黄土高塬沟壑区农田土壤养分与作物产量变化的长期监测

【目的】 土壤养分含量是反映土壤肥力状况的重要指标,对农田肥料投入和土壤养分进行长期定位监测,有利于准确反映土壤养分变化趋势。利用黄土高塬沟壑区不同施肥监测区 10 年的长期监测资料,分析对比不同监测区土壤养分含量和作物产量的变化,分析土壤养分、产量与施肥的关系,为当地农田生产的施肥管理提供理论依据。 【方法】 本研究试验监测区的农田管理完全参照大田管理模式,共设置四大试验监测区,包括无肥监测区(CK)、化肥监测区(HF)、化肥有机肥监测区(HM)和农民地块监测区(NM),肥料均于作物播种前作为基肥撒施。在每年冬小麦收获期 6 月中下旬,或玉米收获期 9 月中下旬,采集表层(0—20 cm)土壤样品,处理后进行土壤养分的分析,并且在作物收获期测算作物产量以及植株地上部分的氮、磷、钾含量。 【结果】 与试验前相比,CK 监测区土壤有机质降低 1.73 g/kg,HF监测区增加 1.97 g/kg,HM监测区增加 2.20 g/kg,NM 监测区增加 1.44 g/kg;CK 监测区土壤全氮减少 0.08 g/kg,其他施肥监测区增加 0.05～0.13 g/kg;HF 监测区土壤碱解氮增加 7.8 mg/kg,而其他监测区均不同程度地降低;HM 监测区土壤有效磷增加最为显著,增幅达到 11.86 mg/kg,HF 监测区增加 8.42 mg/kg,NM 监测区增加 3.06 mg/kg,CK 监测区增加 2.44 mg/kg;CK 监测区土壤速效钾明显下降,降低 38 mg/kg 左右,NM 监测区增加最为显著,增加量为 27.5 mg/kg。对冬小麦而言,相比于 CK 不施肥区,HF、HM 和 NM 监测区都能够显著提高产量,但各施肥监测区之间产量差异不显著。农田养分平衡分析表明,化肥和有机肥配施,可使土壤中 N、P、K 素均有盈余;只施化肥时会导致土壤 K 素亏缺严重;当土壤长期不施用任何肥料时,土壤各养分元素均出现亏缺。 【结论】 在黄土高塬沟壑区,作物生育期降水量及其分配、积温条件和肥力水平对小麦产量影响显著。施肥 10 年后,各施肥区土壤有机质、全氮、有效磷和速效钾含量都有不同程度的提高,土壤碱解氮只有单施化肥的增加。无肥监测区由初始含量的最高水平最终降至最低,证明了长期施肥对于土壤肥力的维持具有重要意义。另外,该地区农民地块存在过量施肥现象。      

潮土区29年来土壤肥力和作物产量演变特征

【目的】 潮土是我国重要的农业土壤,是小麦和玉米的主产区。本研究对29年来全国潮土长期定位试验监测的数据进行了分析,明确了潮土区土壤养分状况、肥力水平以及产量变化特征,为潮土区的养分管理和合理施肥提供科学依据。 【方法】 基于分布在我国12个省、市、自治区的51个潮土肥力长期监测基地,整理分析了潮土29年来5个肥力指标 (有机质、全氮、有效磷、速效钾、pH) 以及作物产量随监测年限的变化。监测期10～29年,监测区种植的作物主要为小麦和玉米,种植方式包括小麦?玉米、冬小麦?夏玉米、春小麦?夏玉米轮作。本研究将监测时间分为监测初期 (1988—1997年)、监测中期 (1998—2003年) 和监测后期 (2004—2016年) 三个阶段,并进行了三个监测时期各肥力指标和产量平均值的比较,运用主成分分析法分析了土壤综合肥力的主要贡献因子。 【结果】 潮土有机质、全氮、有效磷、速效钾含量整体呈上升趋势,而pH呈下降趋势。土壤有机质和全氮从监测初期到监测中期分别显著提升了47.1%、37.8%,中期到后期提升未达到显著水平;土壤有效磷从监测初期到监测后期逐步提升226%,监测初期与后期差异显著;土壤速效钾从监测初期到中期略有下降,监测中期到后期显著提升了30.4%;土壤pH呈下降趋势,尤其从监测中期的8.14到监测后期的7.78;潮土区常规施肥下小麦和玉米产量的变化随时间呈现出明显上升的趋势,监测中期小麦的平均产量比监测初期显著增加了87.6%,监测中期与后期产量差异不显著;玉米的平均产量从监测初期到监测中期显著提升了111%。主成分分析结果表明,潮土区土壤全氮和有机质是潮土综合肥力的主要影响因素。 【结论】 经过10～29年的常规施肥,潮土区土壤的单一肥力、综合肥力以及作物产量先后都得到了显著提高,虽然pH有明显降低。土壤综合肥力和作物产量的变化主要取决于土壤全氮和有机质含量,因此,施肥过程中要适当控制氮肥的比例和用量。      

