【目的】明确晋南黄土旱塬冬小麦养分投入现状,为当地旱作冬小麦稳产增产、减肥增效和控制农田面源污染提供理论依据。【方法】通过连续9年对黄土旱塬984个小麦种植户进行施肥调查,采用基于冬小麦产量确定的推荐施肥量,评价农户施肥,分析农户施肥的减肥潜力及其经济和环境效益。【结果】调研农户小麦籽粒平均产量3 711 kg·hm~(-2),其中属于低产(≤3 200 kg·hm~(-2))和中产(3 200—4 220 kg·hm~(-2))的农户比例分别占56.0%和18.1%。农户氮肥、磷肥和钾肥的平均用量分别为292.3 kg N·hm~(-2)、159.8 kg P_2O_5·hm~(-2)和92.0 kg K_2O·hm~(-2)。随着产量水平提高,施肥过量(即高投入+很高投入)的农户比例增加,其中氮肥、磷肥和钾肥施用过量的农户比例分别为68.7%、65.1%和57.9%。在各产量水平投入高和很高的农户减肥潜力较大,其中高投入的农户氮肥、磷肥和钾肥减施量为24.1 kg N·hm~(-2)、12.8 kg P_2O_5·hm~(-2)和6.2 kg K_2O·hm~(-2),减少比例依次为15.9%、16.7%和16.7%;很高投入的农户氮肥、磷肥和钾肥减施量为250.9 kg N·hm~(-2)、205.7 kg P_2O_5·hm~(-2)、124.6 kg K_2O·hm~(-2),减少比例依次为66.5%、76.7%和80.0%。进一步分析表明,高投入和很高投入的农户化肥减施后经济效益可增加251和3 425元/hm~2,即分别增加4.0%和55.0%;高投入的农户氮肥、磷肥和钾肥的农学效率可分别提高18.8%、23.2%和22.1%,很高投入的可分别提高192.5%、321.3%和388.1%;高投入的农户氮肥、磷肥和钾肥的偏生产力可分别提高20.2%、23.7%和19.2%,很高投入的可分别提高210.4%、317.9%和388.1%。同时,合理降低高投入和很高投入的农户施氮量,N_2O排放可分别减少0.3和6.3 kg N_2O·hm~(-2),减少幅度为11.2%和72.5%;NH_3挥发分别减少14.1和90.7 kg NH_3 hm~(-2),减幅为20.8%和62.8%;NO_3~--N淋洗减少3.1和231.1 kg NO_3~--N·hm~(-2),减幅为4.9%和79.6%;整体上,总氮污染物(包括N_2O排放、NH_3挥发和NO_3~--N淋洗)可分别减少17.4和328.1 kg·hm~(-2),减幅13.1%和74.0%,节约氮肥12.5和130.9 kg N·hm~(-2),减少氮肥投入65.0和683.3元/hm~2。【结论】通过基于产量的农户施肥评价、减肥潜力估测、化肥减施后的经济效益和氮化合污染物的减排效应分析,明确了高和很高投入的农户氮磷钾减施潜力分别为24.1—250.9 kg N·hm~(-2)、12.8—205.7 kg P_2O_5·hm~(-2)、6.2—124.6 kg K_2O·hm~(-2),且化肥减施后农户的经济收益提高251—3 425元/hm~2,氮、磷、钾肥的农学效率分别提高18.8%—192.5%、23.2%—321.3%、22.1%—388.1%,同时,氮、磷、钾偏生产力提高20.2%—210.4%、23.7%—317.9%、19.2%—388.1%,还能减少包括N_2O排放、NH_3挥发、NO_3~--N淋洗等总氮污染物的排放17.4—328.1 kg·hm~(-2)。该研究全面系统地揭示了当前旱作小麦生产中存在的资源环境问题、面临的挑战与机遇,为节本、增效的环境友好型施肥提供一定的理论依据。

