吉林省中部黑土区玉米氮肥效应研究

在吉林省中部地区黑土条件下,通过田间试验研究氮肥对玉米的增产效应和氮肥的利用效率。结果表明,施用氮肥处理产量极显著高于不施氮肥处理,但并不随施N量的增加而持续增加,当施N量增加至145 kg/hm2时,玉米产量最高,再增加施N量,其产量下降,符合二次曲线方程Y=ax2+bx+c。从施肥效益考虑,最大效益施N量为152.3～173.9 kg/hm2,获得玉米产量8 800～12 127 kg/hm2。玉米对氮肥的利用率随施N量的增加而降低。范家屯镇、陶家屯镇、万发镇3个试验点的施N量由90 kg/hm2增加至255 kg/hm2,其氮肥利用率分别由32.71%、58.95%和30.81%降低至14.52%、21.74%和11.16%。     

不同氮肥模式对夏玉米产量、蛋白质品质和氮素利用特性的影响

以高产玉米品种郑单958和先玉335为供试材料,在大田生产条件下设置4个施氮水平,研究不同氮肥模式对两个高产玉米品种子粒产量、蛋白质产量及氮素利用特性的影响。结果表明,两个玉米品种子粒产量随施氮量的增加显著增加,均以240 kg/hm~2处理最高,先玉335子粒产量显著高于郑单958;两个玉米品种子粒蛋白质含量及其产量随施氮量的增加显著增加,先玉335的蛋白质含量及其产量均高于郑单958;两个玉米品种氮素利用效率、氮肥生产效率和氮肥农学利用效率随施氮量的增加而显著降低,均以180 kg/hm2处理最高,先玉335的氮素利用效率、氮肥生产效率和氮肥农学利用效率均高于郑单958。综合分析认为,两个玉米品种均以240 kg/hm~2处理可以同步协调实现较高的子粒产量、蛋白质含量和氮素利用效率,获得产量、品质和高氮素利用效率的协调统一。     

氮肥减施对京科968与郑单958氮效率及产量的影响

以郑单958与京科968为材料,在减施氮肥(正常施氮量210 kg/hm~2)14.3%~28.6%水平下,比较玉米品种氮效率与产量。结果表明,施氮肥150~180 kg/hm2,郑单958产量下降2.39%~4.03%,京科968产量下降1.67%~2.99%。随着施氮量减少,氮肥偏生产力、氮肥利用效率,氮肥农学利用效率升高,氮肥表观利用效率、100 kg子粒需氮量降低,氮收获指数保持基本稳定。适度减施氮肥,可有效提高玉米生产效率。施氮处理下不同器官的氮转运率与对子粒的氮贡献率高于不施氮处理,不同器官的氮转运率顺序为穗轴叶片苞叶叶鞘茎秆;对子粒的氮贡献率表现为叶片茎秆穗轴叶鞘苞叶。京科968氮收获指数、氮肥偏生产力、氮肥表观利用效率均优于郑单958,氮肥农学利用效率、氮肥利用效率与子粒吸氮量与郑单958相当。京科968氮吸收效率优于郑单958,具备较好的耐低氮特性。     

施氮量与机插密度对超级稻Y两优1号产量和氮肥利用率的影响

在湖南长沙以超级稻Y两优1号为材料,研究了机插秧条件下栽插密度和施氮量对产量表现及氮肥利用率的影响。结果表明:产量随机插密度增加而增加,随施氮量的增加先增后降,机插密度和施氮量均通过增加有效穗数来增加产量;产量最高的处理组合为N1D1(施氮量170 kg/hm~2,密度36.4万穴/hm~2,产量9.57 t/hm~2),其次为N1D2(施氮量170 kg/hm~2,密度为28.6万穴/hm~2,产量9.45 t/hm~2)和N2D1(施氮量240 kg/hm~2,密度为36.4万穴/hm~2,产量9.38 t/hm~2)。降低施氮量或增加机插密度能提高氮肥吸收利用率和氮肥偏生产力。在施氮量为170 kg/hm~2、机插密度为28.6万~36.4万穴/hm2条件下,既可以获得高产,又可以提高氮肥利用率。     