长期施肥稻田土壤基础地力和养分利用效率变化特征

【目的】 研究长期不同施肥措施对土壤基础地力和氮磷钾养分吸收利用效率的影响,探明土壤基础地力和氮、磷、钾养分吸收利用效率的相互关系。 【方法】 采集双季水稻种植制度下 33 年长期定位施肥试验的不施肥 (CK)、施氮磷钾肥 (NPK) 和氮磷钾肥配施稻草 (NPKS) 3 个处理的土壤,设置施肥与不施肥盆栽试验,监测水稻产量、土壤基础地力产量和基础地力贡献率、水稻氮磷钾养分吸收量、氮磷钾养分利用效率,分析氮、磷、钾利用效率对土壤基础地力贡献率的响应。 【结果】 早晚稻土壤基础地力产量和基础地力贡献率三个处理土壤大小顺序均为 NPKS > NPK > CK,NPKS 处理土壤早晚稻两季平均基础地力产量和基础地力贡献率较 CK 处理土壤分别增加 113.8% 和 93.7%,NPK 处理分别增加 100.7% 和 81.9%。在同一施肥水平条件下,早、晚稻均以土壤基础地力较高的 NPKS 处理氮、磷、钾肥偏生产力,土壤养分依存率,氮、磷、钾素收获指数较高,氮、磷、钾肥回收利用率,肥料农学效率,肥料对产量的贡献率则较低。回归分析表明,氮、磷肥回收利用率,氮、磷、钾肥农学效率,氮、钾素生理利用率均随土壤基础地力贡献率的提高呈显著或极显著降低;氮、磷、钾肥偏生产力,氮、磷、钾素土壤依存率随土壤基础地力贡献率的提高呈显著或极显著提高。 【结论】 长期施氮磷钾肥或长期氮磷钾肥配施稻草均能提高土壤基础地力,以长期氮磷钾肥配施稻草的效果更显著。在较高基础地力土壤上生产,可以在保证作物高产稳产的情况下实现减量化施肥,实现农业生产的可持续性。      

河北平原冬小麦、夏玉米农田基础产量和地力贡献率分析

为了解河北平原冬小麦、夏玉米农田基础产量状况,提高养分管理水平,对2011~2014年在河北省开展的894组小麦和952组玉米配方施肥农户示范数据进行了分析,评价了河北省冬小麦、夏玉米农田施肥量、基础产量、施肥产量、养分效率和地力贡献率。结果发现,河北冬小麦、夏玉米平均施氮(N)量分别为242和234 kg/hm~2,施磷(P2O5)量分别为65和59 kg/hm~2,施钾(K2O)量分别为45和61 kg/hm~2;冬小麦、夏玉米平均农田基础产量分别为4 509和5 979 kg/hm~2,农民习惯施肥平均产量分别为6 390和7 905 kg/hm~2;氮肥偏生产力分别平均为25.3和39.9 kg/kg,磷肥偏生产力平均为47.3和115.2 kg/kg,钾肥偏生产力平均为102.9和136.0 kg/kg。河北平原冬小麦、夏玉米的农田基础产量贡献率平均为70.6%和71.6%,农田地力贡献率随着基础产量水平的提高呈显著提高趋势,基础产量与施肥产量呈极显著线性相关关系。提高基础产量水平是保证河北省冬小麦、夏玉米高产的关键。     