【目的】明确长期减氮定量监控施肥和地膜覆盖措施下黄土旱塬冬小麦产量变化规律和土壤养分吸收利用情况,指导该区小麦科学施肥、实现区域小麦增产。【方法】基于在晋南旱地冬小麦种植区的长期定位试验区,于2012—2019年设置农户施肥种植模式(农户模式)、减氮定量监控施肥(减氮处理)和减氮定量监控施肥+垄膜沟播(减氮覆膜)3种处理,具体分析在减氮覆膜条件下连续7年冬小麦产量及产量构成、冬小麦对氮磷钾肥吸收及利用效率、冬小麦花前花后营养元素转移和吸收以及0—2 m土层氮素残留状况。【结果】减氮处理较农户模式在总施氮量减少33.5%、平衡施用磷钾肥的情况下,籽粒产量、生物产量无显著差异。籽粒吸氮量提高8.9%,氮肥、磷肥表观回收率和氮肥偏生产力分别提高7.6%、2.7%和55.0%。花前营养器官转移量提高24.2%,0—2 m土层硝态氮总残留量降低了34.4%。在减氮处理基础上进行地膜覆盖后,籽粒产量和生物产量分别较不覆膜提高24.3%和25.5%,籽粒的氮磷钾吸收量分别提高20.9%、35.0%和33.1%,氮、磷、钾肥表观回收率及其偏生产力分别提高3.7%、2.7%、4.8%和22.8%、22.8%、22.0%,花前氮素和磷素吸收量分别显著增加25.4%和57.5%,0—2 m土层硝态氮总残留量降低25.1%。【结论】通过减少氮肥用量和平衡施用磷钾肥,可在实现冬小麦稳产的前提下,提高肥料的利用效率,减少土壤中氮素的残留量。在减氮处理基础上进行覆膜种植后,可实现冬小麦产量的增加,促进养分的吸收转移,进一步提高肥料利用效率,同时在降低硝态氮累积带来环境风险方面有更加显著的效应。

在晋南褐土区土壤有效 Si O2 357～ 60 2 mg· kg-1,Ca+2 0 .2 5～ 0 .6cmol· kg-1含量的情况下 ,冬小麦施用硅钙肥后 ,有促进生长发育作用和明显的增产效果。

晋南石灰性土壤钾素动态研究表明：潮土、褐土土壤速效钾含量均呈下降趋势，其中潮土下降３１．２５ｍｇ／ｋｇ，褐土下降１５．７５ｍｇ／ｋｇ。土壤质地类型、农业生态区及种植制度不同，土壤速效钾含量下降不同。小麦钾肥试验结果表明：亩施Ｋ２ＳＯ４５～２０ｋｇ，产量增加５２．９～１１１．５ｋｇ／亩，净增收益３２．７～６２．６元／亩。同时获得了小麦最高产量施肥量和经济最佳施肥量

为了探明施氮量对黄土旱塬区冬小麦(Triticum aestivum L.)籽粒产量和麦田土壤水分动态的影响规律,以抗旱性冬小麦品种长武58为供试材料,于2006～2008年连续两个年度在陕西省长武县对不同施氮量条件下麦田土壤贮水量动态、耗水规律、小麦产量和夏闲期降水补给率等特征进行研究。结果表明,麦田土壤贮水量随季节和降水明显变化,同一生育时期2.7m土层的土壤贮水量基本随施氮量的增加而减少。偏旱年每公顷施氮300kg和平水年每公顷施氮225kg均能够获得当年最大的籽粒产量和水分利用效率。每公顷施氮75kg和225kg均能在夏闲期获得较大的降水补给率。每公顷施氮225kg更有利于黄土旱塬区冬...

【目的】研究施用氮肥时配施有机肥对渭北旱塬土壤含水量及冬小麦生长的影响，寻求适合该地区的合理的施肥方式，以提高水分利用效率。【方法】２０１１－２０１３年在位于渭北旱塬的陕西白水县，采用大田试验研究不同施氮水平（０，７５，１５０，２２５，３００ｋｇ／ｈｍ～２）下施用有机肥对０～２００ｃｍ土层土壤含水量、贮水量及冬小麦产量、水分利用效率、生理指标等的影响。【结果】１）各施氮水平下配施有机肥均有利于耕层土壤保水，在增加小麦产量的同时也加剧了０～２００ｃｍ土层水分的消耗。２）夏闲期降水量限制了小麦对土壤水分的利用深度，１４０ｃｍ以上土层土壤含水量随着施氮水平的提高而增大。３）各施氮水平下配施有机肥的小．．．

