基于养分专家系统的农田养分管理技术在小麦玉米农田温室气体减排中的应用效果

为了评价基于养分专家系统(Nutrient Expert,简称NE)养分管理模式下的推荐施肥对农田环境效应的影响,对121个田间试验中基于NE养分管理模式和农民习惯管理模式下的农田温室气体排放量进行了分析。结果发现:NE养分管理模式在不降低作物产量的前提下,大幅度提高了农田氮肥偏生产力,显著降低了温室气体排放量。与农民习惯施肥处理相比,NE养分管理模式的N2O排放量在小麦和玉米季分别降低了60.8%和53.7%。而在总的农田温室气体排放当量中,NE养分管理模式的温室气体排放当量较农民习惯施肥处理(FP)在小麦和玉米季分别降低了40.8%和42.3%。农田温室气体排放当量与氮肥偏生产力间有显著的线性+平台关系,即在一定范围内温室气体排放量随着氮肥偏生产力的提高而降低。在本研究中,当排放量分别降低到2 350kg CO2eq/hm2(玉米)和1 888 kg CO2eq/hm2(小麦)时,随着氮肥偏生产力的增加温室气体排放量有趋于不变的趋势。总体来看,基于NE养分管理模式的推荐施肥技术在华北平原减少农田温室气体排放方面有很好的应用前景。     

养分专家系统推荐施肥对湖北中稻产量和养分利用率的影响

为评价中稻养分专家系统(Nutrient Expert,NE)推荐施肥对中稻产量效应、养分利用率的影响,于2013～2017年期间在湖北省开展了42个试验,并对结果进行了分析。广水市推荐施肥NE比习惯施肥FP施氮肥低18.0%,磷肥高23.9%和钾肥高8.9%情况下,中稻增产1.4%,差异不显著。赤壁市推荐施肥NE比习惯施肥FP施氮、磷和钾肥分别减少8.8%、32.9%和44.1%的情况下,中稻增产6.9%,差异不显著。中稻氮、磷和钾肥平均农学效率分别为12.5、9.5和1.3 kg/kg,中稻氮、磷和钾肥平均当季利用率分别为39.8%、6.5%和27.9%。水稻养分专家系统推荐施肥促进了水稻对氮磷钾养分的吸收和利用,达到增产增收效果,氮肥利用效率也高于全国平均水平,可在中稻种植区推广应用。     

冬小麦养分专家推荐施肥系统在长江流域的可行性研究

  【目的】  采用基于产量反应和农学效率的冬小麦养分专家系统的推荐施肥方法 (Nutrient Expert for wheat, NE),在长江流域开展田间试验,并通过与该地农民习惯施肥方法的比较,确定该系统在长江流域冬小麦应用的可行性。  【方法】  2019年于长江流域的四川、云南、安徽、湖北、江苏和浙江6省共布置了50个冬小麦田间试验,每个试验包括5个处理:小麦养分专家系统推荐施肥处理 (NE)、农民习惯施肥处理 (FP),以及基于NE处理的不施氮、不施磷和不施钾肥处理,从产量、经济效益、肥料利用率、氮损失和温室气体排放5个方面,比较了NE与FP的差异。  【结果】  与FP处理相比,NE处理显著降低了N、P₂O₅和K₂O施用量57、10和8 kg/hm2 (P < 0.001),降幅分别达到了26.6%、13.3%和12.9%;小麦产量明显提高 (P < 0.001),平均增产365 kg/hm2,增幅为7.9%;显著降低了肥料成本 (P < 0.001),平均减少了429 元/hm2,降幅为20.9%;显著提高了经济效益,平均增加了1446 元/hm2,增幅为17.7%,且所有增加经济效益中有55.5%来自于产量的增加 (P < 0.001)。NE处理显著提高了长江流域冬小麦的肥料利用效率 (P < 0.001),与FP处理相比,氮、磷和钾农学效率分别提高了6.5、8.3和8.6 kg/kg,增幅分别为67.7%、143.1%和159.3%;氮、磷和钾偏生产力分别增加了10.9、17.9和24.8 kg/kg,增幅分别为49.1%、28.8%和34.4%;氮、磷和钾回收率分别增加了15.3、11.9和27.2个百分点,增幅分别为52.9%、132.2%和87.7%。NE处理较FP处理显著增加了地上部氮素吸收量 (P < 0.001) ,且显著减少了氮素损失 (P < 0.001),地上部氮素吸收量平均增加了3.0 kg/hm2,增幅为2.5%;活性氮损失强度平均减少N 4.0 kg/t,降幅为37.7%;N₂O总排放量平均减少了0.7 kg/hm2,降幅为28.0%;温室气体排放强度平均减少CO₂ eq 308.4 kg/t,降幅为36.5%。  【结论】  在长江流域冬小麦生产中,采用基于小麦产量反应和农学效率的NE推荐施肥方法,可较农民习惯施肥 (FP) 平均分别降低26.6%、13.3%和12.9%的氮磷钾肥施用量,同时提高冬小麦产量7.9%,显著提高经济效益和肥料利用率,并有效地降低活性氮损失强度和温室气体排放量,适用于我国长江流域冬小麦的推荐施肥。     

