【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...

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。

【目的】研究残留肥料氮在不同肥力土壤中的去向。【方法】采用15N标记田间微区试验法研究小麦-玉米轮作下,施用的肥料氮在3种长期(19年)不同施肥处理土壤(不施肥土壤,No-F;施用氮、磷、钾化肥土壤,NPK;有机无机配施土壤,MNPK)连续3季作物收获后的去向。【结果】NPK和MNPK处理土壤3季作物对标记氮肥总利用率分别为57%和65%,均显著高于No-F处理土壤(28%)(P<0.05)。No-F、NPK和MNPK处理土壤随后两季(第二季和第三季)作物对第一季收获后残留氮肥的利用率分别为17%、15%和8%,其中No-F处理土壤第三季作物对残留肥料氮的利用率为7%,显著高于NPK(2%)和...

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...

当前在作物生产中氮磷资源的不合理利用严重威胁环境,为了探讨华北山前平原冬小麦-夏玉米轮作体系合理的氮磷配合措施,在几年水氮(水磷)定位试验基础上对氮磷吸收与利用状况进行了分析。试验为小麦-玉米周年轮作种植,设水氮和水磷试验,水分为主区,施氮(磷)量为副区,裂区试验设计。水分设置限水和适水2个处理,周年设置6个施氮水平,小麦+玉米氮肥用量分别为0+0,60+60,120+120,180+180,240+240,300+300 kg/hm2;3个施磷水平,小麦季磷肥用量分别为75,150,225 kg/hm2,玉米季不施磷。结果表明,施氮(磷)可提高作物地上部分吸氮(磷)量,小麦和玉米全年施氮量2...

【目的】在华北平原地区,研究肥料氮在两个轮作季四茬作物中的后效和去向。【方法】采用田间微区15N示踪试验,前茬设置5个氮素水平:0、75、150、225、300 kgN.hm-2(表示为N0、N75、N150、N225、N300),副处理为小麦品种:科农9204和河农822,共计10个处理。【结果】在该试验条件下,后三茬作物均能吸收利用第一茬冬小麦残留在土壤中的15N标记肥料。第二茬夏玉米、第三茬冬小麦和第四茬夏玉米对残留15N的利用率分别为6.5%—14.1%、0.9%—2.9%和1.2%—1.6%。四茬作物的叠加利用率显著高于氮肥当季利用率,N75、N150、N225和N300处理叠加利用...

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。

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。

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...

【目的】探究不同垄沟种植模式对旱地玉-麦轮作体系作物生产力、土壤性状及土壤硝态氮累积量的影响，为改善旱地土壤肥力，提高作物产量和效率，降低环境风险提供科学依据。【方法】基于中国农业科学院洛阳旱农试验基地始于2004年的长期定位试验，设置6行固定道垄沟种植（6RPRF）、6行每年起垄垄沟种植（6REYRF）、4行固定道垄沟种植（4RPRF）、4行每年起垄垄沟种植（4REYRF）和传统平作（CF）5个处理，分析了2015—2021年度玉米、小麦及其周年的产量、水分利用效率，2020年玉米收获期0—40 cm不同土层的容重、养分含量和酶活性，以及2019—2020年度小麦收获期0—380 cm土层土壤硝态氮累积量。【结果】与CF相比，4种垄沟种植下玉米、小麦、周年的6年平均产量分别显著提高8.6%—32.1%、12.5%—25.6%、11.3%—29.6%，水分利用效率分别显著提高8.6%—31.4%、12.5%—31.1%、12.8%—30.3%;0—5 cm和20—40cm土层的容重分别显著降低7.3%—11.3%和4.9%—11.5%;0—40 cm土层平均有机质、全氮、有效磷和速效钾含量及脲酶活性分别提高6.0%—19.8%、80.8%—100.0%、28.5%—80.9%、58.5%—141.2%和24.0%—46.9%,0—100 cm土层的硝态氮累积量显著提高38.8%—116.0%，其中，总体以4RPRF处理效果最优，其还可以在硝态氮累积量总量维持在CF水平的同时使0—100cm土层显著提高38.8%、200—380 cm土层显著降低15.0%，具有提高根层、降低深层土壤硝态氮累积量的作用。固定道垄作模式（PRF）与每年起垄模式（EYRF）相比，玉米和周年的6年平均产量分别显著提高10.6%和9.1%，垄面种植6行模式（6R）下玉米、垄面种植4行模式（4R）下小麦和周年的6年平均水分利用效率分别显著提高21.1%、15.2%和8.2%，土壤养分含量表层提高、下层降低，0—380 cm土层的硝态氮累积量显著降低4.9%—30.2%。4行模式较6行模式，玉米和周年的6年平均产量分别显著提高9.9%和6.8%,EYRF下玉米、PRE下小麦和周年的6年平均水分利用效率分别显著提高7.4%、16.5%和6.7%，土壤特性有改善趋势，但其效应因指标而异，且在不同起垄模式和不同土层表现不同。【结论】4行固定道垄沟种植（4RPRF）既可降低土壤容重，提高土壤有机质、全氮和速效钾含量，又可使玉米、小麦、周年的产量和水分利用效率在多数条件下表现最优，还可以有效降低200—380 cm土层的硝态氮累积量，是协同实现旱地雨养玉-麦轮作区作物高产高效和环境友好生产的种植模式。