吐丝期自然干旱条件下灌水和施氮对玉米产量及氮素吸收的影响

设置大田试验,利用吐丝期自然干旱胁迫研究灌水(自然干旱、灌水30 mm、灌水60 mm,分别为W0、W1和W2)和施氮(0、100、200、300 kg/hm~2,分别为N0、N1、N2、N3)对玉米产量、干物质累积与分配、氮素吸收与利用的影响及其耦合效应,并探讨适宜的水、氮组合调控措施。结果表明,吐丝期自然干旱条件下灌水和施氮均显著影响玉米成熟期的产量、干物质累积量、收获指数、氮素吸收量及氮肥利用效率,且两种措施具有显著的交互作用。W2N3处理的玉米产量最高,达9 666 kg/hm~2。干物质累积量和氮素吸收量随灌水量、施氮量的变化趋势与产量类似,收获指数和氮素利用效率存在明显差异。W0N0和W1N0处理的收获指数相比其他处理显著偏低,说明干旱和缺氮限制干物质向子粒的转运分配。玉米施用氮肥的表观利用率、农学利用率和偏生产力在灌水条件下均显著高于自然干旱条件,随施氮量增加而逐渐降低,均在W2N1处理达最高。     

氮肥水平与栽植密度对植稻土壤养分含量变化与氮肥利用效率的影响

【目的】为解决水稻土壤保肥能力较弱,水稻产量较低,氮肥利用效率不高等问题,【方法】于山东省济宁市任城区水稻田设置氮肥水平与栽植密度双因素大田试验,设4个施氮量水平,即无氮(N_1,0 kg/hm~2)、低氮(N_2,216 kg/hm~2)、中氮(N_3,288 kg/hm~2)和高氮(N_4,360 kg/hm~2);栽植密度设3个梯度,即低密度(24万穴/hm~2)、中密度(27万穴/hm~2)和高密度(30万穴/hm~2)。以探究不同氮肥水平和栽植密度下水稻成熟期土壤养分含量及氮肥利用效率的变化。【结果】随着土层加深,氮、磷、钾、有机质含量均明显下降。其中D_3N_4处理碱解氮含量下降了60.8%,D_3N_3处理速效磷含量降低了72.7%。随着施氮量增加,土壤pH值和有机质含量有所下降,速效钾含量升高,肥料偏生产力和氮肥农学利用效率降低,产量先升高后降低;随着栽植密度增加,土壤pH值与速效磷含量有所下降,表层土壤碱解氮含量略有升高,有机质含量与产量及肥料偏生产力均先升高后降低,氮肥农学利用效率降低。【结论】当栽植密度为27万穴/hm~2时,氮肥用量288 kg/hm~2,水稻产量最高,为14 615.3 kg/hm~2;相同密度下氮肥按照216 kg/hm~2施用,水稻产量、氮肥农学效率和肥料偏生产力均较高。研究结果可在实际生产中参考应用。     

氮肥用量对土壤养分含量、春玉米产量及农学效率的影响

采用田间试验,设置5种施氮水平,研究不同氮肥用量对土壤养分含量、春玉米产量和氮肥利用的影响。结果表明,优化施氮(N150)、优化施氮配施有机肥(N150+M)处理可增加土壤速效养分含量;土壤水分和温度受不同氮肥用量影响较小。N150和N150+M处理玉米增产幅度较大,增产率分别为19.44%和16.67%;N150处理的氮肥农学利用率最高,高量施氮处理(N180)最低;减量施氮(N120)与N150处理的氮肥偏生产力较高。优化施用氮肥处理,不仅可以增加土壤速效养分含量,保障速效养分对春玉米的及时供给,同时还可以增加春玉米产量,提高氮肥利用效率。     

不同施氮水平对春玉米氮素吸收、转运及产量的影响

采用田间试验研究吉林省中部玉米主产区不同氮水平对玉米产量、氮素吸收、转运及氮肥利用率的影响。结果表明,施用氮肥可以提高干物质最大积累速率和氮素最大吸收速率,并能提前干物质最大积累速率和氮素最大吸收速率出现的天数。在施N 60~180 kg/hm2之间,玉米产量、干物质最大积累速率、氮素最大吸收速率、转运量、转运率及子粒中养分比例等指标均有显著提高;超过N180 kg/hm2,干物质最大积累速率、氮素最大吸收速率、转运量、转运率及子粒中养分比例等指标开始下降。根据玉米产量(y)和施氮量(x)拟合得出,最高产量氮肥用量为184.2 kg/hm2,最佳经济产量氮肥用量为172.9 kg/hm2。氮素农学利用率、氮肥当季回收率及偏生产力随着氮肥用量的提高而显著降低。综合考虑提高玉米产量、效益和氮肥利用效率等方面的要求,在吉林省中部玉米主产区,适宜施氮量为172.9 kg/hm2。     

