不同比例有机肥替代化肥对夏玉米氮肥利用率及N_(2)O排放的影响

2022—2023年连续2 a设置不施肥(CK)、常规施肥(CF)、有机肥替代10%化肥(FM1)、有机肥替代30%化肥(FM2)和有机肥替代50%化肥(FM3),共5个处理,探究有机肥替代不同比例化肥对玉米产量和植株氮素吸收利用的影响。结果表明,与CF处理相比,FM1、FM2、FM3处理的2 a平均土壤容重分别降低1.43%、2.15%、4.67%,2 a平均土壤孔隙度分别增加2.07%、2.60%、5.51%,2 a平均硝态氮含量分别增加9.67%、14.86%、11.01%。与CF处理相比,FM1处理玉米植株2 a平均干物质累积量和产量分别增加3.41%、3.42%,FM3处理分别减少3.25%、6.73%。与CF处理相比,FM1处理2 a平均氮素累积量增加4.49%,2 a平均氮肥利用率和氮肥农学利用率分别增加13.62%、6.11%,2 a平均经济效益增加2.87%,2 a平均一氧化二氮(N_(2)O)排放量减少16.41%,且FM1处理增加了茎秆、叶片的氮素累积量。当有机肥替代化肥比例在30%及以上时(FM2、FM3处理),产量和氮肥利用率明显降低,经济效益减少。综上,有机肥替代10%化肥可以显著提高氮肥利用率,减少N_(2)O排放量,是实现氮肥减施和农业绿色高产的推荐有机肥替代化肥比例。

施氮模式对夏玉米氮肥利用和产量效益的影响

为了明确不同施氮模式对夏玉米物质生产、经济效益和氮肥利用的影响,设置4种施氮模式:N0(CK)、N1(基肥30+大口肥120+吐丝肥30)、N2(基肥60+大口肥120)、N3(基肥120+大口肥120+吐丝肥30),进行大田试验。结果表明,施氮能改善夏玉米产量因子、提高产量。氮肥适量后移显著改善穗部性状,N1与N0、N2处理相比穗粒数提高34.7和28.5粒,收获指数提高11.3%～17.1%,增加产量1590和60.6kg.hm-2。在同等施氮量下,氮肥部分后移能增加产量收入,但不能提高纯收益、产投比。夏玉米吐丝期施氮显著增加灌浆期干物质积累(N1、N3处理的干物质与N2相比分别提高2153和2319.4kg.hm-2),延缓吐丝后LAI的下降。施氮可以显著提高夏玉米花前花后生物量;氮肥部分后移到吐丝期可提高花后干物质积累。适当降低氮肥投入,每1kg氮多生产4.3kg玉米;氮肥用量相同,氮肥适当后移,每1kg氮多生产0.56kg玉米。因此,合理的施氮模式,不仅可以增玉米加产量,还可获得好的经济效益。

不同量的包膜控释尿素与普通尿素配施在夏玉米上的应用研究

通过田间试验,研究了释放期为60 d的包膜控释尿素（PCU60）不同用量与普通尿素（U）配合基施对夏玉米产量、氮肥利用率、氮素积累量及经济效益的影响;并比较PCU60氮素在田间及25℃静水的溶出特征。结果表明：在施氮量相等的条件下,不同用量PCU60与普通尿素配合基施与习惯施肥相比夏玉米产量显著提高,氮素总积累量、子粒氮素积累量明显增加,氮肥利用率提高5.86%-11.39%,净收入增加1303.2-1715.2 Yuan/hm^2;其中以PCU60氮素占总施氮量30%的经济效益最高。PCU60在田间与在25℃静水中的氮素溶出特征吻合较好;与普通氮素配合基施氮素释放符合夏玉米的吸氮规律。

