生物质炭作为一种新型的土壤改良剂,不仅可以维持土壤肥力、改善土壤退化和污染,也可提升作物长势及生产效率。以松嫩平原黑土区为研究对象,设置了3种生物质炭施加水平[C5(5 t·hm~(-2)), C10(10 t·hm~(-2)), C15(15 t·hm~(-2))],各水平设置下3种施加方案[F1(秋季施加), F2(春秋两季各施加一半), F3(春季施加)],同时设置1组对照[BL(无生物质炭施加)],共计10种处理。比较分析了不同处理条件下夏玉米Zea mays植株根系特征、氮素空间分布状况、根系呼吸强度以及氮素利用效率等指标差异,构建生物质炭用量与氮素利用效率以及收获指数之间的关联函数,进而阐述生物质炭调控模式与作物生产效率之间的作用关系,为寻求生物质炭合理、高效利用的管理模式提供理论指导。结果表明:夏玉米根系长势受生物质炭调节的影响较大,其中C5F1, C10F1和C15F1处理条件下植株根系长度分别相对于BL处理增加了1 009.10, 1 640.05和1 270.24 cm, C10水平效果较为明显。同时,在F2和F3方案下, 3种不同生物质炭用量处理表现出相同的规律;生物质炭的调控作用有效抑制了土壤氮素的无效流失,并且在C10F1处理条件下,土壤的固氮效果达到最优;生物质炭的保水性和保肥性提升了作物根系的呼吸强度,随着生物质炭的施入量增加,作物呼吸强度效果表现出先增加后减小的趋势,适宜地增加生物质炭的用量可以有效提升植株根系的代谢活动;生物质炭的调控作用在一定程度上促进了作物产量的积累,随着生物质炭施入量的增加以及施入方案的调整, C10F1处理条件下的作物产量、氮素利用效率以及收获指数最高。另外,生物质炭的施入量与作物产量、氮素利用效率等指标之间具有显著的二次函数关系,表明生物质炭供应与植株生产力之间存在最佳阈值。

【目的】随着缓/控释肥的推广和农业劳动力越来越紧缺,简化施肥技术成为未来的一种施肥趋势。黄淮海地区夏玉米季雨热同期,基施包膜尿素容易使养分前期释放过快后期养分缺失,无法满足玉米后期生长需求。通过研究包膜尿素施用时期来探究适合黄淮海地区夏玉米种植的施肥方式,简化施肥生产同时保证玉米产量,提高肥料利用效率。【方法】供试夏玉米品种选用登海605(DH605)和郑单958(ZD958),5个试验处理为不施氮处理(CK)、一次施尿素处理(JN)、拔节-大喇叭口期分次施尿素处理(SN)、基施包膜尿素处理(BR)和拔节

研究施用氮锌肥下夏玉米植株干物质、氮锌元素累积和分配的变化，为锌肥的合理利用及肥料配施提供理论依据。采用再裂区设计，主因素为90,180,225 kg/hm~2 3个施氮水平，副因素为0,4.5 kg/hm~2 ZnSO_4·7H_2O 2个喷锌处理，副副因素为郑单958和谷神玉66 2个玉米品种，大田条件下研究施用氮锌肥对不同玉米品种籽粒产量、植株干物质累积动态和各器官氮锌元素吸收、累积、分配的影响。结果表明，施氮量为180,225 kg/hm~2下夏玉米籽粒产量分别达9.77,10.42 t/hm~2,较90 kg/hm~2处理平均增加18.0%;吐丝后以施氮量225 kg/hm~2下干物质量较高，成熟期以90 kg/hm~2处理的穗轴和籽粒干物质量分配比例较高。成熟期施氮量225 kg/hm~2处理各器官中氮含量、茎中锌含量以及叶和籽粒氮、锌累积量均表现出优势，而90 kg/hm~2处理下鞘、苞叶、籽粒锌含量和籽粒氮、锌分配比例均较高。施锌处理对籽粒产量和干物质累积分配无显著影响，与不施锌相比，施锌显著提高了各器官中氮、锌含量和累积量，但分别降低籽粒中氮、锌分配比例6.93, 6.86百分点。郑单958籽粒产量和干物质占比较谷神玉66高，成熟期植株干物质量高出29.2%。郑单958籽粒氮、锌含量分别较谷神玉66低8.9%和5.3%,但籽粒累积量和分配比例均高于谷神玉66。相关分析表明，玉米籽粒产量和茎、叶、籽粒中氮含量呈显著正相关，叶片锌含量与鞘、籽粒氮含量也呈显著或极显著正相关，穗轴中锌含量与茎、穗轴和苞叶氮含量相关性达显著或极显著水平。因此，施用氮锌肥可以明显提高夏玉米产量和干物质累积量，促进植株各器官尤其是籽粒对氮、锌的吸收和累积，但同时降低籽粒中氮锌的分配比例。

