本文以高产小麦、玉米轮作为例 ,阐述了养分资源综合管理的理论、技术及其应用 ,展示了在轮作施肥运筹 ,作物氮营养基因型与施肥调控的关系 ,施肥与节水灌溉等农业管理措施的优化组合等方面的研究结果。

为了探索华北地区适宜的耕作培肥方式,通过在河南省获嘉县小麦-玉米轮作区高产农田4年的定位试验,比较研究了深耕(DT)与浅耕(ST)2种耕作方式和增施有机粪肥(OF)、秸秆还田(SF)、有机粪肥+秸秆还田(OSF)与对照(CK)4种培肥方式对土壤养分和小麦产量的影响。结果表明,对于不同耕作方式,耕层土壤的全氮、有机质含量均为ST>DT,而全磷含量变化不定;对于不同的培肥方式,土壤全氮、有机质含量均为:OSF>OF>SF>CK,但土壤全磷含量变化则有所不同,深耕条件下为:OSF>OF>SF>CK,浅耕条件下则为:OF>OSF>SF>CK。耕作方式对土壤全氮含量影响极显著,对有机质含量影响显著;培肥...

【目的】研究冬小麦-夏玉米轮作区土壤养分的时间和空间变化规律以及多年轮作对土壤养分的影响。【方法】以国家精准农业示范研究基地为例,利用GIS技术和地统计学方法,结合《北京土壤养分分等定级标准》,分析冬小麦-夏玉米轮作区土壤养分时空变异特征。【结果】从2000—2007年,研究区严重缺乏磷、钾养分,且含量等级呈下降趋势;土壤全氮含量虽在部分区域偏高,但盈亏等级也呈下降趋势;有机质含量略微增加,处于平衡状态。不同年度的各土壤养分的变异系数范围为11.00%—51.71%,属于中等程度的变异。随着时间的推移,有效磷、有机质、全氮和碱解氮空间分布稳定。速效钾在2001年空间分布规律与2000年和200...

为研究免耕条件下秸秆还田与施肥对小麦-玉米轮作系统土壤养分和酶活性的影响,于西北农林科技大学校内试验地进行试验,设3个秸秆还田水平:秸秆全量还田、秸秆半量还田、秸秆不还田,施肥和不施肥2个施肥水平,共6个处理,以秸秆不还田+不施肥作为对照,研究秸秆还田与施肥对小麦-玉米轮作系统一年内两季不同作物收获期040 cm土层土壤养分含量和土壤酶活性的影响。结果表明,冬小麦和夏玉米收获期土壤不论是020 cm还是2040 cm土层,秸秆全量还田+施肥和秸秆半量还田+施肥处理相比秸秆不还田+不施肥均能增加土壤有机碳、

经7年小麦—玉米一年两熟轮作肥料定位试验,得到了潮土长期施肥情况下的肥料利用率和作物养分需要量;在有机肥的基础上无机氮磷配合使用,无论是对作物的稳产、高产和经济效益,还是对土壤肥力的培养提高,其效果都优于其它方法;氮磷化肥每年每公顷最佳施量分别为240kg(16kg/666.7m~2)和60kg(4kg/666.7m~2)

以藁城、无极、正定三个县(市)为例,分析了当前太行山前平原小麦/玉米轮作土壤养分状况与农田氮、磷、钾三要素养分平衡特征。结果表明,与第二次土壤普查相比,三县(市)土壤有机质平均含量由1.13%提高到1.86%,全氮平均含量由0.73g/kg提高到1.14 g/kg,速效磷含量由10.3 mg/kg提高到29.83 mg/kg,速效钾含量由103.0 mg/kg提高到117.2 mg/kg,总体而言,土壤有机质虽有大幅提高,但仍然处于低水平,全氮由很低水平提高到中等水平,速效磷由中等水平提高到高水平,速效钾略有提高,处于中等水平;三县(市)农田氮、磷、钾总体均处于盈余状态,平均盈余量分别为119...

【目的】陕西渭北旱塬属于暖温带半湿润易旱气候区,干旱对旱地农作物生产威胁严重,降水短缺及其季节分布不均制约着旱地冬小麦和春玉米生长发育,是导致作物产量低而不稳的主要因素。论文旨在探索渭北旱塬冬小麦—春玉米轮作区在不同轮耕措施下土壤蓄水保墒效果和作物增产增收效应。【方法】于2007—2013年在陕西合阳实施了免耕/深松、深松/翻耕、翻耕/免耕、连续翻耕等不同耕作处理田间定位试验,测定休闲期和作物生育期土壤水分及作物收获期土壤理化性状,分析各耕作处理作物产量和水分利用效率的变化规律。【结果】(1)3种耕作处理均能降低土壤容重,提高土壤孔隙度,增加田间持水量和土壤有机质,且以免耕/深松轮耕处理效果最...

