采用典型区域田间试验结合生物地球化学模型(DNDC模型),以上海市崇明岛为例对稻麦轮作系统作物产量和温室气体排放进行了模拟研究。结果表明:DNDC模型能较好地模拟田间实测到的稻麦轮作系统温室气体排放通量。在常规用量的80%～150%之间增施氮肥对作物产量无显著增加,但稻麦轮作系统综合温室效应呈递增趋势。东滩农业园区稻麦轮作系统最优施氮量为常规用量的62.98%,此时单位产量增温潜势(Global WarmingPotential,GWP)最小,作物产量为12 877.5kg/(hm2.a),综合温室效应较常规施氮降低36.70%。长江下游地区稻麦两熟制农业生态系统能够通过合理控制农田氮肥用量减...

以宜香优2115为材料,采用二因素裂区设计:主区设小麦或油菜秸秆全量翻埋还田(M_1)和秸秆不还田对照(M_0);副区设4个氮肥管理,不施氮(N_0),基肥、分蘖肥、促花肥、保花肥氮肥施用比例为10∶0∶0∶0(N_1),基肥、分蘖肥、促花肥、保花肥氮肥施用比例为3∶3∶2∶2(N_2),基肥、分蘖肥、促花肥、保花肥氮肥施用比例为2∶2∶3∶3(N_3),研究秸秆还田和氮肥管理对直播稻的光合特性、干物质积累及产量的影响。结果表明:麦–稻或油–稻轮作下,氮肥管理对直播稻主要生育时期的干物质积累、光合特性及产量均存在显著或极显著的调控效应,秸秆还田显著影响水稻拔节期、齐穗期的叶面积指数(LAI)及群体干物质积累,同时油–稻轮作下其调控效应高于麦–稻轮作模式。秸秆不还田时,配合N_3施肥方式,可有效提高直播稻结实期剑叶净光合速率、SPAD值和叶面积指数,延缓叶片衰老,且在拔节期至成熟期间保持较高的群体生长率,干物质积累优势明显;秸秆还田下,配以基肥、分蘖肥、促花肥、保花肥氮肥施用比例为3∶3∶2∶2的管理模式,麦茬或油茬直播稻群体构建合理,结实期剑叶光合能力强,有效穗、每穗粒数较多,表现高产,产量最高可达10 090、10 693 kg/hm~2。综合分析,麦–稻或油–稻轮作下秸秆还田,配合基肥、分蘖肥、促花肥、保花肥氮肥施用比例为3∶3∶2∶2的氮肥管理模式,能实现直播稻的高产稳产。

采用田间试验,研究成都平原水稻-小麦轮作下常规施肥和优化施肥对系统生产力、氮素利用及氮素平衡的影响。结果表明:优化施肥显著提高小麦、水稻产量和系统生产力,分别比常规施肥提高15.04%、20.35%和18.37%;优化施肥促进作物籽粒对氮素吸收利用,提高肥料利用率,优化施肥处理小麦氮肥利用率为28.19%,水稻为48.89%,分别比常规施肥提高11.29%和9.06%;水稻小麦轮作下,常规施肥和优化施肥处理土壤氮素盈余量分别为82.89和95.34 kg/hm2,无肥处理亏缺量为-89.04kg/hm2;氮素损失是土壤-植物体系中氮肥去向的主要形式,优化施肥显著降低小麦季氮素损失。

研究运用分层随机抽样法,在常州市武进区开展农户问卷调查,并利用统计软件对问卷信息进行整理和分析,得到主要结论如下:①太湖流域稻麦轮作系统稻季平均施氮量为310.91 kg.hm-2,麦季平均施氮量为202.18 kg.hm-2,一年两季作物平均施氮量为513.09 kg.hm-2,氮肥过量施用现象主要存在于稻季;②施氮肥对水稻和冬小麦都具有较好的增产作用,但是当施氮量达到一定值后,水稻和冬小麦的产量、氮素累积量、氮肥农学利用率和氮肥吸收利用率都出现下降的趋势;③太湖流域稻麦轮作系统土地氮剩余量和面源氮排放量随着施氮量的增加而持续增加,在目前的氮肥施入水平下一年两季作物的氮素流失量约为41.26...

