水肥耦合对小麦产量的影响研究
不同灌水量与生物炭用量对春小麦光合特性的影响
2023年3月灌溉排水学报第42卷第3期Mar.2023Journal of Irrigation and Drainage No.3Vol.42文章编号:1672-3317(2023)03-0065-09不同灌水量与生物炭用量对春小麦光合特性的影响郭颂,杨卫君*,宋世龙,陈雨欣,杨梅,惠超,张金汕(新疆农业大学农学院/新疆优质专用麦类作物工程技术研究中心,乌鲁木齐830052)摘要:【目的】探究水炭耦合对北疆灌区春小麦光合特性及产量的影响。
【方法】开展常规灌水量(w0)、灌水量减少10%(w1)、灌水量减少20%(w2)3个灌水量水平和不施生物炭(b0)、施加生物炭10t/hm2(b1)、施加生物炭20t/hm2(b2)3个生物炭施加量的2因素3水平试验,研究不同灌水量及生物炭用量对春小麦植株光合及产量的影响,建立基于生物炭施加量、灌水量与产量的拟合模型。
【结果】生物炭施用量显著影响开花期叶面积指数。
与b0w0处理相比,施生物碳与减少灌水量的组合春小麦LAI提升9.1%~25.41%,花后20d春小麦SPAD值提升了1.7%~10.73%。
不同灌水量处理显著影响春小麦光合特性、干物质积累量和产量形成;灌水量为w1时,施加适量的生物炭能促进春小麦开花期干物质积累量,提升春小麦光合特性与产量;灌水量为w2时,施加生物炭(b1w2、b2w2处理)会使春小麦光合特性下降,春小麦净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、胞间CO2摩尔分数分别下降11.58%~18.15%、55.85%~66.3%、67.42%~75.94%和16.2%~27.19%。
灌水量对春小麦产量的影响较生物炭影响更大,但灌水量为w1时,添加生物炭(b1w1、b2w1处理)的春小麦产量均保持在较高水平,b1w1处理春小麦产量较b0w0处理提升7.57%,而b2w1处理通过增加千粒质量提高产量,产量增幅达到3.36%。
【结论】结合模型模拟分析可知,灌水量减少10%和生物炭施加20t/hm2组合是最有利用于北疆灌区春小麦稳产、高产的施用模式。
水肥耦合效应研究综述
水肥耦合效应研究综述摘要土壤水分与肥料是农业生产的两大因素,两者具有协同效应,增水能够增加肥料的增产效应,增肥能够增加灌水的增产效应,两者既相互制约又相互协调促进。
在农业生产中,只有合理匹配水肥因子,才能起到以肥调水、以水促肥,并充分发挥水肥因子的整体增产作用。
研究水肥耦合效应,对提高肥料和水分利用效率、提高农业生产的经济效益和生态效益、保障农业可持续发展有着重要的意义。
关键词以肥调水;以水促肥;水肥耦合1水肥耦合概念及机理农业生产中水分和养分(肥料)是影响作物生长的两个重要环境因子,水肥之间的关系相当复杂。
在农田系统中,水分与养分之间、各养分之间以及作物与水肥之间都具有相互激励与拮抗的动态平衡关系。
水肥耦合则是指农田生态系统中,水分和肥料二因素或水分与肥料中的氮、磷、钾等因素之间的相互作用对作物生长的影响及其利用效率,也可以理解为在农业生态系统中,水与土壤矿质元素这两个体系融为一体,互相影响、相互作用,对植物的生长发育产生的现象或结果。
水肥耦合技术则是在考虑水分和养分对作物生长的影响,在不同水分、养分基础条件下,所使用的因水施肥、以水定肥、以肥调水等技术。
水肥是影响作物产量的两个重要因子,在育种技术、耕作技术、栽培技术等的基础上,合理的灌溉与施肥是作物增产的主要途径之一。
从水、肥对作物的生理生长影响过程来看,这两个因子在很大程度上既相互制约,又互相影响,水分不足影响作物根系对肥料的吸收,并直接影响作物的的产量;养分不足则同样限制作物对水分的充分利用并降低作物产量。
增水能促进肥料的增产效应;增肥可明显改善旱作物叶片水分状况,增加光合速率、延缓叶片衰老,有利于作物后期维持一定的光合面积和作用时间,减小了土壤水分不足对产量的影响。
在实际农业生产中研究和发展水肥耦合机理及其技术,对节约并高效利用有限的农业水资源对农业可持续发展具有重要意义。
只有合理匹配水肥因子,才能起到以肥调水、以水促肥,达到水分和养分的高效利用,并充分发挥水肥因子的整体增产作用。
叶面喷施不同配比微肥对小麦生长和产量的影响
中国土壤与肥料 2024 (2)doi:10.11838/sfsc.1673-6257.23076叶面喷施不同配比微肥对小麦生长和产量的影响侯赛赛1,李旭光2,杨庆鹏3,蒲子天1,王鑫鑫4,5,6,张瑞芳4,5,6*(1.河北农业大学资源与环境科学学院,河北 保定 071001;2.河北省耕地质量监测保护中心, 河北 石家庄 050000;3.河北农业大学农学院,河北 保定 071001;4.河北农业大学,河北省山区 农业技术创新中心,河北 保定 071001;5.河北农业大学,国家北方山区农业工程技术研究中心, 河北 保定 071001;6.河北农业大学,河北省山区研究所,河北 保定 071001)摘 要:小麦是世界上最重要的粮食作物之一,土壤微量元素养分是限制小麦生长和产量的重要因素。
叶面喷施适宜比例的微肥对促进小麦生长、提高小麦产量具有重要意义。
采用正交试验设计,探究了叶面喷施不同比例的微肥对小麦生长和产量的影响。
结果发现,叶面喷施四硼酸钠、硫酸锌、硫酸锰、硫酸亚铁、硫酸铜和钼酸铵均对小麦生长和产量有显著影响。
高硼、高锌和适当铁配比的微肥更有利于提高小麦产量;硼促进植物水分和养分吸收,促进植物根系生长发育,为小麦穗部生长提供了营养条件;高浓度锌有利于小麦叶绿素和生长激素的合成,增加小麦株高、穗长、穗数和穗粒数;适宜比例的锌和铁叶面喷施能提高小麦穗粒数和籽粒产量。
根据极差分析得出6种微肥的最佳施用水平分别为四硼酸钠4.5 kg/hm2、硫酸锌4.5 kg/hm2、硫酸锰0.75 kg/hm2、硫酸亚铁2.25 kg/hm2、硫酸铜0.75 kg/hm2、钼酸铵0.75 kg/hm2。
综合6种微肥的施用水平,18个处理中叶面喷施四硼酸钠4.5 kg/hm2、硫酸锌1.5 kg/hm2、硫酸锰0.75 kg/hm2、硫酸亚铁2.25 kg/hm2、硫酸铜1.125 kg/hm2和钼酸铵1.125 kg/hm2配比的微肥下小麦产量最高,为10259.09 kg/hm2,高于其他处理0.07%~16.54%,此研究可为丰富小麦高产栽培技术提供理论依据。
水肥耦合对棉花产量_收益及水分利用效率的效应_吴立峰
农 业 机 械 学 报
第 46 卷 第 12 期
水肥耦合对棉花产量 、 收益及水分利用效率的效应
吴立峰
1
*
张富仓
1, 2
范军亮
1
周罕觅
1
梁
飞
3
高志建
3
( 1. 西北农林科技大学旱区农业水土工程教育部重点实验室 ,陕西杨凌 712100 ; 2. 西北农林科技大学中国旱区节水农业研究院 ,陕西杨凌 712100 ; 3. 新疆农垦科学院农田水利与土壤肥料研究所 ,石河子 832000 ) 摘要: 研究滴灌施肥条件下水肥耦合对棉花籽棉产量 、 水分利用效率和净收益的影响 , 并运用多元二次回归与归一 化及 3 种不同目标值组合方式相结合的方法 , 探索满足多目标综合效益最大化的滴灌水肥用量 。 采用田间试验的 P2 O5 K2 O 施肥水平 1506030 、 2008040 、 25010050 、 300120方法, 于 2012 年和 2013 年棉花生长季, 设置 5 个 N35014070 kg / hm2 ( 分别记为 F150 、 F200 、 F250 、 F300 、 F350 ) 和 3 个灌溉水平 ( 60% ET C : W1 、 80% ET C : W2 、 100% ET C : 60 、 W3 , ET C 是作物蒸发蒸腾量) 。结果表明, 60% ET C 灌水水 籽棉产量、 水分利用效率和净收益的水肥耦合效应明显 , 100% ET C 灌水水平能够显著提高籽棉产量和净收益 , 但水分利用效率低于 60% 平显著抑制籽棉产量并降低净收益 , 12060 kg / hm2 ( NP2 O5 K2 O) 时籽棉产量最高, ETC 灌水水平。2012 年灌水量为 100% ETC 且施肥量 300但净收益并未增 2 a 灌水量为 100% ET C 且施肥量 25010050 kg / hm2 ( NP2 O5 K2 O) 时的净收益最高。 二次回归分析结果表明 , 3 加, 2012 年 种组合方式均可用于水肥多目标优化 , 其中乘法组合方式 2 a 水肥投入量差异更小且各目标值变化也更小 , 11156 kg / hm2 ( NP2 O5 K2 O) 以及 2013 年灌水量 90% ET C 、 10753 kg / hm2 施肥量 278施肥量 268灌水量 92% ET C 、 ( NP2 O5 K2 O) 可作为籽棉产量、 水分利用效率和净收益综合效益最大化的水肥管理策略 。 关键词: 棉花 水肥耦合 产量 水分利用效率 净收益 中图分类号: S562 文献标识码: A 1298 ( 2015 ) 12016409 文章编号: 1000-
不同施肥模式对小麦肥料利用率和产量的影响
河南农业2024年第5期播种量为12.5 kg ,2022年6月6日收获。
供试肥料小麦配方肥N :P 2O 5:K 2O 折纯含量比例为12.5:8:3.5;氮肥为尿素(含纯氮量 46%),磷肥为过磷酸钙(含纯P 2O 5 12%),钾肥为进口硫化钾(含K 2O 51%),每667 m 2用量均为50 kg。
小麦缓释配方肥折纯用量比例N :P 2O 5:K 2O 为11:7.5:3;缓释小麦配方肥由心连心复合肥洛阳总代理提供。
(三)试验设计试验设9个处理,各处理每667 m 2施肥折纯用量见表1,随机区组排列,3次重复,小区面积为50 m 2,相邻两小区之间设埂隔离,防止窜水窜肥,单畦单浇。
试验周围设1 m 保护行。
无氮区作物吸氮总量=无氮区产量×无氮下形成100 kg 经济产量养分吸收量/100氮肥利用率= [(常规施肥区作物吸氮总量-无氮区作物吸氮总量)/所施肥料中氮素的总量]×100%二、结果与分析(一)产量分析由下页表2可知,除缺磷处理外,其他缓释区处理均高于对应的配方处理。
处理9(缓释全肥区)小麦产量最高,单产为690.2 kg ;处理5(全肥区)产量位居第二位,单产为673.8 kg ;处理9(缓释全肥区)比处理5(全肥区)每667 m 2少施1.5 kg 纯氮,单产却增加16.4 kg,增幅2.43%,达到减量增效目的。