长期定位施肥对作物产量及土壤养分的影响

根据24年肥料效应长期定位监测试验结果,研究了不同施肥处理对作物产量及土壤肥力、养分水平等指标的影响。结果表明,不同施肥处理作物产量差异较大,有机肥和氮、磷、钾化肥的配合施用对提高作物产量、增加土壤养分作用十分明显。     

耕层增减对作物产量、养分吸收和土壤养分状况的影响

试验于2012—2015年在淮北平原中部的濉溪县展开,设原始耕层(TS)、在原始耕层厚度上人工削减5 cm(TS-5)和在原始耕层厚度上人工增加5 cm(TS+5) 3个处理。在玉米和小麦成熟期采样分析和田间测产,在3季小麦收获后分别采集0~20 cm土层土样进行分析,明确耕层厚度变化对玉米–小麦轮作体系作物产量、养分积累的影响和土壤养分含量的变化规律。结果表明,耕层减少5 cm处理明显降低玉米–小麦轮作体系作物产量和N、P2O5、K2O积累量,与原始耕层处理相比,分别下降了5.61%和8.31%、5.65%、18.38%;耕层增加5cm后作物产量和各养分积累量均未出现显著变化。第1个轮作周期结束时,耕层减少5cm处理的土壤有机质、全氮和速效钾含量明显低于原始耕层处理;而经过3个轮作周期,土壤有机质含量仍处于较低水平,全氮和速效钾含量逐渐回升,与原始耕层对应指标已无显著差异。耕层增加5cm处理明显提高了土壤有机质和各养分含量,并在3个轮作周期后仍处于较高水平。综上,耕层厚度减少5 cm会降低玉米–小麦轮作体系作物产量、各养分积累量和土壤有机质含量,并在短期内难以恢复;增加5 cm耕层虽然能改善土壤养分状况,但对作物产量和养分积累量的提高没有明显效果。     

山西省农田土壤肥力现状及近10年变化特征

明确山西省农业生产中土壤肥力的变化特征以及当前土壤肥力水平,为更好地管理山西省不同区域农田土壤资源和培肥改良土壤提供依据。基于中国科学院重要创新方向性项目,在山西省设置75个农田土壤质量演变定位监测点,于2007和2017年对山西省农田土壤pH值、有机质、全氮、有效磷及速效钾含量数据进行分析,总结山西省农田土壤肥力现状及近10年变化特征。结果表明:(1)2017年山西省农田土壤pH值平均为8.32,有机质含量平均为18.72 g·kg-1,全氮含量平均为1.07 g·kg-1,有效磷含量平均为14.51 mg·kg-1,速效钾含量平均为184.81 mg·kg-1。(2)山西省不同地区土壤肥力存在显著差异,pH值南低北高,有机质含量由中部向四周逐渐降低,全氮和速效钾含量南高北低,有效磷含量中部地区低于其他地区。(3)与2007年相比,2017年山西省农田土壤有机质含量有所增加,全氮和速效钾含量大幅提高,pH值和有效磷含量略有降低,但在不同地区间土壤肥力变化有所差异。晋南、晋中地区有机质呈增加趋势,而晋东南、晋西北地区则呈下降趋势;晋中、晋西北地区有效磷含量下降明显,而晋北、晋东南地区则显著上升。可见,在山西省目前的农业生产中,应增施有机肥,推广秸秆还田,化肥施用上根据不同地区采取平衡施氮、稳钾、因地补磷的施用原则,以实现山西省农田土壤肥力与生产能力同步稳定提升。     

华北潮土长期试验中的作物产量、氮肥利用率及其环境效应

在河南封丘潮土上进行了小麦、玉米轮作的长期肥料试验，对该长期试验的作物产量、氮利用率及其环境效应进行了分析。结果表明，在施氮量为150kg hm^-2季^-1的情况下，化肥N、P、K配合施用（NPK），小麦和玉米产量最高，且年际之间变化小，14a平均产量分别为5261kg hm^-2和7633kg hm^-2。在等N、P、K的情况下，1／2氮用有机肥（1／20M），作物产量略低于NPK；全部氮用有机肥（OM），平均产量分别降低22％和16％，产量年际变化大，但表现出随时间而提高的趋势。小麦和玉米氮肥平均利用率NPK分别为60％和61％、1／20M为51％和56％，OM为33、6％和42．5％。上述处理的表层土壤（0～20cm）全氮含量均显著增加，增加幅度依次递增；作物吸收和表层土壤残留氮合计占氮肥施用量的69％、75％和69％，均未发现NO3^-盐向土壤剖面深层的移动，N2O的排放系数〈0．24％。不施P肥的处理（NK），作物产量极低，氮肥利用率几乎为零，且有大量的NO3^-向剖面深层迁移，在0～100cm范围内，NO；含量随着深度的增加而提高，但N2O排放系数小于上述3处理。由此可以得出，在该土壤上采用小麦、玉米轮作，年氮施用量300kg hm^-2，如果配合P、K肥，可以持续保持较高的产量，且不造成NO3^-盐淋移和大量N2O排放。     