为探究和利用高固碳、低排放的农业管理措施，以华北平原夏玉米生产为研究对象，采用大田试验和生命周期评价方法，设置对照(CK)、低氮肥(LF)、适宜氮肥(SU)、减排(适宜氮肥+抑制剂，ER)以及高氮肥(HF)5种施氮处理，定量评估夏玉米生产全过程中的土壤排放温室气体增温潜势(GWP_(Soil))、农业投入增温潜势(GWP_(Indirect))、净初级生产力增温潜势(GWP_(NPP))、净综合增温潜势(Net GWP)和农田经济效益。结果表明：不同处理总排放增温潜势(GWP_(Soil)+GWP_(Indirect))为10 831.3～14 301.9 kg/hm~2(以CO_2当量计),由高到低依次为HF>SU>LF>ER>CK;HF的GWP_(Soil)及GWP_(Indirect)均为最高，较CK处理分别高10.9%和153.3%;GWP_(Soil)对总排放量的贡献较大(>70%),农业投入中肥料对GWP_(Indirect)的贡献最大，为54.1%～69.7%(CK除外),灌溉次之；华北平原夏玉米农田Net GWP为负值，是大气的碳汇，SU和ER处理Net GWP最大，绝对值分别较CK处理高18.1%和17.9%。综上，ER和SU处理净利润最高，属于高收益-高固碳种植管理模式，但ER与SU处理相比，ER的GWP_(Soil)降低了8.7%,更有利于温室气体减排，适合作为绿色农业发展模式在华北平原推广。

【目的】在中国多熟制农作生态系统条件下,农田中氮素的低有效度是阻碍作物高产和导致环境问题的重要因素。本项研究旨在跟踪稻麦轮作体系中化学氮肥与有机作物残茬(专指作物地上部秸秆)的氮素去向,为农田氮素的可持续管理提供理论依据。【方法】采用随机区组设计的田间多重复小区内设置15N同位素示踪微区的连续跟踪试验的方法。【结果】在施用化学氮肥的基础上无论作物残茬是取出还是还田,肥料对作物吸氮的贡献率为17.17%(16.55%—17.79%),而施用作物残茬的相应值为12.01%,即作物吸氮有82.83%或87.99%来源于土壤氮库。化学氮肥和作物残茬的作物氮素回收显示截然不同的模式:作物对化肥氮的回收呈...

【目的】明确在稻麦轮作条件下,肥料管理对太湖地区稻麦轮作田杂草群落的影响特征和方式。【方法】在水稻收获后,对长期不同肥料处理小区,具体包括不施肥(CK),仅施氮肥(N),施氮钾肥(NK),施磷钾肥(PK),施氮磷肥(NP)和均衡施肥(NPK),进行杂草群落调查。分析杂草密度、多样性指数Shannon-H’,均匀度指数Pielou-EJ和丰富度指数Margalef-DMG,并进行主成分和回归分析。【结果】杂草总密度的排列次序为NP>CK>N>NK>NPK,稻槎菜,牛繁缕,菵草和大巢菜是主要农田杂草。氮磷养分亏缺提高了杂草多样性,Shannon-H’指数排序为CK>NK>PK>N>NP>NPK。主...

【目的】通过总结分析长期施肥处理下紫色土稻麦轮作土壤有效磷的变化特征,以及土壤磷素变化对作物产量的影响,为紫色土稻麦轮作磷素管理提供理论依据。【方法】依托国家肥力监测网紫色土肥力监测试验站27年的稻麦轮作定位试验,选取10种不同施肥处理:CK处理(只种作物不施肥);N、NP、NK、PK、NPK为不同氮(N)、磷(P)、钾(K)化肥配施处理;M、NPKS、NPKM、1.5NPK+M为有机肥(M)、秸秆还田(S)及其与化肥配施处理。试验数据涵盖1991—2018年,测定不同施肥处理下土壤有效磷含量和作物产量,计算100 kg籽粒磷素吸收量和磷肥利用率,分析土壤磷素变化对累积磷盈亏的响应,采用不同模型计算土壤磷素农学阈值。【结果】长期施用磷肥能够显著提高土壤有效磷含量,各施磷处理有效磷年均增量为0.80—2.32 mg·kg~(-1);而不施磷处理CK、N、NK和单施有机肥处理M的土壤有效磷含量则逐年下降至平稳状态。不施磷处理土壤磷素一直处于亏缺状态,施磷各处理27年后土壤累积磷盈余量为244.8—698.2 kg P·hm~(-2),其中1.5NPK+M处理累积磷盈余量最高;施磷处理土壤累积盈余量与土壤Olsen-P增量呈显著线性相关,土壤每盈余磷100 kg·hm~(-2),土壤有效磷含量提高4.27—6.5 mg·kg~(-1)。磷肥施用能显著提升稻麦轮作系统作物产量和吸磷量,100 kg水稻籽粒需磷量为0.17—0.41 kg,100 kg小麦籽粒需磷量为0.25—0.57 kg;试验各处理的磷肥利用率为10.3%—39.7%;4种模型(线性-平台模型、双直线模型、BoxLucas模型和米切里西模型)均能较好地拟合作物产量与紫色土有效磷含量的响应关系,其中双直线模型的拟合度最好,其计算的水稻和小麦的土壤有效磷农学阈值分别为13.28和9.93 mg·kg~(-1)。【结论】在紫色土水稻-小麦轮作体系中,合理施用磷肥能显著提高作物吸磷量、产量以及土壤有效磷含量。推荐双直线模型用于计算紫色土稻麦轮作体系下土壤有效磷的农学阈值,生产上应根据土壤有效磷含量及其农学阈值调整磷肥施用量。