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。     

基于养分专家系统的侧深施肥技术对宁夏引黄灌区水稻产量与养分利用的影响

为了寻求合理施用肥料与改善水稻养分利用的有效措施,通过2016—2018年在宁夏引黄灌区开展的8组田间试验,研究基于养分专家系统的侧深施肥技术(NE-SD)对水稻产量与养分利用率的影响。结果表明:与农民习惯施肥(FP)处理相比,养分专家系统(NE)处理在减氮24.85%、减磷24.78%、增钾90.71%的基础上,稻谷增产4.71%;氮素、磷素、钾素累积量分别增加2.24%,4.40%,15.09%;氮肥、磷肥、钾肥利用率分别增加9.84,8.78,1.99个百分点;氮肥、磷肥、钾肥农学效率分别增加4.73,7.69,1.54 kg/kg。基于养分专家系统的侧深施肥技术,能够深化4R养分管理方法,表现出较好的应用效果。与FP处理相比,NE-SD处理稻谷增产7.53%;氮素、磷素、钾素累积量分别增加3.92%,7.87%,18.74%;氮肥、磷肥、钾肥利用率分别增加11.09,11.32,5.82个百分点;氮肥、磷肥、钾肥农学效率分别增加5.87,11.31,3.54 kg/kg。因此,在宁夏引黄灌区,NE推荐施肥与NE推荐施肥的基础上,采用侧深施肥技术2种施肥方法均能在减少肥料投入的基础上,增加稻谷产量,增加水稻养分累积量,提高养分利用率,降低土壤氮素、磷素盈余。     

基于养分专家系统的侧深施肥技术对宁夏引黄灌区

为了寻求合理施用肥料与改善水稻养分利用的有效措施,通过2016—2018年在宁夏引黄灌区开展的8组田间试验,研究基于养分专家系统的侧深施肥技术（NE-SD）对水稻产量与养分利用率的影响。结果表明：与农民习惯施肥（FP）处理相比,养分专家系统（NE）处理在减氮24.85%、减磷24.78%、增钾90.71%的基础上,稻谷增产4.71%;氮素、磷素、钾素累积量分别增加2.24%,4.40%,15.09%;氮肥、磷肥、钾肥利用率分别增加9.84,8.78,1.99个百分点;氮肥、磷肥、钾肥农学效率分别增加4.73,7.69,1.54 kg/kg。基于养分专家系统的侧深施肥技术,能够深化4R养分管理方法,表现出较好的应用效果。与FP处理相比,NE-SD处理稻谷增产7.53%;氮素、磷素、钾素累积量分别增加3.92%,7.87%,18.74%;氮肥、磷肥、钾肥利用率分别增加11.09,11.32,5.82个百分点;氮肥、磷肥、钾肥农学效率分别增加5.87,11.31,3.54 kg/kg。因此,在宁夏引黄灌区,NE推荐施肥与NE推荐施肥的基础上,采用侧深施肥技术 2种施肥方法均能在减少肥料投入的基础上,增加稻谷产量,增加水稻养分累积量,提高养分利用率,降低土壤氮素、磷素盈余。     