我国主要粮食产区土壤有效态钙镁硫的变化特征及其对作物产量的影响

中量元素钙、镁、硫对农业生产的作用日益突出,研究土壤有效态钙镁硫的变化特征及其对作物产量的影响,可为全国和区域尺度耕地土壤中量元素管理和合理施肥提供理论依据。基于覆盖全国697个耕地质量监测点的监测数据,对比分析2016和2021年全国及六大粮食产区(东北区、华北区、西北区、西南区、长江流域和华南区)的土壤有效态钙镁硫含量的变化特征及其对主要粮食作物产量的影响。与2016年相比,2021年697个监测点的土壤交换性钙和交换性镁平均含量变化不显著,有效硫平均含量显著下降了27.3%,全国交换性钙、交换性镁和有效硫主要与土壤pH和有机质(OM)相关。六大粮食产区土壤有效态钙镁硫含量的年际变化特征有所不同。与2016年相比,2021年东北区交换性钙和镁含量分别显著增加了25.5%和52.4%,主要与pH相关;有效硫含量显著下降了47.8%,主要与速效钾相关。华北区交换性钙含量显著下降了11.8%,主要与pH相关。西北区交换性钙、镁和有效硫含量分别显著下降了64.0%、54.0%和30.4%,钙主要与总钾相关,镁主要与全磷相关,硫与土壤其他理化性质不存在显著相关。西南区有效硫含量显著下降了30.0%,主要与pH和OM相关。长江流域交换性镁和有效硫含量分别显著下降了52.0%和15.7%,主要与pH和OM相关。华南区3种有效态中量元素含量变化不显著,三者主要与pH和OM相关。在全国尺度下,水稻产量与土壤交换性钙和镁含量呈显著正相关,玉米产量与交换性镁和有效硫含量呈显著正相关,小麦产量则与3种中量元素不存在显著相关性;当pH≤7.0时,小麦产量与交换性钙和镁含量呈显著正相关,当pH＞7.0时则不存在显著相关性;无论土壤呈酸性还是碱性,小麦产量均与有效硫含量不存在显著相关性。综上,2016—2021年的5年间,我国耕地土壤交换性钙、镁含量变化不显著,有效硫含量显著降低,这些中量元素主要与土壤pH和OM相关。六大粮食产区中量元素含量变化特征和影响因素及其对主要粮食作物产量的影响存在较大差异,针对性施用中量元素肥料有助于提升区域粮食产量。     

高产农田土壤有机质、养分的变化规律与作物产量的关系

以山东桓台县高产农田为研究对象 ,对全县 1982～ 1998年的平均作物产量、土壤有机质、速效养分、化肥施用量等进行了调查和分析。结果表明 ,从 1982年到 1998年 ,桓台县农田土壤有机质处于不断增加的状态 ,但增加的幅度随着秸秆还田的普及而逐渐变小。目前全县县域农田土壤有机质平均水平为 15.0 gkg-1,有可能是当前耕作方式、土壤类型和气候条件下土壤有机质的平衡点。研究还表明 ,高产条件下土壤有机质与作物产量之间存在显著正相关关系。在吨粮田发展过程中 ,土壤速效氮和速效钾对作物产量的贡献逐渐降低 ,而土壤速效磷的贡献呈增加趋势。     