同样,处理8(缓释无钾区)比处理4(无钾区)、处理6(缓释无氮区)比处理2(无氮区),单产均比对应处理分别增产22.3 kg、6.0 kg,增产率分别为3.6 %、1.1 %。
缺氮、缺磷、缺钾区中,缺磷区、缺氮区长势较差,产量与氮磷钾齐全区相比减少幅度较大,如处理7较处理TURANG FEILIAO YU NONGTIAN JIESHUI土壤肥料与农田节水。
不同灌溉施肥方式对夏玉米产量和水氮利用的影响
㊀山东农业科学㊀2024ꎬ56(2):104~110ShandongAgriculturalSciences㊀DOI:10.14083/j.issn.1001-4942.2024.02.014收稿日期:2023-04-18基金项目:国家重点研发计划项目(2022YFD2300801)ꎻ山东省玉米产业技术体系创新团队项目(SDAIT-02-07)ꎻ山东省农业科学院农业科技创新工程项目 小麦玉米周年吨半粮关键技术研究 (CXGC2023A17)作者简介:李佳(1997 )ꎬ男ꎬ硕士研究生ꎬ主要从事玉米栽培生理研究ꎮE-mail:1848326496@qq.com王义(1969 )ꎬ男ꎬ主要从事作物栽培生理研究ꎮE-mail:fenglewwyy@163.com∗同为第一作者ꎮ通信作者:高英波(1986 )ꎬ男ꎬ博士ꎬ助理研究员ꎬ主要从事玉米栽培生理研究ꎮE-mail:yingboandy@163.com刘开昌(1971 )ꎬ男ꎬ博士ꎬ研究员ꎬ主要从事作物生理生态与栽培技术研究ꎮE-mail:liukc1971@126.com不同灌溉施肥方式对夏玉米产量和水氮利用的影响李佳1ꎬ2ꎬ王义3∗ꎬ肖蓉2ꎬ李亮4ꎬ王悦2ꎬ张慧2ꎬ李宗新2ꎬ钱欣2ꎬ王良2ꎬ苏玉晓4ꎬ高英波2ꎬ刘开昌2(1.青岛农业大学农学院ꎬ山东青岛㊀266109ꎻ2.山东省农业科学院小麦玉米国家工程实验室ꎬ山东济南㊀250100ꎻ3.齐河县农业农村局ꎬ山东齐河㊀251199ꎻ4.东平县农业发展服务中心ꎬ山东东平㊀271599)㊀㊀摘要:为明确不同灌溉施肥方式对夏玉米生长㊁产量及水氮利用的影响ꎬ本试验以登海605(DH605)和郑单958(ZD958)为材料ꎬ设常规灌溉施肥(FP)㊁喷灌+种肥同播(SN)㊁喷灌+水肥一体化(SF100%)㊁喷灌+水肥一体化+减氮20%(SF80%)共4个处理ꎬ研究不同灌溉施肥方式对夏玉米干物质积累㊁产量及产量构成因素㊁水分利用效率和氮肥偏生产力的影响ꎮ结果表明ꎬ品种㊁灌溉施肥方式及品种和灌溉施肥互作效应显著影响夏玉米的产量㊁干物质积累速率㊁水分利用效率(WUE)和氮肥偏生产力(PFPN)ꎬSF80%处理下两年平均产量㊁水分利用率㊁氮肥偏生产力均最高ꎮ与FP㊁SN和SF100%处理相比ꎬSF80%处理下DH605两年平均产量分别提高14.55%㊁7.66%和2.26%ꎬ水分利用率分别提高23.73%㊁12.61%和8.86%ꎬ氮肥偏生产力分别提高43.19%㊁34.58%和27.82%ꎻZD958两年平均产量分别提高35.93%㊁15.24%和7.84%ꎬ水分利用率分别提高40.81%㊁21.79%和11.13%ꎬ氮肥偏生产力分别提高69.91%㊁44.05%和34.80%ꎮ综上所述ꎬ喷灌+水肥一体化+减氮20%的灌溉施肥方式可以显著提高夏玉米产量和水氮利用效率ꎬ实现夏玉米增产增效ꎮ关键词:夏玉米ꎻ灌溉施肥方式ꎻ水氮利用效率ꎻ产量中图分类号:S513㊀㊀文献标识号:A㊀㊀文章编号:1001-4942(2024)02-0104-07EffectsofDifferentIrrigationandFertilizationModesonYieldandWaterandNitrogenUtilizationofSummerMaizeLiJia1ꎬ2ꎬWangYi3∗ꎬXiaoRong2ꎬLiLiang4ꎬWangYue2ꎬZhangHui2ꎬLiZongxin2ꎬQianXin2ꎬWangLiang2ꎬSuYuxiao4ꎬGaoYingbo2ꎬLiuKaichang2(1.CollegeofAgronomyꎬQingdaoAgriculturalUniversityꎬQingdao266109ꎬChinaꎻ2.NationalEngineeringLaboratoryofWheatandMaizeꎬShandongAcademyofAgriculturalSciencesꎬJinan250100ꎬChinaꎻ3.QiheBureauofAgricultureandRuralAffairsꎬQihe251199ꎬChinaꎻ4.DongpingAgriculturalDevelopmentServiceCenterꎬDongping271599ꎬChina)Abstract㊀InordertoclarifytheeffectsofdifferentirrigationandfertilizationmodesongrowthꎬyieldandwaterandnitrogenutilizationofsummermaizeꎬtheexperimentwasconductedwithDenghai605(DH605)andZhengdan958(ZD958)astestmaterials.Fourtreatmentsweresetasconventionalirrigationandfertiliza ̄tion(FP)ꎬsprinklerirrigation+seedfertilizer(SN)ꎬsprinklerirrigation+integrationofwaterandfertilizer(SF100%)ꎬsprinklerirrigation+integrationofwaterandfertilizer+20%nitrogenreduction(SF80%)ꎬandtheeffectsofdifferentirrigationandfertilizationmodesondrymatteraccumulationꎬyieldanditscomponentsꎬwateruseefficiency(WUE)andpartialproductivityofnitrogenfertilizer(PFPN)ofsummermaizewerestud ̄ied.TheresultsshowedthattheyieldꎬdrymatteraccumulationrateꎬWUEandPFPNofsummermaizeweresignificantlyaffectedbyvarietyꎬirrigationandfertilizationmodesandtheirinteraction.Thetwo ̄yearaverageyieldꎬWUEandPFPNwerethehighestunderSF80%treatment.ComparedwiththetreatmentsofFPꎬSNandSF100%ꎬundertheSF80%treatmentꎬthetwo ̄yearaverageyieldofDH605increasedby14.55%ꎬ7.66%and2.26%ꎬwhilethatofZD958increasedby35.93%ꎬ15.24%and7.84%ꎻtheWUEofDH605increasedby23.73%ꎬ12.61%and8.86%ꎬwhilethatofZD958increasedby40.81%ꎬ21.79%and11.13%ꎻthePFPNofDH605increasedby43.19%ꎬ34.58%and27.82%ꎬwhilethatofZD958increasedby69.91%ꎬ44.05%and34.80%.InsummaryꎬSF80%couldsignificantlyincreasesummermaizeyieldandwaterandnitrogenuseeffi ̄ciencyꎬandthenachieveincreasedyieldandefficiencyofsummermaize.Keywords㊀SummermaizeꎻIrrigationandfertilizationmodesꎻWaterandnitrogenuseefficiencyꎻYield㊀㊀黄淮海平原是我国夏玉米主产区ꎬ其播种面积和产量分别占全国的31.66%和31.06%ꎬ对保障国家粮食安全具有重要意义[1]ꎮ该区夏玉米灌溉方式多以大水漫灌为主ꎬ加上 一炮轰 的施肥方式ꎬ造成水分和肥料利用率均降低[2-6]ꎮ玉米是黄淮海区主要农作物之一[7]ꎬ水分和氮素是影响玉米高产的两个关键因素ꎬ两者即相互促进又相互制约ꎬ合理的水氮措施可促进耦合效应的发生ꎬ是实现玉米绿色㊁高产㊁高效的重要途径[8-9]ꎮ因此ꎬ针对黄淮海灌溉区水资源紧缺㊁水肥利用效率低等问题ꎬ亟需优化水氮管理措施ꎬ最大程度发挥水氮耦合效应的正交互作用ꎬ达到 以水促肥 和 以肥调水的目的 ꎬ以实现夏玉米高产高效生产ꎮ与传统畦灌相比ꎬ喷灌可精准控制灌水时间和灌水量ꎬ且灌水均匀度高[10]ꎮ研究表明ꎬ不同灌溉条件下玉米的干物质积累和养分吸收表现为滴灌最优ꎬ喷灌次之ꎬ漫灌最差[11]ꎮ与漫灌相比ꎬ微喷灌能促进玉米干物质积累和籽粒灌浆ꎬ且微喷灌减肥20%与常规施肥条件下的玉米干物质积累无显著差异[12]ꎮ近年来ꎬ关于水氮互作效应对作物生长㊁产量和水氮利用影响的研究较多[13-16]ꎮ前人研究表明ꎬ水㊁氮配合可以提高玉米的产量和经济效益ꎬ水㊁肥利用效率也显著提高[17]ꎮ水肥一体化条件下减氮20%仍能获得与传统施肥模式(315kgN/hm2)相当的玉米产量[18]ꎬ可见水肥配合是玉米高产稳产的重要措施ꎮ前人关于优化玉米水㊁氮管理措施的研究多集中于常规灌溉施肥和滴灌水肥一体化上ꎬ且多以单因素研究为主ꎬ而关于喷灌水肥一体化对玉米生长发育及其水氮耦合效应的研究鲜见报道ꎮ本试验就不同灌溉方式和氮肥施用方式对夏玉米生长㊁产量和水氮利用的影响进行研究ꎬ旨在为黄淮海灌溉区夏玉米水肥一体化技术模式的应用推广提供理论依据ꎮ1㊀材料与方法1.1㊀试验概况供试品种为郑单958(ZD958)和登海605(DH605)ꎮ试验于2019年6月至2020年10月在泰安市东平县禾丰优质小麦种植专业合作社(35ʎ57ᶄ52ᵡNꎬ116ʎ21ᶄ27ᵡE)进行ꎮ试验地位于温带大陆季风性气候区ꎬ土壤类型为褐土ꎬ肥力均匀ꎮ土壤理化性质为有机质含量15.6g/kg㊁全氮1.04mg/g㊁碱解氮81.21mg/kg㊁速效钾213.15mg/kg㊁速效磷53.29mg/kgꎮ2019年和2020年玉米生育期内累计降雨量分别为273.95mm和482.13mmꎮ1.2㊀试验设计试验采用裂区设计ꎬ灌溉施肥方式为主区ꎬ品种为副区ꎮ小区面积50m2ꎬ小区之间留1.5