[目的]为提高秸秆还田的效率和综合效益,探讨秸秆还田及化肥配施对水稻的经济和生态环境的影响。[方法]文章设置了无秸秆不施肥(CK)、秸秆全量覆土还田不施肥(S)、无秸秆常规施肥(F)、秸秆全量覆土还田+常规施肥(SF)、秸秆全量覆土还田+常规施肥减15%(SDF) 5个处理进行田间小区试验,研究其经济环境效益。[结果]在经济效益方面,秸秆还田+常规施肥(SF)产量最高,与无秸秆常规施肥(F)相比,增产了2.28%,纯收益增加1.52%,秸秆还田对经济效益有促进作用。在环境效益方面,与无秸秆常规施肥(F)相比,秸秆全量覆土还田+常规施肥(SF)和秸秆全量覆土还田+常规施肥减15%(SDF)显著降低总氮(TN)径流流失总量10.75%和28.67%,总磷(TP)径流流失总量分别降低1.45%和2.90%。[结论]综合经济环境效益得出,在常规施肥条件下,秸秆还田可以实现作物增产增收,农田径流氮磷流失减少,化肥投入品减量。

【目的】探讨化肥优化减施模式下杧果园磷钾养分平衡情况及养分流失的环境风险，为杧果园磷钾养分管理和环境评价提供参考。【方法】设7个施肥处理: ①不施肥(对照，NF)，②仅施有机肥底肥(对照，CF)，③化肥常量沟施(A)，④有机-无机配施(OS) ，⑤水肥常量沟施(IWF) ，⑥水肥减量30%沟施(RA) ，⑦有机-无机配施水肥(OWF)。地表径流试验采用人工模拟降雨试验方法，结合当地气象数据资料估算；磷钾环境风险评价试验采用室内模拟培养法确定磷钾环境风险临界值，以此划分磷钾环境风险等级；采用养分平衡收支模型分析磷钾养分盈亏情况。【结果】化肥常量沟施处理(A)磷素盈余率最高，达63.36%(67.04 kg/hm~(2))；化肥沟施处理(A)钾素盈余率最高，达49.49%(142.96 kg/hm~(2))；杧果园磷素养分径流损失量达10.74 kg/hm~(2)，钾素养分径流损失量达8.86 kg/hm~(2)。磷素输出量和输出占比排序为修剪枝叶＞地表径流＞凋落物＞采收果。钾素输出量和输出占比排序为采收果＞修剪枝叶＞凋落物＞地表径流。单次化肥磷素养分投入风险临界值为：45.99 kg/hm~(2)，单次化肥钾素养分投入风险临界值为20.29 kg/hm~(2)，土壤磷素环境风险值为103.78 mg/kg，土壤钾素环境风险值为143.98 mg/kg，A、OS、IWF、OWF处理的速效磷含量均超过环境风险阈值，存在磷素流失的环境风险。OWF、IWF处理速效钾含量超过环境风险阈值，存在钾素流失的环境风险。OS处理的速效钾含量逼近环境风险阈值，有潜在的钾素流失风险。【结论】 ①有机肥配施可以显著提高土壤钾素有效性以及促进果树对钾素养分的吸收。②果园磷素养分径流损失量占磷素养分投入比例较大，应做好水土保持工作。③总体而言，水肥减量30%沟施处理(RA)相比其他施肥处理，磷钾养分投入最均衡，但仍有优化空间，建议配施一定比例有机肥替代化肥养分投入。④杧果树整体对磷素养分的需求小，沟施模式下，以每次化肥磷素投入量不超过45.99 kg/hm~(2)为宜。杧果树果实对钾素养分需求较大，每次化肥钾素的投入不要超过20.29 kg/hm~(2)，可以采用少量多次的形式供给养分。