长期不同施肥对黄潮土区冬小麦产量及土壤养分的影响

【目的】分析长期施肥方式下小麦产量的变化规律,以探明黄潮土区小麦产量稳定性对不同施肥方式的响应机制,为黄潮土区合理施肥的管理及其土壤生态系统的改善提供依据。【方法】以 35 年长期定位试验为研究平台,设 5 种施肥方式:不施肥 (CK)、单施氮肥 (N)、氮磷钾配施 (NPK)、单施有机肥 (M)、有机无机配施 (MNPK),测定小麦的平均产量及土壤养分状况。【结果】小麦产量和肥料贡献率以有机无机配施 (MNPK) 最高,平均产量为 6393 kg/hm2;其次为 NPK 处理,与当年不施肥处理相比,产量提高了 374.2%;单施有机肥增产幅度位居第三;单施氮肥处理增产效果最低。单施氮肥处理小麦产量变异系数 (CV) 偏高 (26.72%～38.72%)、可持续性产量指数 (SYI) 偏低 (0.32～0.51),产量稳定性最低,MNPK 处理的CV 最低 (4.86%～7.76%)、SYI 最高 (0.79～0.89),产量稳定性最高,而单施有机肥处理 (CV = 5.44%～15.87%,SYI = 0.60～0.87) 的产量稳定性和生产可持续性不及 NPK 处理 (CV = 5.72%～9.67%,SYI = 0.75～0.83)。施用有机肥显著提高土壤有机质、全氮、有效磷和速效钾含量,其中 MNPK 处理 35 年土壤有机质、全氮、有效磷、速效钾平均含量分别较 CK 处理提高 1.20、1.18、16.13、0.95 倍,增加幅度最为显著。通过相关分析可得,小麦产量与土壤有机质、全氮、有效磷和速效钾含量呈极显著正相关关系 (P < 0.01)。【结论】施肥处理均可有效提高黄潮土区小麦产量,以有机无机配施增产效果最佳,最有利于促进小麦产量稳定性、提高产量可持续性指数,提升土壤有机质、全氮、有效磷、速效钾含量。因此,有机无机配施的施肥方式最为合理,有利于保持黄潮土养分均衡,促进农田生产力稳定。     

潮土区常规施肥下冬小麦农田基础地力演变规律

研究农民习惯施肥条件下潮土区冬小麦农田基础地力的演变规律,为加强潮土农田地力保育,挖掘农田生产潜力和增加作物产量提供依据。依托29个潮土国家级耕地土壤监测点,利用1988~2006年长期监测数据,从土壤性质出发构建了潮土区冬小麦农田基础地力指数(BSPI)模型,以此模型为基础分析了潮土区常规施肥下冬小麦农田基础地力的演变规律。经过19年的常规施肥,冬小麦农田基础地力呈显著的上升趋势,与监测初期相比BSPI提升了38.5%,年均增长速率为2.0%。不同地力水平下的冬小麦农田基础地力随时间演变规律不尽一致,低地力区BSPI呈显著上升趋势,年均增长速率为3.2%。高、中地力区BSPI均呈略微上升趋势,都未达到显著上升水平。不同省份间冬小麦农田基础地力指数差异也十分显著,在潮土监测区域,不同省份表现的趋势为江苏省的冬小麦农田基础地力最高,显著高于安徽、湖北、河北、山东、山西5地,而江苏、北京、河南3省间基础地力无显著差异。各省冬小麦农田基础地力指数大小顺序为江苏北京河南湖北、山东河北山西、安徽。长期化肥和有机肥的施用,以及配合小麦季部分秸秆还田对培肥低地力农田,提高土壤基础肥力作用显著;对于中、高地力农田,长期施肥能稳定土壤基础肥力,对提高和稳定潮土区粮食产量也十分重要。     