【目的】探明华北平原区磷肥施用深度对夏玉米产量及根系分布的影响。【方法】采用大田试验和土柱试验方法。大田试验设不施肥(CK)、常规垄侧施磷(T-side)、8 cm土层施磷(T-8)、16 cm土层施磷(T-16)、24 cm土层施磷(T-24)以及3层(8、16、24 cm土层)均匀施磷(T-all)处理,研究其对夏玉米产量、养分吸收量的影响。土柱试验,研究8 cm施磷(P 8)、16 cm施磷(P 16)、24 cm施磷(P 24)以及3层均匀施磷(P-all)对夏玉米根系分布的影响。【结果】大田试验结果表明,磷肥不同施用深度显著影响夏玉米产量,玉米籽粒产量依次为T-24处理>T-all处理>T-16处理>T-side处理>T-8处理>CK,T-24处理玉米产量较T-side处理提高了10%,差异显著。玉米地上部磷素累积量在八叶期、吐丝期、收获期分别以T-side处理、T-8处理、T-all处理最高。随着磷肥施用深度的增加,玉米收获期氮素吸收量呈现显著增加趋势。土柱试验结果表明,玉米根系长度以P 24处理最高,与CK、P-all和P 8处理相比分别提高了68%、18%、17%,差异均达显著水平。玉米根系在磷肥施用点处集中生长,磷肥深施有利于玉米根系向土壤深层生长。【结论】磷肥深施能够诱导根系向深层生长,显著提高夏玉米产量。本试验条件下以磷肥集中施在24 cm土层最好。

在多年连续定位试验研究的基础上,研究了不同施肥方式对冬小麦、夏玉米生长和产量的影响。结果表明:EM微生物堆肥能明显增加冬小麦和夏玉米的产量。EM微生物堆肥处理的年均总产比等量传统堆肥增产8.3%~8.9%,其中冬小麦增产8.3%,夏玉米增产8.2%~9.4%。EM微生物堆肥能在一定程度降低土壤容重,增加土壤含水量,改善作物的生长环境。EM微生物堆肥处理的冬小麦、夏玉米总光合势比等量传统堆肥分别高5%~36%,5.2%~14.3%,比化肥处理分别高19%~72%,19.6%~46.4%,随EM微生物堆肥施用量的增加差异更明显。EM微生物堆肥比较高的光合势加快了干物质的积累速度,从而提高了冬小麦、...

【目的】探明磷肥施用深度对夏玉米产量和养分吸收的影响。【方法】采用桶栽和大田试验相结合的方法,研究不同磷肥施用深度(5cm、15cm、5/15cm)对夏玉米产量及氮、磷、钾吸收和分配的影响。【结果】不同磷肥施用深度处理的玉米籽粒产量和植株养分吸收量由高到低依次为T15>T5/15>T5>CK,其中,施用磷肥可以使夏玉米籽粒产量增加8.5%—20.0%;磷肥集中深施比浅施和分层施籽粒产量增加5.9%—10.6%,植株氮、磷、钾吸收量分别增加6.9%—14.7%、7.5%—17.1%、5.0%—13.4%,氮、磷、钾转移率分别降低10.4%—17.3%、8.4%—12.9%、12.9%—19.6%...

