秸秆和有机肥配合替代部分化肥提高作物水分利用率减少土壤硝态氮残留   总被引：1，自引：0，他引：1  

赵凯男  吴金芝  李俊红  田文仲  张洁  李芳  侯园泉  张振旺  姚宇卿  吕军杰  黄明  李友军 《植物营养与肥料学报》2022,28(10):1770-1781

  【目的】  研究长期秸秆和有机肥配合替代部分化肥对小麦玉米一年两熟种植制度下农田生产力及氮肥残留的影响,为改善旱地土壤肥力,提高作物产量,降低环境风险提供科学依据。  【方法】  依托中国农业科学院洛阳旱农试验基地始于2007年的长期定位培肥试验,选取不施肥对照 (CK)、常规氮磷钾化肥 (NPK)、秸秆和有机肥配合替代1/3的氮磷钾养分 (SOR) 3个处理。调查了2015—2020年度夏玉米、冬小麦及周年产量、生育期耗水量、水分利用效率;分析了2020年冬小麦收获期0—60 cm土层土壤养分含量,以及硝态氮在0—380 cm土层剖面的分布积累量。  【结果】  与2007年试验开始时相比,2020年CK处理0—20 cm土层土壤养分(除速效钾外)含量显著下降,而NPK和SOR处理不同程度地提高了土壤养分含量。与NPK处理相比,SOR处理0—60 cm土层土壤有机质含量显著提高了10.4%～16.4%,0—40 cm土层全氮含量显著提高了16.7%～20.0%,0—20 cm土层土壤速效磷和速效钾含量分别显著提高了12.9%和15.4%。与NPK处理相比,SOR处理夏玉米产量在干旱年 (2015和2017年) 及5年平均分别显著提高了35.3%和10.1%,水分利用效率在干旱年、平水年 (2016年) 及5年均值分别显著提高了42.7%、12.3%和18.5%,周年产量和水分利用效率在干旱年分别显著提高了20.5%和23.5%;冬小麦产量在不同降水年型下均未显著降低,但水分利用效率在平水年 (2015—2016、2016—2017、2019—2020) 及5年均值较NPK处理分别显著降低了9.8%和7.9%。NPK处理的硝态氮总累积量为732 kg/hm2,其中68.2%积累在100—230 cm土层;SOR处理的硝态氮总累积量为833 kg/hm2,其中74.8%积累在80—200 cm土层。与NPK处理相比,SOR处理显著降低了200—380 cm土层土壤硝态氮积累量,在200—230、260—290、320—350和350—380 cm土层分别显著降低了54.9%、21.1%、25.0%、57.9%。  【结论】  无论降雨多寡,秸秆和有机肥配合替代1/3氮磷钾肥均未降低冬小麦产量,但显著提高了干旱年夏玉米及周年产量及水分利用效率,并提高了0—60 cm土层土壤有机质和全氮含量,提高了0—20 cm土层土壤速效磷和速效钾含量,同时较常规氮磷钾处理显著降低了200—380 cm土层土壤硝态氮积累量,是旱作麦玉两熟区兼顾产量、效率和环境的施肥模式。  相似文献   

适时一次灌溉对8个冬小麦品种产量和生理特性的影响     

张军  李爽  赵凯男  黄明  李友军  吴金芝  张振旺  侯园泉 《核农学报》2024,(2):384-395

为了探讨适时一次灌溉的灌溉效果和增产机制,以黄淮海麦区主推的8个小麦品种为材料,在大田和池栽条件下,设置适时一次灌溉和无灌溉（自然降雨）2种处理,测定抽穗期、灌浆前期、灌浆中期、灌浆后期旗叶生理指标和成熟期籽粒产量,研究适时一次灌溉对冬小麦产量和旗叶生理特性的影响。结果表明,适时一次灌溉改善了4个生育时期的旗叶生理特性。大田、池栽条件下适时一次灌溉处理旗叶超氧化物歧化酶（SOD）活性分别较无灌溉处理增加23.63%～39.07%、27.82%～54.53%,过氧化物酶（POD）活性增加16.39%～53.76%、16.93%～38.62%,过氧化氢酶（CAT）活性增加33.74%～51.59%、26.13%～45.06%,可溶性糖含量增加27.73%～46.34%、24.75%～37.31%,脯氨酸含量增加26.29%～37.84%、21.41%～41.33%,可溶性蛋白含量增加16.56%～42.06%、14.85%～31.69%,净光合速率增加11.51%～47.25%、24.36%～43.33%,丙二醛（MDA）含量下降12.32%～18.64%、14.85%～22.79%,小麦...  相似文献   