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。     

半干旱区氮肥施用时期及比例对马铃薯产量的影响

为探明半干旱区氮肥的施用时期及比例对马铃薯生长的影响,以马铃薯品种‘陇薯10号’为试验材料,采用单垄垄上微沟播种植方式,研究了全部基施(S1)、播前和块茎膨大期按64施入(S2)2种施氮方式在270(N_1),180(N_2),90(N_3)和0(N_4)kg/hm~24个施氮量下对马铃薯生育期、生长指标、产量及水分利用效率(WUE)的影响。结果表明,施氮方式和施氮量对马铃薯的生育期无明显影响。氮肥全部基施的处理出苗率、分枝数均高于氮肥分期施入的处理,但对主茎数无显著影响,S2N1(播前和块茎膨大期按64施入;施氮量270 kg/hm~2)和S2N3(播前和块茎膨大期按64施入;施氮量90 kg/hm~2)处理在株高上显著优于其他处理。氮肥分期施入的处理平均产量为40 271 kg/hm~2,较氮肥全部基施的处理平均增产6.3%,各处理中S2N1处理产量最高。氮肥全部基施的处理平均水分利用效率为25.1 kg/hm~2·mm,较氮肥分期施入处理高8.2%。     

施钾对春玉米产量、养分吸收及分配的影响

通过连续两年田间试验,研究吉林省中部玉米主产区施钾对春玉米产量、养分吸收、转运、分配及钾肥利用率的影响。结果表明,施用钾肥可显著提高春玉米产量,在一定施钾范围内,春玉米产量随施钾量的增加而增加,当施钾量超过90 kg/hm2后产量不再增加,根据玉米产量(y)和施钾量(x)拟合,得出最佳施钾量为82.9~86.6 kg/hm2。施钾肥可提高干物质最大积累速率和积累总量、养分最大吸收速率和吸收总量,提前干物质最大积累速率和养分最大吸收速率出现的时间。施钾可提高春玉米氮、磷、钾养分向子粒的转运量及转运率,施钾量30~90 kg/hm2范围内抽雄期养分积累量与子粒转运量和转运率呈正比,当施钾量超过90 kg/hm2后,氮、磷、钾养分转运出现负效应。钾素农学利用率和偏生产力随着施钾量的增加而下降,钾肥当季回收率以施钾量90 kg/hm2处理最高。在吉林省中部玉米主产区,适宜施钾量为82.9~86.6 kg/hm2。     

黑龙江省玉米施肥现状调查分析

2017年和2018年对黑龙江省大部分地区农户进行施肥现状问卷调查,结果表明,2017年和2018年黑龙江省玉米单位面积产量分别为6 415 kg/hm2和6 216 kg/hm2。两年农户平均施氮量分别为208 kg/hm2和197 kg/hm2,氮肥偏生产力分别为30.8 kg/kg和31.6 kg/kg,两年农户施氮量偏高和过高比例总和分别为57.1%和45.4%,黑龙江地区玉米施氮过量。2017年和2018年磷肥平均施用量分别为78 kg/hm2和81 kg/hm2,磷肥偏生产力分别为82.3 kg/kg和76.7 kg/kg,施磷量适宜农户比例分别为61.3%和65.8%,农户在施磷量方面表现较好。2017年和2018年钾肥平均用量为52 kg/hm2和55 kg/hm2,钾肥偏生产力分别为123.4 kg/kg和113.1 kg/kg,两年钾肥施用过低的农户比例分别为58.1%和50.7%,黑龙江对于钾肥施用量需要提高。通过优化施肥估算,黑龙江省每年可减少氮肥施用量80万～100万t,每年可减少磷肥施用量27万～40万t。     

吉林省黑土区玉米氮肥减施效果研究

针对目前吉林省黑土区玉米种植过程中氮肥用量偏高导致的氮肥利用率低、氮素残留高等问题,在习惯施氮量的基础上设降低10%、20%、30%、40%的不同氮肥减量处理,研究减氮对春玉米干物质积累、子粒产量、氮素利用效率及土壤中无机氮积累的影响。结果表明,伏龙泉和米沙子试验点降低20%氮肥用量、开安试验点降低30%氮肥用量玉米子粒产量无显著降低,减氮处理显著提高氮肥的利用效率。降低氮肥用量可减少玉米收获后耕层土壤中无机氮的积累(硝态氮)。玉米施氮量在223 kg/hm2时玉米收获后耕层土壤无机氮含量与播种前基本一致。吉林省黑土玉米种植区适当降低氮肥用量不会显著影响玉米产量,同时会提高氮肥利用效率,减少玉米收获后耕层无机氮的积累。     