【目的】研究施用腐殖酸对夏玉米产量、氮肥利用及经济效益的影响,为提高氮肥的增产效益,减少氮肥对生态环境的污染提供理论指导。【方法】在河南潮土区冬小麦-夏玉米轮作制度下,于2014年始在河南省博爱县开展田间定位试验,共设置单施磷钾肥、常规施肥、常规施肥+腐殖酸、常规施肥减氮15%+腐殖酸、常规施肥减氮30%+腐殖酸5个处理。研究不同氮肥运筹下夏玉米植株生长状况、产量及产量构成要素、氮素吸收、累积及分配、氮肥利用效率及经济效益的影响。【结果】单施磷钾肥处理与常规施肥处理相比,茎粗、穗长、穗粗、叶面积指数分别降

为了探明不同土壤类型和生态气候条件下夏玉米的适宜锌肥施用量及方式,2013年6-9月,在浚县、禹州和偃师分别布置田间小区试验,研究不同土壤类型和生态气候条件下锌肥施用量及方式对夏玉米籽粒淀粉含量及产量的影响。结果表明,适量的锌肥能增加夏玉米大喇叭口期、吐丝期和灌浆期叶片中可溶性糖含量、籽粒淀粉含量和籽粒产量。总体上,浚县、禹州和偃师3个研究区域夏玉米叶片中可溶性糖含量均以锌肥施用量30 kg/hm2最好;等量锌肥施用量条件下,土施处理优于土施+喷施处理。浚县、禹州和偃师夏玉米籽粒淀粉含量分别在土施锌肥15,30,30 kg/hm2时达到最大值;等量锌肥施用量条件下,土施处理优于土施+喷施处理。...

【目的】在农学和经济效益基础上，基于生态和社会效益进一步探索优化玉米氮肥施用量，促进黑土区玉米生产的可持续绿色发展，协同实现作物高产、资源高效、环境保护和人类健康等多重目标。【方法】2017—2020年在吉林省典型黑土区两个地点（三棵树村和泉眼沟村，简写为SKS和QYG）开展田间定位试验，研究氮肥（尿素）用量（0、50、100、150、200、250、300 kg N·hm~(-2)）对玉米产量、氮素吸收和利用的影响。采用生命周期评价和综合效益分析方法评估不同施氮水平下玉米的农学、经济、生态和社会效益（分别为施氮引起的直接产值增量、除去氮肥成本的利润增量、除去活性氮损失和温室气体排放等环境污染成本的生态效益、除去环境污染引发人类健康危害成本的社会效益），并分别计算农学最佳施氮量（agronomically optimal N rate,AOR）、经济最佳施氮量（privately optimal N rate,POR），生态最佳施氮量（ecologically optimal N rate,EOR）和社会效益最佳施氮量（socially optimal N rate,SOR），最终综合多重效益优化黑土区玉米的氮肥施用量。【结果】黑土区玉米施用氮肥具有显著增产效果，两个试验点产量随施氮量增加而持续上升，均在200 kg N·hm~(-2)达到产量平台，SKS和QYG 4年平均产量分别为10.3和11.1 t·hm~(-2)。玉米植株氮素吸收量也随施氮量增加而持续提高，SKS和QYG均在300 kg N·hm~(-2)达到最高（分别为151.9和161.8 kg N·hm~(-2)），而氮肥表观回收率均在施氮量100 kg N·hm~(-2)时最高（分别为70.3%和72.2%），而后则随施氮量增加呈下降趋势。基于4年试验结果进行综合效益分析发现，氮肥投入导致的生态和社会成本均随施氮量增加呈指数增长趋势，玉米施氮后的产值增量、利润增量、生态效益及社会效益均随施氮量增加呈现先增加后降低的一元二次曲线趋势。基于曲线拟合计算，SKS点的AOR、POR、EOR、SOR分别为236、225、215、211 kg N·hm~(-2)，而QYG点分别为245、235、225、221 kg N·hm~(-2)。AOR条件下，SKS和QYG点的玉米产量分别为10.6和11.4 t·hm~(-2)，活性氮损失分别为44.4和46.8 kg N·hm~(-2)，生态效益分别为8 786和10 271元/hm~2，社会效益分别为8 351和9 822元/hm~2。两个试验点在EOR条件下相比AOR条件分别减施氮肥8.8%和7.9%，提高氮肥偏生产力9.1%和8.1%，减少活性氮损失11.7%和11.0%。两个试验点的SOR在EOR基础上进一步减少氮投入，SOR相比AOR分别减施氮肥10.6%和9.6%，减少活性氮损失14.0%和13.1%，增加社会效益124和119元/hm~2。【结论】基于生态和社会效益评估，本研究条件下玉米在10.5—12.0 t·hm~(-2)产量水平的适宜施氮量为210—220 kg N·hm~(-2)，建议黑土区玉米养分管理应以最佳生态或社会效益为目标推荐施氮量，以实现减氮增效、生态高产和人类健康等多重目标。