秸秆还田和有机肥配合替代1/3化肥对旱地玉-麦产量、蛋白质含量和化肥利用效率影响     

吴金芝  肖慧淑  郭锦花  黄明  赵凯男  侯园泉  李俊红  田文仲  张洁  李芳  赵振欣  李友军 《水土保持学报》2023,37(4):319-326

为研究长期秸秆还田和有机肥配合替代部分化肥对玉-麦一年两熟种植下产量、品质和化肥效率的影响,2015-2020年,依托中国农业科学院洛阳旱农试验基地始于2007年的长期定位试验,设置不施肥对照(CK)、玉米小麦季均常规施用氮磷钾化肥(NPK)、秸秆还田和有机肥配合替代小麦季1/3氮磷钾化肥(SORF) 3个处理,研究2015—2020年玉-麦一年两熟种植下作物产量、化肥利用效率,2019—2020年玉米和小麦籽粒氮磷钾养分含量、蛋白质含量和蛋白质产量,以及2020年小麦籽粒蛋白质及其组分含量。结果表明:(1)SORF处理玉米增产增效作用优于NPK处理,5年平均产量提高10.0%,但二者间小麦和周年产量差异未达显著水平(p>0.05)。(2)施肥显著提高玉米和小麦籽粒氮磷钾含量,其中SORF较NPK处理又显著增加籽粒氮含量,从而使玉米籽粒蛋白质含量和蛋白质产量较NPK分别显著提高6.7%和17.8%,小麦籽粒蛋白质含量和蛋白质产量分别显著提高8.0%和6.3%,周年蛋白质产量显著增加10.8%。(3)SORF和NPK处理较CK均可显著提高小麦籽粒中各蛋白质组分含量及谷醇比,协同提高小麦籽粒蛋白质含量和籽粒品质。SORF较NPK处理还可提高除球蛋白外的其他蛋白组分含量,但谷醇比的增幅不显著。(4)与NPK相比,SORF处理下玉米、小麦和周年的氮肥农学效率分别显著提高54.8%,31.2%和37.3%,氮肥偏生产力分别显著提高10.0%,45.6%和20.7%,小麦、周年的磷(钾)肥农学效率和偏生产力分别提高31.2%,77.3%和45.6%,55.7%。综合来看,秸秆还田和有机肥配合替代1/3化肥(SORF)不仅有利于提高玉米产量,玉米、小麦的籽粒蛋白质含量和蛋白质产量,以及化肥农学效率和偏生产力,而且可提高小麦籽粒蛋白组分含量,是旱地玉-麦一年两熟区兼顾产量品质效率的施肥模式。  相似文献   

耕作方式对河南小麦产量和水分利用效率影响的Meta分析     

赵凯男  吴金芝  黄明  李友军  赵广才  付国占  王春平  张振旺  侯园泉  杨中帅 《麦类作物学报》2021,(7):891-903

为了明确在河南不同生产条件下实现小麦高产高效的耕作技术,通过CNKI和Web of Science进行文献检索,共获得45篇相关大田文献和192组试验数据,以常规耕作（翻耕）为对照,采用Meta分析方法,定量分析了不同区域、不同降雨量、不同施氮量、不同土壤类型下旋耕、深松耕、免耕对河南小麦产量及水分利用效率的影响。结果表明,与常规耕作相比,旋耕小麦的产量和水分利用效率分别降低3.08% （P<0.05）和3.75%（P>0.05）,深松耕提高10.46%（P<0.05）和8.56%（P<0.05）,免耕提高2.32% （P>0.05）和8.32%（P<0.05）。其中,旋耕小麦产量在豫东、豫南、豫北均显著降低,降幅分别为10.58%、7.85%、 4.05%;深松耕小麦产量在豫中、豫东、豫西均显著提高,增幅分别为12.58%、15.01%、12.29%;免耕小麦产量在豫西和豫南分别显著增加（增幅8.38%）和显著降低（降幅4.15%）。与常规耕作相比,在年降雨量≤500 mm、500~600 mm、>600 mm下,旋耕小麦产量均显著降低,降幅分别为6.30%、4.20%、 3.33%,水分利用效率均无显著变化;深松耕产量均显著提高,增幅分别为13.68%、7.19%、11.45%,水分利用效率分别提高9.23%（P<0.05）、6.45%（P>0.05）、16.79%（P<0.05）;免耕小麦产量在年降雨量500~600 mm条件下提高6.23%（P<0.05）,水分利用效率在年降雨量>600 mm条件下提高10.87% （P<0.05）。与常规耕作相比,旋耕小麦产量和水分利用效率在施氮量150~240 kg·hm^-2条件下均显著降低,降幅分别为5.39%和 7.54%;深松耕小麦产量在施氮量≤150 kg·hm^-2和150~240 kg·hm^-2条件下,水分利用效率在施氮量≤150 kg·hm^-2、150~240 kg·hm^-2、>240 kg·hm^-2条件下均显著提高,产量增幅分别为12.41%和 9.65%,水分利用效率增幅分别为8.98%、11.69%和11.21%;免耕小麦的产量和水分利用效率在施氮量≤150 kg·hm^-2条件下分别提高8.88%和11.10%。与常规耕作相比,在潮土和砂姜黑土条件下旋耕小麦产量均显著降低,降幅分别为9.48%和9.25%,而在黄土条件下免耕小麦产量和水分利用效率均显著提高,增幅分别为8.38%和9.21%;深松耕在不同土壤类型下均能提高小麦产量和水分用效率,且在壤土和黄土条件下效果较好。综上,旋耕在河南不同生产条件下均会降低小麦产量和水分利用效率;除豫南外,深松耕均可提高河南小麦产量和水分利用效率;免耕显著提高了总体水分利用效率,尤其在豫西地区、施氮量≤150 kg·hm^-2以及黄土质地条件下效果显著。因此,采用深松耕技术有利于提高河南除豫南外地区的小麦产量和水分利用效率,在豫西地区、施氮量≤150 kg·hm^-2或黄土条件下也可以应用免耕技术。  相似文献   