为探索黄壤区小麦－玉米轮作体系作物高产稳产、环境友好的氮肥施用量，减轻农业施肥对环境造成的污染，通过田间小区试验，设置６个小麦氮肥用量（０，９０，１２０，１５０，１８０和２４０ ｋｇ／ｈｍ２）和６个玉米氮肥用量（０，１４６，１９５，２４４，２９３和３９０ ｋｇ／ｈｍ２），研究了土壤高残留氮条件下黄壤旱坡地小麦－玉米轮作体系对氮素的环境承受力及合适的氮肥投入量。结果表明：随着施氮量的增加，籽粒产量和植株氮素总积累量呈先增加后降低的趋势，当玉米季施氮量达２１０．９ ｋｇ／ｈｍ２、麦季施氮量达１５０．９ ｋｇ／ｈｍ２，玉米、小麦有减产风险；土壤中残留矿质氮以ＮＯ－３－Ｎ为主，其残留量、土壤氮素表观盈．．．

通过6年田间小区定位试验研究小麦-玉米轮作体系中不同施氮量对土壤硝态氮分布、累积以及作物产量的影响。结果表明:保证河北省山前平原小麦高产的适宜施氮量为250 kg/hm2,玉米高产的适宜施氮量为150kg/hm2。从施氮量对土壤硝态氮的分布和累积特征分析,在小麦-玉米季施氮量均低于150 kg/hm2的处理,基本上能控制土壤硝态氮向深层土壤的淋失,进而能明显降低土壤硝态氮向地下水淋失的风险。从不同施氮量对作物偏生产力的影响来看,随着施氮量的增加,小麦和玉米的偏生产力明显降低,在小麦-玉米轮作体系中施氮量均为150kg/hm2的处理,小麦和玉米的偏生产力最大,分别为43.09%,56.76%。综...

通过大田试验,研究土壤-植物复合系统对新亚铵法制浆中段水的处理效果,中段水灌溉对作物产量的影响以及由此而产生的经济效益,以期为新亚铵法制浆中段水的资源化利用开辟途径。试验结果表明,土壤-植物系统对制浆废水中CODcr、总氮、总磷具有较好的去除效果,去除率分别达到了86%,60%及90%以上;同时制浆废水灌溉能够明显促进作物生长,增加作物产量11.56%~47.65%;利用制浆废水灌溉,可以处理废水19 200 m3,节约污水处理费用17 280元,节约肥料投入3 359元,粮食产值达到28 893元,可产生经济效益41 842元。因此,制浆废水作为灌溉用水是可行的,并且下渗水经过收集后可以做为...

为了提高氮素的经济效益,减少氮素产生的农业面源污染,采用田间定位试验的方法,在子牙河流域研究不同氮肥用量和施肥措施对冬小麦-夏玉米轮作农田无机氮分布和累积以及对产量和氮肥利用效率的影响。结果表明,小麦-玉米轮作周期后,无机氮的分布和累积以均以硝态氮为主,从硝态氮分布看,土壤硝态氮含量随着施氮量的增加而显著增加,玉米收获期40 cm以下土层中习惯施肥显著高于优化施肥和对照处理;从小麦和玉米收获期1.2 m土层硝态氮残留来看,优化施肥、优化施肥+有机肥、优化施肥-秸秆还田、缓控肥+有机肥分别比习惯施肥减少43.55%,26.53%,40.82%和42.89%,28.96%,38.28%,32.52...

【目的】阐明夏播玉米大豆间作对小麦玉米轮作体系产量、吸氮量、土壤含水量和硝态氮残留的影响,明确间作地上部和地下部因素对间作优势的相对贡献率,为优化资源配置、提高土地生产力提供科学依据。【方法】2011年6月至2012年10月,在河北省徐水县代表性农田设置玉米单作(T1)、大豆单作(T2)、玉米与大豆间作根部不分隔(T3)、玉米与大豆间作根部分隔(T4)4个处理,并对关键生育时期的作物生长、土壤水分和硝态氮含量进行实时观测。【结果】相对作物单作种植模式,间作产量优势明显,玉米大豆间作种植的土地当量比(LER)大于1,间作模式总吸氮量(256.1 kg·hm-2)显著高于玉米单作种植(159.7 ...