m走道ꎮ设4个处理ꎬ农户常规灌溉施肥模式(FP):大水漫灌+种肥同播ꎬ缓控释肥(NʒP2O5ʒK2O=26ʒ11ʒ11)750kg/hm2ꎻ喷灌+种肥同播(SN):缓控释肥(NʒP2O5ʒK2O=26ʒ11ʒ11)750kg/hm2ꎻ喷灌+水肥一体化(SF100%):磷钾肥做基肥一次性501㊀第2期㊀㊀㊀㊀㊀李佳ꎬ等:不同灌溉施肥方式对夏玉米产量和水氮利用的影响施入(P2O582.5kg/hm2ꎬK2O82.5kg/hm2)ꎬ氮肥尿素(N46%)按4ʒ6分为种肥与大喇叭口期追肥施入ꎻ喷灌+水肥一体化+减氮20%(SF80%):磷钾肥做基肥一次性施入ꎬ氮肥尿素(N46%)按4ʒ6分为种肥与大喇叭口期追肥施入ꎮ试验分别于2019年6月23日和2020年6月23日播种ꎬ播种密度75000株/hm2ꎬ分别于2019年10月5日和2020年10月5日收获ꎬ其他管理措施同常规大田ꎮ试验设计及灌水量和施氮量见表1ꎮ㊀㊀表1㊀不同处理的灌水量及施氮量设计处理氮肥种类播种期水/mm氮/(kg/hm2)大喇叭口期水/mm氮/(kg/hm2)合计水/mm氮/(kg/hm2)FP缓控释肥701950070195SN缓控释肥601950060195SF100%尿素607840117100195SF80%尿素6062.44093.61001561.3㊀测定项目及方法1.3.1㊀考种及测产㊀每个小区选取有代表性的玉米2行(每行5m)ꎬ记录有效穗数ꎬ取回所有果穗脱粒称重ꎮ采用均重法选取30穗用于室内考种ꎬ测定果穗穗长㊁秃尖长㊁穗粗㊁穗行数㊁行粒数ꎬ脱粒后测定千粒重和籽粒含水率ꎬ计算实际产量(按14%含水率折算)ꎮ1.3.2㊀植株干物质积累㊀于播种后35d(大喇叭口期)㊁50d(吐丝期)和65㊁80㊁105d(成熟期)分别选取有代表性的植株3株ꎬ于105ħ下杀青30minꎬ然后在80ħ下烘干至恒重称重ꎮ1.3.3㊀水分利用效率㊀在播种前和收获后ꎬ每20cm为一层ꎬ取0~100cm间共5层土样ꎬ根据下面公式计算水分利用效率(WUE)[19]ꎮΔS(mm)=10ΣρiHi(θi1-θi2)ꎬi=1ꎬ2ꎬ ꎬnꎻ农田耗水量ETc(mm)=I+PʃΔS+KꎻWUE[kg/(hm2 mm)]=YETcꎮ式中:ΔS为土壤蓄存水变化量ꎬi为土层编号ꎬn为总土层数ꎬρi为第i层土壤干土容重ꎬHi为第i层土壤厚度ꎬθi1和θi2分别为第i层土壤播前和收获时的含水量ꎬ以占干土重的百分数计ꎻETc为玉米生育期间农田耗水量ꎬI为生育期内的灌水量ꎬP为生育期内有效降水量ꎬK为时段内的地下水补给量(当地下水埋深大于2.5m时ꎬK值可以忽略不计)ꎻY为籽粒产量ꎮ1.3.4㊀氮肥偏生产力㊀氮肥偏生产力(PFPNꎬkg/kg)=籽粒产量/施氮量ꎮ1.4㊀数据处理与分析采用MicrosoftExcel和SigmaPlot12.5软件对数据进行整理及作图ꎬ采用SPSS19.0软件对数据进行差异显著性分析(P<0.05)ꎮ2㊀结果与分析2.1㊀年份㊁品种及不同灌溉施肥方式及其互作与夏玉米产量及其构成㊁氮肥偏生产力和WUE的方差分析方差分析结果(表2)表明ꎬ除品种对穗粒数(KN)㊁穗数(EN)和水分利用效率(WUE)无显著影响外ꎬ年份㊁品种和灌溉施肥方式对产量(GY)㊁千粒重(TGW)㊁穗粒数㊁穗数㊁氮肥偏生产力(PF ̄PN)和水分利用效率均具有极显著影响ꎮ互作效应分析表明ꎬ除年份和品种互作对GY㊁PFPN和WUEꎬ年份和灌溉施肥方式互作对GY㊁KN㊁EN和PFPNꎬ年份㊁品种和灌溉施肥方式互作对GY㊁EN㊁PFPN和WUE无显著影响外ꎬ其余年份㊁品种和灌溉施肥方式间的互作对其他指标均具有显著影响ꎮ㊀㊀表2㊀年份㊁品种和灌溉施肥方式及三者的交互作用㊀㊀㊀对夏玉米产量㊁产量构成㊁氮肥㊀㊀㊀偏生产力及WUE的影响项目GYTGWKNENPFPNWUE年份∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗品种∗∗∗∗∗nsns∗ns灌溉施肥方式∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗年份ˑ品种ns∗∗∗∗∗nsns年份ˑ灌溉施肥方式ns∗∗nsnsns∗∗∗品种ˑ灌溉施肥方式∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗年份ˑ品种ˑ灌溉施肥方式ns∗∗∗∗nsnsns㊀㊀注:∗㊁∗∗㊁∗∗∗分别表示在0.05㊁0.01㊁0.001水平上影响显著ꎬns表示无显著影响ꎮ601㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀山东农业科学㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第56卷㊀2.2㊀不同灌溉施肥方式对夏玉米产量及产量构成的影响由表3可见ꎬ喷灌分次施肥处理(SF)可显著提高DH605和ZD958的产量ꎬSF80%和SF100%处理间(除2019年的ZD958外)无显著差异ꎮ与FP㊁SN和SF100%处理相比ꎬSF80%处理下DH605两年平均产量分别提高14.55%㊁7.66%和2.26%ꎬZD958分别提高35.93%㊁15.24%和7.84%ꎻ穗数和穗粒数变化均与产量的变化趋势相同ꎬ均表现为SF80%处理高于其他处理ꎮ这说明喷灌分次施肥处理通过增加穗数和穗粒数ꎬ最终增加产量ꎮ2.3㊀不同灌溉施肥方式对夏玉米植株干物质积累速率的影响由图1可知ꎬ夏玉米的植株干物质积累速率㊀㊀表3㊀不同灌溉施肥方式对夏玉米产量及产量构成的影响年份品种处理产量/(kg/hm2)千粒重/g穗粒数穗数/(千穗/hm2)20192020DH605ZD958DH605ZD958FP9690.54c306.87c543.08b62.78bSN10749.62b334.02ab554.90b63.89abSF100%11584.37a342.48a555.12b64.44abSF80%11977.05a325.56b571.57a67.22aFP8871.38c317.02a485.86c62.22bSN10865.15b321.91a541.45b63.33bSF100%11054.43b326.77a551.14b69.17aSF80%12632.86a317.14a574.53a72.22aFP12714.50b354.66b561.33a65.37bSN13089.10ab349.79b564.67a67.50bSF100%13514.93a367.84a570.67a70.00abSF80%13688.48a351.80b592.00a72.22aFP10698.26c335.49b538.67b62.96bSN12218.42b350.69a560.00b64.17bSF100%13612.54a320.58c601.33a71.67aSF80%13968.22a324.95bc605.33a71.67a㊀㊀注:相同年份同一品种的同列数据后不同小写字母表示处理间差异显著(P<0.05)ꎮ图1㊀不同灌溉施肥方式对夏玉米植株干物质积累速率的影响701㊀第2期㊀㊀㊀㊀㊀李佳ꎬ等:不同灌溉施肥方式对夏玉米产量和水氮利用的影响随生育进程呈现先上升后下降的趋势ꎬ在播种后50~65d之间达到最大值ꎮ播种后50~65dꎬSF80%处理明显提高DH605和ZD958的干物质积累速率ꎬDH605的干物质积累速率(两年平均)较FP㊁SN和SF100%处理分别提高35.99%㊁17.59%和11.00%ꎬZD958(两年平均)分别提高61.68%㊁38.26%和12.99%ꎮ2.4㊀不同灌溉施肥方式对夏玉米水分利用效率的影响由图2可知ꎬ喷灌分次施肥处理(SF)可显著提高DH605和ZD958的水分利用效率ꎬ且SF80%处理显著高于SF100%处理(2019年的DH605除外)ꎮ与FP㊁SN和SF100%处理相比ꎬSF80%处理下DH605的水分利用效率(两年平均)分别提高23.73%㊁12.61%和8.86%ꎬZD958(两年平均)分别提高40.81%㊁21.79%和11.13%ꎮ2.5㊀不同灌溉施肥方式对夏玉米氮肥偏生产力的影响由图3可知ꎬSF80%处理下ꎬDH605和ZD958的氮肥偏生产力均显著提高ꎬ与FP㊁SN和SF100%处理相比ꎬDH605(两年平均)分别提高43.19%㊁34.58%和27.82%ꎬZD958(两年平均)分别提高69.91%㊁44.05%和34.80%ꎮ柱上不同小写字母表示同一品种不同处理间差异显著(P<0.05)ꎬ下同ꎮ图2㊀不同灌溉施肥方式对夏玉米水分利用效率的影响图3㊀不同灌溉施肥方式对夏玉米氮肥偏生产力的影响3㊀讨论合理的水氮运筹可有效发挥水氮耦合效应ꎬ促进玉米对水分和养分的高效利用ꎬ实现玉米高产稳产[20-21]ꎮ灌溉施肥方式对作物生长发育具有很大影响ꎬ实际生产中种植户多采用大水漫灌和 一炮轰 的灌溉施肥方式ꎮ该模式加大了肥料淋溶损失ꎬ同时增加植株倒伏和后期脱肥风险ꎬ不利于玉米高产高效生产[22-24]ꎮ传统滴灌方式存在造价高㊁喷头易堵塞和轮作困难等缺点ꎬ喷灌水肥一体化技术同时兼具节水㊁节肥㊁轻便㊁低价㊁高效和易推广等优点ꎬ对提高夏玉米产量㊁水肥利用效率和缓解水资源短缺等方面具有重要作用[25]ꎮ前人研究表明ꎬ适宜灌水量下ꎬ减少氮肥投入有利于提高玉米产量及水氮利用效率ꎬ实现节水节肥㊁增产增效[26]ꎮ总施氮量为240kg/hm2时ꎬ微喷灌水肥一体化处理相比常规灌溉施肥的小麦产量提高3.32%~9.87%ꎬ当氮肥减施20%以801㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀山东农业科学㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第56卷㊀内时ꎬ产量增加1.42%~6.60%[27]ꎮ本试验条件下ꎬSF80%和SF100%处理下的穗粒数㊁单位面积穗数和产量显著高于FP和SN处理ꎬSF80%和SF100%处理间的穗数㊁穗粒数和产量无显著差异(2019年的穗粒数及2019年ZD958的产量除外)ꎮ综上表明ꎬ合理的灌溉施肥方式可提高夏玉米单位面积穗数和穗粒数ꎬ进而提高产量ꎮ玉米的干物质积累量与产量有密切联系[28]ꎮ有研究表明ꎬ大水漫灌会导致中下层土壤保持较高的土壤水分ꎬ根区通透性变差ꎬ氧气扩散率降低ꎬ从而抑制根系及植株生长[29-30]ꎮ杨明达等[30]研究表明ꎬ喷灌模式显著提高吐丝后干物质积累量及其对籽粒的贡献率ꎬ而干物质积累速率决定着干物质积累量的多少[31]ꎮ本研究结果表明ꎬ播种后50d(吐丝期)到播种后65d期间各处理的干物质积累速率差异显著ꎬSF80%和SF100%处理的明显高于FP和SN处理ꎬSF80%和SF100%处理间差异较小ꎮ说明水肥一体化喷灌模式可提高玉米的干物质积累速率ꎬ从而增加玉米的干物质积累量和产量ꎮ水肥一体化可基于作物水肥需求规律实现水肥同步供应ꎬ能有效促进作物生长发育ꎬ提高水肥利用效率[32]ꎮ研究表明ꎬ水肥一体滴灌相对于大水漫灌改善了土壤通透性ꎬ提高养分利用效率[33]ꎮ杜君[34]㊁李升东[35]等研究发现ꎬ与常规漫灌相比ꎬ采用滴灌水肥一体化技术可使玉米增产5.32%~6.13%ꎬ水分利用效率提高36.10%~39.42%ꎬ氮肥利用率提高37.56%~35.29%ꎮ本研究中水分利用效率和氮肥偏生产力均表现为喷灌(SF80%㊁SF100%和SN)处理优于传统灌溉施肥模式(FP)ꎬ说明喷灌及喷灌水肥一体化可促进夏玉米水分及氮肥的吸收利用ꎻSF80%处理的水分利用效率和氮肥偏生产力显著高于FP㊁SN和SF100%处理(2019年DH605的WUE除外)ꎬ表明喷灌水肥一体化模式下减氮20%可显著提高水分和氮肥的利用率ꎮ4㊀结论相比传统灌溉施肥模式ꎬ喷灌水肥一体化模式可显著提高夏玉米的干物质积累速率㊁水分利用效率和氮肥偏生产力及产量ꎻ减氮20%可在保证干物质积累速率及产量不降低的同时显著提高水分利用效率及氮肥偏生产力ꎮ喷灌+水肥一体化+减氮20%可以作为黄淮海区夏玉米节水减氮生产的灌溉施肥模式ꎮ参㊀考㊀文㊀献:[1]㊀国家统计局.