秸秆还田替代施钾对旱地玉-麦轮作体系作物生产力和土壤硝态氮的影响     

侯园泉  黄明  付国占  李友军  田文仲  李俊红  吴金芝  赵凯男  张振旺  赵志明  吕军杰  姚宇卿 《水土保持学报》2022,36(5):311-318

为探明秸秆还田替代施钾对旱地玉—麦轮作体系的影响,2015—2020年,基于中国农业科学院洛阳旱农试验基地始于2007年的长期定位试验,选取不施肥(CK)、施氮磷肥(NP)、施氮磷钾肥(NPK)、施氮磷肥+秸秆还田(NPS)4个处理,研究了夏玉米—冬小麦轮作体系的产量、水肥利用效率,以及2020年小麦成熟期0—60 cm土层的土壤有机质、全氮、速效磷钾含量和0—260 cm土层土壤硝态氮累积量。结果表明:与NP相比,NPK可显著提高0—60 cm各土层的土壤速效钾含量,但对夏玉米和冬小麦的产量和水肥利用效率均无影响,而NPS不仅利于改善土壤养分,而且可显著提高夏玉米和周年的产量、水肥利用效率。与NPK相比,NPS的0—20 cm土层土壤有机质含量显著提高10.68%,夏玉米和周年的产量、水分利用效率、氮(磷)肥农学效率分别显著提高20.91%,33.77%,114.39%和13.60%,13.63%,65.41%,但0—20 cm土层土壤速效磷含量和0—60 cm土层土壤速效钾含量分别显著降低7.43%和14.31%。NPS较NP和NPK,土壤硝态氮累积量在0—100 cm土层分别提高37.14%和25.92%,在160—260 cm土层分别降低32.33%和21.64%。综上,在施氮磷肥的基础上用秸秆还田替代施钾既能提高0—20 cm土层土壤有机质、全氮含量以及0—100 cm土层土壤硝态氮累积量,又能提高夏玉米和周年产量、水肥利用效率,还可降低土壤硝态氮向深层淋溶的风险,是适宜于旱地玉—麦轮作区的施肥措施,但其降低土壤速效磷和速效钾含量的问题应被重视。  相似文献   

提升雨养夏玉米—冬小麦两熟体系生产力和土壤硝态氮累积的最优耕作模式     

吴金芝  汪洪涛  侯园泉  田文仲  李俊红  张洁  李芳  吕军杰  姚宇卿  付国占  黄明  李友军 《植物营养与肥料学报》2023,29(4):614-627