【目的】为旱区不同降水年型冬小麦蓄墒增产耕作方式的选择提供科学依据。【方法】于2007—2018年在陕西黄土旱塬实施免耕与深松轮耕长期定位试验,设置免耕/免耕/深松(NNS)、免耕/深松(NS)和连续免耕(N)3种耕作处理,分析不同降水年型轮耕模式下冬小麦休闲期和生育期蓄墒效果及ET、WUE、产量和经济效益。【结果】降水年型对冬小麦休闲期及生育期土壤蓄墒、ET、WUE、产量和经济效益影响显著。丰水年型较干旱和平水年型分别提高冬小麦休闲期(23.9%和31.9%)和生育期(6.5%和16.6%)0—200 cm土层土壤蓄墒量,并在冬小麦水分急剧消耗的拔节期至灌浆期,分别增加耗水量1倍和3倍以上,且较干旱和平水年型WUE分别提高21.1%和16.3%,增产70.0%和25.8%,增效2倍和1/2倍以上。干旱、丰水和平水年型分别以免耕/深松(NS)(106.1 mm)、连续免耕(N)(192.0 mm)和连续免耕(N)(91.5 mm)处理休闲期0—200 cm土壤蓄墒量最高;生育期0—100 cm土壤蓄墒效果受降雨和冬小麦生长发育影响波动较大,但120—200 cm深层土壤蓄水量基本呈"先增后减"的稳定变化趋势,并以免耕和深松轮耕措施蓄墒效果较好;免耕/免耕/深松(NNS)处理在干旱和丰水年型WUE及增产增效优势显著,在平水年型,连续免耕(N)处理产量和经济效益最高,分别为4 297 kg·hm-2和4 773元/hm2。受深松作业及其频次影响,免耕/免耕/深松(NNS)和免耕/深松(NS)轮耕处理分别增加生产成本172和227元/hm2,但生产投入的高低并非是影响经济效益的关键因素。较免耕/深松(NS)处理,免耕/免耕/深松(NNS)能以较少的深松频次节省生产成本,以较高的籽粒产量实现经济效益的最大化,具有减耗节水、提高冬小麦WUE和节本增效的优势,并在多数试验年份下保持节水减耗、经济高效的生产正效应,更具生产普适性。【结论】从可持续农业生产及绿色低耗高效的发展目标综合分析,推荐免耕/免耕/深松(NNS)轮耕措施为黄土旱区冬小麦蓄墒增产增收的最适耕作方式。

【目的】研究施用氮肥时配施有机肥对渭北旱塬土壤含水量及冬小麦生长的影响，寻求适合该地区的合理的施肥方式，以提高水分的利用效率。【方法】2011-2013年在位于渭北旱塬的陕西白水县，采用大田试验研究不同施氮水平（0，75，150，225，300 kg/hm2）下施用有机肥对0~200 cm土层土壤含水量、贮水量及冬小麦产量、水分利用效率、生理指标等的影响。【结果】1）各施氮水平下配施有机肥均有利于耕层土壤保水，在增加小麦产量的同时也加剧了0～200 cm土层水分的消耗。2）夏闲期降水量限制了小麦对土壤水分的利用深度，140 cm以上土层土壤含水量随着施氮水平的提高而增大。3）各施氮水平下配施有...

【目的】研究不同施肥和覆盖栽培模式对渭北旱塬旱地冬小麦产量和水分利用的影响。【方法】通过田间试验,研究测土推荐施氮、顶凌追肥、垄覆沟播、秸秆还田覆盖等措施对冬小麦产量、生物量、收获指数、水分利用效率及土壤水分周年变化的影响。【结果】旱地早春追肥使冬小麦增产6%—14%,水分利用效率提高7%—10%,达到12.2—13.6 kg.hm-2.mm-1;"减氮+垄覆沟播"增产达15%—41%,水分利用率提高10%—30%,达到12.2—16.5 kg.hm-2.mm-1。主要原因是,通过测土优化氮肥用量,采用基肥﹕追肥(3﹕1)方式,并与起垄覆膜栽培措施相结合可促进冬小麦利用深层土壤水分,提高冬小麦...