渭北旱塬小麦施肥效果及肥料利用效率研究

总结2006~2009年陕西省渭北旱塬测土配方施肥项目180个3414试验数据,分析当前生产条件下旱作区小麦施肥效果以及施肥量、 土壤肥力水平对小麦产量、 经济效益、 肥料利用效率等的影响,为提高旱作小麦产量和肥料高效利用提供依据。结果表明, 施用氮（N）、 磷（P2O5）、 钾肥（K2O）小麦分别增产986、 679和405 kg/hm2,增产率为30.0%、 18.9%和9.5%,增收1098、 810和392 Yuan/hm2,对小麦产量的贡献率分别为21.5%、 14.8%和8.8%,农学效率分别为6.4、 7.1和7.1 kg/kg; 施肥增产、 增收效果以及肥料贡献率均表现为N＞P2O5＞K2O,农学效率表现为P2O5＝K2O＞N; 与不施肥相比,平衡施用氮、 磷、 钾肥（N+P2O5+K2O）小麦增产73.0%,增收1923 Yuan/hm2,对产量的贡献率为40.0%,农学效率为5.8 kg/kg; 过量施用氮、 磷、 钾肥均无显著减产效应,推荐施肥处理化肥的增产、 增收效果, 对产量的贡献率以及农学效率均最高。土壤肥力对化肥肥效有显著影响,投肥于中、 低肥力土壤既能实现养分高效利用又能获得较大经济效益。与20世纪80年代相比,氮肥利用效率明显降低,磷肥肥效基本不变,而钾肥肥效在快速提升。合理施肥与耕作、 栽培等多种措施相结合是旱区作物增产、 增收的有效途径。     

小麦养分专家系统推荐施肥对河北省冬小麦产量、养分效率和环境效应的影响

为评价小麦养分专家系统(Nutrient Expert,NE)推荐施肥对冬小麦产量效应、养分利用率和农田环境效应的影响,对2010~2014年期间在河北省开展的83个小麦试验进行了分析。结果发现:小麦养分专家系统推荐施肥量较农民习惯施肥量氮、磷肥分别降低了47.0%和10.4%,钾肥增加了102.0%;小麦养分专家系统推荐施肥较农户施肥增产在2.6%~13.0%之间,氮、磷、钾肥利用率分别为31.7%、10.9%和31.0%,氮肥偏生产力为47.9kg/kg,显著高于农民习惯施肥处理24.7 kg/kg;小麦养分专家系统推荐施肥的农田温室气体排放总量和排放强度分别为2 211 kg CO_2 eq/hm~2和332 kg CO_2 eq/t,显著低于农民习惯处理的3 720 kg CO_2 eq/hm~2和589 kg CO_2 eq/t。小麦养分专家系统推荐施肥提高了养分利用率、降低了农田温室气体排放,可以在河北省小麦主产区推广应用。     

渭北旱塬春玉米施肥效果及肥料利用效率研究

总结2006~2009年陕西省渭北旱塬测土配方施肥项目184个3414试验数据,从区域角度上分析当前生产条件下渭北旱塬玉米施肥效果,以及施肥量、 土壤肥力水平对玉米产量、 经济效益、 肥料利用效率等的影响,为提高渭北旱塬玉米产量和肥料高效利用提供依据。结果表明, 施用氮（N）、 磷（P2O5）、 钾 （K2O）肥玉米分别增产2177、 1157和656 kg/hm2, 增产率为34.0%、 15.2%和7.9%,增收2901、 1517和733 Yuan/hm2,对玉米产量的贡献率分别为23.0%、 12.6%和7.0%, 农学效率分别为9.4、 10.5和9.5 kg/kg。施肥增产、 增收效果以及肥料贡献率均表现为N＞P2O5＞K2O, 农学效率表现为P2O5＞K2O＞N。施用氮、 磷、 钾肥均可显著提高玉米产量,但过量施用氮、 磷、 钾肥产量不再增加,且经济效益和肥料利用效率均显著降低。推荐施肥处理化肥增产、 增收效果、 对产量的贡献率以及农学效率均最高。土壤肥力对化肥肥效有显著影响,施肥于中、 低肥力土壤既能实现养分高效利用又能获得较大经济效益。与20世纪80年代相比,当前氮肥肥效明显降低,磷、 钾肥肥效明显升高。     