【目的】研究耕作模式对旱地雨养夏玉米–冬小麦(以下简称玉–麦)两熟体系生产力的影响,并对深松、翻耕在轮耕模式中的作用进行评价。【方法】定位试验于2015—2021年在中国农业科学院洛阳旱农试验基地进行。设置夏免耕秋免耕(SNAN)、夏深松秋免耕(SSAN)、夏免耕秋3年免耕1年翻耕(SNA3N1P)、夏深松秋3年免耕1年翻耕(SSA3N1P)和传统夏秋季均翻耕(CT) 5种耕作模式,调查了玉米、小麦的产量和水分利用效率,2020年测定了玉米收获期0—40 cm土层土壤容重、养分含量和酶活性,以及2019—2020年度小麦收获期0—380 cm土层的硝态氮累积量。【结果】1)与CT处理相比,SNAN、SSAN、SNA3N1P和SSA3N1P处理的玉米、小麦和周年产量分别显著提高了28.4%～33.5%、23.7%～25.0%和27.1%～30.3%,水分利用效率分别显著提高了19.6%～39.2%、20.2%～29.3%和29.5%～34.5%,0—5 cm和20—40 cm土层土壤容重显著降低,0—5 cm土层的有机质含量以及0—40 cm多数土层的全氮、有效磷、速效钾含量和脲酶、蔗糖...  相似文献   

耕作方式和氮肥用量对旱地小麦产量、蛋白质含量和土壤硝态氮残留的影响   总被引：3，自引：0，他引：3  

黄明  吴金芝  李友军  付国占  赵凯男  张振旺  杨中帅  侯园泉 《中国农业科学》2021,54(24):5206-5219

【目的】明确旱地小麦增产提质和环境友好协同的耕作与氮肥组合模式。【方法】2016—2017年（欠水年）和2017—2018年（丰水年）,在豫西典型旱地小麦种植区设置夏闲季深松（ST,麦收后2周左右并隔年进行）和翻耕（PT,传统的7月底8月初等雨连年进行）2种耕作方式为主处理和小麦播种前施氮0（N0）、120 kg·hm^-2（N120）、180 kg·hm^-2（N180）和240 kg·hm^-2（N240）4个氮肥用量为副处理的二因素裂区田间定位试验,研究其对旱地小麦产量、籽粒蛋白质含量及其产量、植株氮素吸收利用和收获期0—200 cm土层硝态氮残留的影响。【结果】降水年型、耕作方式和氮肥用量及后二者互作对旱地小麦拔节后氮素积累量、籽粒产量、蛋白质产量、氮效率和土壤硝态氮残留量均有显著影响。深松与翻耕相比,显著提高了拔节后植株氮素积累量、花前氮素转运量及N240下的氮收获指数,不同氮肥处理的平均氮肥吸收效率、氮肥农学效率、氮肥利用率和氮肥偏生产力分别显著提高8.6%—15.3%、23.9%—86.5%、8.1%—26.1%和9.1%—20.3%,最终在不降低籽粒蛋白质含量的同时,使产量在欠水年和丰水年分别提高11.9%和12.4%,蛋白质产量提高12.4%和13.5%,收获期0—200 cm土层硝态氮残留量降低11.9%和25.4%。相同耕作方式下,随着氮肥用量的增加,植株氮素积累量、花前氮素转运量、花后氮素对籽粒的贡献率、籽粒蛋白质含量和收获期土壤硝态氮残留量显著增加,花前氮素对籽粒的贡献率、氮素籽粒生产效率、氮肥吸收效率和氮肥偏生产力逐渐降低,氮肥农学效率、氮肥利用率、籽粒产量和蛋白质产量的变化因降水年型和耕作方式而异。从互作效应看,两年中STN240处理的植株氮素积累量最高,其产量和蛋白质产量（除欠水年与ST180处理外）、蛋白质含量（除丰水年与PTN240处理外）均显著高于其他处理,氮肥利用率及其丰水年的氮肥农学效率不低于或显著高于翻耕下的所有施氮处理,收获期的土壤硝态氮残留量较PT240处理降低16.4%。从整体效应看,翻耕配施氮肥180 kg·hm^-2可获得最高的籽粒产量以及较优的蛋白质产量、氮肥农学效率和氮肥利用率;深松配施氮肥240 kg·hm^-2可通过深松提高氮效率并降低土壤硝态氮残留,通过增加氮肥用量提高蛋白质含量,最终使产量和蛋白质产量较其他处理分别提高2.6%—45.0%和7.3%—81.4%。【结论】深松有利于提高旱地小麦产量、蛋白质产量和氮效率,降低土壤硝态氮残留,但其适宜的氮肥用量高于翻耕。翻耕配施氮肥180 kg·hm^-2是兼顾高产高效,深松配施氮肥240 kg·hm^-2是兼顾高产优质高效和低硝态氮残留的耕作与氮肥组合。  相似文献   