养分专家系统推荐施肥对冬小麦产量、养分转运及肥料利用的影响

为探究冬小麦科学施肥技术,明确养分专家系统推荐施肥对冬小麦产量、养分积累转运与利用的影响,于2018—2019年分别在河南省鹤壁市和新乡市以冬小麦(鹤壁、新乡试验品种分别为‘郑麦7698’和‘郑麦366’)为试验材料,设置7个处理[农民习惯施肥(FP)、当地推荐施肥(ST)、养分专家系统推荐施肥(NE)、在NE基础上配施缓控释氮肥(RNE)、在NE基础上不施氮肥(NE-N)、在NE基础上不施磷肥(NE-P)、在NE基础上不施钾肥(NE-K)],探究不同施肥处理对冬小麦氮、磷、钾养分转运分配规律和肥料利用效率的影响。结果表明,冬小麦氮、磷、钾施肥量NE较FP处理分别降低16.2%、43.3%、-13.2%(鹤壁)和19.5%、48.0%、-57.9%(新乡);冬小麦产量NE与FP处理无显著性差异,RNE与FP处理存在显著性差异;NE、RNE较FP处理分别增产4.7%～6.6%、5.5%～9.6%(P0.05)。进一步研究表明,NE、RNE处理可显著增加地上部植株养分含量和积累量(P0.05),其花后干物质积累量较FP处理增加9.2%～14.0%、11.9%～18.6%;花前氮、磷素转运量和钾素转运对籽粒钾素积累贡献率均有提高,基于养分专家系统推荐施肥的氮、磷、钾肥平均利用效率分别为42.1%、19.2%、46.6%,平均农学效率分别为11.5kg·kg~(-1)、13.2 kg·kg~(-1)、13.3 kg·kg~(-1)。综上可知,小麦养分专家系统指导优化了氮、磷、钾肥的施用量和施用方法,促进了小麦对氮、磷、钾养分的吸收利用,提高了肥料利用率,具有良好的增产效果,可以在河南地区推广应用。     

基于养分专家系统的马铃薯推荐施肥效应

基于2017～2018年在马铃薯主产区内蒙古武川县开展的60组田间试验,通过不同马铃薯产量区间研究产量效应、养分吸收量、肥料利用效率以及养分平衡等指标,验证养分专家系统推荐施肥方法在内蒙古马铃薯主产区的应用效果与适用性。结果表明:在马铃薯低产、中产和高产区间中,养分专家系统推荐施肥(NE)处理的氮肥(N)用量较农民习惯施肥(FP)处理分别减少16、23和25 kg/hm~2,但产量较FP处理分别提高1.2、2.0和2.6 kg/hm~2,且氮肥利用率和氮肥农学效率较FP处理分别提高了6.2%、6.8%、7.3%和11.1、15.2、16.6 kg/kg。NE较FP处理的氮(N)、磷(P_2O_5)、钾(K_2O)肥的农学效率分别提高14.3、13.1和7.1 kg/kg,肥料回收率分别提高6.8、3.4和6.9个百分点。总体而言,马铃薯养分专家推荐施肥方法具有减肥增产的良好效果,且在中产和高产区间中NE养分专家系统的应用效果更佳。     

适宜施氮量降低京郊小麦-玉米农田N2O排放系数增加产量

为明确京郊地区小麦-玉米轮作农田的N_2O排放特征,寻求既能减少N_2O排放又保证粮食产量的切实有效措施,以京郊地区冬小麦-夏玉米轮作农田为研究对象,运用静态箱法对8个施氮水平的农田N_2O交换通量进行了连续一年对比研究,每季作物施肥量分别为N0(0 kg/hm~2),N1(50 kg/hm~2),N2(100 kg/hm~2),N3(150 kg/hm~2),N4(200 kg/hm~2),N5(250 kg/hm~2),N6(300 kg/hm~2),和N7(400 kg/hm~2)。在N0-N7施氮量条件下冬小麦季N_2O排放量为0.08~0.52 kg/hm~2;夏玉米季0.26~3.70 kg/hm~2。整个轮作周期,小麦季各处理N_2O排放损失率为0.05%~0.13%;玉米季0.78%~1.02%。在京郊地区冬小麦-夏玉米轮作体系中夏玉米季氮肥施入农田土壤后,土壤N_2O排放通量高于小麦季。京郊农田土壤N_2O排放通量表现出明显的季节性和日变化规律。综合考虑本试验条件下施肥量、N_2O排放量和京郊地区潮土农田小麦-玉米产量,研究认为该轮作体系中每季作物的施肥量为N4(200 kg/hm~2)比较合理,可为合理施肥及估算中国农田温室气体排放量提供参考。     

