【目的】探讨周年不同氮磷钾配施对砂姜黑土麦玉轮作体系产量及养分利用效率的影响,明确适宜豫东南砂姜黑土麦玉一体化种植的氮磷钾配施模式。【方法】于2012—2014年连续两年在河南省周口市商水县典型砂姜黑土区设置氮磷钾不同配施大田定位试验,研究磷钾肥总用量不变、2种氮用量投入水平下麦玉两季磷钾配施模式对冬小麦-夏玉米轮作种植体系氮、磷、钾养分吸收利用及产量的调控效应。其中,氮肥设全年用量360.00kg·hm(-2)和540.00 kg·hm(-2)两个梯度,磷钾肥总量不变,设计4种配施方式,即麦季全磷玉米全

【目的】探讨耕作方式与灌水次数对砂姜黑土冬小麦水分利用和籽粒产量的影响,明确适宜砂姜黑土区冬小麦产量和水分利用效率同步提高的耕作与灌水处理组合模式。【方法】于2015—2017年连续2个冬小麦生长季,在豫东南砂姜土区设置旋耕(RT)、深松(SS)2种耕作方式为主处理和拔节期+开花期灌2次水(W2)、拔节期灌1次水(W1)、全生育期不灌水(W0)3种灌水为副处理的二因素裂区试验,深入研究耕作方式与灌水次数的主效应及其互作效应对砂姜黑土冬小麦水分利用和籽粒产量的影响。【结果】耕作与灌水对砂姜黑土麦田耗水特性、水分利用效率及籽粒产量均具有明显的调控效应。SS较RT处理可显著增加土壤贮水消耗,有利于提高自然降水和灌溉水的利用效率,与RT相比,两年度SS处理的土壤平均贮水消耗量、降水、灌水利用效率分别提高13.69%、7.03%、6.51%;增加灌溉虽可明显增加冬小麦田间耗水量,但过多灌溉致使水分利用效率降低,两年度W2较W1、W0的水分利用效率平均值分别下降18.85%、16.69%。SS处理的籽粒产量显著高于RT处理,且以深松+拔节期灌1水处理组合SSW1的产量最高。相同耕作方式下,随灌水次数的增加,千粒重呈降低趋势,成穗数呈增加趋势;两年度穗粒数变化总体随灌水次数的增加呈先升后降的变化规律。耕作方式主要通过调控千粒重影响产量,灌水次数则主要通过调控穗粒数和千粒重而影响产量,但灌水过多会抑制穗粒数和千粒重的提高。【结论】综合考虑耕作方式与灌水次数对冬小麦水分利用和籽粒产量的调控效应,深松+拔节期灌1水处理组合SSW1可作为适宜豫东南砂姜黑土区冬小麦产量和水分利用效率同步提高的耕作与灌水处理组合模式。

为探究太湖地区稻麦轮作区秸秆还田与化肥、牛粪堆肥配合施用下水稻和小麦产量以及氮素利用情况,通过大田试验比较不同施肥方式,即不施肥(CK)、单施化肥(CF,当地常规施用量)、70%CF+牛粪堆肥(OMCF)、CF+秸秆全量还田(CF+S)和OMCF+秸秆全量还田(OMCF+S)对稻麦产量及氮素吸收利用的影响。结果表明:稻麦产量从大到小的处理依次为OMCF+S、CF+S、OMCF、CF、CK。与CF处理相比,施用有机肥料提高了库容量和千粒质量,促进了干物质和氮素在作物生育后期的积累,并提高了干物质和氮素在籽粒中的分配比例,使生物产量更多地转化为经济产量;施用有机肥料还有利于营养器官中氮素的转运,从...

