华北地区夏玉米滴灌施肥的肥料效应

【目的】通过研究华北地区中低产土壤条件下不同氮、磷、钾肥施用量在滴灌夏玉米上的肥料效应,从而优化滴灌施肥系统,为夏玉米高效滴灌施肥提供理论依据,推进水肥一体化技术。【方法】通过两年田间试验,以郑单958为供试品种,滴灌带设置为一管带两行,氮磷钾分别设4个处理,其中氮肥处理为0、144、180、216kg·hm-2(记为N0、N1、N2、N3),磷肥处理为0、72、90、108 kg·hm-2(记为P0、P1、P2、P3),钾肥处理为0、72、90、108 kg·hm-2(记为K0、K1、K2、K3),氮磷钾肥料分4次滴施,以研究不同处理对夏玉米产量及不同生育时期干物质积累的影响,分析不同处理下肥料的利用率。【结果】(1)华北地区中低产田条件下夏玉米产量随施氮磷肥的用量呈抛物线性变化,当施氮量为180 kg·hm-2,施磷量为90 kg·hm-2时,作物产量最高;当氮磷肥施用量超过最高产量施肥量时,作物产量随施氮磷用量的提高呈下降趋势,但氮肥处理的下降程度差异不显著,而磷肥施用量超过90 kg·hm-2时,作物产量随施磷量的提高显著下降(P<0.05);在本处理中,夏玉米产量随施钾量的提高,均呈增加趋势。(2)不同施肥处理对夏玉米生育前期干物质积累几乎没有影响,在灌浆期与收获期时干物质积累与施氮量、施磷量均呈抛物线性变化,变化趋势与产量基本相同。(3)不同处理的氮磷钾肥利用率不同,分别为33.39%—58.44%、14.15%—28.88%、54.70%—65.75%,当夏玉米产量最高时的氮、磷、钾肥利用率两年平均为51.21%、28.88%、65.75%;在最高产量条件下,氮、磷、钾肥的平均农学效率分别为8.08、11.41和8.83 kg·kg-1;偏生产力分别为59.88、119.75和100.65 kg·kg-1。【结论】在华北地区中低产土壤滴灌施肥条件下,最适宜的氮磷施用量分别为180 kg·hm-2和90 kg·hm-2,当施氮量超过180 kg·hm-2、施磷量超过90 kg·hm-2时,夏玉米产量会出现下降,但随施钾量的提高,产量有增加的趋势。滴灌施肥可获得较高的氮磷钾肥利用率,分别为51.21%和28.88%和65.75%。

短期化肥减施后玉米产量的响应及其驱动因素分析

新时期绿色农业发展的一个重要方面是实现化肥零增长,减少过量和不合理施用化肥带来的环境问题。我国有机肥和秸秆资源巨大且未被充分利用,化肥减施后配施有机肥和秸秆还田成为实现化肥零增长的主要管理措施之一,近年来受到越来越多的关注。然而,作物产量对短期化肥减施后的响应及其驱动因素尚不清楚,有待进一步研究。以冬小麦-夏玉米典型种植区华北平原开展的田间定位试验(2010-2016年)为平台,研究化肥减施后配施有机肥和秸秆对玉米产量、土壤有机质、养分、pH及酶活性的影响。试验地点位于河北曲周县,共设置4个处理,包括不施肥(CK)、100%化肥(NPK)、70%化肥+30%有机肥(NPKM)、70%化肥+30%有机肥+秸秆(NPKMS)。结果表明:经过6年短期施肥后,施肥处理较CK显著提高了玉米产量,且NPKMS较NPK显著提高了玉米产量8.3%。与NPK相比,NPKM未显著改变土壤有机质含量,NPKMS则显著提高了土壤有机质含量20.6%。与NPK相比,NPKM和NPKMS未显著改变土壤全氮、有效磷和p H。与CK相比,NPK未显著改变土壤酶活性,NPKM和NPKMS则显著提高了土壤酶活性。通过结构等式方程模型分析发现,对玉米产量变异贡献最大的两个因子是土壤有效磷和土壤蔗糖酶活性。有机肥替代30%化肥后进行秸秆还田可提高玉米产量和土壤有机质,是实现减肥并提高土壤肥力的重要措施。