设施菜地夏季休闲期甜玉米经济产量及环境效益分析

在北京市门头沟、房山、大兴和通州等4个区选择15个典型设施菜地,设置田间观察对比试验,研究在北方设施菜地夏季甜玉米作为填闲作物的实际经济、环境综合效益。试验结果表明,种植甜玉米有较好经济效益,经济产量达15 168.0～20 332.8kg/hm2。在环境效益方面,种植甜玉米后可有效减少浅层土壤中的硝态氮含量,降低淋溶风险。与常规休闲(休闲期不种植作物)相比,种植甜玉米可使设施菜地0～100cm土层中的硝态氮含量平均减少290.4kg/hm2。在夏季休闲期种植甜玉米是北方设施菜地兼顾经济和环境效益的有效种植措施之一。     

玉米新品种莱早1号的选育

莱早1号系F108和Mt两个自交系配制而成的极早熟玉米一代杂交种。生育期87d,鲜穗采收期70d,具有抗倒、丰产、抗病、耐低温、优质和适播期长的特点,平均鲜穗产量12675kg/hm2,成熟干子粒产量5325kg/hm2,适宜种植密度为75000株/hm2,可作为鲜食玉米品种进行春播或夏播。     

播期和种植密度对玉米产量性能的影响

以先玉335、郑单958和登海661为材料,设置3个播期和4个种植密度处理,研究播期和密度对玉米产量性能构成指标的影响。结果表明,播期推迟,其产量、生育期天数、平均叶面积指数、收获指数、穗粒数、千粒重均降低,平均净同化率依次增加,穗数无显著性差异。随密度增加,其产量、平均叶面积指数、穗数均增加,平均净同化率、生育期天数、收获指数、穗粒数、千粒重依次降低。对产量性能构成指标与播期和密度进行回归分析,表明密度对产量性能等指标的影响程度都大于播期。产量性能构成指标对产量的直接通径效应均为正效应,平均叶面积指数通过生育天数、穗数对产量有正向的间接效应,且穗数的正效应较大;平均叶面积指数通过平均净同化率、穗粒数、千粒重对产量有负向的间接效应,且平均净同化率的负效应较大。平衡协调产量性能构成指标的关系,适当提前播种和增加种植密度可增加玉米平均叶面积指数、生育期天数及穗数,有利于产量的提高。试验表明,平均叶面积指数为4.18、平均净同化率为5 g(/m2.d)、生育期天数为120 d、收获指数为0.50、有效穗数为89 000穗/hm2、单穗粒数为480粒、千粒重为290g,玉米可以实现12000kg/hm2以上产量水平。     

不同熟期甜玉米的播期适应性研究

以沈甜6号和沈甜7号两个不同熟期的超甜玉米为试材,通过7个播期处理对其播期适应性进行研究。结果表明,随播期的延迟,鲜穗产量、生育期、株高、穗位、果穗性状、叶面积均发生明显变化：早熟品种株高受播期影响较大而晚熟品种受影响相对较小;晚播可使叶片数减少1～2片;单株总叶面积在第4期以后明显下降,鲜穗产量随播期的延迟而下降,但前3个播期下降幅度较小。晚熟品种的播期适应性明显好于早熟品种,随播期延迟而减产的幅度较小。对于大规模生产来说,沈甜6号的适宜播期接近1个月,沈甜7号可达1个半月左右并可作为夏播品种使用。     