【目的】研究深松(耕)方式对砂姜黑土耕层特性、作物产量、水分利用效率和经济效益的影响,筛选砂姜黑土区适宜的土壤耕作制度,为构建砂姜黑土合理耕层提供依据。【方法】试验设置5个冬小麦-夏玉米周年耕作处理,分别为秋季旋耕+夏季免耕(ART+SNT,对照)、秋季深松+夏季免耕(ASS+SNT)、秋季深耕+夏季免耕(ADMP+SNT)、秋季深耕+夏季下位深松(ADMP+SSSS)和秋季深耕+夏季侧位深松(ADMP+SSSL)。研究深松(耕)方式对冬小麦-夏玉米土壤物理特性、根系形态、作物产量和水分利用效率的影响。【结果】深松(耕)显著降低了土壤紧实度和土壤三相比R值,促进了冬小麦和夏玉米根系生长,提高了作物产量和水分利用效率,且深耕的效应大于深松,在冬小麦季深松(耕)的影响大于夏玉米季。与秋季旋耕+夏季免耕相比,秋季深松(耕)土壤紧实度降低20.9%,土壤三相比R值降低12.9%,作物根系干重密度增加29.8%,冬小麦、夏玉米及周年总产分别增加22.0%、8.8%和15.2%,冬小麦季、夏玉米季及周年水分利用效率分别增加18.2%、7.9%和14.0%,经济效益增加19.8%。秋季深耕+夏季深松对土壤耕层特性的改良效果优于单一秋季深松(耕),其作物根系生长、产量和水分利用效率均高于单一秋季深松(耕)。与单一秋季深松(耕)相比,秋季深耕+夏季深松(ADMP+SSS)土壤紧实度和土壤三相比R值降低5.6%和15.0%,作物增产4.4%,水分利用效率和经济效益增加4.0%和3.3%。5个处理中,以秋季深耕+夏季侧位深松对土壤耕层特性的改良效果最好,作物根系生长量、产量和水分利用效率最高。秋季深耕+夏季侧位深松土壤紧实度和土壤三相比R值比秋季旋耕+夏季免耕分别降低28.4%和26.6%,夏玉米根长、根系表面积、根系体积和根系干重密度分别增加67.0%、45.3%、23.1%和49.5%。秋季深耕+夏季侧位深松冬小麦、夏玉米和周年作物产量比秋季深耕+夏季免耕分别增加5.5%、3.4%和4.4%,比秋季旋耕+夏季免耕分别增加27.8%、11.6%和19.4%;冬小麦季、夏玉米季及周年水分利用效率比秋季深耕+夏季免耕分别增加3.7%、3.5%和4.1%,比秋季旋耕+夏季免耕分别增加20.9%、10.7%和18.1%;经济效益比秋季旋耕+夏季免耕增加24.4%。【结论】秋季深耕+夏季深松的作物产量和水分利用效率均高于单一秋季深松(耕)。在5个不同的深松(耕)方式处理中,秋季深耕+夏季侧位深松的产量和水分利用效率最高,是砂姜黑土区适宜的深松(耕)方式。

【目的】定量研究华北地区冬小麦-夏玉米轮作节水体系的水分周年利用特征。【方法】在大田条件下,通过在小麦季设不灌水(W0)、拔节水(W1)、拔节水+扬花水(W2)和起身水+孕穗水+扬花水+灌浆水(W4)4个水分处理,进行了两个周期的研究。【结果】(1)小麦产量和周年最高产量两年分别在节水灌溉处理W1和W2获得,玉米产量在不同处理间无显著差异。小麦水分利用效率(WUE)与产量的表现相似,玉米WUE显著高于小麦,并随灌水量的增加显著降低;周年WUE则在W0或W1处理最高,而后随灌水量的增加显著降低。(2)W4处理的2 m土体土壤水分含量在各个阶段没有明显变化,其它处理则随小麦生育进程而不断降低(即土...