在小麦-夏玉米轮作制度下设计小麦季、玉米季免耕、旋耕、深耕、深松不同周年耕作组合方式(8个),以小麦季传统旋耕+玉米季免耕+秸秆不还田为对照,探索进一步挖掘夏玉米增产潜力的最佳耕作方式。结果表明,定位试验第3年与对照相比,W3M2(小麦季深松+玉米季免耕+秸秆还田)的穗粒数、百粒质量分别增加了42粒和1.83 g,产量比CK提高了23.9%,其他耕作处理增产不显著。Logistic方程模拟结果表明,W3M2的灌浆持续期最长,比CK延长了2.18 d,平均灌浆速率和最大灌浆速率分别比CK提高了0.05,0.1 mg/(粒·d)。CK、W1M2(小麦季旋耕+玉米季免耕+秸秆还田)和W1M1(小麦季...

【目的】探讨小麦-玉米轮作体系下不同秸秆还田方式对土壤肥力和作物产量的影响,旨在为促进小麦-玉米连续轮作区的农业可持续发展提供理论依据。【方法】在陕西关中地区,于2008-2010年采用2年4季的田间定位试验,以玉米秸秆不还田-小麦秸秆不还田为对照(CK),比较玉米秸秆覆盖还田-小麦秸秆高留茬还田(T-1)、玉米秸秆直接还田-小麦秸秆高留茬还田(T-2)、玉米秸秆直接还田-小麦秸秆直接还田(T-3)3种秸秆还田方式对土壤碳储量、养分含量及作物周年产量的影响。【结果】与CK相比,3种秸秆还田方式下耕层(0～20cm)土壤总有机碳储量(CT)、土壤活性有机碳储量(CL)、土壤碳库管理指数(CMI)...

根据田间试验结果对冬小麦 /夏玉米轮作体系中氮素的损失途径进行了分析。结果表明 ,随施氮量的增加 ,氮肥利用率显著下降 ,而氮肥的损失率和土壤残留率有升高的趋势。以尿素作氮源将肥料混施入 0～ 10cm土壤或撒施后立即灌水的条件下 ,冬小麦 /夏玉米轮作体系中氨挥发的累积损失量分别为每公顷 12 .8(N0 )、2 2 .0(N12 0 )、33.0 (N2 4 0 )和 6 4 .5kgN(N36 0 ) ,氨挥发损失率依次为 3.8%、4 .2 %和 7.2 %。用乙炔抑制 土柱培养法测定的冬小麦生育期氮肥的反硝化损失量每公顷小于 1kgN ,氮肥的硝化 反硝化损失率仅为 0 .2 1...

在华北平原北部研究了不同降水年型、不同水氮管理措施对冬小麦和夏玉米产量和氮素平衡的影响。结果表明 ,在施氮量为 0、12 0、2 4 0和 36 0kg·ha-1的条件下 ,12 0kg·ha-1的施氮水平已经达到较高的产量。不施氮肥在第 2季即显著减产 ,但再增加施氮量对产量的影响不大。通过土壤测试进行分期优化施氮 ,夏玉米 冬小麦 夏玉米 3季作物累计施入氮肥 2 2 5kg·ha-1,比常规施氮 (90 0kg·ha-1)少施 6 75kg·ha-1,但作物产量并没有降低。年际供水变化是作物产量年际变化的主要原因。施氮量、播前Nmin和生育期内的氮素矿化量在氮素输入项中均起着重要作用 ...