不同株距下氮肥减量配施运筹对机插杂交稻的产量及光合特性的影响

【目的】研究不同机插株距下缓释氮肥与常规氮肥减量配施在水稻关键生育时期的运筹方式，为水稻机插秧配套技术的应用提供理论和实践依据。【方法】以中迟熟杂交籼稻川谷优7329为试验材料，采用两因素裂区设计，在机插行距均为30 cm下，设株距16 cm、18 cm、20 cm；并设4种缓释氮肥与常规氮肥运筹模式：1)基肥为96 kg/hm2缓释氮肥和24 kg/hm2常规氮肥，不施追肥；2)基肥施96 kg/hm2缓释氮肥，追肥施24 kg/hm2常规氮肥；3)基肥施96 kg/hm2缓释氮肥和54 kg/hm2常规氮肥，不施追肥；4)基肥为96 kg/hm2缓释氮肥和24 kg/hm2常规氮肥，追肥为30 kg/hm2常规氮肥；以不施氮肥为对照。【结果】缓释氮肥与常规氮肥减量配施运筹和株距对机插杂交籼稻叶面积指数(LAI)、拔节-齐穗期光合势及产量的影响均达显著或极显著水平，且缓释氮肥与常规氮肥减量配施运筹的效应明显高于机插株距。3种株距下，随缓释氮肥与常规氮肥配施量及常规氮肥后移量的增加，机插杂交籼稻的LAI、拔节-齐穗期光合势、干物质积累量、净光合速率及产量均呈增加的趋势。株距为16 cm时，群体茎蘖数显著增大，形成的有效穗多，对养分的竞争性增强，光合特性减弱，未能形成大穗，虽然结实率高但每穗粒数较少，产量较低；株距为20 cm，由于密度降低，群体茎蘖数显著减少，形成的有效穗少，后期对养分的吸收充足，光合特性增强，形成了足够的大穗，每穗实粒数显著增加，但结实率和千粒重较小，因此未能高产；而株距为18 cm时，在足够群体茎蘖数的基础上形成的有效穗较多，后期能有效吸收养分，光合特性增强，结实率和千粒重显著增大。相关分析表明，缓释氮肥与常规氮肥减量配施运筹和株距下，尤以齐穗-成熟期群体生长率、拔节-齐穗期光合势和齐穗期有效叶面积指数与产量相关性较高。【结论】株距为18 cm，96 kg/hm2缓释氮肥和24 kg/hm2常规氮肥作为基肥施用，30 kg/hm2常规氮肥作为追肥在倒4叶期施用，能充分发挥本区域机插杂交籼稻的高产优势，提高光合物质生产，产量最高可达11 681.56 kg/hm2。     

播期、收获期对玉米生长发育及冠层性状的调控

采用均匀试验设计,研究6个播期配合6个收获期对郑单958和伟科702生长发育、株型结构和产量性状的影响,通过播期、收获期调控实现高产。结果表明,冀中地区6月12日前播种,玉米抽雄和吐丝持续时间更为集中,播期每推迟3 d,抽雄和吐丝日期后推1 d;继续推迟播期,抽雄和吐丝日期后推4~5 d。2014年6月12日播种处理吐丝期冠层温度最高,不利于玉米授粉;6月15日后播种穗位叶SPAD值降低,尤其是生育后期伟科702叶片SPAD值降低幅度较大。播期对株高、穗位高和基部茎粗影响较大,播期与收获期对产量及其构成影响均显著,穗粒数随播期推迟而降低,千粒重随生育期延长而提高。经回归分析得出,夏玉米每提早播种1 d,产量平均增加98.4 kg/hm2;每推迟收获1 d,平均增产103.3 kg/hm2。郑单958获得较高产量的播期、收获期最佳组合为6月6日至6月12日播种,10月4日至10日收获。     

不同施氮量对夏玉米产量和氮素利用的影响

以玉米品种郑单958为材料,通过两年田间试验研究不同施氮量对夏玉米产量和氮素利用的影响。结果表明,随施氮量增加夏玉米产量先增加后降低,符合一元二次肥料效应方程;合理施氮量显著提高子粒产量;收获指数和氮收获指数随施氮量增加而降低,施氮量为189 kg/hm2和178 kg/hm2收获指数和氮素收获指数较高;过量施氮会降低氮肥利用率和氮肥偏生产力,平均较施氮量为189 kg/hm2和178 kg/hm2降低29~55个百分点和32~64 kg/kg;农学效率和生理利用率随施氮量先增加后降低,施氮量为200 kg/hm2左右时最高。当施氮量超过200 kg/hm2时,成熟期表层土壤硝态氮含量和氮肥表观损失率均随施氮量的增加而增加。夏玉米氮肥推荐用量应控制在200 kg/hm2以内。     