为了在淮北砂姜黑土区推广小麦玉米秸秆全量还田技术,采用大田定位试验,设置小麦玉米秸秆不还田、小麦玉米秸秆单季还田和小麦玉米秸秆两季还田4种秸秆还田方式,研究了小麦、玉米秸秆全量粉碎还田对机播夏玉米出苗、生育、产量和水分利用效率的影响。结果表明:小麦玉米秸秆两季还田处理2008和2009年玉米出苗数分别比对照高3.25%和11.98%;出苗均匀度、株高整齐度、幼苗素质和耕层土壤含水率均高于对照,最终2008和2009年玉米产量分别较对照提高了7.92%、9.51%,土壤水分利用效率分别提高了8.15%、9.48%。可见,砂姜黑土区小麦玉米秸秆两季全量还田有利于玉米生长发育,提高籽粒产量。

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。

2004～2009年,在成都平原麦稻轮作区研究了不同周年耕作模式(周年翻耕无秸秆还田、小麦免耕稻草覆盖还田+水稻旋耕无秸秆还田、麦稻周年免耕秸秆全量还田、麦稻周年垄作免耕秸秆全量还田)对作物产量和土壤特性的影响。结果表明,不同模式间小麦产量差异较小,水稻产量差异较大;免旋结合稻草覆盖还田模式年际间水稻产量较其他模式稳定。麦稻关键生育阶段0～30 cm土层速效养分含量模式间差异较小;免旋结合稻草覆盖利于土壤表层有机质积累。周年免耕秸秆全量还田模式20 cm处紧实度降低,渗水速率增大,保水性能下降。研究结果说明,不同耕作模式下土壤养分供给能力不是影响作物产量的主要因素,因土壤物理性质变化导致水分下...

为研究不同配方复合肥在夏玉米上一次性施用的效果，采用大田试验，设置30-5-5、33-5-8、28-7-9、27-7-12、28-11-10、29-6-10配方处理，分析其对玉米产量和构成因素、穗部性状、养分累积量、养分利用效率和经济效益的影响。结果显示，4个减氮增磷钾配方（28-7-9、27-7-12、28-11-10、29-6-10）玉米籽粒产量均超过10.5 t/hm~2，比高氮配方33-5-8和30-5-5分别增产6.3%～9.5%和7.0%～10.2%。与2个高氮配方相比，其余4个减氮增磷钾配方均表现出玉米穗部秃尖长降低、缺粒数减少、结实率提高。减氮增磷钾配方的养分收获指数、内部利用效率和氮肥偏生产力高于高氮配方处理。减氮增磷钾配方的总收益和净收益比配方30-5-5增加4.6%～6.9%和6.1%～9.7%，比配方33-5-8增加9.3%～11.7%和19.3%～23.4%。结果表明，本研究条件下，夏玉米配方肥一次性施用时，减氮增磷钾配方的产量、养分利用效率和经济收益优于高氮配方的。

为探讨砂姜黑土区养分资源高效管理和秸秆资源化利用方式，采用田间定位试验，连续2 a研究化肥减量配施生物炭和秸秆对该区域水稻产量、养分吸收和土壤碳的影响。试验设5个处理：(1)不施肥（CK）；(2)常规施肥（100%NPK）；(3)化肥减量20%(80%NPK)；(4)化肥减量20%+秸秆（80%NPK+S）；(5)化肥减量20%+生物炭（80%NPK+B），测定并分析水稻籽粒产量、地上部生物量、植株氮、磷、钾养分含量、土壤总有机碳（TOC）和微生物量碳（MBC）。结果显示，化肥减量20%配施生物炭或秸秆均有利于提高水稻产量和地上部生物量，且生物炭较秸秆的效果更为显著。化肥减量20%配施生物炭（80%NPK+B）处理的水稻产量和地上部生物量较100%NPK处理分别增加5.2%和4.7%，较80%NPK处理分别增加7.9%和7.2%；化肥减量20%配施秸秆（80%NPK+S）较100%NPK处理的水稻产量和地上部生物量分别增加3.4%和3.0%;80%NPK与100%NPK处理的籽粒和地上部生物量无显著差异；化肥减量20%配施生物炭显著提高了水稻地上部N、P2O5和K2O养分累积量，较100%NPK处理分别提高了10.4%、7.2%和20.0%；化肥减量20%配施秸秆可显著提高氮、钾养分累积量，但却同时显著降低了磷素累积量；化肥减量20%配施生物炭或者秸秆，均有利于改善土壤总有机碳的累积，并且显著提高了土壤微生物量碳的含量，其中生物炭提高土壤总有机碳含量效果优于秸秆，而秸秆提高土壤微生物量碳含量效果优于生物炭。综合来看，在沿淮砂姜黑土区，化肥减量20%配施生物炭或者氮钾减量20%配施秸秆可增加或维持水稻产量，提高水稻对养分的吸收能力，利于固碳培肥。

