针对近年来华北平原水肥投入不断增加而小麦单产徘徊不前的局面,本研究对山东省惠民县小麦的施肥现状和影响小麦产量的主要因素进行了调查。结果表明,研究地区小麦季农民习惯的氮磷钾肥投入量在不同农户间差异较大,平均为424 kg/hm2N,226 kg/hm2P2O5,88 kg/hm2K2O,其中氮磷肥用量已远超过同期作物养分消耗量。在现有的小麦产量水平和施肥水平条件下,土壤有机质含量和亩穗数对小麦产量的贡献最大,其次为土壤速效磷含量和穗粒数,土壤速效钾和千粒重与小麦籽粒产量没有明显相关性。由于过量氮磷肥施用和高的土壤速效钾含量,不同农户间施肥量的差异对小麦产量影响较小。

【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。

为探究施用生物炭对华北平原农田土壤水分和冬小麦籽粒产量的影响,于2014—2017年在中国农业大学吴桥实验站设置施用生物炭7 200(BH)、3 600(BM)、1 800(BL)和0kg/hm~2(CK)4个处理。结果表明:与CK处理相比,BH、BM和BL处理3年平均增产分别为1.84%、7.28%和5.03%,并且降低了耗水量,水分利用效率分别提高5.96%～14.86%、9.42%～19.18%和5.96%～13.50%。同时施用生物炭增加了土壤含水量,与CK处理相比,土壤上层0～60cm BM处理增幅最大;中层60～120cm和下层120～200cm均为BL处理增幅最大(P

通过田间试验,采用大口径根钻取样研究了华北平原冬小麦根系生长的基本规律及其氮、磷肥和水分对根系生长的影响.结果表明,冬小麦根系生长时间分布规律是冬前较快,越冬不停,拔节至抽穗最快,抽穗后生长减缓并达到最大;根长和根重的增长遵循Logistic模型.空间分布规律是:冬小麦根系随土层深度的分布,无论是根长还是根重都是由上到下逐渐减少,遵循指数递减模型.施用氮肥和磷肥能显著促进冬小麦根系的生长.水分亏缺限制冬小麦根系的生长,但使根系分布下移.灌溉不仅能促进小麦根系前期的生长,而且可以延缓小麦根系后期的衰亡.

【目的】在氮磷钾合理供应前提下,研究华北平原冬小麦肥料氮的去向。【方法】采用微区试验的方法,供给小麦高丰度的15N,在小麦收获时,测定15N的去向。【结果】冬小麦吸收的氮素来自肥料的比例为26.6%—33.6%,对土壤氮的依赖程度在66%以上。肥料氮施入土壤后,小麦当季利用率为22.1%—32.4%,当季肥料氮的土壤残留率约占施氮量的29.6%—56.3%,其中60.3%—76.5%集中在0—40 cm土层,在土壤剖面中的残留率随土层深度增加而迅速降低。【结论】小麦生育期吸收的氮素66%以上来自土壤,氮肥当季平均利用率为28.2%,约40%的肥料残留在土壤中,成为土壤氮库的补充。

【目的】研究长期施肥处理对华北平原潮土作物产量及稳定性的影响,为维持田块尺度粮食高产、稳产、高效提供指导。【方法】采用长期定位试验中不同肥料处理与多种稳定性指数方法分析作物产量效应及稳定性。【结果】经过7年定位施肥试验,CK、P2K2、N2K2和N2P2处理的小麦产量分别为N2P2K2处理的25.5%、34.5%、43.3%和83.2%;玉米产量分别为42.3%、52.7%、70.6%和76.2%;不施氮肥,土壤氮自然供给力第1年降到59%,第2年为43%,此后稳定在40%左右;不施磷肥,土壤磷自然供给力第1年降至72%,第3年为55%,之后保持在55%左右;不施钾肥,土壤钾自然供给力第1年降...

以保护性耕作长期定位试验为研究对象,比较分析了华北平原保护性耕作与传统耕作冬小麦田土壤水分的动态变化、作物耗水量、水分利用效率及作物产量。结果表明:免耕冬小麦田0~180 cm土壤含水量高于翻耕,随土层深度的加深含水量之间差异减少。土体0~30 cm贮水量呈波浪状变化,其中免耕具有很好的蓄水保墒作用;耕作处理之间0~180 cm的土体贮水量虽无显著差异,但免耕处理土体贮水量高于翻耕,秸秆还田高于无秸秆处理。秸秆直立免耕(ZT1)处理作物耗水量最少,分别比翻耕(CT),翻耕+秸秆还田(CTR),旋耕+秸秆还田(RTR),秸秆粉碎免耕(ZT2)少消耗3.8,39.6,55.8,61.8 mm的水分...