播期、密度对菜用大豆鲜荚产量及性状的影响

播期和密度两因子对楚秀鲜荚产量及荚粒性状影响的研究结果表明:①A3B3(播期6月25日、密度24×104株/hm2)是适宜的播期和种植密度处理,鲜荚产量达到9050.0kg/hm2;②播期对菜用大豆鲜荚产量影响大于密度;③随着播期的推迟,单株荚数先增后减,随着密度的增加,单株荚数由多到少,百荚鲜重与播期关系密切;④根据品种的特点探讨了楚秀的高产原因.     

拔节期追氮对鲜食糯玉米产量和花后养分积累转运的影响

以苏玉糯5号和渝糯7号为材料,2013～2016年于扬州大学实验农场研究拔节期追氮量(0、150、300 kg/hm2)对鲜食糯玉米产量(鲜果穗和鲜子粒)、干物质和氮素积累和转运的影响。结果表明,鲜食糯玉米子粒产量和果穗产量均随追氮量的增加呈先升后降趋势,在追氮150 kg/hm2时产量最高。干物质和氮素积累量随着追氮量的增加表现趋势与产量一致。氮素利用率以子粒作为收获产品时随追氮量增加逐渐降低,以果穗作为收获产品时,在150和300 kg/hm2时无显著差异,低于不追氮处理。在鲜食糯玉米生产中,拔节期适量追氮150 kg/hm2可有效增加鲜食糯玉米产量、后期干物质和氮素积累量以及氮素利用效率,提高产量的同时降低环境风险。     

春玉米化学氮肥投入阈值研究

通过田间试验,研究不同氮素水平(0、150、200、250、300、400 kg/hm~2)对春玉米植株地上部分吸氮量、农田矿质氮平衡和玉米产量的影响。结果表明,土壤中矿质氮随土层深度的增加逐渐降低,硝态氮在20~40 cm和100~120cm各有1个积累峰值。在0~40 cm土层深度内,N0和N150处理铵态氮含量低于其他处理。当施氮量264.16 kg/hm~2时,玉米植株吸氮量与施氮量呈正相关;当施氮量≥264.16 kg/hm~2时,施氮量对玉米植株吸氮量增加不显著(p0.01)。0~120cm土壤氮素表观损失量和施氮量呈正相关,当施氮量221.36 kg/hm~2时,氮肥供应不足。本试验条件下,化学氮肥施用阈值为221.36~264.16 kg/hm~2,最高产量施氮量为252.93 kg/hm~2。     

有机肥部分替代氮肥土壤硝态氮动态变化特征及玉米产量效应研究

通过田间试验,在氮磷钾等养分量条件下,研究牛粪、鸡粪、猪粪替代25%化肥氮和秸秆全量还田配施化肥对0～100 cm土层硝态氮淋溶和积累及玉米产量构成的影响。秸秆全量还田配施化肥、牛粪替代25%化肥氮处理土壤硝态氮淋溶作用较小,完熟期0～40 cm土层硝态氮累积量分别为86.2 kg/hm~2和73.1 kg/hm~2,均显著高于其他有机肥替代化肥处理。习惯施肥、鸡粪替代25%化肥氮、猪粪替代25%化肥氮处理土壤硝态氮淋溶较强,完熟期0～40 cm土层硝态氮累积量分别为54.2、65.4、68.5 kg/hm~2。鸡粪替代25%化肥氮处理玉米产量最高,为13 616.9kg/hm~2,比习惯施肥增产13.6%,与其他有机肥替代化肥处理产量差异均达显著水平。在等养分量条件下,有机肥替代25%化肥氮及秸秆全量还田配施化肥均可增加0～40 cm土层硝态氮累积量,减少淋溶损失。     