以莱阳潮土区长期定位秸秆还田小麦－玉米轮作为研究对象，探讨秸秆还田条件下施用氮肥以及单施有机肥对小麦、玉米产量以及籽粒品质的影响。采用氨基酸组成分析法、半微量凯氏定氮法以及残余法，对不同秸秆还田施肥处理下籽粒品质做出分析，得出２季秸秆还田施氮肥（ＷＣＮ）处理小麦、玉米籽粒粗脂肪含量较１季秸秆还田施氮肥（ＷＮ）处理显著提高５．７２％和９．４９％。秸秆所占比例越大越有利于提高籽粒粗脂肪含量。ＷＣＮ处理小麦、玉米籽粒蛋白质含量较２季秸秆还田（ＷＣ）处理显著提高３２．５３％，７２．４４％，表明氮肥所占比例越大越有利于提高蛋白质含量。单施有机肥与２季秸秆还田施氮肥能显著提高小麦、玉米产量。不同秸秆还田处．．．

【目的】探究施氮量对不同轮作模式下油菜产量形成及养分利用的影响。【方法】以甘蓝型油菜品种‘中油杂19’为材料，在湖北黄冈进行大田裂区试验，设置两个轮作模式（稻油轮作，RO；豆油轮作，SO）为主区，4个施氮量（N0,0;N1,90 kg·hm~(-2);N2,180 kg·hm~(-2);N3,270 kg·hm~(-2)）为副区，测定产量构成、干物质积累、农艺性状、养分积累及籽粒品质等相关指标。【结果】（1）豆油轮作油菜籽粒产量显著高于稻油轮作，增加施氮量，不同轮作模式下油菜单株角果数、每角果粒数及千粒重均呈显著上升趋势，与N0相比，在N1、N2和N3处理下，稻油轮作油菜籽粒产量分别增长176.68%、436.49%和835.40%，豆油轮作油菜籽粒产量分别增长123.96%、344.46%和547.25%。豆油轮作较稻油轮作在N0、N1、N2和N3处理下大田籽粒产量分别增长62.09%、31.33%、71.79%和12.21%;(2)成熟期豆油轮作油菜根颈粗、株高、第一有效分枝高度和有效分枝数显著高于稻油轮作，且随施氮量增加不同轮作模式下各农艺性状指标显著增加；各生育期豆油轮作单株油菜根干重及地上部干重显著高于稻油轮作，但根冠比低于稻油轮作，且随施氮量增加，两种轮作模式下苗期后根冠比显著下降；（3）豆油轮作油菜根系、角果壳、茎秆、籽粒氮含量和氮积累量均高于稻油轮作，且随着施氮量增加各部位氮含量和氮积累量显著增加。豆油轮作籽粒氮素表观利用率高于稻油轮作，随施氮量的增加，稻油轮作下氮素表观利用率增加，而豆油轮作氮素表观利用率呈现先上升后下降趋势；（4）与稻油轮作模式相比，相同施氮量下豆油轮作油菜角果壳可溶性糖含量低，而游离氨基酸含量和游离氨基酸含量/可溶性糖含量比值高，随施氮量增加可溶性糖含量降低，游离氨基酸含量和游离氨基酸含量/可溶性糖含量比值增加。因此，豆油轮作油菜籽粒因脂肪酸合成底物受限，含油率低于稻油轮作模式，且随施氮量增加，籽粒含油率在各轮作模式下均显著下降。两年试验结果显示，在270 kg·hm~(-2)施氮量水平时，产油量在两个轮作模式下均达到最大，稻油轮作两年产油量分别为1 678.60和1 665.33 kg·hm~(-2)，豆油轮作两年产油量分别为1 684.03和1 687.10 kg·hm~(-2)，但豆油轮作在180和270 kg·hm~(-2)施氮量下产油量差异不显著。【结论】稻油轮作油菜氮肥施用可控制在270 kg·hm~(-2)左右，而豆油轮作氮肥施用可控制在180 kg·hm~(-2)左右，以保证较高氮肥利用效率，并获得较高产油量。