施氮水平对玉米开花后干物质积累、转运及土壤无机氮含量的影响

通过连续两年(2015～2016年)在吉林省中部玉米主产区开展田间试验,研究不同施氮水平对玉米产量、开花后干物质积累、转运与分配特征以及土壤无机氮含量动态变化的影响。结果表明,与不施氮肥处理相比,施氮处理2年玉米产量平均增幅为13.1%～42.1%,其中以施氮量210 kg/hm2处理产量最高。随施氮水平的增加,玉米茎干重、叶干重呈上升趋势,子粒干重呈先增后降趋势;施氮处理较不施氮肥处理显著提高玉米开花后不同器官干物质向子粒的转运量、转运率和营养体对子粒的贡献率(P0.05),均以施氮量210 kg/hm2处理为最高。开花期至成熟期0～20 cm土壤无机氮含量,随施氮水平的提高而提高。相关分析表明,玉米成熟期干物质积累量、转运量与玉米产量及构成因素均呈正相关关系,除穗数外,相关性均达显著水平。因此,适宜的施氮量可提高土壤无机氮含量,促进玉米开花后干物质积累与转运,提高玉米产量。     

氮素调控对吉林省东部高产玉米氮素积累分配规律及产量的影响

采用田间小区试验,研究吉林省东部地区不同施氮量对高产春玉米氮素积累分配规律及产量的影响。结果表明,施氮量影响春玉米不同生育时期各生育器官氮素的阶段累积量,对累积趋势与分配规律无明显影响,不同处理对春玉米各器官氮积累量影响均表现为N300>N450>N150>N0,表明适宜的氮肥用量不仅能有效促进春玉米对氮素的吸收、累积,而且能显著提高生育后期子粒氮素的积累量,从而促进高产的形成。春玉米花前是大量累积氮素的时段,其积累量占吸收总量的67%~88%。各处理间子粒产量均达显著水平,随着施氮量增加,子粒产量呈先升高再降低的趋势。综合考虑产量、养分积累分配等因素,该地区高产田块春玉米的推荐施氮量为300~330 kg/hm2。     

北方春玉米施肥现状及节肥潜力

依据文献资料以及农户调研数据,对北方玉米种植区的施肥现状和节肥潜力进行分析。调研数据表明,在当前北方玉米区平均玉米产量为9 894 kg/hm~2水平下,养分投入总量平均为512 kg/hm~2,纯氮(N)投入总量为307 kg/hm~2,纯磷(P_2O_5)投入总量为137 kg/hm~2,纯钾(K_2O)投入总量为68 kg/hm~2。氮、磷、钾肥的偏生产力分别为33、78、135 kg/kg。当前农户施肥量总体超量,以最优化肥偏生产力为依据,推荐当前土壤条件下的北方玉米的平均氮、磷、钾施用量分别为193、86和60 kg/hm~2。各区域均需要不同程度地减少氮磷肥投入,其中,陕西省的氮素节肥潜力最大(53%),黑龙江省的磷肥节肥潜力最大(50%)。吉林、内蒙古、新疆钾肥节肥潜力是26%～41%,黑龙江省、陕西省和甘肃省的钾肥施用量不足,需增施钾肥。     

不同氮肥运筹对东北春玉米氮素吸收和土壤氮素平衡的影响

在吉林省榆树市粮食高产示范区,以先玉335为试验材料,通过田间试验研究不同氮肥运筹对春玉米的生长、产量及土壤氮素平衡的影响。结果表明,适宜氮肥运筹方式能显著提高玉米产量,施氮量200 kg/hm2,全部用作基肥不追肥(基追比1∶0)处理前期氮素供应过量,导致氮素向子粒转运量减少,过多保留在营养体中,致使产量和氮素利用效率相对其他处理较低;氮肥1/5基施,2/5拔节期追施,2/5大喇叭口期追施(基追比为1∶2∶2)的处理有较高的氮肥农学利用率、氮肥利用率和氮肥偏生产力。玉米生育期田间氮肥的表观损失主要由一次性过量施肥造成,增大拔节后追肥比例增加了收获后土壤的无机氮残留。对氮肥的调控应结合作物养分不同阶段需求及土壤养分供应,达到玉米高产和提高氮肥利用效率,减少氮肥损失对环境带来的危害。     

膜下滴灌水肥耦合对半干旱区玉米生长发育及产量的影响

在田间条件下,采用水肥一体化的施肥模式对覆膜玉米水氮耦合效应进行研究,明确水氮耦合对吉林省西部玉米生长的影响,提出最佳灌水量和施氮量。研究结果表明,水、氮在一定范围内配合表现出明显的正交互作用,促进玉米的生长发育;施氮量超过一定范围将产生负效应,对玉米的生长发育及产量起到一定的抑制作用。在吉林省西部施氮量280 kg/hm~2、灌水量500 mm为最佳水氮组合,玉米株高、叶面积指数、生物量与其他处理间存在显著性差异;产量最高,比不施氮处理增产36.1%。