养分专家系统推荐施肥对新疆棉花产量 与养分吸收、利用和平衡的影响

为验证棉花养分专家系统推荐施肥在新疆南北疆区的适用性,研究了养分专家推荐施肥对棉花产量、经济效益、养分吸收和肥料利用率的影响。2020年,在新疆沙湾、昌吉和巴楚开展田间试验,每个试验设6个处理：基于养分专家系统的推荐施肥（NE）;农民习惯施肥（FP）;基于测土配方施肥或当地农技推广部门推荐施肥（ST）;NE推荐基础上不施氮肥（NE-N）;NE推荐基础上不施磷肥（NE-P）;NE推荐基础上不施钾肥（NEK）。结果表明,沙湾、昌吉和巴楚试验点,NE处理产量高于ST和FP处理,其中沙湾分别增产4.71%和6.68%,昌吉分别增产5.53%和9.58%,巴楚分别增产5.81%和9.47%。3个试验点中,NE较ST和FP处理分别增收2682.13～4027.40和4278.95～6895.06元/hm2。NE处理在增产的同时也能提高养分吸收及肥料利用率,沙湾NE处理氮、磷、钾肥利用率显著高于ST和FP处理,分别提高14.65%和9.08%、10.93%和15.92%、7.26%和8.53%。昌吉NE处理氮肥利用率显著高于FP处理,提高21.69%;昌吉NE处理磷、钾肥利用率显著高于ST和FP处理...     

减量施肥下小麦产量、肥料利用率和土壤养分平衡

【目的】我国化肥过量施用现象普遍,不利于生态环境保护和农业可持续生产。研究化肥减量施用对小麦产量、籽粒灌浆和肥料利用率的影响,可以为我国化肥高效施用和零增长目标提供理论依据。【方法】在四川盆地进行了两个大田试验,以习惯施肥 (N、P₂O₅、K₂O 分别为 180、120、45 kg/hm2) 为对照,设置减量施肥 (N、P₂O₅、K₂O 分别为 96、60、45 kg/hm2) 处理,测定了小麦产量及构成、籽粒灌浆、花后干物质转运、旗叶叶绿素含量、养分平衡和肥料利用率。【结果】与习惯施肥相比,减量施肥下小麦产量、穗数、穗粒数没有显著变化,小麦–玉米轮作田块小麦千粒重显著提高 5.8%。根据 Logistics 方程拟合结果,减量施肥显著提高了小麦–玉米轮作田块小麦理论最大千粒重,渐增期、缓增期籽粒净增重,对其他灌浆参数影响不显著。减量施肥下小麦干物质转运量、转运率及其对籽粒灌浆的贡献率增加 28.5%、17.5% 和 20.7%,但花后旗叶叶绿素含量下降速度加快。习惯施肥和减量施肥土壤氮素盈余分别为 22.6 和 –30.2 kg/hm2,土壤磷盈余分别为 80.4 和 22.8 kg/hm2。减量施肥后氮肥偏生产力、农学效率和表观回收率比习惯施肥提高 79.2%、69.1% 和 27.9%,磷肥偏生产力、农学效率和表观回收率提高 91.1%、72.7% 和 68.5%。【结论】本试验的两年时间内,减量施肥可以维持小麦产量,促进小麦干物质转运及其对籽粒灌浆的贡献,但花后功能叶衰退加速。减量施肥下肥料利用率提高,土壤磷素盈余降低,土壤氮素亏缺,需要在确保维持小麦产量、土壤肥力和养分平衡的基础上,继续优化减氮量。     