中国统计年鉴[M].北京:中国统计出版社ꎬ2020.[2]㊀曲文凯ꎬ徐学欣ꎬ郝天佳ꎬ等.施氮量对滴灌冬小麦-夏玉米周年产量及氮素利用效率的影响[J].植物营养与肥料学报ꎬ2022ꎬ28(7):1271-1282.[3]㊀JuXTꎬXingGXꎬChenXPꎬetal.ReducingenvironmentalriskbyimprovingNmanagementinintensiveChineseagricul ̄turalsystems[J].ProceedingsoftheNationalAcademyofSci ̄encesoftheUnitedStatesofAmericaꎬ2009ꎬ106(9):3041-3046.[4]㊀GuBJꎬJuXTꎬChangJꎬetal.IntegratedreactivenitrogenbudgetsandfuturetrendsinChina[J].ProceedingsoftheNa ̄tionalAcademyofSciencesoftheUnitedStatesofAmericaꎬ2015ꎬ112(28):8792-8797.[5]㊀MengQFꎬYueSCꎬHouPꎬetal.Improvingyieldandnitro ̄genuseefficiencysimultaneouslyformaizeandwheatinChinaꎬareview[J].Pedosphereꎬ2016ꎬ26(2):137-147. [6]㊀朱兆良ꎬ金继运.保障我国粮食安全的肥料问题[J].植物营养与肥料学报ꎬ2013ꎬ19(2):259-273.[7]㊀巩文军.不同灌溉方式下黄淮海地区夏玉米水氮耦合效应研究[J].中国农村水利水电ꎬ2019(12):34-37ꎬ42. [8]㊀赵炳梓ꎬ徐富安.水肥条件对小麦㊁玉米N㊁P㊁K吸收的影响[J].植物营养与肥料学报ꎬ2000ꎬ6(3):260-266. [9]㊀巨晓棠.理论施氮量的改进及验证 兼论确定作物氮肥推荐量的方法[J].土壤学报ꎬ2015ꎬ52(2):249-261. [10]郑孟静ꎬ张丽华ꎬ董志强ꎬ等.微喷灌对夏玉米产量和水分利用效率的影响[J].核农学报ꎬ2020ꎬ34(4):839-848. [11]贾国燏ꎬ骆洪义ꎬ褚屿ꎬ等.不同灌溉方式下水肥一体化对玉米养分吸收规律的影响[J].节水灌溉ꎬ2022(2):40-47. [12]崔吉晓ꎬ檀海斌ꎬ吴佳迪ꎬ等.微喷灌水肥一体化对河北夏玉米生长及产量的影响[J].玉米科学ꎬ2017ꎬ25(3):105-110.[13]孟晓琛ꎬ张富仓ꎬ刘蓝骄ꎬ等.播期和水氮互作对滴灌施肥春玉米生长和水氮利用的影响[J].植物营养与肥料学报ꎬ2020ꎬ26(10):1794-1804.[14]刘朋召ꎬ李孟浩ꎬ宋仰超ꎬ等.滴灌水肥一体化对枸杞产量㊁水氮利用及经济效益的影响[J].植物营养与肥料学报ꎬ2021ꎬ27(10):1820-1828.[15]蔡晓ꎬ吴祥运ꎬ王东ꎬ等.水氮互作对滴灌夏玉米生长及水分利用效率的影响[J].灌溉排水学报ꎬ2020ꎬ39(6):33-42.[16]陈静静ꎬ张富仓ꎬ周罕觅ꎬ等.不同生育期灌水和施氮对夏玉米生长㊁产量和水分利用效率的影响[J].西北农林科技大学学报(自然科学版)ꎬ2011ꎬ39(1):89-95.901㊀第2期㊀㊀㊀㊀㊀李佳ꎬ等:不同灌溉施肥方式对夏玉米产量和水氮利用的影响[17]詹其厚ꎬ陈杰.水肥配合对玉米产量及其利用效率的影响[J].土壤肥料ꎬ2005(4):14-18.[18]韩祥飞ꎬ刘鹏ꎬ马云国ꎬ等.不同施氮方式对夏玉米产量㊁氮素吸收与利用的影响[J].玉米科学ꎬ2019ꎬ27(3):140-147.[19]YinGHꎬGuJꎬZhangFSꎬetal.Maizeyieldresponsetowa ̄tersupplyandfertilizerinputinasemi ̄aridenvironmentofNortheastChina[J].PLoSONEꎬ2014ꎬ9(1):e86099. [20]王家瑞ꎬ刘卫星ꎬ陈雨露ꎬ等.不同灌水模式对冬小麦产量及水分利用的调控效应[J].麦类作物学报ꎬ2018ꎬ38(10):1229-1236.[21]胡向尚ꎬ许海涛ꎬ郭海斌ꎬ等.氮肥对高氮效玉米品种干物质累积分配与籽粒含水量的影响[J].山东农业科学ꎬ2021ꎬ53(9):83-88.[22]李格ꎬ白由路ꎬ杨俐苹ꎬ等.华北地区夏玉米滴灌施肥的肥料效应[J].中国农业科学ꎬ2019ꎬ52(11):1930-1941. [23]GuLMꎬLiuTNꎬZhaoJꎬetal.NitrateleachingofwinterwheatgrowninlysimetersasaffectedbyfertilizersandirrigationontheNorthChinaPlain[J].JournalofIntegrativeAgricul ̄tureꎬ2015ꎬ14(2):374-388.[24]毛圆圆ꎬ薛军ꎬ翟娟ꎬ等.水肥一体化条件下密植高产玉米适宜追氮次数研究[J].植物营养与肥料学报ꎬ2022ꎬ28(12):2227-2238.[25]李昊儒ꎬ梅旭荣ꎬ郝卫平ꎬ等.不同灌溉施肥制度对土壤水分变化及夏玉米产量的影响[J].灌溉排水学报ꎬ2012ꎬ31(4):72-74ꎬ98.[26]刘朋召ꎬ李孟浩ꎬ宋仰超ꎬ等.滴灌水肥一体化对枸杞产量㊁水氮利用及经济效益的影响[J].植物营养与肥料学报ꎬ2021ꎬ27(10):1820-1828.[27]于淑慧ꎬ朱国梁ꎬ董浩ꎬ等.微喷灌追肥减量对小麦产量和水分利用率的影响[J].山东农业科学ꎬ2020ꎬ52(11):46-50.[28]ChikovVI.Evolutionofnotionsaboutrelationshipsbetweenphotosynthesisandplantproductivity[J].RussianJournalofPlantPhysiologyꎬ2008ꎬ55(1):130-143.[29]BhattaraiSPꎬMidmoreDJꎬPendergastL.Yieldꎬwater-useefficienciesandrootdistributionofsoybeanꎬchickpeaandpumpkinunderdifferentsubsurfacedripirrigationdepthsandoxygationtreatmentsinvertisols[J].Irrig.Sci.ꎬ2008ꎬ26(5):439-450.[30]杨明达ꎬ关小康ꎬ刘影ꎬ等.滴灌模式和水分调控对夏玉米干物质和氮素积累与分配及水分利用的影响[J].作物学报ꎬ2019ꎬ45(3):443-459.[31]王旭敏ꎬ雒文鹤ꎬ刘朋召ꎬ等.节水减氮对夏玉米干物质和氮素积累转运及产量的调控效应[J].中国农业科学ꎬ2021ꎬ54(15):3183-3197.[32]蔡晓ꎬ王东ꎬ吴祥运ꎬ等.氮肥减施对夏玉米生长及水氮利用效率的影响[J].玉米科学ꎬ2022ꎬ30(1):158-165. [33]郭丽ꎬ史建硕ꎬ王丽英ꎬ等.滴灌水肥一体化条件下施氮量对夏玉米氮素吸收利用及土壤硝态氮含量的影响[J].中国生态农业学报ꎬ2018ꎬ26(5):668-676.[34]杜君ꎬ杨占平ꎬ魏义长ꎬ等.北方夏玉米滴灌施肥一体化技术应用效果[J].核农学报ꎬ2020ꎬ34(3):621-628. [35]李升东ꎬ冯波ꎬ韩伟ꎬ等.优化施氮对夏玉米产量及水氮利用的影响[J].山东农业科学ꎬ2020ꎬ52(8):57-63.011㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀山东农业科学㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第56卷㊀。
作物高产高效水肥管理理论与技术
➢ 黄河断流
20世纪70年代以来,黄河下游频繁出现断流,1972~
1998年的27年间,有21年出现断流。到了90年代,形势更 严重,年年出现断流,而且断流时间提前,断流河段的起点 不断向上延伸,1998年甚至发生了跨年度断流。断流严重 的1997年,山东利津站全年断流13次,累计226天。330天 无黄河水入海。断流起点曾上延到开封柳园口,全长704公 里。
4、施肥次数与施肥时期的确定及其合理性
(1)施肥次数: 水(旱作农田,灌溉农田) 需肥规律 肥料种类
(2)施肥时期: 作物营养临界期 作物营养最大效率期
三、水肥关系及其耦合
1、水肥关系 ?
2、水肥耦合效应
王凤仙,李韵珠,1999,土壤水氮资源的利用与管理 Ⅱ.土壤水氮资源的利 用、损失和周年利用效率模拟,植物营养与肥料学报,5(4):297~306
中美两国玉米生产体系对比
N用量(kg N/ha) 产量(t/ha) 氮肥效率(kg/kg)
中国玉米生产 体系 240
6.0
25
美国集约化高产 玉米生产体系
230
18.0
78
(Dobermann,2005)
差不多相同的氮肥用量,产量却相差3倍!
—— 中国占有9%的世界耕地,用了约30%的世界化肥! —— 我国用了美国两倍的化肥,生产了同等数量的粮食!