【目的】针对环渤海区域冬小麦/夏玉米轮作系统氮肥施用量过大,环境效应逐渐增大的实际情况,研究不同氮肥施用量下长期和区域环境效应,明确冬小麦/夏玉米的减氮潜力和区域。【方法】利用定位试验和生物地球化学模型相结合的研究方法。【结果】冬小麦/夏玉米不同氮素施用量15年的模拟结果表明,随着氮肥施用量的增加,作物产量逐渐增加,到两季作物施氮量达到240—300 kg N.hm-2以上时,作物产量增加能力有限,而氮淋溶损失量则逐渐加大,土壤中残留的无机氮素也逐渐增加。与当前区域氮肥施用量364×104t相比,区域氮肥总量减少30%和优化施肥两种调控方案下环渤海地区总氮素平衡的各个输出项都有不同程度的降低,...

本试验采用连续两个轮作周期的稻麦轮作定位试验,研究了氮肥减施对作物氮素吸收、利用和土壤氮素平衡的影响。结果表明,在传统推荐施肥(小麦N 195 kg/hm2,水稻210 kg/hm2,均按底肥40%、分蘖肥30%、拔节肥30%分3次施用)的基础上,氮量减施20%,并配合综合调控技术措施,产量并没有降低,而且氮肥表观利用率、农学利用率、氮肥偏生产力和贡献率均得到提高。氮素在作物体内累积随着施量的提高而提高,土壤无机氮残留量和氮素表观损失也有相同的规律。生产相同数量的籽粒产量的需氮量小麦高于水稻,而氮素表观损失,则水稻高于小麦。

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。

分别在缺钾的宁镇丘陵区白土与太湖平原地区低位白土类型水稻土上进行的钾肥试验表明:一季钾肥(KCI)最佳用量为150～300kg/hm~2。当季小麦可增产16.8%～22.6%:随着钾肥用量的增加。单位钾肥的谷物增产量及当季钾肥利用率随之下降;但4～6季稻麦的钾肥总利用率为90.3%～98.6%,钾肥具有明显的后效,肥料钾在土层中淋移较少,淋移程度与施钾量及剖面质地有关.相同品种和管理措施下,在不施钾情况下,作物吸钾量与产量均随种植次数增加而明显降低.

以太湖地区的常熟市为试验区,选择不同土壤类型的农田,设置不同氮肥水平田间小区试验与微区试验,对稻麦轮作下作物产量的氮肥效应及田间适宜施氮量进行了研究。结果表明,无论是水稻,还是小麦,随施氮量增加,作物氮肥农学利用效率均下降。2年多点田间试验结果显示,该地区水稻的区域平均适宜施氮量为(176±24.2)kg.hm-2,小麦为(228±27.1)kg.hm-2。研究结果还表明,在该地区大义黄泥土上,水稻(品种4007)兼顾生产、生态和经济效益比较合理的施氮量为171~204 kg.hm-2。

【目的】探究3种主要水旱轮作系统下，优化施肥对当季稻田NH3挥发及氮素利用率的影响。【方法】试验设置水稻-小麦、水稻蔬菜与水稻冬闲田3种水旱轮作系统，每种轮作系统下设农民习惯施肥方式（FFP）和优化施肥方式（OPT） 2种施肥处理，以不施肥处理为对照（CK），其中农民习惯施肥方式氮肥以基肥与分蘖肥施用量比例5∶5施入，优化施肥方式氮肥以基肥、分蘖肥、穗肥施用量比例5∶3∶2施入。于2015─2016年，采用传统抽气密闭室法，田间原位监测了不同处理以及4个环境因子（田面水NH+4-N质量浓度、水层pH、

[目的]构建多元主体协同的农作物秸秆综合利用体系。[方法]基于江苏省海安市与淮安市洪泽区秸秆综合利用典型模式，采用案例分析与对比分析的办法，对秸秆离田综合利用各环节的利益联结机制、政府政策支持等进行系统分析。[结果]海安模式相对传统化，兼顾小农户的秸秆收集利用，但需要资源化利用技术与产业的进一步支撑，更离不开政府的政策支持。洪泽模式相对现代化，主要针对规模种植户的秸秆收集利用，效率高、利于田间管理，但农户、企业利益分配不平衡，企业承担的风险较大，不利于持续稳定发展。[结论]多元主体协同的秸秆离田综合利用体系构建需满足三个条件：一是不同主体具有实施目标的一致性；二是实现基于利益驱动的多元主体协同；三是政府与市场应有清晰的边界。同时，还需得到政府支持，如在提高秸秆机械化还田利用效果的前提下，解决好秸秆离田问题、支持各类利用企业拓展多元利用的途径、促进秸秆资源化、创新与应用高值化利用关键技术等。