【目的】研究冬小麦生育期内土壤溶液中硝态氮及铵态氮的时空变化特征及变量追肥对其含量变化的影响,以期为田间作物的栽培与管理提供参考依据。【方法】以国家精准农业研究示范基地2013—2014年小麦试验为例,采用常规统计分析与地统计分析两种方法分别探索土壤溶液中硝态氮与铵态氮在时间序列上的变化特征及空间结构特征,并采用普通克里金插值法获取硝态氮与铵态氮空间分布图,最终比较分析了冬小麦生育期内硝态氮与铵态氮的空间变化规律。【结果】通过常规统计分析发现冬小麦起身期至收获期内,土壤溶液中铵态氮含量受追肥影响不明显,整体呈降低趋势,而硝态氮含量受追肥影响,呈先降低后升高又降低的趋势;在起身、拔节、开花与灌浆...

了解土壤养分的时空间变异特征,可以为作物不同生育阶段的田间精准管理提供科学的依据。以江苏省姜堰市西华农场为例,运用地统计学方法详尽地分析了冬小麦播前及不同生育阶段农田土壤速效养分(速效N、P、K)的时空变异特性。结果表明:不同时期各土壤变量大部分都由趋势、剩余残差的空间相关部分和随机部分组成;不同生育阶段3个土壤变量都具有中等以上空间结构性;碱解氮(AN)的分布格局在冬小麦播前和主要生育期内变化不大;速效磷(AP)苗期和孕穗期空间分布较相似,空间连续性也强,而播前和乳熟期的连续性稍差,出现较多斑块;速效钾(AK)在前三个时期分布较相似,与乳熟期分布有较大差异。作物生育期内土壤养分空间分布随时间...

【目的】通过对华北地区冬小麦产量及氮素管理时空变化的分析,明确华北平原五省2005—2014年冬小麦产量、效率及环境效益的演变规律。【方法】基于2005—2014年农户调研数据,分析华北平原产量、产量差与氮素管理的时间和空间变异趋势,从粮食安全、资源高效和环境保护3个维度设计了华北地区氮素可持续管理评价体系,并据此对该区目前氮素管理现状进行评价。【结果】(1)2005—2014年华北冬小麦产量均值为6.5 t·hm~(-2),呈逐年递增趋势,10年增幅达7%,产量从高到低依次为河南、安徽北部、山东、河北、江苏北部。10年产量差均值为1.4 t·hm~(-2),整体呈下降趋势,10年降幅高达47%,产量差从高到低依次为山东、河北、江苏北部、河南、安徽北部。安徽北部产量差降幅最大,产量差最小;山东省内产量差差异较大,呈东部高于西部的趋势。(2)2005—2014年华北冬小麦施氮量均值为226 kg·hm~(-2),除江苏北部外均呈增加趋势,10年平均增幅为3%,施氮量从高到低依次为江苏北部、河北、山东、安徽北部、河南。同省施氮量差异较小而省间差异明显。(3)2005—2014年华北冬小麦氮素利用效率(NUE)均值为44%,从高到低依次为河南、安徽北部、山东、河北、江苏北部。空间差异大,施氮量高的地区NUE较低。(4)2005-2014年华北冬小麦氮盈余均值为165 kg·hm~(-2),从高到低依次为江苏北部、河北、山东、河南、安徽北部。施氮量高的地区氮盈余较高。(5)2005—2014年华北冬小麦满足华北地区氮素可持续管理评价体系安全边界的县数仅占总体的2%。以该区域氮盈余及产量均值分区,其中河南省均值位于低氮盈余高产量区;山东及安徽北部均值位于低氮盈余低产量区;河北及江苏北部均值位于高盈余低产量区。【结论】2005—2014年华北地区冬小麦产量增加,产量差减小;同时氮肥投入增加,氮盈余较高,氮素利用效率低。五省中河南氮素管理较为合理,山东和安徽北部氮盈余较低,产量提升空间大;河北及江苏北部氮肥投入量高、效率低、环境压力大,将是未来华北氮素管理的重点地区。

研究结果表明 ,冬小麦拔节期 1m土层的硝态氮含量主要受基肥施氮量的影响 ,开花期和成熟期的硝态氮含量除了与追肥与否及追肥施氮量有关外 ,还受基肥施氮量的一定影响。土壤硝态氮含量的分布 ,在拔节期处理间差异主要在 0～ 6 0cm土层内 ,在开花期和成熟期则整个 1m根层内都有差异。 14 4～ 2 13kg/hm2 的施氮量 ,都能维持土壤氮素的表观平衡 ,但以 14 4kg/hm2 施氮量、全部基施的处理吸氮比例 (作物吸氮量 /施氮量 )最高 ,残留比例 (土壤残留量 /作物吸氮量 )最低。