此外,我国水资源时空分布极为不均,与国民经济发展 的区域布局严重错位,占国土面积65%、人口40%和耕地 51%的长江淮河以北地区拥有的水资源总量只占全国的1/5, 许多地区的人均水资源占有量大大低于1700m3的严重缺水警 戒线,其中华北和西北地区的区域性缺水问题更为严重。
我国主要农区水资源危机极其严重 ※高产→承载
水肥耦合对郑单958干物质积累与氮素转运的影响
水肥耦合对郑单958干物质积累与氮素转运的影响杨丽;孙笑梅;李洪歧;王俊忠;赵会杰【摘要】为了给河南地区夏玉米在水肥管理方面提供理论依据,以郑单958为实验材料,用田间试验方法研究了不同水肥条件下,玉米在各生育期内干物质与氮素的积累规律。
结果表明:投入氮肥可以使干物质及氮素的积累量增加,但是增加不是没有限制的,当水分不足时,过多的氮肥反而会造成干物质及氮素积累量的下降,氮肥偏生产力及氮收获指数也符合这个规律。
因此,肥料用量在配合适当水分的条件下,不仅能有效地促进氮素的吸收、累积,而且能够提高氮素在籽粒中的分配比例,从而有利于玉米高产的形成。
%In order to provide theoretical basis for water and fertilizer management of summer maize in Henan Province,the effects of various combinations of water and fertilizer on accumulation and distribution of nitrogen and dry matter at different growth stages of maize (cv. Zhengdan 958) were studied by field experiments. The results showed that the accumulation of nitrogen and dry matter increased when water was plenty. However,excess nitrogen fertilizer caused decreasing in accumulation of nitrogen and dry matter,partial factor productivity of applied nitrogen,nitrogen harvest index under water stress.Therefore,proper combination of nitrogen fertilizer and water not only promoted absorption and accumulation of nitrogen nutrient,but also increased the distribution ratio of nitrogen nutrient in seeds and grainyield of summer maize.【期刊名称】《河南科学》【年(卷),期】2014(000)004【总页数】8页(P516-523)【关键词】水肥耦合;夏玉米;氮素分配;干物质积累【作者】杨丽;孙笑梅;李洪歧;王俊忠;赵会杰【作者单位】河南农业大学生命科学学院,郑州450002;河南省土壤肥料工作站,郑州 450002;河南省农学会,郑州 450002;河南省土壤肥料工作站,郑州 450002;河南农业大学生命科学学院,郑州 450002【正文语种】中文【中图分类】S513中国是世界上最大的化肥生产国和消费国,2007年化肥产量占世界的33%,消费量占世界的32%[1-3].虽说化肥用量激增,但是玉米产量和施肥效益却没有显著增长,而且化肥对环境的污染日益严重.随着生态农业概念的提出以及全球性水资源的短缺,人们希望找到在节水节肥条件下玉米高产的方法[4-5],在这样的大环境下,水肥耦合技术应运而生.前人在水肥耦合方面已做了许多研究,但他们把重点大多放在作物水肥耦合对最终产量及品质的影响或是水肥耦合效应对生理生态及农艺性状的影响上[6-9].在作物整个生育过程的不同生育时期,水肥耦合对作物的影响研究则较少.因此本实验研究玉米不同生育期,研究不同器官中的干物质及氮素的转运及积累,以期更系统地研究水肥耦合效应对玉米产量的影响机制,为优化水肥方案和科学田间管理提供一定的理论依据.本试验于2013年玉米生长季在位于河南省焦作市温县祥云镇平安种业公司的试验田(北纬34.48°,东经112.02°)进行,前茬作物为小麦.研究区域属暖温带大陆性季风气候,年平均气温14~15℃,年降水量550~700 mm. 供试土壤 0~20 cm 土层土壤含有机质 18.82%,碱解氮 112.71 mg/kg,速效磷 37.13 mg/kg,速效钾 89.69 mg/kg.以玉米单交种郑单958为试验材料,采取裂区试验设计,以水处理为主区,以肥料处理为副区.水处理设置三个水平:3935(W1)、5902(W2)、7870(W3)m3/hm2,施氮量设置四个水平:0(N0)、180(N1)、240(N2)、300(N3)kg/hm2,每个小区长为12.5 m,宽为6.1 m,随机区组排列,4次重复.其中一个为取样区,另外三个作为收获测产区.氮肥采用尿素(H2NCONH246%),按施氮量的30%基施,70%在大口期追施.磷钾肥分别采用过磷酸钙(P2O512%)和硫酸钾(K2O 60%)全部基施,每公顷施磷肥(P2O5)120 kg,钾肥(k2O)200 kg.6月 10日播种,采用穴播,每亩留苗5000株,行距60 cm株距为21.3 cm,2013年9月23日收获,田间管理统一采用高产水平进行管理.1.2.1 干物质积累与转运的测定和计算在拔节期、大口期、吐丝期、灌浆期、成熟期分别取样,取样时在每个处理所对应的取样区内选取长势相同的连续三株玉米植株,按茎、叶、叶鞘、苞衣、籽粒等器官分样,放入烘箱内于105℃杀青30 min,然后在80℃下烘干至恒重,称重并记录数据.植株干物质积累与转运的相关计算公式[10-11]如下:单株干物质积累总量=各个器官干物质积累量之和;营养器官开花前贮藏干物质转运量(kg/hm2)=开花期干重-成熟期干重;营养器官开花前贮藏干物质转运率(%)=(开花期干重-成熟期干重)/开花期干重×100;开花后干物质输入籽粒量(kg/hm2)=成熟期籽粒干重-营养器官开花前贮藏干物质转运量;营养器官开花前贮藏干物质转运量对籽粒产量的贡献率(%)=开花前营养器官贮藏干物质转运量/成熟期籽粒干重×100.1.2.2 氮素含量的测定于开花期和成熟期分别取样,取样时在各处理对应的取样区选取长势正常且相同的连续三株玉米植株,按茎、叶、叶鞘、苞衣、籽粒等器官分样,放入烘箱内于105℃杀青30 min,并在80℃下烘干至恒重,最后称重并记录数据.植株全氮含量采用浓硫酸消煮,半微量凯氏定氮法测定,依据各公式计算植株各器官氮素含量、积累总量和转运量.植株氮素积累转运与利用的相关计算公式[12-14]如下:各器官氮素积累量=氮素含量×干物质质量;各器官的氮素分配比例(%)=各器官的氮素积累量/单茎氮素积累量×100;营养器官氮素转运量=开花期营养器官氮素积累量-成熟期营养器官氮素积累量;营养器官氮素转运率(%)=营养器官氮素转运量/开花期营养器官氮素积累量×100;营养器官转运氮素贡献率(%)=营养器官氮素转运量/成熟期籽粒氮素积累量×100;氮积累率(g/株)=植物含氮量(%)×生物量;氮素收获指数=籽粒氮素积累量/植株氮素积累量.数据处理和统计分析使用DPS 7.05统计分析系统,并采用LSD法进行多重比较.图像处理则采用Microsoft Excel 2003.2.1.1 不同生育期单株玉米干物质的总积累量从表1中可以明显看出,玉米单株干物质积累量是呈“S”型曲线分布[15],开花期到灌浆期是干物质积累最快的时期.而在相同水处理下,N0条件下的干物质积累总量均为最低的并且远低于其他肥料水平,这说明施加氮肥的确能有效增加玉米干物质的积累量[15-17].在W1处理下,干物质积累量总体来说在N1水平上达到了最大值,在此以后再加大氮肥的投入量反而造成了干物质积累的减弱,出现这种情况是因为土壤内含水量不能满足氮肥的需求,从而对玉米造成胁迫[18-19].而在W2水平下,干物质积累整体倾向于在N2水平上达到最大值,这从侧面印证了当水分充足时,氮肥才能完全发挥功效[19].W3水平下,干物质的积累量总体也在N2水平上达到最大值并且与N3没有明显差异.而在同一肥料水平下,干物质积累量主体趋势是W3>W2>W1,其中大部分情况W3与W2的差异并不明显,但都远远大于W1.2.1.2 不同生育期玉米植株各器官干物质积累量表2与表3展示了相同的规律,即在各生育期中,相同水处理条件下,随着氮肥施加量的增大,各器官干物质积累整体呈现出先升后降的趋势,这说明施用氮肥的确可以增加干物质积累量[2,13,20],但是当水分不足时,氮肥反而成为抑制干物质增加的因素.在营养生长阶段光合产物向叶和鞘转移,所以叶及鞘的干物质积累量增幅最大,结合表3可知,叶和鞘的干物质积累基本在吐丝期达到最大,而茎则在灌浆期达到干物质的最大积累值,其后一直到收获大体呈下降趋势.随着生殖生长的进行,在吐丝期后光合产物则开始向生殖器官转移,籽粒干物质逐渐增多而其他各器官整体趋于减少,在灌浆期时籽粒干物质含量显著高于了其他器官[21].2.1.3 营养器官开花前贮藏干物质转运量对籽粒产量的贡献率(%)从图1中可以看出,在水分充足的情况下,施过氮肥的处理的CATAATK高于未施氮肥的处理,而当水分不足时,氮肥就会反过来抑制,甚至会低于未施氮肥的处理(W1N3<W1N0). 所以合理适量施肥不仅有利于干物质的积累,也能对环境保护起到积极的作用[22-23].当水分充足时,氮肥就可以最大限度的发挥功效,因此,同样是N2条件,W2N2显著高于W1N2(当然也高于同时期的其他处理),而水分过多则会降低植株对化肥的利用能力(W3N2<W2N2),无论是出于节水目的还是减少化肥施用量的目的,W2N2都是最优选择.2.2.1 水肥耦合对各器官氮含量及分配比例的影响从表4与表5中可以看出,开花期与成熟期相比,叶、叶鞘、茎及苞衣的氮含量都是减少的,而籽粒中的氮含量则是显著增加的.表4中,在开花期叶的含氮比例是最高的,这时叶是主要的贮藏氮素的器官,在成熟期中,绝大部分的氮素都贮藏在籽粒中,籽粒的含氮比例是最高的[13,24].这说明随着生育期的进行,植株中的氮素从营养器官转运到生殖器官中.相同水处理条件下,N1、N2的氮含量差异性不大,但是都显著差异于N0处理,说明使用氮肥对氮含量的积累有着积极的作用.N0处理下,W1、W2及W3处理下的各器官的氮含量差异性不大,而在N1、N2及N3处理下,各器官的氮含量有差异,这说明水肥双因子是相互作用的[2,24].籽粒含氮量是玉米品质的一个重要判断标准,施肥处理的籽粒含氮量在水分充足的情况下都是高于未施肥处理的,其中以W2N2的籽粒含氮量及含氮比例是最高的.2.2.2 水肥耦合对氮素的转运的影响表6示出,不施氮处理营养器官氮素转运量和转运率基本显著低于各施氮处理的,同一水分条件下不同施氮量处理间比较,相同水处理条件下,营养器官贮藏氮素转运量为N2>N1>N3>N0,表明当水分充足时,N2处理促进了营养器官贮藏氮素向籽粒中的转运,而当在N2基础上增施25%氮肥,也就是N3条件下,由于水分的限制作用,营养器官贮藏氮素的转运量及转运率反而会降低[22-23].相同氮肥条件下,转运量及转运率基本上是W2>W3>W1,当水分过高时,氮肥浓度降低,利用率也就下降,而当水分过少,氮肥就会成为胁迫因素,不但不能使转运量及转运率增加,还会使其减少.2.2.3 氮素收获指数氮素收获指数表明了氮素从源到籽粒库的分配比例[25].图2显示,W2N2的氮素收获指数是最高的,这说明W2N2处理下,氮素从源分配到库的量是最多的,这和我们以上得出的结论是一致的.在相同水处理下,适当施氮肥可以是氮素收获指数增加,但如果所施用的量多于水分所能承受的能力,则会使氮素收获指数显著降低,甚至会低于未施氮肥的处理(W1N3<W1N0,W2N3<W2N0),这发生了氮肥抑制现象[22-23].N0条件下,氮素收获指数差异不大.N1条件下,W2、W3差异不大但是都明显大于W1.N2条件下,氮素收获指数W2>W3>W1,且W2N2较其他处理而言是最高的,这说明了W2、N2的交互作用对于氮素收获指数的提高有着显著作用.N3条件下,三个水处理的氮素收获指数都是降低的,虽低于N2的三个水处理,但是差异并不明显.2.2.4 氮肥偏生产力氮肥偏生产力是科学评价肥料施用效果的指标之一,对于促进农业增产增收,提高肥料资源利用效率,改善农业生态环境,保障农业可持续发展具有重要的作用[26].