【目的】稻麦一年二熟轮作是汉中盆地小麦生产的最重要种植制度之一,本文采用田间试验,研究水稻秸秆全量还田对小麦季土壤养分、酶活性及小麦产量的影响,旨在揭示本地区水稻秸秆还田替代部分化肥的产量及沃土效应。【方法】试验共设置氮磷钾配施(NPK)、氮磷钾+秸秆还田(NPKS)、氮磷钾减量15%+秸秆还田(-15%NPKS)、氮磷钾减量30%+秸秆还田(-30%NPKS)4个处理。【结果】与秸秆不还田(NPK)相比,水稻秸秆还田处理(NPKS、-15%NPKS和-30%NPKS)均不同程度降低了0~15 cm土层的土壤容重,其中对0~5 cm土层影响最为显著;NPKS和适量化肥减量(-15%NPKS)提高了0~15 cm土壤有机碳(TOC)和活性有机碳(LOC)含量,而高量化肥减量(-30%NPKS)会降低TOC和LOC含量,还田处理均提高了15~30 cm土层有机碳(TOC)含量;秸秆还田(NPKS)及适量化肥减量(-15%NPKS)增加了土壤脲酶活性,增幅分别达32.7%和29.0%;NPKS处理提高了蔗糖酶活性,增幅达19.8%,而化肥减量(-15%NPKS和-30%NPKS)显著降低了蔗糖酶活性,降幅分别为32.5%和10.7%。与秸秆不还田(NPK)相比,秸秆还田与化肥减量配施均降低了土壤养分含量。此外,适量化肥减量(-15%NPKS)对小麦产量无显著影响,而高量化肥减量(-30%NPKS)会显著降低小麦产量。相关分析表明,小麦产量与土壤有机质及养分含量显著相关。秸秆还田与化肥氮磷钾减量15%配施对小麦产量和土壤肥力无负面影响。【结论】因此,稻麦轮作体系下,水稻秸秆全量还田同时氮磷钾肥减量15%措施不仅能够保证小麦季小麦稳产,而且减少环境污染风险,具有农学、经济、环境三赢潜力。

【目的】针对渭北旱塬石灰性土壤有效锌含量低,小麦籽粒锌含量不高的问题,研究不同豆科绿肥轮作对小麦籽粒锌的作用,揭示其提高小麦籽粒锌含量的影响因素,为改善居民锌摄入水平提供思路及实践依据。【方法】2016—2017年在永寿和长武两地开展田间试验,完全随机区组设计。永寿试验地处理为休闲-小麦、黑麦豆-小麦和绿豆-小麦3种处理;长武试验地为休闲-小麦、怀豆-小麦和绿豆-小麦3种处理。采集永寿、长武两地的绿肥、小麦和土壤样品进行分析。【结果】与休闲相比,永寿各豆科绿肥—小麦轮作的小麦各器官生物量显著降低了19.2%—38.3%;长武各豆科绿肥—小麦轮作显著减少了小麦茎叶、颖壳生物量,降幅为19.9%—33.2%。永寿黑麦豆—小麦和长武怀豆—小麦轮作较休闲显著提高了小麦籽粒锌含量,分别增加了14.2%和18.6%。黑麦豆—小麦、怀豆—小麦轮作对小麦的增锌作用一定程度上补偿了减产对小麦锌累积量的影响,长武怀豆—小麦轮作的小麦各器官及地上部锌累积量与休闲无显著差异。小麦籽粒锌含量与豆科绿肥的锌吸收量呈显著正相关关系,豆科绿肥锌吸收量每增加1.0 g·hm-2,小麦籽粒锌含量增加0.23 mg·kg-1。黑麦豆、怀豆的锌、氮吸收量相对较高,C/N较绿豆分别低了18.6%和20.4%。黑麦豆—小麦、怀豆—小麦轮作较休闲在小麦收获期显著提高了土壤硝态氮含量,增幅分别为36.7%和69.1%。豆科绿肥—小麦轮作在小麦生长过程中对土壤DTPA-Zn含量基本无显著影响。【结论】黑麦豆、怀豆两种豆科绿肥因自身比较高的锌、氮吸收量以及较低的C/N,可显著提高后茬小麦籽粒锌含量。同时绿肥自身富集锌的能力可作为筛选小麦适宜增锌绿肥品种的依据。总之,豆科绿肥—小麦轮作模式是提高小麦籽粒锌含量,改善居民膳食锌摄入的有效生物强化手段。