【目的】研究长期施用化肥钾、秸秆还田、有机肥配施化肥钾结合秸秆还田及其深翻对玉米高粱轮作体系作物钾利用效率、土壤钾形态及非交换性钾释放的影响，为合理使用钾肥和提高钾养分资源高效利用提供理论依据。【方法】于2011—2022年在山西省晋中市进行长期定位试验，共设6个处理：不施肥（CK）、氮磷肥（NP）、氮磷钾肥（NPK）、秸秆还田结合有机肥（MS）、氮磷钾肥配施有机肥结合秸秆还田（NPKMS）、氮磷钾肥配施有机肥结合秸秆还田和深翻（NPKMSD），研究不同施肥处理对作物籽粒产量、地上部钾吸收量、钾利用效率、土壤钾形态和土壤非交换性钾释放特征的影响。【结果】与NP和NPK比较，MS、NPKMS和NPKMSD提高籽粒产量6%—8%，地上部钾吸收量提高22%—43%。NPKMS和NPKMSD处理钾素农学利用效率仅为NPK和MS的50%；施肥改变了土壤剖面钾形态，2022年收获后与CK、NP和NPK处理相比，MS、NPKMS和NPKMSD处理0—20 cm土层速效钾含量分别提高了2.2—2.8倍，缓效钾提高了8%—10%；与NPKMS比较，NPKMSD提高了20—40 cm土层速效钾含量。基于随机森林回归模型分析表明，0—20和20—40 cm土层的速效钾与缓效钾含量能解释地上部钾吸收量的64.1%,0—20 cm土层速效钾、缓效钾含量和20—40 cm土层的速效钾含量是影响植株钾吸收的关键因子。用氯化钙浸提时NPK、MS、NPKMS和NPKMSD处理0—20 cm土层非交换性钾累积释放量分别是NP的1.04、1.77、1.99和1.81倍，柠檬酸浸提时则分别为1.05、1.41、1.85和1.63倍。与NPKMS处理比较，NPKMSD处理20—40 cm土层柠檬酸浸提的非交换性钾累积释放量提高17.8%，而氯化钙浸提对其非交换性钾累积释放量没有显著影响。【结论】与施用相当量的化肥钾比较，秸秆还田和有机肥能明显活化土壤钾，提高土壤有效钾和缓效钾的含量，提高钾肥利用效率。化肥钾配施有机肥结合秸秆还田会造成作物钾奢侈吸收降低钾利用效率。深翻提高根层下土层速效钾含量但对产量影响不显著。秸秆还田和有机肥明显促进土壤非交换性钾的释放速率和累积释放量，长期秸秆还田结合适量有机肥能够替代化学钾肥。