从图3中我们可以看出,在W1W3水平下,随着氮肥投入的增加,氮肥偏生产力却是减小的,相较于W1的显著减少,W3的减缓程度比较缓慢,这说明水分在一定程度上可以缓解氮胁迫[18].在W2水平下,虽然N3下的氮肥偏生产力也减少了,但是N2水平高于了N1水平并且显著高于其他水肥组合.并且在N1水平下各水分处理的氮肥偏生产力差异性不大,并且都比较高,这从侧面印证了水分充足时氮肥能发挥更好的作用.由图4可以看出在三个主处理下N0的产量都是最低的,且远远低于其他处理,增施氮肥对于增长有着重要的意义[10,15,17,21]. 在主处理W1下,N2与N1没有明显差异但是远高于N3,这说明随着氮肥的施用,水分缺少的情况下不仅不会增长反而可能降低产量[2,13].主处理W2中,W2N2的产量是最高的,而且也高于了W1N2和W3N2,以及其他处理.主处理W3中,施肥处理远高于未施肥处理但是其之间差异并不明显.从图中可以看出N2在各主处理中的亩产量都是最高的.虽然W3N2和W3N3之间的差异性不大,但两者的产量还是略低于W2N2,考虑到环境问题,少水少肥的处理才是我们生态农业的追求,因此,W2N2还是最优组合.氮素是对于玉米产量和品质来说是极为重要的,合理运筹氮素是实现高产优质的重要措施.通过前人的大量实验我们得到了氮肥用量与产量之间呈抛物线形关系这一结论[2,7,15-17].在一定范围内,随氮肥用量的增加而提高,但是若要超过界限用量时,继续氮肥投入,不仅不会使产量上升,反而导致了籽粒产量下降.水分也是限制玉米产量提高的重要因子.在施氮量较少时,不同水处理间的产量差异不大;当供水充足时,玉米子粒产量随施氮量的增加而显著提高;在严重干旱时,氮肥用量过多往往造成减产.氮肥的增产效应随土壤水分的增加而增加[27].研究表明,改善水肥条件可以有效提高玉米产量,这也反映在不同水肥耦合对玉米干物质及氮素的积累上.当水分胁迫时玉米干物质及氮素的积累与转移率都是降低的,当氮胁迫时,两者的积累与转运量也是降低的,而水氮双重胁迫时,也是减产最严重的[28],表明了水、氮交互的复杂性.本研究结果表明,相同水分条件下,各施氮处理的干物质及氮素积累量随着施氮量的增加而呈现出先升后降的趋势,虽趋势相同但是差异显著.具体说来,W1水平下,各施氮处理的干物质及氮素积累量在不同生育期都表现出增长缓慢,最大积累量很低;W2水分条件下,干物质及氮素积累量较之W1的增幅明显增加,各施氮处理中,N2整体来说明显高于其他处理,W3水分条件下,各施氮处理的干物质及氮素积累增长也较为明显,N2稍高于N3,但差异不显著.过量施肥是存在于当前夏玉米生产的一个严重,不仅造成了环境污染和资源浪费,也有极有可能造成产量的降低和降低肥料利用率.在本实验中,W2及W3处理的产量显著高于W1处理,但W2和W3之间差异并不显著,而W2N2与W3N3、W3N2之间没有明显差异.但考虑到氮肥偏力、氮素收获指数和CATAATK等一系列指标,发现W2N2处理显著高于其他处理.W2N2即可获得较高的籽粒产量和经济效益,又提高了肥料利用率和保护了环境,所以生产上可推广这种肥水模式.【相关文献】[1]李红莉,张卫峰,张福锁,等.中国主要粮食作物化肥施用量与效率变化分析[J].植物营养与肥料学报,2010,16(5):1136-1143.[2]赵媛媛,董洁,崔运峰,等.夏玉米水肥耦合效应试验[J].山东农业科学,2011(12):82-83.[3]刘巽浩.耕作学[M].北京:中国农业出版社,1994.[4]文宏达,刘玉柱,李晓力,等.水肥耦合与旱地农业持续发展[J].土壤与环境,2002,11(3):315-318.[5]徐学选,翟惠平.水肥协同管理:未来精确农业的基础——评《水肥耦合效应与协同管理》一书[J].干旱地区农业研究,2000,18(3):129-130.[6]马国胜,薛吉全,路海东,等.不同类型饲用玉米品种干物质的积累与运转规律研究[J].玉米科学,2005,13(4):66-69.[7]易镇邪,王璞,申丽霞,等.不同类型氮肥对夏玉米氮素累积、运转与氮肥利用的影响[J].作物学报,2006,32(5):772-778.[8]卢振宇,黄志银,翟乃家,等.不同氮肥类型对夏玉米产量及穗部性状的影响[J].农学学报,2012,2(7):8-12.[9] Baligar V C,Fageria N K,He Z L.Nutrient use eficiency in plants[J].Cummun Soil Sci Plant Anal,2001,32:921-950.[10]吕凤华,张丽华,赵洪祥,等.不同水氮调控对玉米农艺性状及产量的影响[J].吉林农业科学,2012,37(2):4-7,l3.[11]姜东,谢祝捷,曹卫星,等.花后干旱和渍水对冬小麦光合特性和物质运转的影响[J].作物学报,2004,30(2):175-182.[12] Stevens W B,Hoeft R G,Mulvaney R L.Fate of nitrogen-15 in a long term nitrogen ra te studyⅡ:Nitrogen uptake efficiency[J].Agronomy Journal,2005,97:1046-1053.[13]刘占军,李书田,周卫,等.不同施氮方式对春玉米产量、氮素吸收及经济效益的影响[J].中国土壤与肥料,2012(3):59-64.[14]赵满兴,周建斌,杨绒,等.不同施氮量对旱地不同品种冬小麦氮素累积、运输和分配的影响[J].植物营养与肥料学报,2006,12(2):143-149.[15]杨国航,崔彦宏,刘树欣,等.供氮时期对玉米干物质积累、分配和转移的影响[J].玉米科学,2004,12(专刊):104-106.孟战赢,林同保,王育红,等.水肥效应对夏玉米产量及氮代谢相关指标的影响[J].玉米科学,2009,17(5):100-103.[16]张秋英,刘晓冲,金剑,等.水肥耦合对玉米光合特性及产量的影响[J].玉米科学,2001,9(2):64-67.[17]王万里.植物对水分胁迫的反应——植物生理学专题讲座[M].北京:科学出版社,1986. [18]易玉林.河南玉米氮磷钾肥料应用效果及推荐用量研究[J].河南科学,2012,30(15):580-583.[19] Bardzik J M,Marsh H V J,Havis J R.Effects of water stress on the activities of 3 enzymes in maize seedling[J].Plant Physiology,1971,47(6):828-831.[20] Hao L,Zu W,Sun C S,et al.Coupling effect of water and fertilizer on soybeanyield and nutrient absorption[J].Journal of Northeast Agricultural University,2003,10(2):l05-l14.[21]宋海星,李生秀.玉米生长量、养分吸收量及氮肥利用率的动态变化[J].中国农业科学,2003,36(1):71-76.[22]郭玉炜.不同施氮处理对夏玉米生长及其氮素吸收的影响[J].山西农业科学,2012,40(6):656-660.[23]韩瑛祚,董环,娄春荣,等.不同施氮方式对玉米各生育期植株全氮的动态影响[J].江苏农业科学,2012,40(4):83-84.[24] Hendricks G S,Shukla S.Water and nitrogen management effects on water and nitrogen fluxes in florida flatwoods[J].Journal of Environmental Quality,2011,40(6):1844-1856.[25]吕丽华,王璞,鲁来清,等.不同冠层结构下夏玉米产量形成的源库关系[J].玉米科学,2008,16(4):66-71.[26]彭少兵,黄见良,钟旭华,等.提高中国稻田氮肥利用率的研究策略[J].中国农业科学,2002,35(9):1095-1103.[27]金珂,汪德水.早地农田肥水耦合效应及其模式研究[J].中国农业科学,1999,32(5):104-106.[28]孙文涛,孙占祥,王聪翔,等.滴灌施肥条件下玉米水肥耦合效应的研究[J].中国农业科学,2006,39(3):563-568.[29]朱娟娟,梁银丽,Tremblay Nicolas.不同水氮处理对玉米氮素诊断指标的影响[J].作物学报,2001,37(7):1259-1265.。
不同施肥方式对小麦产量及肥料利用率的影响
现代农业科技2023年第17期农艺学不同施肥方式对小麦产量及肥料利用率的影响訾利梅(太和县农业技术推广中心,安徽太和236600)摘要为优化小麦施肥结构,推进化肥减量化行动,提高肥料利用率,开展了常规施肥、测土配方施肥等不同施肥方式对小麦生长及肥料利用率影响试验。
结果表明:测土配方施肥有助于提高小麦籽粒产量。
测土配方施肥处理小麦籽粒产量为7845kg/hm2,较常规施肥处理增产3.56%。
测土配方施肥提升了小麦籽粒与秸秆对氮和磷养分的吸收,与常规施肥处理相比,小麦籽粒氮和磷含量分别提高5.85%、8.75%。
各处理中测土配方施肥处理100kg籽粒养分吸收量中磷养分吸收量最大。
与常规施肥处理相比,测土配方施肥处理小麦氮、磷、钾养分吸收总量分别提高12.34%、10.95%、4.67%。
测土配方施肥处理有利于提高小麦肥料利用率,与常规施肥处理相比,小麦的氮、磷、钾肥利用率分别提升了6.3、4.2、12.3百分点。
关键词小麦;施肥方式;产量;养分含量;肥料利用率中图分类号S512.1;S147.5文献标识码A文章编号1007-5739(2023)17-0008-03DOI:10.3969/j.issn.1007-5739.2023.17.003开放科学(资源服务)标识码(OSID):Effects of Different Fertilization Methods on Yield and Fertilizer Utilization Rate of WheatZI Limei(Taihe County Agricultural Technology Promotion Center,Taihe Anhui236600) Abstract In order to optimize the fertilization structure of wheat,promote the chemical fertilizer reduction action, and improve the utilization rate of fertilizer,this paper conducted a test to study the effects of different fertilization methods(such as conventional fertilization,and soil testing and formulated fertilization)on wheat growth and fertilizer utilization rate.The results showed that soil testing and formulated fertilization could improve wheat grain yield.The wheat grain yield was7845kg/hm2under soil testing and formulated fertilization,which was3.56%higher than that under conventional fertilization.Soil testing and formulated fertilization improved the absorption of nitrogen and phosphorus in wheat grains and straw,and the nitrogen and phosphorus contents in wheat grains increased by5.85% and8.75%,respectively,compared