华北平原旱地不同熟制作物产量、效益和水分利用比较

针对华北平原地下水超采严重,通过研究雨养旱作条件下不同熟制的产量、投入产出和水分利用效率,探索华北平原缺水区雨养旱作条件下的节水种植制度,可为地下水超采提供技术支撑。以当地主栽种植模式冬小麦和夏玉米一年2熟种植和春玉米一年1熟种植为研究对象,通过大田试验对雨养旱作条件下冬小麦、夏玉米和春玉米3种作物构成的2种种植制度的产量、耗水、投入、产出进行分析。试验于2007—2013年在中国科学院栾城农业生态系统试验站进行,该站为华北平原高产农区的典型代表。试验共设2个处理,T1为冬小麦-夏玉米一年2熟制,T2为春玉米一年1熟制。T1中的冬小麦生育期为每年的10月中上旬至翌年的6月中旬,夏玉米为6月中下旬至10月上旬,冬小麦品种大部分年份为‘科农199’,夏玉米品种为‘郑单958’。T2中春玉米的生育期为每年的5月中下旬至当年的9月上中旬,品种为‘农大108’、‘浚单20’、‘郑单958’和‘先玉335’。试验区从2007年9月至2013年6月一直未灌溉,为雨养旱作条件。研究结果表明,雨养旱作条件下,冬小麦产量基本稳定;夏玉米和春玉米产量随年型不同波动较大,尤其是夏玉米产量受播种时土壤含水量的影响较大,很多年份由于干旱少雨,玉米出苗时间推迟,导致玉米产量大幅度降低。T1比T2虽然具有明显的产量优势,增产34.1%,但由于冬小麦生产投入较高,T1的净收益比T2低279.97元·hm-2。3种作物的生产投入中,农资和机械投入比例最大,劳动力投入占很小比例,农资投入中,化肥投入最高;3种作物的产投比分别为1.42、2.66和3.42,雨养旱作条件下冬小麦的产投比最低,春玉米最高。从作物的耗水结构分析,冬小麦生育期降雨较少,以消耗雨季储存于土壤中的土壤水分为主,春(夏)玉米生育期降雨较多以消耗降雨为主。目前,生产上正在自发地压缩冬小麦的种植面积,春玉米一年1熟种植面积迅速增加。因此,在保证区域粮食安全的条件下,通过调整农业种植结构可以控制水资源的过度开采,保证农业持续发展。

不同释放期包膜控释尿素与普通尿素配施在夏玉米上的应用效果研究

通过大田对比试验研究了释放期为30 d、60 d、90 d的包膜控释尿素(分别用PCU30、PCU60、PCU90表示)与普通尿素(U)配合一次性基施对夏玉米产量、氮肥利用率、氮素积累量及经济效益的影响。结果表明:在施氮量相等、包膜控释氮素占总施氮量30%的条件下,不同释放期的包膜控释尿素(PCU30、PCU60、PCU90)与普通尿素配合一次基施比习惯施肥显著增加夏玉米产量和氮素积累总量,提高氮肥利用率和经济效益,其中PCU60与普通尿素配合一次基施玉米产量最高,为8778 kg/hm2,增产12.0%;氮素积累总量为201.5 kg/hm2,增加18.9%;氮肥利用率提高11.02个百分点;经济效益为11468.7元/hm2,提高产量10.7%。

北京都市农业种植制度的发展方向——春玉米一熟制

选择合理的种植制度,可使北京市种植业既能克服水资源限制,又能更好地发挥农业抑制扬尘的生态服务功能,兼顾农民兼业增收的要求,从而满足北京市种植业发展的需要。本文采用文献研究、试验和调研相结合的方法,对北京市种植制度调整的必要性和不同种植制度的效益进行探讨。对春玉米一熟制和冬小麦-夏玉米两熟制多种效益的比较表明,春玉米一熟制虽比冬小麦-夏玉米两熟制经济效益略低,但具有较好的环境效益、较低的水资源消耗,且有利于农民兼业增收,是更符合北京市都市农业发展要求的种植制度。

北方夏玉米滴灌施肥一体化技术应用效果

为有效提高夏玉米水肥利用效率,通过田间试验对滴灌施肥一体化高效调控与利用技术进行系统的探究。结果表明,与常规漫灌(T1)相比,采用滴灌施肥一体化技术(T2和T3)可显著提高夏玉米大喇叭口期至灌浆期的叶面积指数;显著促进吐丝期至成熟期的干物质积累;在产量构成因素方面显著增加穗粗和穗粒数,并在一定程度上降低玉米穗的秃顶长度,进而显著提高夏玉米的产量。与T1相比,T2和T3增产5.32%~6.13%;水分利用效率提高36.10%~39.42%;氮、磷、钾肥利用率分别提高37.56%~35.29%、23.09%~30.30%、106.21%~121.51%。此外,采用滴灌施肥一体化技术可显著提高夏玉米生产经济效益。与T1相比,T2和T3可有效降低投产比,收益率平均提高4.71个百分点。在化肥用量较常规灌溉模式减少20%条件下,采用滴灌施肥一体化技术既能显著提高夏玉米产量,又能提高经济效益,是适宜在潮土区推广的一种高效节本增收的灌溉模式。