基于产量反应和农学效率的推荐施肥方法在东北春玉米上应用的可行性研究

【目的】针对当前我国玉米生产中肥料不合理施用带来的肥料利用率低的现状,以及我国小农户经营、测土施肥实现困难等问题,建立基于产量反应和农学效率的玉米推荐施肥方法,玉米养分专家系统（Nutrient Expert for Hybrid Maize,NE）,研究其在东北春玉米上的应用效果。【方法】于2010~2014年共布置了193个田间试验,从产量、经济和环境方面在东北春玉米种植区对玉米养分专家系统进行校正和改进,包括肥料用量,产量,经济效益,氮（N）、磷（P）和钾（K）肥利用率和氮素损失等方面。试验包括5个处理,分别为农民习惯施肥（FP）,玉米养分专家系统的推荐施肥（NE）,以及基于NE处理的减氮、减磷和减钾处理。【结果】NE平衡了肥料用量,显著降低了氮肥和磷肥施用量,与FP相比分别降低了43.5（P < 0.001）和23.6 kg/hm2（P < 0.001）,降幅分别达到了21.0%和27.0%,但增加了钾肥用量（8.3 kg/hm2,P=0.001）。全部试验NE处理产量显著高于FP处理0.6 t/hm2,增产率为5.2%（P < 0.001）。5年平均经济效益（GRF）NE处理比FP处理增加1466 yuan/hm2,增幅为7.2%（P < 0.001）,其中1192 yuan/hm2是通过产量增加带来的,占总增加量的81.3%。NE处理的氮素农学效率（AEN）、氮素吸收利用率（REN）和氮素偏生产力（PFPN）比FP处理平均分别增加了5.8 kg/kg、11.0个百分点和16.8 kg/kg,增幅分别达到了53.8%、47.8%和29.6%;磷素农学效率（AEP）、磷素吸收利用率（REP）和磷素偏生产力（PFPP）平均分别增加了12.3 kg/kg、13.5个百分点和44.0 kg/kg,增幅分别达到了125.9%、87.5%和29.6%;钾素农学效率（AEK）和钾素吸收利用率（REK）平均分别增加了4.0 kg/kg和13.8个百分点,增幅分别达到了30.2%和36.1%,但钾素偏生产力（PFPK）降低了22.4 kg/kg。三年定位试验氮肥施用量NE处理比FP处理共减少102.8 kg/hm2,地上部氮素吸收量却增加了38.7 kg/hm2,氮素表观损失降低了78.5 kg/hm2,收获期土壤氮素残留降低了63.0 kg/hm2,但NE处理的三年平均产量达到了12.3 t/hm2,比FP处理平均高0.9 t/hm2。【结论】近5年,共193个田间试验结果证明,采用基于玉米产量反应和农学效率的推荐施肥方法不仅增加了产量和经济效益,提高了肥料利用率,而且降低了氮素损失,在实践上可以用于我国东北春玉米的施肥推荐。     

河北省低平原区近16年来农田施肥量、作物产量和养分效率的变化特征

为阐明近16年来河北省低平原区农田养分管理措施对作物产量和养分效率的影响,提高农田养分管理技术水平,对1998~2014年在河北省开展的6个土壤肥力定位监测试验进行了统计分析。结果发现,河北省低平原区小麦氮、磷、钾肥施用量一直维持在较高的水平,年平均施用量分别为315.2、199.5和173.2 kg/hm~2。玉米施肥量逐年增加,2014年氮、磷、钾施用量分别为247.0、69.8和128.5 kg/hm~2。小麦、玉米施肥区产量分别较1998年提升了40.7%和72.4%,小麦无肥区没有明显增产,玉米无肥区产量提高了36.1%。施肥量增加对小麦产量没有明显的影响,但对玉米产量增加有显著的促进作用,其中氮素是影响玉米产量的最主要因素。小麦的氮肥偏生产力和农学效率因施肥量较高在过去16年间没有明显的变化,而玉米则随时间和施肥量的增加呈下降趋势。土壤基础地力对小麦、玉米产量的贡献率呈逐年下降的趋势。     

基于养分专家系统推荐施肥在东北玉米上的长期综合效应

为明确养分专家系统推荐施肥对东北玉米产量与收益、肥料利用率与土壤养分的长期综合效应,于2012-2020年开展了田间定位试验,共设置5处理：分别为1）不施肥（CK）;2）农民习惯施肥（FP）;3）养分专家系统推荐施肥（NE）;4）在NE基础上配施缓/控释氮肥（NER）;5）土壤测试推荐施肥（ST）。探究9 a 产量与收益、肥料利用率、土壤养分和养分平衡的变化规律。结果表明,NE和ST处理较FP处理显著降低了氮磷肥用量（P<0.05）,显著增加了钾肥用量（P<0.05）。与FP处理相比,NE、NER和ST处理提高了玉米产量、收益及其稳定性。其中均以NE处理最高,之后依次为ST和NER处理。NE、NER和ST处理肥料平均回收利用率、农学利用率和偏生产力较FP处理分别提高了29.0%～40.1%（P<0.05）、31.3%～44.3%（P<0.05）和22.0%～31.7%（P<0.05）,且均以NE处理最高。与FP处理相比,NE、NER和ST处理提高了0～30 cm土壤无机氮含量,降低了30～90 cm土壤无机氮和0～30 cm土壤有效磷含量,而不同施肥处理土壤速效钾含量差异未达显著水平（P>0.05）,其中NE处理与试验起始养分含量最为接近。9 a养分平衡结果显示,FP、NE、NER和ST处理氮、磷均表现为盈余,而钾素表现为亏缺,且NE处理氮、磷盈余量和钾亏缺量均为最低。综上,与农民习惯施肥和土壤测试推荐施肥相比,养分专家系统推荐施肥不仅可提高玉米产量、收益和肥料利用效率,并可保持土壤养分稳定。因此,它是一种适用于中国东北玉米的推荐施肥方法。     