灌水对不同小麦品种耗水特性和土壤硝态氮运移的影响

为了解灌水对不同小麦品种耗水特性和土壤硝态氮运移的影响,在大田条件下,以济麦20和泰山22为材料,设置4种水分处理[W0处理（全生育期不灌水）、W1处理（灌底墒水＋拔节水）、W2处理（灌底墒水＋拔节水＋开花水）、W3（灌底墒水＋拔节水＋开花水＋灌浆水）],每次灌水量60mm,分析了不同灌水处理下小麦0～200cm土层土壤含水量、土壤水消耗量、土壤硝态氮运移及籽粒产量的差异。结果表明,（1）依据土壤含水量受灌水影响的程度和变异系数,将0～200cm土壤分为3个层次：活跃层（0～60cm）、次活跃层（60～140cm）和相对稳定层（140～200cm）。（2）两品种W1处理的冬前、开花和成熟期0～60cm土层土壤硝态氮含量低于W0处理;冬前期60～140cm土层高于W0处理,140～200cm土层与W0处理无显著差异;开花期60～140cm和140～200cm土层高于W0处理;成熟期0～60cm土层高于W2、W3处理,60～140cm和140～200cm土层低于W3处理。拔节期济麦20W1处理60～140cm和140～200cm土层土壤硝态氮含量高于W0处理,泰山22的低于W0处理。（3）济麦20各处理0～200cm土层土壤水消耗量均高于泰山22。济麦20W1处理0～60cm和60～140cm土层土壤水消耗量高于W2处理,籽粒产量、水分利用效率高于W2、W3处理;泰山22W2处理0～60cm土层的土壤水消耗量与W1处理无显著差异,60～140cm和140～200cm土层的土壤水消耗量低于W1处理,水分利用效率与W1处理无显著差异,但高于W3处理,籽粒产量高于W1、W3处理。济麦20和泰山22分别以底墒水、拔节水各灌60mm和底墒水、拔节水、开花水各灌60mm为节水、高产、氮素淋溶量低的最佳灌水模式。     

氮肥管理措施对黑土春玉米产量及氮素利用的影响

利用连续2年田间试验,研究不同氮肥管理措施对黑土春玉米产量及氮素利用的影响。结果表明,在农民习惯施氮量185 kg/hm2的水平上,减施氮肥20%不影响玉米子粒产量和氮素吸收,氮肥表观利用率和氮肥偏生产力提高22.4%~29.2%和18.4%~22.3%。与习惯施肥处理相比,减施氮肥可显著降低土壤硝态氮含量,0~20、21~40、41~60和61~80 cm土层硝态氮含量降幅分别为14.3%~53.8%、13.0%~32.6%、17.9%~36.8%和13.7%~41.2%。同一施氮量下,添加硝化抑制剂有助于抑制土壤硝化作用,添加双氰胺0~20、21~40 cm土层硝态氮含量分别下降45.7%和28.5%,添加2-氯-6-三氯甲基吡啶分别下降39.7%和21.8%。综合评价玉米产量、氮素吸收和氮肥利用等因素,应适当减少施氮量,并配合施用硝化抑制剂2-氯-6-三氯甲基吡啶,促进农田生态系统中氮素高效利用和维持氮库基本平衡。     

肥料增效剂对夏玉米植物学性状、产量构成及土壤中NH4+-N和NO3--N的动态影响

2014、2015年夏季,试验采用单因素随机区组设计,以先玉335为材料,设置两种肥料增效剂、7种施肥方式,研究大喇叭口期和抽雄期植物学性状、施肥后0、14、28、42 d时0~30 cm和31~60 cm土壤中NH_4~+-N和NO_3~--N含量以及收获时玉米穗部性状和产量差异。结果表明,分期施肥比全部氮肥作底肥更能促进夏玉米茎粗、叶面积、气生根数量、穗长、穗行数和行粒数等增加。与对照和不施用肥料增效剂相比,0~30 cm和31~60 cm土层中施用两种肥料增效剂的NH_4~+-N含量较高,NO_3~--N含量较低,控制了NH_4~+/NO_3~-比例。两种肥料增效剂相比,Entrench效果明显优于NMAX。     

