和N_4P_2M_2);D组:单施高量有机肥处理(M_6)]测定土壤TOC与易氧化有机碳(ROOC)含量,并计算TOCs、NCSE及CPMI等相关指标。结果表明,在不同土层不同时期施用较高量有机肥配施无机肥及施用高量有机肥(N_3P_2M_3、N_4P_2M_2和M_6)均可提高TOC和ROOC含量,且随土层深度加深提升作用减弱。TOCs、NCSE与0~20 cm土层TOC含量在时间和空间上的变化规律基本一致。施用高量有机肥(C组、D组)可有效提高TOCs,A组、B组的TOCs均值分别比C组、D组低76.77%与17.36%。长期施肥处理可提高NCSE,尤其是施用有机肥处理可显著提高NCSE。NCSE为D组>C组>A组=B组;D组NCSE为1 152.27 kg·hm^(-2)·a^(-1),是C组的2.51倍,B组的16.20倍。与试验前相比,C组和D组的CPMI无显著变化,且C组与D组间差异不显著,但A组与B组比试验前降低16.38~40.02。与A组(CK)相比,B组中N1P1处理与C、D组处理显著影响CPMI,提高了23.30~45.67。在0~40 cm土层CPMI与ROOC含量呈显著正相关,CPMI可以很好地指示有机碳的变化。可见,施用高量有机肥或者较高量有机肥与无机肥配施可极显著提高褐土土壤TOCs、NCSE和CPMI,即施用高量有机肥或者较高量有机肥与无机肥配施(N_3P_2M_3和N_4P_2M_2)有利于褐土有机碳的固存,可减少无机肥的施用量,使土壤性质向良性方向发展,培肥土壤。

“双减”背景下化肥、农药施用现状与发展路径

化肥、农药的过量使用导致水源污染、土壤板结以及农产品质量安全等问题,化肥、农药减施增效技术的推广、应用已经成为提升农业绿色发展的有效途径。农业农村部2015年制定《到2020年化肥使用量零增长行动方案》《到2020年农药使用量零增长行动方案》,提出“一控、两减、三基本”的目标,争取2020年实现化肥、农药使用零增长。利用文献资料与统计数据对化肥减施现状、特点以及发展路径进行分析,针对主要省份化肥、农药施用量、各省施肥用药总量变化情况进行分析。自“双减”政策实施以来2016—2018年全国化肥、农药施用总量均呈现下降趋势,但人口基数大、农产品需求量大,使得化肥、农药施用总量大。化肥、农药减施仍存在很大改善空间。

新型氮肥对潮土冬小麦产量及氮肥利用率的影响

通过研究不同施氮量下,新型氮肥与普通氮肥对潮土大田冬小麦产量、产量构成因素、地上部吸氮量、氮肥利用率和土壤全氮含量的影响,用以探明华北潮土区小麦玉米轮作体系下科学合理施氮及适宜氮肥品种。从2016年6月开始在河南省现代农业研究开发基地-轻壤质潮土上设置了3种氮肥(控失尿素、腐植酸尿素和普通尿素)和6个施氮水平(0、100、150、200、250、300 kg·hm^-2)的长期试验,以不施氮为对照,共16个处理。小麦收获期测产,并统计产量构成因素。结果表明:氮肥类型和施氮量及两者交互作用对小麦产量构成因素、地上部吸氮量和氮肥利用率都有显著影响。3种氮肥,冬小麦产量均随着施氮量的增加而增加。各施氮处理与不施氮相比,分别增产29.0%~66.2%、27.7%~79.7%、13.9%~59.4%。其中,控失尿素的增产效果显著,与腐植酸尿素和普通尿素相比,在施氮量为300 kg·hm^-2时,达到最大产量7 970 kg·hm^-2,比普通尿素和腐植酸尿素分别提高了8.1%和12.7%。3种氮肥和施氮量对小麦产量构成因素也有显著或极显著影响。小麦每公顷穗数随着施氮量增加而增加,并且控失尿素和腐植酸尿素小麦平均每公顷穗数分别比普通尿素提高了12.8%和17.3%。其中,腐植酸尿素处理小麦穗粒数随着施氮量的增加而增加,在施氮量为300 kg·hm^-2时,最大穗粒数达到34.6粒·穗^(-1),比普通尿素增加了23.1%。对于3种施氮肥处理,小麦地上部吸氮量均随着施氮量的增加而增加,与小麦产量表现一致的趋势。其中以控失尿素的小麦地上部平均吸氮量最大,为161.3 kg·hm^-2;其次是腐植酸尿素,为154.7kg·hm^-2,分别比普通尿素提高了9.6%和5.1%。与普通尿素相比,控失尿素平均氮肥利用率提高了9.6个百分点,施用控失尿素能够提高小麦氮肥利用率、偏生产力和农学效率。其中腐植酸尿素处理,小麦氮肥利用率随施氮量的增加而增加。新型氮肥(控失尿素和腐植酸尿素)通过提高小麦产量构成因素、小麦产量、小麦氮素吸收量,从而提高小麦氮肥利用率。本试验条件下,从提高产量和氮肥利用率方面考虑,控失尿素的增产效果优于腐植酸尿素,在施氮量为300 kg·hm^-2时,达到最大产量。

中国区域农业全要素化肥技术效率分析

本文基于Shephard投入距离函数构建了全要素化肥技术效率,并采用中国2002～2010年省级面板数据进行实证分析发现:整体上全国全要素化肥技术效率处于较低的水平,并且在样本期并没有明显的好转,从而说明在保证产量和其他投入不变的条件下,化肥投入可以大幅度减少;从分区域来看,东部地区远远领先于中西部地区,表明其正处于从粗放式农业发展模式到集约化农业发展模式的转变,相反中西部地区的全要素化肥技术效率较低,并且在样本期并未出现好转,说明其农业发展模式仍处于粗放式发展模式。

干旱山区马铃薯“2+X”氮肥总量控制试验

针对天祝干旱山区马铃薯生产中施肥过量和氮磷钾施肥不科学不合理,导致肥料利用率较低、产量不高不稳的问题,进行了马铃薯“2+X”氮肥总量控制试验,以确定最佳氮肥使用量,进一步修正和完善优化施肥技术,最终形成新的测土施肥技术,为指导马铃薯生产提供科学依据。结果表明,优化施肥技术处理的(N 150 kg·hm^(-2)、P_(2)O_(5)150 kg·hm^(-2)、K_(2)O 75 kg·hm^(-2))马铃薯主要农艺性状及产量均明显优于常规施肥技术。在试验研究范围内,施氮处理马铃薯成熟期推迟1~2 d、生育期延长1~3 d;施氮对马铃薯株高、单株块茎数、单株结薯质量等主要农艺性状和产量具有显著影响,均呈先升后降的趋势,过多的施氮量对马铃薯主要农艺性状和产量呈负效应。综上所述,马铃薯施氮效果以优化施氮量即每hm^(2)施N 124.2 kg、P_(2)O_(5)149.9 kg、K_(2)O 74.8 kg为佳,施氮量不足或过多,都会对马铃薯植株生长和产量产生负效应。