长期不同施肥措施下黑土作物产量与养分平衡特征

为了明确长期不同施肥措施下黑土作物产量及养分平衡特征,利用开始于1979年的哈尔滨黑土肥力长期定位试验,以小麦-大豆-玉米轮作(3a)为一个周期,选取对照(不施肥,记作CK)、常量氮磷钾化肥配施(小麦施N、P2O5量分别为150、75 kg/hm2,大豆施N、P2O5量分别为75、150 kg/hm2,玉米施N、P2O5量分别为150、75 kg/hm2,K2O共施75 kg/hm2,记作NPK)、常量有机肥(施肥18 600 kg/hm2,记作M)、常量化肥有机肥配施(化肥施量同NPK,有机肥施量同M,记作MNPK)和二倍量氮磷化肥有机肥配施(小麦施N、P2O5量分别为300、150 kg/hm2,大豆施N、P2O5量分别为150、300 kg/hm2,、玉米施N、P2O5量分别为300、150 kg/hm2,有机肥共37 200 kg/hm2,记作M2N2P2)5个处理,研究了不同作物的平均产量、产量年际变化和土壤养分表观平衡。结果表明:1)较CK,长期平衡施用化肥或化肥配施有机肥提高了作物产量,多年平均增产率分别在82.5%~91.6%(小麦)和35.6%~40.9%(玉米)之间。长期不同施肥措施增产效果表现为M2N2P2MNPKNPKM,有机无机肥配施与单施化肥处理间作物产量差异不显著。2)长期不施肥处理小麦和玉米产量随试验年限推移呈下降趋势,降幅分别为13.93和42.61 kg/(hm2·a),大豆则以7.409 kg/(hm2·a)的速率增加。施肥处理小麦、大豆和玉米产量随试验年限的增加呈总体上升的趋势。3)在该试验条件下,长期施用常量化肥处理(NPK)和常量化肥有机肥配施处理(MNPK)土壤氮亏缺量分别为29.7和17.5 kg/hm2,磷盈余量分别为33.4和61.2 kg/hm2。各处理土壤中钾素均表现为亏缺,亏缺量在30.4~73.0 kg/hm2之间。MNPK处理氮、钾供应状况有所改善,较NPK处理分别增加12.2和27.6 kg/hm2。4)作物产量与土壤有机质、碱解氮、有效磷、降雨量、生育期日平均气温呈显著正相关关系(P0.05)。5)在黑土小麦-大豆-玉米典型轮作制度下,基于土壤养分平衡特征提出"稳氮、减磷和增钾"的施肥策略。该研究为评价和建立长期施肥模式、促进粮食持续生产提供依据。     

户用沼气工程发展对农田养分流动的影响

该文采用养分流的分析方法,对比分析2007年中国13个沼气发展省份沼气农户和非沼气农户农田养分管理行为的差异。结果显示：两类农户单位面积化肥用量和秸秆还田率方面没有明显差异,部分地区沼气农户生活燃料比例明显减少,但地头秸秆燃烧情况加剧;粪尿养分还田率有较大不同,非沼气农户粪尿直接还田率达到96%,沼气农户只有39%,沼气农户大量粪尿进入沼气池,但只有33%的养分被利用,沼肥养分仅占沼气农户养分输入总量的9%。综合比较,沼气农户家庭有机养分比重仅有24%,而非沼气农户达到了43%;这导致了沼气农户单位面积养分输入总量为 781.62 kg/hm2,显著低于非沼气农户的850.82 kg/hm2。沼气农户的废弃物养分循环利用率只有45%,而非沼气农户达到70%。研究结果表明中国沼气农户并没有因为沼气发展而提高养分再利用,沼肥对化肥的替代效果没有表现出来,导致有机资源浪费。因此,必须加强沼气农户的技术培训,加强沼肥的还田力度,提高养分循环利用率,充分发挥沼气对家庭养分资源再利用的优势。     