【目的】探索宁夏引黄灌区连续减施化肥对土壤氮、磷、钾养分供应及春小麦产量的影响，并分析影响产量稳定性的因素，为化肥合理减施、春小麦高产稳产提供理论依据。【方法】以宁春4号春小麦为供试作物，2019—2022年连续4年开展化肥减施田间定位试验，试验设置常规施肥（CF,N 270 kg·hm~(-2)、P_2O_(5 )150 kg·hm~(-2)、K_2O 75 kg·hm~(-2)）、减量施肥下限（RF1,N 180 kg·hm~(-2)、P_2O_5 45 kg·hm~(-2)、K_2O 30 kg·hm~(-2)，与传统施肥相比减N 33.3%、减P_2O_5 70.0%、减K_2O 60.0%）、减量施肥上限（RF2,N 225 kg·hm~(-2)、P_2O_(5 )75 kg·hm~(-2)、K_2O 45 kg·hm~(-2)，与传统施肥相比减N 17.0%、减P_2O_(5 )50.0%、减K_2O 40.0%）及不施肥（CK）处理，分析春小麦生育期间气候因素，播前土壤水分含量，播前和收获期土壤矿质态氮、速效磷、速效钾含量，收获期春小麦地上部干物质累积量、籽粒产量及产量构成因素的差异及相互关系。【结果】2019-2022年播前土壤水分含量存在年际差异，其中2022年的较低，平均值仅为19.5%；除2020年受施肥处理显著影响外，其余年份各施肥处理之间无显著差异。播前和收获期土壤矿质态氮、速效钾和速效磷含量均以常规施肥（CF）处理较高，RF2处理次之，且两者之间无显著差异，而RF1处理的趋于降低。2019年，地上部干物质累积量和产量均以CF处理最高，分别为23 261.7和9 449.0 kg·hm~(-2)，较RF2处理增幅分别为2.8%—4.5%和3.2%—16.0%，而2020—2022年均以RF2处理较高，但与CF处理之间无显著差异，且4年籽粒产量表现最稳定；从年际变化来看，所有施肥处理的公顷穗数、千粒重、产量均呈逐年下降的趋势，因此施肥量并不是造成产量年际差异的主要原因，而是与播前土壤水分、降水量、气温、湿度和风速有密切关系，其中2022年产量的降低主要与较低的播前土壤水分、灌浆期的干热风现象及氮肥基追比的改变有关。【结论】宁夏引黄灌区连续适量减施化肥（N225 kg·hm~(-2)、P_2O_5 75 kg·hm~(-2)、K_2O 45 kg·hm~(-2)，相对常规施肥减N 17.0%，减P_2O_5 50.0%，减K_2O 40.0%）不会显著降低土壤氮、磷、钾的供应能力，且一定程度上提高了春小麦公顷穗数、穗粒数和千粒重，促进地上部干物质量向籽粒的转移和积累，从而趋于提高春小麦的籽粒产量。但是，春小麦产量受降雨、风速、湿度等气候因素和土壤墒情、连作障碍、氮肥追施比等的影响而存在年际差异，其中，气温、相对湿度和风速是影响小麦产量差异的主要因素，其对施肥效果的影响需做进一步研究。

我国目前面临着粮食供求紧平衡和化肥过量施用导致农业面源污染的严峻挑战。利用河北邯郸地区1026户小麦种植农户的调研数据,构建经济理性与环境可持续双目标下的农户化肥施用模型,并进行优化模拟分析,旨在探讨应该如何优化粮食主产区农户的化肥施用行为,以实现经济与环境的"双优"目标。结果表明:农户对化肥的认知和化肥价格是实现"双优"目标的关键因素。现阶段农户过高估计了化肥投入对粮食增产的效果,农户的预期化肥产出弹性显著高于化肥实际产出弹性,化肥使用效率偏低;当前粮食主产区化肥价格是模拟优化分析结果中最优化肥价格的一半左右,较低的化肥施用成本促使农户倾向高化肥投入以实现粮食增产。基于研究结果,提出了矫正农户施肥认知偏差、科学高效施肥和适当提高化肥价格水平、优化化肥使用结构等政策建议。