为明确长期单一施肥模式效果间的差异，研究了５种长期定位（３４年）施肥模式对砂姜黑土小麦根系和光合的影响。结果表明，ＣＫ（不施肥）的根系性状表现最差，ＭＮＰＫ（有机肥与化肥配施等氮）与ＨＭＮＰＫ（有机肥与化肥配施高氮）的总根长、总根表面积、总根体积和总根尖数显著高于ＮＰＫ（单施化肥）和Ｍ（单施有机肥）处理，ＮＰＫ与Ｍ间的总根表面积、平均根直径、总根体积差异不显著。长期有机肥与化肥配施（ＭＮＰＫ和ＨＭＮＰＫ）相对于长期单施化肥（ＮＰＫ）和有机肥（Ｍ）能提高小麦上３叶的长宽。在孕穗期，ＭＮＰＫ的光合速率、气孔导度和蒸腾速率最高，但与ＨＭＮＰＫ差异不显著；在灌浆中期（ＭＮＰＫ与ＨＭＮＰＫ发生倒伏），Ｎ．．．

【目的】探究不同磷肥对土壤磷素形态转化及小麦磷素吸收利用效率的影响，为土壤-磷肥-作物体系磷肥精准匹配及高效利用提供理论依据。【方法】在砂姜黑土和红壤上设置不施磷（CK）、施用过磷酸钙（SSP）、钙镁磷肥（FMP）、磷酸二铵（DAP）、重过磷酸钙（TSP）和聚磷酸铵（APP）6个处理，研究小麦拔节期和开花期根际与非根际土壤中磷库转化特征及其与植株体内磷素累积利用的关系。【结果】砂姜黑土施用磷肥后土壤有效磷含量提高194%—662%，不同磷肥处理小麦根际土壤中有效磷含量为APP>TSP>DAP>FMP>SSP>CK处理。施用磷肥显著提升了小麦拔节期和开花期砂姜黑土中H2O-P和NaHCO3-Pi含量，降低Residual-P含量，其中H2O-P和NaHCO3-Pi含量与土壤有效磷含量呈显著正相关，TSP和APP处理在小麦拔节期对NaHCO3-Pi含量提升幅度最大，分别较不施磷提升了41.0和36.0 mg·kg-1。红壤施用磷肥后根际土壤有效磷含量提高84%—791%，其中DAP和TSP处理的土壤有效磷含量显著高于其他磷肥处理，红壤中根际土壤NaHCO3-Pi和NaOH-Pi含量与土壤有效磷含量呈显著正相关，施用磷肥后红壤中NaHCO3-Pi和NaOH-Pi含量分别提高275.2%—848.3%和26.9%—58.3%，其中DAP和TSP处理提升效果最为显著。砂姜黑土和红壤上小麦植株磷素累积量与土壤有效磷含量在小麦拔节期均呈现显著正相关关系，砂姜黑土和红壤小麦植株磷素累积量与土壤有效磷含量在小麦拔节期均呈现显著正相关关系，根际土壤有效磷含量每提高1 mg·kg-1，小麦植株磷素累积量分别提高0.87和0.37 mg/pot。砂姜黑土施用不同磷肥均可显著提高植株磷素累积量，较不施磷提高15.4%—50.9%，其中APP和TSP处理使小麦植株磷素累积量及磷素利用效率较其他磷肥处理显著提高。红壤中施用不同磷肥使磷素累积量和产量分别较不施磷提高123.7%—643.9%和75.5%—337.2%，其中TSP处理的小麦产量、植株磷素累积量和磷素吸收效率较其他磷肥处理均显著提高。【结论】砂姜黑土施用重过磷酸钙和聚磷酸铵显著提高土壤H2O-P和NaHCO3-Pi含量，红壤施用重过磷酸钙和磷酸二铵可显著提高土壤NaHCO3-Pi和NaOH-Pi含量。因此，从提高磷肥利用效率角度考虑，两种土壤均适合施用重过磷酸钙，种植小麦时，砂姜黑土还可推荐施用聚磷酸铵，红壤可选用磷酸二铵。