【目的】针对黄淮冬麦区过量施氮的现象,研究了适量减氮在不同土壤墒情下硝态氮分布以及冬小麦对氮素吸收利用效率和籽粒产量的变化,为该地区小麦生产上科学施用氮肥提供理论依据。【方法】于2014—2015和2015—2016两个小麦生长季,在大田条件下设置3个灌水处理,自然降水(W1)、适墒(W2,70%±5%)、足墒(W3,80%±5%)和3个施氮量处理(不施氮,N1;减氮施肥,N2:195 kg·hm(-2);常规高量氮肥,N3:270 kg·hm(-2)),测定了0—100 cm土层硝态氮含量、冬小麦植株氮

在冬小麦施氮144 kg/hm2的基础上,研究了夏玉米4个施氮量(0,90,180,270和360 kg/hm2)对后茬冬小麦生长期间土壤硝态氮含量变化、无机氮供应以及小麦氮素吸收与利用的影响。结果表明:与玉米不施氮(简称不施氮)相比,玉米施氮(简称施氮)0~200 cm土壤硝态氮含量在冬小麦生长期间显著增加,自冬小麦拔节起,0~40,0~130和0~200 cm 3层深的土壤硝态氮含量均随着玉米施氮量(简称施氮量)的增加而明显递增;与冬小麦播种时相比,不施氮0~130 cm土壤无机氮减少156 kg/hm2,施氮90 kg/hm2该层土壤无机氮富积41 kg/hm2,且富积量随着施氮量继续增...

为明确影响黄淮海地区作物需水的关键气象因子及其变化特征,基于该地区的66个国家标准气象站点1987—2016年长时间序列的逐日观测资料,采用敏感性分析、因子趋势检测和GIS空间分析等方法,定量计算冬小麦-夏玉米生育期内的有效降水量(Pe)、作物需水量(ETc)及灌溉需水量(ETaw),分析1987—2016年黄淮海区冬小麦-夏玉米水分供需的时空变化特征以及ETc对不同气象因子的敏感性差异。研究表明,1987—2016年冬小麦生育期内Pe远不能满足其生长需求,年均ETaw达264mm,特别冬小麦生育期内Pe呈较明显的下降趋势,伴随气温不断升高,使其面临较严重的水分亏缺;而夏玉米生育期与Pe耦合度高,年均ETaw仅为79mm。黄淮海地区北部为冬小麦ETc和ETaw的高值区,南部ETaw相对较低,但1987—2016年增加趋势明显。相对湿度和气温对ETc的影响最大,其次是平均风速和日照时数,相对湿度的减少和气温的显著升高都将导致ETc的增加。

以抗旱性不同的三个春小麦品种为材料,研究它们在不同水氮水平下水分利用效率(WUE)和氮素利用效率(NUE)的变化,探讨二者间的相关性。结果表明:三个品种中,和尚头和定西35号的WUE相当,而定西35号的NUE最高。三个春小麦品种叶片NUE均随施氮量增加而降低,整株水平的NUE与氮素水平负相关。施氮量对春小麦叶片光合作用的瞬时WUE影响不显著,整株WUE与施氮量显著正相关。水氮耦合作用对春小麦NUE具有重要影响,整株NUE对水分条件的响应表现出明显的氮水平依赖性。春小麦品种氮素利用和水分利用两个生理过程之间存在"负偶联"关系。

通过田间试验,研究了农民习惯施肥、优化施肥以及普通尿素和控释尿素在不同配比条件下对冬小麦茎蘖动态、冬小麦产量、土壤硝态氮动态和氮素平衡等影响。试验共设7个处理,分别是对照(CK)、农民习惯施肥(Ncon)、优化施肥(Nopt)、控释尿素(100%)(CRU1)、普通尿素(33.3%)+控释尿素(66.7%)(CRU2)、普通尿素(66.7%)+控释尿素(33.3%)(CRU3)和普通尿素(100%)(CRU4)。试验结果表明:2个生长季内,各施肥处理之间冬小麦群体动态没有显著差异,施用控释肥也并没有显著降低土壤硝态氮含量。尽管施氮处理之间冬小麦产量没有显著差异,但CRU2处理的产量、氮肥利用效...