基于DNDC模型的冬小麦-夏玉米农田滴灌施肥优化措施研究

【目的】滴灌施肥是一种具有节水、节肥等优点的水肥一体化田间管理措施,然而其对N_2O排放和经济效益的影响仍存在不确定性。针对我国重要的粮食生产方式—冬小麦-夏玉米轮作,优化设计适宜的滴灌施肥管理制度,对于提高水肥资源利用效率,减少环境污染,提高经济效益具有重大的实际意义。【方法】在山东桓台冬小麦-夏玉米典型农田上设置试验,进行不同灌溉系数和不同施氮量处理对农田土壤N_2O排放和作物产量影响的研究。根据田间实测数据对DNDC模型进行校正和验证,利用验证后的模型定量评估滴灌施肥对N_2O排放的影响,综合考虑作物产量和N_2O减排效果和经济效益,最终提出华北平原冬小麦-夏玉米体系的优化滴灌施肥措施。【结果】DNDC模型具备模拟滴灌施肥一体化管理措施下冬小麦、夏玉米生长情况和产量的能力,模型校正后能较好地模拟滴灌施肥条件下冬小麦/夏玉米农田土壤N_2O排放特征。在田间试验筛选出的最佳滴灌量和施氮量的基础上设置不同的滴灌量、施氮量以及玉米季施氮次数、施氮时间模拟情景,经过模型情景模拟最终筛选出的最优滴灌施肥措施是冬小麦季分4次滴灌施肥,滴灌量130 mm,随水施N 189 kg/hm^2,夏玉米避开雨季分4次滴灌施肥,滴灌量19 mm,随水施N 231 kg/hm^2。该模型模拟出的最优措施能够在不影响作物产量的基础上比田间试验筛选出的最佳滴灌和施氮量处理减少16%的N_2O排放。【结论】与当地习惯漫灌撒肥措施相比,优化后的滴灌施肥管理全年共节水58.6%、减氮30.0%、减少50%N_2O排放,同时净收益增加了1336.41元/hm^2,增加投资部分的收益率为230.34%,远大于部分预算法中100%的新技术采用标准。研究结果可为滴灌施肥技术在华北农田推广应用提供实际参考。

微量元素水溶肥料在夏玉米上的施用效果

在夏玉米全生育期间,进行叶面喷施"翠兰春"牌微量元素水溶肥料田间试验。结果表明,喷施"翠兰春"牌微量元素水溶肥料可促进夏玉米增产,提高经济效益。与同时喷施等量等次清水对照相比,增产率为7.3%;与空白对照相比,增产率为7.8%;每公顷增加纯收入942.92元。

缓控释肥施用方式对夏玉米产量、肥料利用率及经济效益的影响

在不同类型土壤上,研究缓控释肥全层混施和种肥同播两种施用方式对夏玉米产量、肥料利用率及经济效益的影响。结果表明:在氮肥减施10%条件下,施用缓控释肥料在棕壤和砂姜黑土上采用种肥同播的方式均能获得较高产量,与习惯施肥相比,分别增产1.55%和1.77%;两种施肥方式均可大幅提高氮肥利用率,增幅为28.13%~37.45%;磷肥、钾肥利用率除了砂姜黑土试验区全层混施处理略有降低外,其他施肥处理均有所提高,磷肥利用率提高18.77%~35.78%,钾肥利用率提高22.12%~26.91%。与习惯施肥相比,棕壤试验区,两种施肥方式均能提高收益,其中种肥同播施肥方式收益较高,增收312.11元/hm^(2),砂姜黑土试验区,种肥同播施肥方式增收416.45元/hm^(2),全层混施处理略低,减少138.39元/hm^(2)。可见缓控释肥采用种肥同播施肥方式在不同类型土壤上均能提高夏玉米产量,大幅提高肥料利用率,最终获得较好的经济效益。

冬小麦-夏玉米双机收籽粒模式周年资源利用效率及经济效益

在保证周年产量不降低的前提下,探索同时实现冬小麦与夏玉米机械直接收获籽粒(简称“双粒收”)以及冬小麦节水的种植模式,对提高黄淮海区冬小麦-夏玉米两熟种植模式经济效益和生态效益意义重大。本研究于2018—2020年在山东胶州、河北大名和河南新乡开展田间试验,设置传统冬小麦-夏玉米一年两熟种植模式(CK)和实现双季籽粒机收的冬小麦-夏玉米一年两熟种植模式(TR),研究其周年产量、气候资源利用效率及经济效益。结果表明,TR模式通过小麦极晚播(11月中旬)和玉米极晚收(11月上旬)对周年气候资源进行再分配,从而导致作物产量变化。与CK比,TR处理冬小麦由于其生物量、穗数和千粒重显著降低导致平均减产9.2%;但夏玉米中晚熟品种由于其粒重和收获指数显著提高而平均增产8.1%,且收获时籽粒含水量为14.1%~16.8%。另外,TR处理冬小麦季耗水量和周年总耗水量分别比CK减少15.3%和6.0%,水分生产效率分别提高15.2%和8.4%;冬小麦季产值和经济效益显著降低,但夏玉米季产值和经济效益分别提高8.7%和16.2%,周年经济效益增加5.6%。极晚播冬小麦+极晚收中晚熟夏玉米双机收籽粒模式的建立,可同时实现冬小麦节水和夏玉米籽粒低水分机械收获,同时保证了较高周年产量和经济效益,为黄淮海区冬小麦-夏玉米两熟模式全程机械化水平提升和水资源可持续利用提供了思路。