【目的】探讨不同降水年型下,耕作方式对冬小麦-休闲-春玉米轮作田土壤水分和作物产量的影响,为旱区粮田降雨高效利用与耕作制度创新提供理论支撑。【方法】于2007—2019年在渭北旱塬进行长期定位保护性耕作试验,以传统翻耕(CT)为对照,设置免耕(NT)和深松(ST)2种少耕耕作方式,分析不同降水年型下耕作方式对小麦-玉米轮作田休闲期土壤蓄墒、作物产量和水分利用效率的影响。【结果】(1)降水年型、耕作方式及其互作均显著影响休闲期末期土壤贮水量和休闲期蓄墒率,其中降水年型是休闲末期土壤贮水量和休闲期蓄墒率变化的主导因素。休闲末期0—200 cm土层土壤贮水量(mm)表现为丰水年型(430.6)>欠水年型(405.9)>平水年型(381.5);NT(417.4)>ST(402.3)>CT(398.2);丰水年型NT处理休闲末期0—200 cm土层土壤贮水量最高(438.5),平水年型ST处理最低(370.2);休闲期蓄墒率(%)表现为丰水年型(27.1)>欠水年型(26.6)>平水年型(25.1);NT(27.6)>ST(26.4)>CT(25.8);欠水年型NT处理土壤蓄墒率最高(29.1),平水年型CT处理土壤蓄墒率最低(25.0)。(2)降水年型、耕作方式及其互作均显著影响冬小麦产量和水分利用效率(WUE),其中耕作方式是冬小麦产量(kg·hm~(-2))和WUE(kg·hm~(-2)·mm~(-1))变化的主导因素。冬小麦产量表现为丰水年型(4985)>欠水年型(3984);NT(4522)>ST(4468)>CT(4465);丰水年型NT处理产量最高(5033),欠水年型ST处理最低(3957);冬小麦WUE表现为丰水年型(15.4)>欠水年型(14.9);NT(16.2)>ST(15.4)>CT(14.0);丰水年型NT处理WUE最高(16.5),欠水年型CT处理最低(13.9)。(3)降水年型、耕作方式及其互作均显著影响春玉米产量和水分利用效率(WUE),其中降水年型是春玉米产量(kg·hm~(-2))和WUE(kg·hm~(-2)·mm~(-1))变化的主导因素。春玉米产量表现为丰水年型(7677)>欠水年型(6999)>平水年型(5887);NT(6900)>ST(6879)>CT(6785);丰水年型ST处理产量最高(8003),平水年型ST处理最低(5723);春玉米WUE表现为丰水年型(18.7)>欠水年型(17.5)>平水年型(14.8);NT(17.8)>ST(17.0)>CT(16.2);丰水年型ST处理WUE最高(19.3),平水年型CT处理最低(13.9)。(4)在冬小麦-休闲-春玉米轮作周期中,耕作方式显著影响作物产量和WUE。其中NT处理多年平均产量和WUE分别较CT处理提高1.6%和9.5%,ST处理多年平均产量和WUE分别较CT处理提高1.2%和3.9%。【结论】综合各降水年型下土壤水分与作物产量得出,保护性耕作可以相对高效地实现保水增产目的,其中以免耕处理蓄水与增产效应最佳。从旱作农田高产高效及长期可持续发展的角度综合考虑,推荐免耕作为黄土高原地区实现蓄水保墒及增产增收目的的耕作方式。

为了提高氮素的经济效益,减少氮素产生的农业面源污染,采用田间定位试验的方法,在子牙河流域研究不同氮肥用量和施肥措施对冬小麦-夏玉米轮作农田无机氮分布和累积以及对产量和氮肥利用效率的影响。结果表明,小麦-玉米轮作周期后,无机氮的分布和累积以均以硝态氮为主,从硝态氮分布看,土壤硝态氮含量随着施氮量的增加而显著增加,玉米收获期40 cm以下土层中习惯施肥显著高于优化施肥和对照处理;从小麦和玉米收获期1.2 m土层硝态氮残留来看,优化施肥、优化施肥+有机肥、优化施肥-秸秆还田、缓控肥+有机肥分别比习惯施肥减少43.55%,26.53%,40.82%和42.89%,28.96%,38.28%,32.52...

一季不施氮对冬小麦产量影响显著,对夏玉米产量影响不大;连续二季和三季不施氮使冬小麦和夏玉米产量都大幅度减产;连续四季以上不施氮使冬小麦和夏玉米产量分别稳定在1693～1807kg/hm2和4575～4782kg/hm2范围的较低水平。不施氮条件下,冬小麦的减产幅度大于夏玉米。不施氮主要通过降低两种作物的穗粒数影响产量。一季和连续两季不施氮使土壤无机氮含量迅速下降,连续两季以上不施氮使土壤无机氮含量稳定在较低水平。

为研究河南省小麦、玉米及其轮作系统热量利用率的时空变化规律,因地制宜地提出挖掘河南省不同区域热量潜力和提升热量利用率的有效措施,本文利用河南省17个农业气象观测站1981—2014年的气象资料及小麦和玉米的生长发育资料,统计分析了河南省不同区域小麦、玉米及小麦-玉米轮作系统的热量分布及其利用率的时空变化特征,剖析了其区域差异及形成原因。结果表明:1981—2014年,不同年代小麦-玉米轮作系统生育期在豫北略增加、在豫东呈增—减—增变化特征、在豫西缩短、在豫南则先减后增;河南省各区域小麦和玉米生育期所需有效积温均呈增加趋势,是各区域适应气候变化、提高热量利用率而选用中晚熟品种的结果;小麦和玉米潜在与实际有效积温差南高北低,且小麦有效积温差升高,玉米有效积温差降低,表明玉米热量利用程度高于小麦热量利用程度;在小麦和玉米潜在与实际有效积温的共同变化下,小麦-玉米轮作系统有效积温差在豫南和豫东大部较高,而热量利用率北高南低,东高西低,但均呈升高趋势,表明河南大部分地区小麦-玉米轮作系统热量利用率有明显提升,但在豫南和豫东仍存在较大的提升潜力,今后应着重提高该区的热量利用率。