耕作方式和氮肥用量对旱地小麦产量、水分利用效率和种植效益的影响   总被引：2，自引：2，他引：0  

吴金芝  黄明  李友军  付国占  赵凯男  侯园泉  张振旺 《水土保持学报》2021,35(5):264-271

为探索旱地小麦增产增效增收协同的耕作方式及其配套施氮技术。2016—2017(欠水年)和2017—2018(丰水年)年度,在豫西典型旱区洛宁县设置夏闲期深松(ST,麦收后2周左右隔年进行)和翻耕(PT,传统的7月或底8月初连年进行)2种耕作方式为主区,设置4个氮肥用量为副区(播前基施纯氮0(N0),120(N120),180(N180),240 (N240) kg/hm~2)的田间定位试验,分析了土壤水分以及小麦产量、水分利用效率和种植效益。结果表明:与翻耕相比,深松提高了休闲效率,播前、开花期和成熟期0—200 cm土壤蓄水量分别提高6.5%～11.7%,5.0%～8.5%,4.7%～8.2%,使欠水年的千粒重、丰水年的穗数和穗粒数显著提高(P0.05),从而使欠水年的产量和经济效益分别提高7.1%～17.8%和5.5%～30.2%,丰水年施氮处理的产量、水分利用效率和经济效益分别提高10.2%～22.0%,3.0%～13.0%,16.1%～35.1%。增加氮肥用量有利于提高休闲效率,使播前土壤蓄水量翻耕下得到恢复、深松下显著提高(P0.05),小麦产量、水分利用效率和经济效益翻耕下N180最优,较其他处理分别提高6.5%～43.9%,8.1%～36.1%,12.4%～61.3%;深松下欠水年以N180较优,丰水年以N240最优,且较其他处理分别提高3.9%～67.9%,1.0%～54.1%,3.6%～95.8%。因此,麦收后2周左右隔年深松有利于提高土壤含水量,进而提高产量、水分利用效率和种植效益,且在欠水年配施纯氮180 kg/hm~2、丰水年配施纯氮240 kg/hm~2效果最优。研究结果可为提高旱地小麦产量、效率和效益提供理论依据和技术参考。  相似文献   

干旱胁迫对不同抗旱性冬小麦灌浆期下午旗叶光合特性和籽粒产量的影响     

张振旺  吴金芝  黄明  李友军  赵凯男  侯园泉  赵志明  杨中帅 《华北农学报》2022,37(2):67-77

为了明确干旱胁迫对不同抗旱性冬小麦灌浆期下午旗叶光合荧光特性和产量的影响,2018—2019年度和2019—2020年度,在防雨棚池栽条件下,以强抗旱性冬小麦品种晋麦47（JM47）和弱抗旱性冬小麦品种偃展4110（YZ4110）为材料,采取测墒补灌的方法,设置重度干旱(W1:播前65%MFC（最大田间持水量）+拔节后45%～55%MFC)、中度干旱（W2:播前75%MFC+拔节后55%～65%MFC）、轻度干旱（W3:播前75%MFC+拔节后65%～75%MFC）、适宜供水（W4:播前75%MFC+拔节后75%～85%MFC）4个处理,测定了灌浆前期、中期和中后期14:00—16:00的旗叶净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、胞间CO₂浓度（Ci）、蒸腾速率（Tr）、瞬时水分利用效率（IWUE）、PSⅡ最大光化学效率（Fv/Fm）、PSⅡ实际光化学效率（ΦPSⅡ）以及成熟期的产量及其构成因素。结果表明,水分和品种对小麦灌浆期下午的旗叶光合、荧光特性和成熟期的产量均有显著影响。从2 a均值来看,与W4相比,干旱胁迫处理（W1、W2和W3）灌浆期下午的旗叶Pn、G...  相似文献   

减氮配施有机肥对豫西旱区玉米产量及氮肥利用率的影响          下载免费PDF全文

吕梦  黄明  侯园泉  歹英豪  焦念元  尹飞  赵振欣  付国占 《玉米科学》2023,(4):158-164

采用大田小区定位试验，设5种施肥处理模式，分别为不施氮肥(CK)、农户习惯施肥(CF)、减氮纯施化肥(R)、减氮配施20%有机肥(R₂₀)和减氮配施40%有机肥(R40)，研究豫西半湿润偏旱地区冬小麦-夏玉米1年2熟区氮肥减量配施有机肥两年后对玉米干物质积累和分配、氮素积累和分配、产量和氮肥利用率的影响。结果表明，施氮处理玉米干物质积累总量、氮素积累总量和子粒产量平均分别比对照增加17.07%、31.63%和36.61%。R₂₀处理氮肥利用效率显著提高40.01%～60.63%，氮肥农学效率显著提高35.86%～82.78%，氮肥偏生产力显著提高5.14%～32.93%，肥料贡献率显著提高24.10%～55.63%。因此，R₂₀处理可实现玉米稳定增产，是提高氮肥利用效率的合理施肥方法。  相似文献