Change in the balance of ammonium-N and nitrate-N content in soil under grazed grass swards over 7 years

The pool of nitrate-N (NO₃^–-N) in the soil is more prone to losses than that of ammonium-N (NH₄⁺-N) so any shift towards NO₃^–-N dominance in the soil pools, caused by management intensity, could have environmental implications. The change in the balance of soil NH₄⁺-N and NO₃^–-N content with time was studied using grazed grass swards receiving different fertilizer N inputs. In addition, the effect of past management on net nitrification of 400 μg NH₄⁺-N g^–1 was investigated in a soil incubation study. Mineral N was determined at frequent intervals (at least every 2 weeks) throughout the year in the top 5 or 7·5 cm of a sandy clay-loam soil at the Agricultural Research Institute of Northern Ireland at Hillsborough, County Down, for a 7-year period (1989–90 to 1995–96). The treatments were a perennial ryegrass–white clover sward receiving no fertilizer N, together with perennial ryegrass swards receiving 100, 200, 300, 400 or 500 kg N ha^–1 year^–1 as calcium ammonium nitrate. The plots were continuously grazed by beef steers from April to October to maintain a constant sward height of 7 cm. There was little or no change in average soil NO₃^–-N and NH₄⁺-N content from 1989–90 to 1995–96 on the grass–clover sward and plots receiving 100 and 200 kg N ha^–1 year^–1. However, with the plots receiving 300, 400 and 500 kg N ha^–1 year^–1 NO₃^–-N became progressively more dominant with time. The incubation study confirmed that this was due to an increase in net nitrification rate. There was evidence that rapid microbial assimilation of NO₃^–-N occurred during the soil incubations. Past management history can play an important role in determining soil NO₃^–-N content and hence potential losses of N to the environment.     

不同秸秆还田方式对黑土土壤氮素和物理性状的影响

通过大田试验对不同秸秆还田方式下黑土农田生态系统土壤氮素和物理性状进行研究。结果表明,不同秸秆还田处理土壤容重降低0.09～0.19 g/cm3;土壤比重增加19.82%～29.49%;土壤总孔隙度增加18.23%～22.26%。过腹还田处理增加土壤全氮含量;秸秆直接还田处理和腐解还田处理土壤全氮含量低于常规栽培方式(对照)和无秸秆处理;不同秸秆还田处理增加了土壤铵态氮和微生物量氮含量;过腹还田处理降低了土壤硝态氮含量,提高了土壤可溶性有机氮含量;秸秆直接还田处理和腐解还田处理增加了土壤硝态氮含量,降低了土壤可溶性有机氮含量。因此,不同秸秆还田方式配施微生物菌剂,结合先进的栽培方式是增加土壤有效氮素的有效途径,有利于退化黑土的可持续利用。     

玉米施肥量优化模型与土壤无机氮变化特征

对"3414"田间试验各处理玉米产量和不同氮水平(N0=0、N1=93.75、N2=187.5、N3=281.25 kg/hm~2)下测定土壤无机氮,探究N、P、K不同配比施肥对玉米产量的影响和不同氮水平下土壤无机氮的变化特征。结果表明,施氮对玉米产量的影响达到差异显著水平,施磷、钾肥对玉米产量的影响差异不显著。随着施氮量升高,玉米产量先升高后稳定,通过方差分析确定当地最佳推荐施氮量变化范围为93.75～281.25 kg/hm~2。施氮可以提高1 m土壤中铵态氮和硝态氮的积累量。铵态氮易被固定,拔节期以后,土壤中铵态氮积累较为稳定。硝态氮在土壤中变异较大,尤其在高施氮量(281.25 kg/hm~2)时,1 m土体中硝态氮积累量显著增加。无机氮总量与施氮量显著相关,当施氮量为281.25 kg/hm~2时,大大增加中期(抽雄期)氮素损失风险,确定安全施氮量处于187.5～281.25 kg/hm~2。提高产量、减少氮素损失的生产目标,207.27 kg/hm~2的施氮量为当地经济安全施氮量。     