with conventional fertilization.Among the treatments,phosphorus uptake of100kg grain nutrients were the highest in the soil testing and formulated fertilization treatment.The total nutrient uptake of nitrogen,phosphorus and potassium increased by12.34%,10.95%and4.67%,respectively,compared with the conventional fertilization treatment.Soil testing and formulated fertilization was beneficial to improving the utilization rate of wheat pared with conventional fertilizer treatment,the utilization rate of nitrogen,phosphorus and potassium fertilizer in wheat season increased by6.3,4.2and12.3percentage points,respectively.Keywords wheat;fertilization method;yield;nutrient content;fertilizer utilization rate小麦是安徽省太和县种植面积最大的作物,摸清常规施肥条件下小麦氮肥、磷肥和钾肥的利用率现状和测土配方施肥提高氮肥、磷肥和钾肥利用率的效果,对提高小麦产量和节约用肥具有重要意义[1]。
不同施肥方法和施肥量对粮食产量的影响(精选五篇)
不同施肥方法和施肥量对粮食产量的影响(精选五篇)第一篇:不同施肥方法和施肥量对粮食产量的影响不同施肥方法和施肥量对作物生长的影响【摘要】本文把施肥方法和施肥量作为变量因子,阐述了指数施肥、平均施肥等不同施肥方法和施肥量与一些作物产量和生长状况的关系。
【关键词】施肥方法施肥量产量【正文】肥料是人们用以调节植物营养与培肥改土的一类物质,有“植物的粮食”之称。
人们通过自己的实践,不断地认识到,施肥时增产的重要措施,只有满足作物对营养的需求才能获得作物的优质、丰收。
使用肥料可以促进和改善土壤-植物-动物系统中营养元素的平衡、交换和循环;可以提高土壤肥力,即提高单位面积土地的农、牧产品的数量与质量,使土壤这一非再生资源获得永续使用,以满足世界人口不断增长所需要的各种产品与数量;是作物生长茂盛,提高地面覆盖率,减缓或防止土壤侵蚀,维护地表水、水体的洁净不受污染;改善农副产品的品质,保护人体健康。
1828年,德国化学家维勒首次用人工方法合成了尿素。
1838年,英国乡绅劳斯用硫酸处理磷矿石制成磷肥,成为世界上第一种化学肥料。
由于化学肥料对农作物的增产效果显著,生产量和使用量开始呈扩大化发展。
中国也是其中的大户。
但近年来,随着化肥使用量的加大,增产效果逐渐减小。
出现这种现象的原因除了气候、土壤状况、政策等之外,还有农户施肥方法和施肥量的不合理。
施肥对作物产量与土壤肥力具有极为重要的影响[1]。
增加肥料投入是发展农业生产的主要途径之一。
但是, 化肥施入土壤后, 由于施肥、灌溉方式不当而被作物吸收利用的只占其施入量的30%~35%[2]。
过多施用化肥还会造成倒伏、后期贪青、加重病虫害发生和稻米品质变劣等危险[ 3~6]。
这样一来,怎样才能科学合理地施用化肥成为当前持续发展农业生产的一个不可忽略的限制因素。
综合国内外各主流施肥方法,主要有日本的“V”字型施肥法、深层施肥法、片仓施肥法、桥川潮施肥法、侧深施肥法、前轻-中重-后补、前稳-攻中法、前促-中控-后补法、前稳-中保-后养平稳促进的施肥方法,国内外最新的施肥方法有水稻一次性施肥,实地、实时施肥管理模式和测土配方施肥等[7]。
智慧农业智能化种植管理模式优化方案
智慧农业智能化种植管理模式优化方案第1章引言 (3)1.1 研究背景 (3)1.2 研究目的与意义 (3)1.3 研究方法与内容概述 (3)第2章智慧农业概述 (4)2.1 智慧农业的概念与特点 (4)2.2 智慧农业的发展现状与趋势 (4)2.3 智能化种植管理模式的优势 (4)第3章智能化种植管理技术体系 (5)3.1 数据采集与处理技术 (5)3.1.1 地面传感器部署技术 (5)3.1.2 遥感技术与应用 (5)3.1.3 数据预处理与清洗技术 (5)3.1.4 数据融合与同化技术 (5)3.2 决策支持与优化算法 (5)3.2.1 作物生长模型与仿真 (5)3.2.2 优化算法在农业中的应用 (5)3.2.3 基于机器学习的农田管理决策支持 (5)3.2.4 农田生态环境智能评价与预警 (5)3.3 无人机与技术 (5)3.3.1 无人机遥感监测技术 (5)3.3.2 无人机精准施药与施肥技术 (5)3.3.3 农业设计与开发 (5)3.3.4 路径规划与任务调度 (5)3.4 物联网与大数据技术 (6)3.4.1 农业物联网架构与关键技术 (6)3.4.2 农业大数据平台构建与运维 (6)3.4.3 数据挖掘与分析技术在农业中的应用 (6)3.4.4 云计算与边缘计算在农业领域的应用与实践 (6)第4章智能化种植管理关键技术研究 (6)4.1 作物生长模型与仿真 (6)4.2 环境监测与调控技术 (6)4.3 水肥一体化技术 (6)4.4 病虫害监测与防治技术 (6)第5章智能化种植管理模式的构建 (7)5.1 模式构建方法与步骤 (7)5.1.1 数据收集与分析 (7)5.1.2 确定种植目标与需求 (7)5.1.3 筛选适宜技术 (7)5.1.4 设计模式框架 (7)5.1.5 模式验证与优化 (7)5.2.1 数据采集与传输 (7)5.2.2 数据处理与分析 (7)5.2.3 智能决策 (8)5.2.4 执行与控制 (8)5.2.5 信息化平台建设 (8)5.3 模式构建的案例分析 (8)5.3.1 土壤检测与分析 (8)5.3.2 气象数据监测 (8)5.3.3 病虫害监测与防治 (8)5.3.4 智能灌溉与施肥 (8)5.3.5 信息化管理平台 (8)第6章智能化种植管理模式的优化 (8)6.1 优化方法与策略 (9)6.1.1 系统动力学优化方法 (9)6.1.2 智能优化算法 (9)6.1.3 大数据分析与决策支持 (9)6.2 评价指标体系构建 (9)6.2.1 评价指标选取 (9)6.2.2 评价指标权重确定 (9)6.2.3 评价指标量化 (9)6.3 模式优化案例分析 (9)6.3.1 原始数据收集 (9)6.3.2 优化方案设计 (10)6.3.3 优化效果评价 (10)第7章智能化种植管理与农业产业链融合 (10)7.1 农业产业链概述 (10)7.2 智能化种植管理与产后处理 (10)7.3 智能化种植管理与农产品销售 (10)7.4 智能化种植管理与农业品牌建设 (11)第8章智能化种植管理模式的推广与应用 (11)8.1 模式推广与应用现状 (11)8.1.1 政策支持力度加大 (11)8.1.2 技术研发与应用不断深入 (11)8.1.3 应用范围逐渐扩大 (12)8.2 推广与应用的障碍与对策 (12)8.2.1 障碍 (12)8.2.2 对策 (12)8.3 模式推广与应用的案例分析 (12)第9章智能化种植管理政策与产业扶持 (13)9.1 政策与产业扶持现状 (13)9.2 政策与产业扶持的需求与建议 (13)9.3 政策与产业扶持的国际经验借鉴 (13)第10章智能化种植管理模式未来发展展望 (14)10.2 产业融合发展趋势 (14)10.3 政策扶持与市场环境发展趋势 (14)10.4 智能化种植管理模式的可持续发展策略 (15)第1章引言1.1 研究背景全球人口的增长和消费水平的提高,对农业生产效率和产品质量的要求日益增加。
水肥气热耦合在农业灌溉中的研究进展
改善了作物根区环境ꎬ 增加了根系活力ꎬ 提高了作
66
施肥可促进作物冠层的发育ꎬ 增强了气孔的抵抗
收稿日期: 2020 ̄04 ̄24
基金项目: 陇原青年创新创业人才项目(2019 ̄9) ꎻ 国家自然科学基
金资助项目(51769001 ) ꎻ 甘肃省高等学校科学研究创新团队项目
得到充分发挥ꎮ
1 2 水肥耦合对水分利用效率及作物品质的影响
水、 肥料是影响作物生长和水分利用效率的两
ꎬ 因而使水肥产
个重要因素ꎬ 大量研究表明适当的灌溉可以促进肥
生协同作用ꎬ 实现高产优质和节能环保将有重要意
料的转化以及作物对肥料的吸收和利用ꎬ 并提高肥
义ꎮ 水肥管理因子主要包括灌溉量、 施肥量、 施肥
质及施肥是决定作物长势的关键因子ꎬ 而在这些环
境中水分和养分的运移特性及空间分布情况与作物
的范围ꎬ 达到“ 以 水 促 肥” 和 “ 以 肥 促 水” 的 目 的ꎬ
生长发育过程密切相关ꎬ 直接影响作物种子萌发、
出苗新陈代谢及后期成长ꎮ 水肥耦合灌溉技术在我
国已大量的推广应用ꎬ 且取得了显著效果 [4] ꎻ 加气
(2018C ̄16)
作者简介: 张彩霞(1995 年—) ꎬ 女ꎬ 硕士研究生ꎮ
E ̄mail: 1349090745@ qq com
通讯作者: 张 芮(1980 年—) ꎬ 男ꎬ 教授ꎬ 博士ꎮ
E ̄mail: zhr_ 1029@ 163 com
科研与管理
2020 年第 9 期
水利规划与设计
论依据ꎮ
水、 肥、 气、 热 是 影 响 农 作 物 生 长 的 重 要 因
素ꎬ 适宜的水分和良好的养分是作物高产优质的基
有机肥和无机肥配施对冬小麦产量、品质及土壤养分的影响
作者简介郭标(1976—),男,安徽阜南人,本科,高级农艺师。
研究方向:农业技术推广工作。
收稿日期2023-03-28有机肥和无机肥配施对冬小麦产量、品质及土壤养分的影响郭标(阜南县农业技术推广中心,安徽阜南236300)摘要为明确阜南县冬小麦生产上最佳有机无机替代比例,本研究通过设置不同有机肥替代化肥比例的田间小区试验,分析了单施化肥优化施肥(OPT )、有机肥替代15.00%化肥(M15)、有机肥替代30.00%化肥(M30)和有机肥替代50.00%化肥(M50)对冬小麦产量、品质和土壤养分的影响。
结果表明,①适宜的有机无机配施比例有利于提高冬小麦的产量,冬小麦产量随着有机肥替代比例增加呈先升后降的趋势,各处理以M30最高,通过方程拟合得出在等养分条件下,有机肥替代化肥比例17.26%的冬小麦产量最高,为8679.00kg/hm 2。
②有机无机配施较优化施肥均能提高冬小麦品质指标,蛋白质含量、湿面筋含量、淀粉含量、沉降值和硬度指数分别提高0.83%~4.05%、0.36%~2.72%、0.25%~1.50%、3.11%~3.41%和0.42%~3.82%,均以M30处理最高。
③有机无机配施对土壤全氮、全磷、全钾含量没有明显影响,土壤有机质则随着有机肥配施比例的增加呈增加趋势,较优化施肥增加3.07%~7.01%,各配施处理间无显著性差异;土壤碱解氮、有效磷和速效钾含量随着有机肥配施比例的增加呈一定程度的增加,各配施比例间无显著性差异。
综合冬小麦产量、品质和土壤养分的结果,本试验条件下,有机肥替代化肥的适宜比例为30.00%。