播期对夏玉米主要农艺性状及效益影响初报

为初步探索沧州区夏玉米(Zea mays L.)的最佳播期,以郑单958为试验材料,设置3个播期,研究播期对主要农艺性状和经济效益的影响。结果表明,第一播期较第二播期和第三播期穗行数、百粒重、单穗粒重、产量和产值均显著降低,第一播期产量为8284.5 kg/hm^(2),产值13255.2元/hm^(2),较第二播期和第三播期产量分别降低20.05%和25.37%,产值分别减少3324.0、4507.2元/hm^(2),经济效益显著降低,第二播期和第三播期主要农艺性状及产值均无显著差异。初步表明沧州地区夏玉米6月中旬后期播种较为适宜,经济效益相对较高,但仍有待生产试验的进一步验证。

氮肥与氮转化调控剂配施降低夏玉米-冬小麦农田N_2O排放

针对农业生产中氮肥施用不合理导致氮肥利用率低、N_2O排放增加及经济效益下降等问题,采用田间试验法研究了不同氮肥与氮转化调控剂配施模式的夏玉米-冬小麦一年两作农田N_2O排放特征及经济效益。结果表明:与农民施氮肥处理(FN)相比,各推荐施氮处理在夏玉米季和冬小麦季的N_2O平均排放通量分别降低29.2%~65.4%(P<0.05)和26.9%~74.9%(P<0.05),N_2O排放总量分别降低1.05~2.72(P<0.05)和1.10~2.47(P<0.05)kg/hm^2;整个轮作季纯收益增加967.5~3 887.0元/hm^2。同等施氮量条件下,与推荐施氮处理(RN)相比,夏玉米季推荐施氮配施双氰胺处理(RN+DCD)和推荐施氮配施吡啶处理(RN+CP)分别使N_2O平均排放通量降低41.5%(P<0.05)和31.2%(P<0.05);而在冬小麦季则分别下降63.0%(P<0.05)和65.7%(P<0.05);整个轮作季RN+DCD和RN+CP处理N_2O排放总量分别降低了52.5%(P<0.05)和49.0%(P<0.05),纯收益分别增加312.6和708.9元/hm^2。夏玉米季,土壤N_2O阶段排放峰值出现在三叶期-拔节期和大喇叭口期-抽雄期;而冬小麦季土壤N_2O阶段排放峰值出现在播种-冬前苗期和返青-拔节期。考虑作物产量、N_2O排放以及经济效益,RN+DCD和RN+CP处理经济效益较高,N_2O排放总量较少,是兼顾作物产量、农民收入及大气环境的推荐氮肥管理措施。

黑龙港流域油葵-夏玉米套播高效栽培模式研究

针对黑龙港流域干旱少雨、地下水资源由于超量开采而严重匮乏的局面,河北省农林科学院旱作农业研究所立足于黑龙港流域的生产和气候特点,以区域内两大主要节水作物——油葵和夏玉米为试验材料,以7月5日轮作直播玉米为对照,在套播条件下研究了不同种植模式(60 cm等行距,40 cm+80 cm宽窄行)和玉米不同播期(6月20日、25日和30日)对单位面积经济效益的影响。结果表明:油葵-夏玉米套播时,采用宽窄行种植、6月25日播种玉米,单位面积经济效益最高,达到了40080元/hm2。在黑龙港流域可以采用油葵-夏玉米套播种植模式,部分替代目前耗水量巨大的小麦-夏玉米轮作模式。

新型垃圾复合肥的肥力效应研究

采用田间小区试验,种植夏玉米,设计对照、垃圾复合肥、堆肥、化肥四种肥料处理,各有肥处理的氮、磷、钾含量相同.研究新型垃圾复合肥对夏玉米生育性状、产量、经济效益以及收获后土壤中养分状况的影响.结果表明:与化肥相比较,复合肥的合理使用更好的促进玉米苗期生长水平,有效的提高了玉米的株高、穗长、穗粒数、千粒重等玉米生育参数,使产量和经济效益在施用复合肥后明显提高;复合肥处理后的土壤中有机质、氮素含量明显增加,磷素、钾素以及碱解氮参数虽有所提高,但增长不显著,土壤整体养分状况得到改善.