通过对叶面积指数、生物量、水分利用效率、灌浆速率等数据的分析发现:拔节期胁迫对冬小麦的产量和水分利用效率有一定的影响;充分灌水处理生物产量较高但是水分利用效率低;不同生育期水分胁迫的处理对土壤储水量的消耗有明显的不同最大相差143.3mm;以棵间蒸发形式消耗的无效耗水也有明显的差异,最多相差20mm。

水足迹概念将水问题拓展到了社会经济领域,是当前测度人类活动对水资源系统影响的理想指标。本文借助水足迹的概念,计算了华北平原地区(河北、北京、天津)小麦、玉米的虚拟水含量及其生长生产水足迹,并就绿水的重要性和灰水对环境的不利影响进行了相关分析。结果显示:2007年华北平原主要地区小麦虚拟水含量为1.054m3/㎏,生长用水以蓝水为主;玉米虚拟水含量为0.808m3/㎏,生长用水以绿水为主;小麦生产水足迹为172×108m3,其中绿水足迹30.85×108m3,蓝水足迹102.5×108m3,灰水足迹38.65×108m3;玉米生产水足迹为173.07×108m3,其中绿水足迹101.06×108...

利用华北平原49个气象站点的逐日气象数据和24个农业气象试验站的物候期数据,分析了1961—2010年冬小麦营养生长期、并进期、生殖生长期和全生育期的生长度日(Growing degree days,GDD)、高温度日(Killing degree days,KDD)、降水量及其气候倾向率的时空变化特征。研究表明,1)华北平原冬小麦全生育期GDD各省间差异不显著,但其他各生育期各省间空间分布差异显著(P<0.05),华北平原所有地区GDD的气候倾向率均呈正值,高值主要分布在山东东部(莱阳市和烟台市等)、河南东南部(信阳市和固始市等)一带;2)华北平原冬小麦各生育期KDD各省间差异不显著,营养生...

本文以河北省和山东省的3个农业县8个村200个农户的调查资料为依据,通过建立Logit二元选择模型对农户在种植粮食作物时降低氮肥施用量的意愿及其影响因素进行分析。研究结果表明,影响农户降低氮肥施用量意愿的因素除了家庭收入、农业劳动力文化程度等基本的特征变量外,还主要有农户对化肥施用是否过量和化肥施用是否有污染的认识、是否接受过农业推广站提供的施肥指导、是否施用有机肥以及农户对待风险的态度等多方面因素的影响。基于这些实证研究结果,本文提出引导农户合理施肥、降低氮肥施用量的相关政策建议。

本文以2006年对河北省和山东省200个农户的调查资料为依据,通过建立双对数模型,对华北平原农户冬小麦和夏玉米两种粮食作物化肥施用量及其影响因素进行分析。研究结果表明,华北平原农户存在化肥施用过量倾向,而影响农户粮食作物化肥施用量的因素除了化肥价格、家庭非农收入、农业劳动力文化程度等基本的特征变量外,还主要有土壤质量、农户粮食作物种植目的、农户是否接受过农业推广站提供的施肥指导、是否施用有机肥以及农户对待风险的态度等多方面因素的影响。

为了探讨非石灰性潮土长期施肥对小麦-玉米氮素利用及产量品质的影响,基于连续进行36年的长期定位施肥试验,利用15N示踪法研究了长期施有机肥及其配施氮肥对小麦-玉米氮素吸收利用及产量品质的影响。结果表明:长期施用低量有机肥(M1)氮素利用率最高为53.15%,其次为低有机肥配施低氮(M1N1)处理51.52%,分别比对照(CK)增加了24.33%,20.51%;长期施用高量有机肥配施高量氮肥(M2N2)处理,氮素残留率最高为40.07%,其次为高量有机肥配施低量氮肥(M2N1)为37.07%,分别比CK增加了42.5%,31.83%;单施低量有机肥(M1)处理的氮素损失率最低为10.84%,比C...

奶牛粪便富含植物营养物质，制作粪肥还田对提高土壤养分、改善土壤质量、提高作物产量以及解决牛场环境污染均具有重要的意义。文章设计了空白（ＣＫ）、习惯施肥（ＮＰＫ）和不同粪肥量Ｍ３０、Ｍ６０、Ｍ１２０、Ｍ２４０处理，开展不同施肥模式对小麦玉米产量、土壤肥力及硝态氮残留等方面的研究。研究结果表明，连续施用两年粪肥后，粪肥施用量较高的Ｍ１２０、Ｍ２４０处理小麦玉米籽粒产量、秸秆产量、土壤全氮和速效钾含量均高于ＮＰＫ处理；施用粪肥均提高土壤有机质和速效磷的含量。施用粪肥与常规施肥相比，在０～２００ＣＭ的土壤剖面上ＮＯ～－＿３－Ｎ分布特征完全不同，施用粪肥各处理土壤ＮＯ～－＿３－Ｎ除在耕层含量较高外，耕层．．．

化肥施用水平可以从农学、经济学和生态环境学三个角度进行衡量,但三者的衡量标准存在差异。本文在讨论和比较上述三种角度的化肥施用水平的基础上,以实地调研获得的山东、河南、河北三省小麦数据资料为依据,重点从经济学角度出发,以成本最小化原理为基础,利用C-D函数对华北平原小麦生产中化肥施用量进行测算和评价。实证结果表明,三省总化肥施用经济过量程度达到116.04%,氮肥、磷肥和钾肥均存在不同程度的经济过量施用。