Potato response to split nitrogen timing with varying amounts of excessive irrigation

Irrigation and nitrogen management are two of the most important factors affecting production efficiency and environmental quality in potato cropping systems. Field studies were conducted in 1990 and 1991 to determine the interactive effects of irrigation amount and N timing on potato yield, quality and nitrate leaching potential. Sprinkler irrigation was applied at approximately 1.0, 1.2 or 1.4 times estimated evapotranspiration (ET) to Russet Burbank potatoes grown on a silt loam soil. Following tuber initiation, a total of 132 kg N/ha was applied through the irrigation system to N treatment subplots using either six weekly 22 kg N/ha applications or 3 biweekly 44 kg N/ha applications. Excessive irrigation reduced root zone and petiole NO₃-N concentrations during substantial portions of the tuber bulking period. Biweekly 44 kg N/ha applications in 1991 produced higher and more consistent earlyseason root zone NO₃-N concentrations in the 1.2 and 1.4 ET plots than did the weekly 22 kg N/ha applications. Late-season tuber dry weight, total plant dry weight and plant N uptake were not affected by irrigation rate or N timing. However, excessive irrigation reduced U.S. No. 1 yield and yield of tubers >284 g in both 1990 and 1991 and reduced total yield in 1990. Biweekly N applications produced higher U.S. No. 1 yields than weekly N applications at all irrigation levels. Excessive irrigation also reduced NO₃-N remaining in the top 60 cm of soil at the end of the growing season. These results show that irrigating at optimal rates and applying split N at two week intervals on a silt loam soil can maximize Russet Burbank yield and quality while minimizing NO₃-N losses.     

增施有机肥对夏玉米物质生产及土壤特性的影响

2015和2016年在大田试验条件下,研究不施肥(CK)、常规施肥(NPK)、常规施肥+有机肥(增施鸡粪1 500 kg/hm~2,NPKM)对夏玉米物质生产及土壤特性的影响。结果表明,与CK相比,NPK和NPKM处理2015和2016年玉米产量分别增加13.62%和18.61%、36.75%和44.93%。植株叶片SPAD值、植株根系和地上部生物量均表现为NPKMNPKCK。与CK相比,增施有机肥后,土壤呼吸、硝态氮、铵态氮含量、脲酶、蔗糖酶活性均显著增高,过氧化氢酶活性降低。相关分析表明,连续两年玉米子粒产量均与拔节期、吐丝期、成熟期的SPAD值和硝态氮含量呈显著正相关,与吐丝期和成熟期的根系生物量、地上部生物量、蔗糖酶活性呈显著正相关。     

缓释尿素在玉米上的应用效果

利用大田小区试验,在赤峰市和鄂尔多斯市分别进行不同氮素处理对玉米产量、肥料吸收利用和土壤氮残留影响的研究。结果表明,施用氮肥玉米子粒产量和秸秆产量可分别增加13.3%～157.2%和6.9%～64.2%。减少20%施氮量同时配比75%的缓释尿素处理,玉米子粒氮含量、秸秆氮含量和氮积累量最大,与100%推荐施氮量无显著差异。缓释尿素占比60%以上时氮素回收率、氮肥偏生产力和氮肥农学效率达最大值,较普通尿素(RU)可分别提高14.3、4.5、61.7个百分点(赤峰市)和8.4、11.0、35.7个百分点(鄂尔多斯市)。玉米收获后耕层(0～20 cm)土壤矿质氮含量表现,赤峰市耕层土壤硝态氮含量远大于铵态氮且不同处理间差异显著(P0.05),100%推荐施氮量最大,80%推荐施氮量(RU80%)最小。鄂尔多斯市耕层土壤硝态氮含量和铵态氮含量基本相当,除各氮素处理与对照(CK)达显著差异外(P0.05),其他各处理间均未达显著差异。施氮量减少20%,缓释尿素占比30%以上与普通尿素配施即可替代100%推荐施氮量,且缓释尿素占比越大养分吸收利用越显著,玉米产量间无显著差异。