黄土高原旱地不同施肥对土壤肥力与产量的影响

Long-term fertility experiments have become an important tool for investigating the sustainability of cropping systems. Therefore, a long-term (18-year) fertilization experiment was conducted in Changwu County, Shaanxi Province, China, to ascertain the effect of the long-term application of chemical fertilizers and manure on wheat yield and soil fertility in the Loess Plateau, so as to provide a scientific basis for sustainable land management. The experiment consisted of nine fertilizer treatments with three replicates arranged in a completely randomized design: 1) CK (no fertilizer); 2) N (N 120 kg ha-1); 3) P (P 26.2 kg ha-1); 4) NP (N 120, P 26.2 kg ha-1-2); 5) M (manure 75 t ha-1); 6) NM (N 120 kg ha-1, manure 75 t ha-1); 7) PM (P 26.2 kg ha-1, manure 75 t ha-1); 8) NPM (N 120 , P 26.2 kg ha-1, manure 75 t ha-1); and 9) fallow (no fertilizer, no crop). N fertilizer was applied in the form of urea and P was applied as calcium super phosphate. The results showed that precipitation had a large effect on the response of wheat yield to fertilization. Manure (M), NP, PM, NM, and NPM treatments significantly increased (P < 0.05) average yield. In the NP, PM, NM and NPM treatments, the percentage increases in yield due to fertilization were highest in normal years, and lowest in the drought years. Long-term P application enhanced soil available P markedly, and manure applications contributed more to soil fertility than chemical fertilizers alone. Chemical fertilizers applied together with manure distinctly improved soil fertility. The results also showed that the soil nutrient concentration changed mainly in the 0--60 cm layers and fertilization and planting only slightly affected soil nutrients below the 100 cm layers.     

一次性根区穴施尿素提高夏玉米产量和养分吸收利用效率

为了明确氮肥一次施用对作物产量和肥料利用率的影响,探寻夏玉米全生育期一次性施氮技术,该文通过2a(2015-2016)在安徽省太和县砂姜黑土和东至县红黄壤的田间试验,研究了农民习惯分次施氮(SSB)、一次性根区穴施尿素(RZF)和一次性条施尿素(BDP)对夏玉米产量、氮磷钾养分吸收和利用的影响。结果表明,各处理玉米产量的顺序为RZFSSB≈BDPCK,RZF比SSB和BDP分别显著增产8.8%和9.8%。RZF的氮磷钾素积累均为各处理最高,氮肥表观利用率为50.1%~58.9%,比SSB和BDP分别提高8.3和12.4个百分点,并且氮肥农学利用率和偏生产力均最高。RZF的磷肥表观利用率为17.5%,比SSB和BDP分别显著提高18.1%和27.2%。同一施氮水平下,太和点的产量、生物量和氮素积累量比东至点分别高31.5%、25.2%和46.3%。一次性根区穴施尿素提高了氮肥在耕层土壤的集中度,降低了氮素释放速度,达到缓控释肥的效果,能够显著增加玉米产量、提高氮肥利用率。可见,一次根区施肥能够替代当前习惯的分次施肥,实现作物高产稳产,对于化学氮肥减量施用、提高肥料利用率具有很大的潜力和空间,值得进一步研发施肥机械和推广应用。     

变量施肥对玉米产量及土壤养分影响的试验

采用自主开发设计的基于GPS和GIS技术的自动变量施肥系统,于2003、2004年间进行了玉米种植条件下变量施肥田间试验。与相邻传统施肥地块相比,变量施肥在一定程度上增加了玉米产量,在合理控制化肥用量的情况下,可以达到既减少投入又增加产量的目的。土壤养分分析结果表明：两年试验前后,变量区与传统施肥区土壤中的碱解氮含量均有所增长,但变量区碱解氮含量的变异系数较传统区减少;变量区和传统施肥区速效磷的含量都有所下降,且变量区较传统区下降明显,变异系数减少;速效钾含量均增加,增加幅度基本一致,但变量区变异系数下降。说明变量施肥具有一定均衡土壤养分的作用。     

施肥对棉花养分吸收、分配、利用和产量的影响

通过田间膜下滴灌栽培,研究了施肥对棉花养分吸收分配规律、肥料利用率、棉花产量和经济效益的影响。结果表明,与农民习惯施肥(FP)相比,推荐施肥(OPT)处理的养分吸收、生殖器官中分配总量和肥料利用效率有不同程度的提高,其中氮肥和磷肥肥料利用效率分别提高29.5和10.8个百分点,氮肥和磷肥农学利用效率分别提高0.4和0.7 kg·kg~(-1)。且OPT处理增产4.5%,增加农民收入774元·hm~(-2),该地区棉花产量限制因子依次为氮、磷、钾。说明平衡施肥的氮、磷、钾养分投入基本合理。