膜下滴灌水肥耦合促进番茄养分吸收及生长

研究膜下滴灌不同水肥调控措施对日光温室番茄生长、产量、养分吸收利用的影响,为温室番茄水肥科学管理提供依据。设灌水(W)和施肥(F:N-P2O5-K2O)2因素,以常规沟灌施肥(W1:100%ET0,F1:240-120-150kg/hm2,ET0为参考作物蒸发蒸腾量)为对照(Control,CK),3个滴灌水量(W1:100%ET0、W2:75%ET0、W3:50%ET0)和3个施肥水平(F1:240-120-150 kg/hm2、F2:180-90-112.5 kg/hm2、F3:120-60-75 kg/hm2)。结果表明,滴灌施肥(W1F1)比CK处理的干物质量、产量和肥料偏生产力(PFP,partial factor productivity of fertilizer)分别增加60.0%、46.9%和47.0%,氮、磷和钾吸收量是CK的1.82~2.41、1.56~2.03和1.36~1.90倍。滴灌施肥下,W1F2干物质量最大(9 258.3 kg/hm2),W1和W2较W3增产19.0%和6.5%,F1和F2较F3增产18.3%和12.9%。生育期内,植株氮、磷和钾吸收量均随灌水量和施肥量的增加而增大(第二果膨大期,F2处理磷和钾吸收量最大除外),灌水量越大,养分利用效率(NUE,nutrient use efficiency)越小,吸收效率(UPE,nutrient uptake efficiency)和PFP越大,施肥量越大,NUE、UPE及PFP均减小。综合分析,滴灌施肥增产效果明显,W1F2(100%ET0,N-P2O5-K2O为180-90-112.5 kg/hm2)处理干物质量最大,有较大的增产潜力,UPE和PFP较高,是适宜的灌水施肥组合。     

陕西省农户小麦施肥调研评价

【目的】明确陕西省小麦施肥现状,对陕西省小麦养分资源管理进行科学指导。【方法】选取2个小麦主产区一年一熟区渭北旱塬和一年两熟区关中平原连续5年进行农户施肥调查。【结果】渭北旱塬小麦产量由于年季间降水不均表现出低而不稳的趋势,年均产量3473 kg/hm2; 关中平原由于补灌小麦产量年季间波动较小,年均5882 kg/hm2。渭北和关中绝大多数农户施氮过量,渭北20.2%农户施氮偏高,43.5%很高,施氮合理的仅占29.7%,偏低的占4.6%,很低的仅有2.0%,氮肥平均用量为N 197.6 kg/hm2; 关中20.3%农户施氮偏高,37.5%很高,施氮合理的仅占17.5%,偏低的占14.2%,很低的仅有10.5%,平均施氮量为N 199.2 kg/hm2。陕西省农户磷肥投入总量基本合理,但投入偏低和偏高并存,渭北磷肥平均投入量适中的农户占12.0%,偏低的占41.5%,很低的10.7%,偏高的26.7%,很高的9.2%,磷肥投入平均P2O5123.4 kg/hm2; 关中磷肥平均投入量适中的农户占14.3%,偏低的占27.2%,很低的13.8%,偏高的31.0%,很高的13.7%,平均为P2O5 141.6 kg/hm2。渭北旱塬小麦钾投入平均K2O 32.9 kg/hm2,关中平原为K2O 37.3 kg/hm2,渭北和关中超过90%农户钾肥投入不足。陕西省冬小麦养分投入以基施为主,追施为辅,渭北和关中冬小麦氮素平均基施量为N 189.9和185.4 kg/hm2,占氮素总投入的96.1%和93.1%,追施量N 7.7和13.8 kg/hm2,仅占3.9%和6.9%。陕西省冬小麦氮磷养分投入以化肥为主,有机肥为辅,渭北和关中有机肥投入的氮素平均仅有N 4.7和3.1 kg/hm2,仅占全部氮素投入的2.4%和1.6%,P2O5平均2.4和1.7 kg/hm2,占1.9%和1.2%,而化肥投入的氮、 磷相对较大,渭北和关中氮素平均N 192.9和196.0 kg/hm2,P2O5平均120.8和139.9 kg/hm2来自化肥。渭北N、 P2O5 和 K2O平均PFP(化肥偏生产力)分别为20.0 kg/kg、 33.3 kg/kg和83.5 kg/kg; 关中PFP分别为36.8 kg/kg、 53.9 kg/kg和131.8 kg/kg。陕西省渭北旱塬冬小麦基肥中尿素和碳铵是农户较为喜欢的氮肥品种,平均有55.7%和47.2%的农户选用; 而关中农户较为喜欢的氮肥品种为尿素,有42.8%农户选用。普钙是渭北农户较为喜欢的磷肥品种,平均有50.2%的农户施用; 而关中农户较为喜欢的磷肥品种为磷酸二铵,有40.2%的农户施用。复合肥施肥面积逐年增加,渭北和关中平均有30.8%和40.2%的农户施用。有机肥施肥农户较少且在逐年下降,渭北和关中由2008~2009年的10.0%和11.7%减少到2012~2013年的0.8%和0.8%。【结论】陕西省农户小麦施肥存在氮肥过量,磷肥施用过量和不足并存,钾肥重视不足,有机肥投入偏少,追肥偏少等问题。     