【目的】研究Zn肥种类和施用方式对小麦生育期内土壤有效Zn(DTPA-Zn)和不同形态Zn含量的影响,为潜在缺锌石灰性土壤合理土施锌肥提供科学依据。【方法】采用田间试验,以不施用Zn肥为对照,研究水溶态锌肥ZnSO4、螯合态锌肥ZnEDTA条施和均施后,小麦不同生育期株间土壤有效锌和不同形态Zn含量的动态变化,并对不同形态Zn含量与有效锌(DTPA-Zn)含量的相关性进行探讨。【结果】施用2种锌肥总体上均增加了株间土壤中DTPA-Zn及各形态Zn含量,施用Zn肥后,土壤各形态Zn含量大小顺序依次为松结有机态Zn>碳酸盐结合态Zn>紧结有机态Zn>氧化锰结合态Zn>交换态Zn。在小麦不同生育时期...

【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...

针对华北平原冬小麦-夏玉米轮作体系存在过量的水、氮投入问题,本研究于2008-2010年在河北吴桥设置了传统水氮、传统水氮调整、节水减氮和最少水氮4个水氮模式,以分析减少水氮投入后冬小麦-夏玉米体系的产量、氮素利用和土壤氮残留情况。结果表明:与传统水氮相比,节水减氮模式的氮肥投入量下降55%,水分投入量下降36.6%,而产量与传统模式无显著差异;节水减氮模式下氮肥偏生产力为60.17 kg/kg,2 m土体土壤硝态氮残留量仅为99.3 kg/hm2。与传统水氮相比,周年施氮108 kg/hm2的最少水氮模式,周年总产量下降13%,氮肥偏生产力为78.96 kg/kg,土壤硝态氮残留量下降到42...

【目的】研究陕西关中冬小麦/夏玉米区土壤磷素分布特征及近30年农田土壤有效磷变化,对维持和提高土壤质量和土地生产力,合理施磷和减磷增效具有重要意义。【方法】利用2011年在陕西关中平原冬小麦/夏玉米种植区选择的10个典型县、区采集的458个土壤样本,通过与1980年土壤普查土壤有效磷含量数据的比对,分析近30年来陕西关中农田耕层土壤有效磷的变化及当前土壤磷库分布特征。【结果】30年来该区农田耕层土壤有效磷含量整体呈显著上升,宝鸡市、咸阳市和渭南市的平均有效磷含量分别为26.09、27.50和21.53 mg·kg~(-1),与第二次土壤普查有效磷含量结果相比,增幅分别达334.83%、276.71%和231.23%。高有效磷等级地块的比例均有大幅度增加,其中以有效磷含量15—30 mg·kg~(-1)的增幅最大,有效磷含量37mg·kg~(-1)的累积分布概率超过20%,水溶性磷含量>2 mg·kg~(-1)的累积分布概率超过22%,存在较高的水环境污染风险。【结论】长期集约化高强度种植条件下含磷肥料的过量施用显著提高了土壤有效磷含量。从保护环境和合理利用有限的磷资源角度考虑,应合理调控磷肥施用,做到因土施肥,因需供肥。

在河北省无极县壤土地上连续五年的不同施氮量定位试验研究的结果表明,在小麦玉米一体化生产中,土壤作物系统中作物对氮素的吸收和积累,土壤对氮素的积累以及氮素损失与施肥之间有密切关系。低水平施氮虽然氮的利用率高,但作物产量低,土壤养分被掠夺吸收;高水平施氮会造成作物对氮素的奢侈吸收而导致减产,土壤氮积累增加,淋溶损失增加,氮素利用率降低。按常年最高产量施氮量施入氮素,既能保持作物的持续高产,又不会造成作物对氮素养分的奢侈吸收和作物对土壤氮素养分的掠夺吸收,而且不会引起氮素在土壤中的大量积累或损失。五年试验结果显示,氮肥(包括有机氮)总利用率达76％,尿素氮总利用率达72％,土壤积累率小于5％,氮损失...

【目的】评价长期不同施肥处理土壤中氮素固持、供应和损失情况。【方法】以连续19年不施肥(NF)、施用化学氮、磷、钾肥(NPK)和有机肥与化学氮、磷、钾配施(MNPK)田间定位试验处理为对象,设置施氮和未施氮微区,研究了小麦生长期间土壤矿质态氮、土壤微生物量氮(SMBN)及小麦氮素吸收的动态变化。【结果】施用氮肥显著提高长期不施肥土壤(NF)矿质态氮含量(P<0.05),但对MNPK...