氮肥施用过量、肥效低下以及持续增产效果不显著一直以来制约着农业的发展。近年来,秸秆还田配施氮 肥在农业生产中已经得到了广泛应用。本试验在向当地农户调查的基础上设置了传统施氮处理(300 kg/hm2),依据 叶片诊断技术所确定的玉米需肥量设置了优化施氮处理(60 kg/hm2),以不施氮肥作为对照,研究了北京郊区秸秆还 田下不同氮肥施用方式对夏玉米生长特性以及产量的影响。通过田间试验,得到如下结果:两种氮肥施用方式对夏 玉米株高、叶面积、茎粗、节根等影响不明显;各指标均高于对照;传统施氮、优化施氮条件下夏玉米产量分别达到 7 297.65 kg/hm2、7 385.1 kg/hm2,产量效应几...

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。

以减少氮肥损失、提高夏玉米氮肥利用率为着眼点,对3种类型氮肥(普通尿素、包膜尿素、复合肥)不同施用量对夏播玉米品种郑单958与农大108的生长发育及氮肥利用的影响进行了研究。结果表明,在本试验施氮范围内(折合N 0~180 kg/hm2),两品种随施氮量增加而显著增产;同一施氮水平下以复合肥增产效应最好,但3种类型氮肥之间的产量差异不显著。两品种穗粒数随施氮量增加而增加,与氮肥类型关系不大,而千粒重受氮肥类型影响较大,且品种间表现有差异。LAI、干物重与叶片叶绿素含量均随施氮量增大而增大,且复合肥和包膜尿素对以上3个性状值的提高较普通尿素更明显。与普通尿素相比,包膜尿素与复合肥的氮肥利用率较高...

为探究黄淮地区适宜的磷肥施用方式，通过开展大田试验对4种磷肥施用方式(常规撒施(P1)、分层施(P2)、条施(P3)、穴施(P4))下玉米不同生育时期干物质积累量、根系形态指标、不同土层土壤速效磷含量及磷酸酶活性、玉米产量及其构成因素进行测定分析。结果表明，不同施磷方式下，P2、P4处理的穗长和行粒数较P1处理显著提高22.57%,16.81%和15.19%,7.60%,P2、P3、P4处理穗粒数较P1处理分别显著提高25.26%,13.86%,17.00%,但P2处理单位面积穗数较P1处理显著降低15.30%,最终P2、P4处理产量较P1分别显著提高15.20%,10.79%。根系性状中，施磷方式显著影响了根长、根表面积、根体积、根尖数，其中P2和P4处理的根长较P1处理显著提高30.41%,33.75%; P2处理根表面积相较于P1处理显著提高23.77%,P4处理根表面积相较于P1和P3处理显著提高29.60%,21.70%;P2和P4处理下的根体积和根尖数较P1和P3处理均显著提高。对土壤速效磷含量分析表明，三叶期10～20 cm的土层中，P2和P4处理速效磷含量较P1显著提高；成熟期，0～20 cm土层中P2、P3、P4处理土壤速效磷含量较P1处理发生不同程度降低，20～30 cm土层中P4处理较P1处理发生显著降低。相关性分析表明，三叶期10～20 cm土层中酸性磷酸酶活性与土壤速效磷含量呈显著正相关，P2和P4处理在该土层下酸性磷酸酶活性和土壤速效磷含量均较高，有利于土壤中的磷素转化为玉米可吸收态。综上所述，磷肥分层施和穴施较传统撒施能提高玉米生育前期土壤中磷素有效性，促进根系生长发育，进而提高夏玉米产量，为黄淮地区较适宜的玉米磷肥施用方式。