最佳养分管理对华北冬小麦养分吸收和利用的影响

针对华北地区小麦施肥过量和不平衡、产量和肥料利用率较低的现象,进行了河南、山东、河北3个小麦主产区最佳养分管理、农民习惯施肥和减素处理对冬小麦产量、养分吸收、利用和经济效益影响的田间试验。结果表明,在山东和河北较高肥力地区,最佳施肥处理(OPT)与农民习惯施肥(FP)处理相比在减少氮肥施用5.4%和43.8%的情况下,分别提高氮肥回收利用率7.7和4.5个百分点;在河南低肥力地区,OPT处理在比FP处理增加10%氮肥施用量的情况下,冬小麦增产12.5%,氮肥回收利用率提高了13.0个百分点。同时,OPT处理钾肥和磷肥的回收利用率也有不同程度的提高。由于地区土壤肥力和养分供应能力变异较大,基于土壤养分测定和目标产量的优化养分管理很有必要且切实可行。     

优化施肥对萝卜产量和肥料利用率的影响

【目的】我国萝卜生产中施肥过量和不平衡现象普遍,研究优化施肥对萝卜产量和肥料利用率的影响,旨在为萝卜科学施肥提供依据。【方法】于2016年秋季和2017年春季分别在天津、山东、浙江和河北四个萝卜产区布置4个田间试验,共设置7个处理:农民习惯施肥(FP);优化施肥[NPK (S)];基于NPK (S)处理的减氮、减磷和减钾处理;优化施肥+有机肥[NPKM (S),钾肥为硫酸钾];优化施肥+有机肥[NPKM (Cl),钾肥为氯化钾]。测定了萝卜产量、养分吸收量、肥料利用率和氮素表观损失。【结果】与FP处理相比,两季NPK(S)处理的萝卜肉质根产量增幅平均为3.9%,植株氮、磷和钾养分吸收量增幅平均为12.4%、15.3%和4.4%,其中河北试验点产量和养分吸收量均达到显著水平。四个试验点NPK (S)和NPKM (S)处理以及NPKM (S)和NPKM (Cl)处理相比,萝卜产量和养分吸收量均无显著性差异。与FP处理相比,两季NPK (S)处理的氮素农学效率(AEN)、氮素回收率(REN)和氮素偏生产力(PFPN)平均分别增加了32.8 kg/kg、18.9%和110.5 kg/kg;磷素农学效率(AEP)、磷素回收率(REP)和磷素偏生产力(PFPP)平均分别增加了53.0 kg/kg、15.3%和296.7kg/kg;钾素农学效率(AEK)和钾素回收率(REK)平均分别增加了17.6 kg/kg和11.5%。与NPKM (S)处理相比,两季NPK (S)处理的AEN、REN和PFPN平均分别增加了34.0 kg/kg、13.5%和221.7 kg/kg,AEP、REP和FPP平均分别增加了20.8 kg/kg、6.6%和217.2 kg/kg,AEK、REK和钾素偏生产力(PFPK)平均分别增加了9.0 kg/kg、3.6%和89.5 kg/kg。与NPKM (Cl)处理相比,两季NPKM (S)处理的REP和REK分别显著提高了6.2%和7.4%。由氮素表观损失结果得出,两季NPK (S)处理的氮素表观损失比FP处理平均降低了106.7kg/hm^2,氮素残留降低了42.1 kg/hm^2;与NPKM (S)处理相比,NPK (S)处理的氮素表观损失平均降低了84.6kg/hm^2,氮素残留降低了55.6 kg/hm^2;NPKM (S)和NPKM (Cl)处理平均氮素表观损失和氮素残留量均无显著性差异。【结论】在保证萝卜产量的基础上,优化施肥量和施肥时期可有效提高肥料的利用率,降低氮素损失。肥料用量的增减需依据各地具体施肥量而定,硫酸钾和氯化钾都可在萝卜生产中用作钾源,二者在肥效和萝卜产量及品质方面没有差异。