控释尿素与普通尿素不同掺混比例对夏玉米产量和氮素利用效率的影响

本试验通过设置控释尿素与普通尿素按不同比例掺混处理(T1~T8),研究不同施肥模式对夏玉米产量、氮素积累、氮素利用效率及经济效益的影响。结果表明,等量施肥条件下,玉米产量、地上部氮素积累量及氮素吸收效率、经济效益均表现为T3(树脂包膜尿素与普通尿素按5∶5掺混)>T4(全部为树脂包膜尿素)>T2(树脂包膜尿素与普通尿素按3∶7掺混)。与T2处理相比,T3处理的籽粒产量、地上部氮素积累量、经济效益均分别显著提高14.7%、24.1%和24.5%(2074.3元/hm^(2))。此外,在T2处理基础上,在大喇叭口期追施氮肥(T5处理)或增加播种密度(T6处理)分别较T2处理增产11.6%和41.9%,即通过增加播种密度可实现产量和经济效益最大化。因此,本试验条件下,在合理增加密度基础上结合树脂包膜尿素与普通尿素按照5∶5掺混一次性基施可以作为一项有力栽培措施在该区域推广应用。

氮肥运筹对潮土冬小麦/夏玉米产量及氮肥利用率的影响

为探究适宜于黄淮潮土区的合理氮肥运筹方式,为中国化肥施用量零增长目标提供理论依据和技术支撑,在黄淮潮土农田定位试验地研究了氮肥运筹对冬小麦/夏玉米产量、氮肥利用率及经济效益的影响。试验设置4种氮肥运筹方式:基施控失尿素(T1)、基施普通尿素+追施普通尿素(T2)、基施控失尿素+追施普通尿素(T3)和基施普通尿素+追施控失尿素(T4),各氮肥运筹方式均包含0、80、160和240 kg·hm^(-2)(以N计,下同)4个施氮水平。结果表明,随施氮量增加,平均单季籽粒产量、周年产值及周年纯效益均表现为先增加后降低趋势,而氮肥利用效率则表现为逐渐降低趋势,其中以160 kg·hm^(-2)时效果较优。T1处理小麦季籽粒产量、周年产量、周年产值及周年纯经济效益均显著高于其他3个处理。效益分析表明,虽然T1处理在等氮条件下氮肥投入成本相对较高,但其较其他氮肥运筹减少了追肥人工成本,加之该处理产量相对较高,最终该处理纯效益相对较高。结合施氮量与产量曲线方程,在160～173 kg·hm^(-2)施用范围内一次性基施控失尿素符合当前研究地区农村劳动力缺乏的实际情况,且能保证产量收益。

冬小麦-夏玉米轮作区动态平衡施肥配方的研究

介绍了不同配方处理对夏玉米产量、肥料的综合利用率、肥料的经济效益及经济施肥量的影响,阐述了不同处理土壤养分的消长规律。据此确定了冬小麦-夏玉米轮作体系中夏玉米的动态平衡施肥配方为1︰(0.4±0.05)︰0.4～0.5。按该配方比例生产了配方肥,经天津市、县(区)有关农业技术推广部门的协作,2003年仅天津市就已推广5.99万hm2,节本增收5000多万元。

不同类型氮肥对夏玉米产量及经济效益的影响

通过田间小区试验研究了不同类型氮肥对夏玉米产量及经济效益的影响,结果表明,所用的3种类型氮肥(复混肥、缓释肥和复合肥)均使夏玉米产量、有效穗数和穗粒数显著提高,从产量和经济效益综合比较,以施用物美价廉的复合肥对夏玉米的增产与农民的持续增收效果最佳。

推荐施肥对超高产夏玉米产量及经济效益的影响

通过田间试验,研究了ASI法推荐施肥、超高产攻关田经验施肥和农民习惯施肥对超高产夏玉米叶面积指数、干物质积累、养分积累量及产量与经济效益的影响,结果表明：夏玉米施肥处理显著增产9.50%~18.84%;ASI法推荐施肥与超高产攻关田经验施肥的产量无显著差异,但均比农民习惯施肥显著增产,增产率分别为6.62%和8.53%;氮、磷、钾肥配施增加了夏玉米叶面积指数和生物重,促进了植株对氮、磷、钾养分的吸收积累。ASI法推荐施肥处理的纯收益和产投比最佳,对超高产夏玉米有较好的增产、增收效应。