【目的】研究不同缓释化处理氮肥对夏玉米的产量、氮肥去向及氮素平衡的影响,为提高夏玉米一次性施肥的氮肥利用率并降低氮肥的环境影响提供理论依据。【方法】试验于2014—2015年以郑单958为供试品种,在华北地区中低产田连续两年进行大田试验,共设置6个处理,分别为:不施氮(CK)、尿素(CU)、树脂包膜尿素(CRF)、控失尿素(LCU)、凝胶尿素(CLP)和脲甲醛(UF)。在玉米成熟期采集植物和土壤样品,用于测定植物含氮量和土壤无机氮含量,并计算作物吸氮量、氮肥利用率、土壤无机氮积累量、氮肥损失量等。【结果】(1)氮肥缓释化处理能够明显提高夏玉米的产量,促进氮素吸收。与尿素相比,脲甲醛、凝胶尿素、树脂包膜尿素和控失尿素可分别提高夏玉米产量18.9%、16.8%、13.7%和13.6%,同时氮肥农学利用效率分别提高6.5、4.8、4.0和3.7 kg·kg-1。(2)不同氮肥处理的作物吸收肥料氮以及肥料氮在0—100 cm土层残留量之间存在显著性差异。脲甲醛、凝胶尿素、树脂包膜尿素、控失尿素和尿素的氮肥表观回收率分别为54.9%、42.4%、38.3%、38.3%和22.0%,肥料氮在0—100 cm土层残留量分别占施氮量的28.3%、43.8%、39.2%、46.2%和46.6%。此外,与尿素相比,氮肥缓释化处理能够显著降低肥料氮的损失,凝胶尿素、控失尿素、脲甲醛和树脂包膜尿素分别降低了47.6%、43.1%、40.8%和26.7%。(3)综合分析不同氮肥处理的农田氮素平衡,脲甲醛处理的夏玉米吸氮量最高,为245.0 kg·hm~(-2),其次是凝胶尿素,为222.5 kg·hm~(-2)。脲甲醛的0—100 cm土层残留量在缓释化氮肥中最低,为153.4 kg·hm~(-2),树脂包膜尿素、凝胶尿素和控失尿素分别为173.1、181.5和185.7 kg·hm~(-2)。凝胶尿素处理的氮表观损失量最低,为35.6 kg·hm~(-2),控失尿素、脲甲醛和树脂包膜尿素的氮表观损失量分别为38.8、41.2和51.3 kg·hm~(-2)。【结论】在华北地区中低产田土壤上,氮肥缓释化处理能够显著促进夏玉米对氮素的吸收、减少氮素损失。脲甲醛和凝胶尿素的效果相对较好。

【目的】等施氮量条件下,比较有机肥与化肥田间施用后农田温室气体(CO2和N2O)的排放量及其增温潜势,正确认识有机肥与化肥在田间温室气体排放过程中的贡献,为制定田间合理的减排措施提供理论依据。【方法】在华北平原冬小麦-夏玉米种植制度下,以8年的长期定位试验为平台,利用静态箱-气相色谱法,于2014年6—10月,持续监测了化肥和有机肥在不同施肥水平下潮土玉米季土壤N2O和CO2的排放特征,并估算玉米季温室气体排放量及其产生的综合温室效应。【结果】施用有机肥与化肥农田土壤N2O的排放通量变化基本一致,施肥后出现短暂的排放高峰,之后逐渐趋于平稳;等氮条件下,化肥处理的N2O日排放通量明显高于有机肥处...