关键词有机无机配施;冬小麦;产量;品质;土壤养分中图分类号S143文献标识码A文章编号1007-7731(2023)11-0082-04Effects of organic manure application combined with chemical fertilizerson the yield ,quality and soil nutrient of winter wheatGUO Biao(Funan Agricultural Technology Promotion Center,Funan 236300,China )Abstract To determine a suitable proportion of combined application organic and inorganic fertilizers winterwheat in Funan,a field experiment was carried out to investigate the effects of combined of different rates of organic fertilizer (0%,15.00%,30.00%and 50.00%)on winter wheat yield,quality and soil nutrients.The results showed that:①the appropriate proportion of organic and inorganic application was beneficial to improve the yield of winter wheat.The yield of winter wheat increased first and then decreased with the increase of the proportion of organic fertilizer,and the treatment of M30was the highest.According to the equation fitting,the highest yield was 8679.00kg/hm 2by the 17.26%organic fertilizer for chemical fertilizer.②The combined application of organic and inorganic fertilizer could improve the quality index of winter wheat,protein content,wet gluten content,starch content,settlement value and hardness index were increased by 0.83%-4.05%,0.36%-2.72%,0.25%-1.50%,3.11%-3.41%and 0.42%-3.82%,respectively.M30was the highest.③Compared with optimizing fertilization,the contents of total nitrogen,total phosphorus and total potassium in soil were not significantly affected and the organic matter was increased by 3.07%-7.01%under the combined application of organic and inorganic fertilizers.The contents of soil alkali-hydrolyzed nitrogen,available phosphorus and available potassium was no significant difference.Based on the results of yield,quality of winter wheat and soil nutrient contents.The appropriate ratio of organic fertilizer to chemical fertilizer was 30.00%.Keywords combined application;winter wheat;yield;quality;soil nutrient安徽阜南县位于安徽省西北部,黄淮平原南端,淮河中上游结合部北岸,面积1801km2,辖28个乡镇和1个省级经济开发区。
水肥一体化研究进展
水肥一体化研究进展马富裕;刘扬;崔静;樊华;芦阳;李明仁【摘要】[目的]施肥技术经历了一百多年的发展,目前正处于快速发展阶段.对水肥一体化技术的发展趋势进行了全面的总结和评述,通过减少施肥,减少养分淋失,提高水肥利用率,提高磷、钾等固定元素在土壤中的迁移率.[方法]顾近50年来水肥一体化技术发展.水肥一体化技术具有提高水分和肥料利用率、有利农业生产可持续发展等诸多优点,不仅能大幅降低肥料用量,减少养分如氮素的淋失损失,增强磷、钾等元素在土壤中的移动性,提高其利用效率,而且还对土壤理化性质有较好的改良作用,保持土壤疏松状态,提高土壤孔隙度,不破坏土壤团粒结构,保持良好的通气性能,有利于作物根系生长发育.水溶肥发展处于非常活跃时期,水溶肥开发趋向于高溶解度、高含量、液态化、全营养的方向发展.综述水肥一体化技术推广应用对化肥减施增效具有重要意义.[结果]当前,水肥一体化技术发展面临问题:(1)缺乏根据土壤肥力、作物种类、生长时段等为依据个性化订制肥料的发展;(2)水溶肥理化性状与作物种植技术、水肥一体化设施不匹配;(3)水肥一体化技术推广的广度与深度不够.对水肥一体化技术未来发展的展望:应该充分利用水肥一体化装备的便利条件,加强作物营养管理的科学运筹,加强磷钾肥以追施方式施用技术发展,大力推广加注式比例式施肥技术,以提高施肥的精确性.[结论]加强科学运筹作物营养管理,实施作物生长期动态调控营养管理,推广磷肥以追施的方式施用,使用智能变量施肥管理系统,通过实施水肥一体化技术显著降低化肥用量.【期刊名称】《新疆农业科学》【年(卷),期】2019(056)001【总页数】10页(P183-192)【关键词】水肥一体化;利用效率;养分管理;施肥装备;综述【作者】马富裕;刘扬;崔静;樊华;芦阳;李明仁【作者单位】石河子大学农学院/新疆兵团绿洲生态农业重点实验室,新疆石河子,832000;现代农业生产信息化管理与应用技术国家地方联合工程研究中心(新疆兵团),新疆石河子,832000;石河子大学农学院/新疆兵团绿洲生态农业重点实验室,新疆石河子,832000;现代农业生产信息化管理与应用技术国家地方联合工程研究中心(新疆兵团),新疆石河子,832000;石河子大学农学院/新疆兵团绿洲生态农业重点实验室,新疆石河子,832000;现代农业生产信息化管理与应用技术国家地方联合工程研究中心(新疆兵团),新疆石河子,832000;石河子大学农学院/新疆兵团绿洲生态农业重点实验室,新疆石河子,832000;现代农业生产信息化管理与应用技术国家地方联合工程研究中心(新疆兵团),新疆石河子,832000;现代农业生产信息化管理与应用技术国家地方联合工程研究中心(新疆兵团),新疆石河子,832000;石河子大学农学院/新疆兵团绿洲生态农业重点实验室,新疆石河子,832000;现代农业生产信息化管理与应用技术国家地方联合工程研究中心(新疆兵团),新疆石河子,832000【正文语种】中文【中图分类】S1580 引言【研究意义】水肥一体化技术具有提高水分和肥料利用率、有利农业生产可持续发展等优点,能大幅降低肥料用量,减少养分如氮素的淋失损失,增强磷、钾等元素在土壤中的移动性,提高其利用效率,还对土壤理化性质有较好的改良作用,保持土壤疏松状态,提高土壤孔隙度,不破坏土壤团粒结构,保持良好的通气性能,有利于作物根系生长发育。
水肥耦合效应的研究进展与展望
吸收水分和养分是两个独立的过程 # 然而水分的有 效性影响着整个土壤的物理化学过程和微生物 % 植 物的生理过程 # 使得土壤水分和养分密切而复杂地 联系在一起 $ 土壤中的养分只有溶解在水中才能通 过质流或扩散到达根系表面而为植物吸收 # 随着土 壤含水量的降低 # 离 子 的 扩 散 速 度 也 变 慢 # 养 分 在 土壤中移动的速度和距离与土壤含水量密切相关 $ 当土 壤 水 处 于 田 间 持 水 量 范 围 内 时 土 壤 养 分 处 于 溶解状态的数量最多 # 离子扩散和质流所通过的营 养面积最大 #造成了根系吸收的良好状态 $ 同时 #土 壤水分供应是否适宜 # 直接影响到作物的长势 # 决 定着作物的物质合成和其生命进程 # 决定着作物根 系的活力 # 从而影响到作物对养分的吸收与利用 $
氮氮与水和磷与水配合均表现为协同作用类型缺水条件下氮磷配合则表现为拮抗类型辽西半干旱区农田水肥试验910还表明水分是氮磷因子协调效应发挥的重要制约因子供水不足时水分是影响春小麦产量的主导因素而供水充足时氮肥对产量的影响作用更敏感磷水之间具有相互替代作用在缺水条件下适当提高磷肥施用量能增加小麦抗旱能力因素对春小麦产量的影响均符合报酬递减率过多的水肥投入将增加生产成本降低增产效果综上所述在旱区限制小麦产量的主要因子是水分和肥料在不同地区不同的土壤上和不同的年份主导作用又有差异水分和肥料对作物生长的作用不是孤立的而是相互作用相互影响具有明显的耦合效应因此因地制宜地调控水分和养分的时空分布从而达到以水促肥以肥调水将会使农业生产既节水节肥又高产高效和保护环境水肥对小麦生物学性状的耦合效应水肥的协同耦合作用对产量的增产作用原因之一是适当的水肥耦合改善小麦的生物学性状1112指出合理氮磷配比和用量可显著增加小麦根系总量提高根系活力扩大吸收水分养分空间和动力提高光合速率和蒸腾速率扩大tet比值et蒸散量t蒸腾量降低土壤水分蒸发损失增加产量从而大幅度地提高了小麦水分利用效率验还表明合理施肥在获得高产的同时可实现较高的水分利用效率报道土壤严重干旱氮引起根水势的明显下降为负效应轻度干旱氮对根水势无明显作用在水分良好条件下氮对根水势具有显著的正向调节效果随着土壤相对含水量的提高增施氮肥可导致根系干物重显著增加磷除作为一种营养物质促进作物根系生长发育外在水分胁迫条件下磷可明显改善植株体内的水分关系增强对干旱缺水环境的适应能力提高作物抗旱性河南农业大学的小麦水氮试验表明水氮运筹对小麦旗叶净光合速率叶绿素荧光参数及产量性状均具有明显的调控效应其中灌水效应明显大于施氮效应而且水氮处理间存在显著互作效应水肥对玉米的耦合效应在杨凌中等肥力的红油土玉米水肥配合试验表明施肥有明显的调水作用灌水也有显著的调肥作用灌水量少时水肥的交互作用随肥料用量增加而增加灌水量多则有相反趋势灌水提高了当季作物产量和肥料利用率却降低了后作产量及肥料效果但从总体来看灌水提高产量增加肥效的作用依然突出不管灌水与否当季作物的肥料利用率均随用量增加而降低而两季作物的肥效却随用量增加而升高水肥配合可改变子粒和茎叶的构成改变两者间的养分分配比例有利于形成更多的经济产物商丘试验区夏玉米产量的np因素的综合效应研究16表明水肥配合存在阈值反应这个阈值是n为1050kghm2525kghm
有机肥与无机肥配施对小麦产量及土壤肥力的影响
表1 各处理施肥品种及用量(单位:kg/hm 2)有机肥与无机肥配施对小麦产量及土壤肥力的影响陈星星(榆中县夏官营镇人民政府,兰州 730106)作者简介:陈星星(1985—)女,汉族,甘肃榆中,本科,农艺师,研究方向:作物育种及作物栽培,主要从事农村产业发展及乡村振兴相关工作。
摘要:该研究文以新麦26为试验材料,在甘肃榆中县开展了有机肥无机肥配施对小麦产量及土壤肥力的田间试验,旨在为甘肃地区小麦生产科学施肥提供数据支持。
试验结果表明,有机肥无机肥配施有助于提升小麦产量及土壤养分含量,25%~50%商品有机肥替代化肥氮肥时小麦产量较高,是适合当地的施肥模式。
关键词: 小麦;有机肥;无机肥;配施;产量;土壤肥力;田间试验陈星星. 有机肥与无机肥配施对小麦产量及土壤肥力的影响[J]. 农业工程技术,2023,43(31):19+21.化肥施用是目前广泛应用的农业增产措施,对保障粮食生产安全和优质高产高效意义重大[1]。
近年来,随着农产品产量及价格快速上涨,农业生产中的化肥应用量迅速增加[2]。
目前,小麦生产中存在较严重的化肥施用不当问题,造成肥料资源浪费、农作物品质降低等多种问题[3]。
相关部门出台了多项化肥减量施用政策,以推动化肥减施,实现绿色高效种植[4]。
有机肥含有丰富的有机质及多种养分,但单独施用肥效较慢;而化肥肥效较快,但无法满足作物全生长期的养分需求,有机肥与化肥配施成为国内外研究热点。
李皓等[5]研究了华北平原地区氮肥减量配施有机物质对氮素利用、土壤肥力和小麦产量的影响,发现减氮合理配施生物有机肥和生物炭能够改善土壤理化性质、提高土壤微生物多样性,增加小麦产量。
刘亦丹等[6]研究了不同比例有机肥替代化学氮肥对土壤养分及小麦养分吸收、产量和氮肥利用率的影响,发现在东北春小麦种植区域,采用有机肥替代化肥、减少化学氮肥投入 25%~50%时,可以提高小麦产量和氮肥利用率,同时增加土壤养分含量。
集雨(水)集流补灌农业技术产生的背景、作用与理论基础
集雨(水)集流补灌农业技术产生的背景、作用与理论基础一、背景(一)水资源背景宁夏旱作农业区水资源十分紧缺,大部分地区年降水量在300~500 mm,折合耕地平均降水量3 000~5 000 m3/hm2,不到全国平均水平的10%,水资源占有量仅为750 m3/hm2,分别为黄河流域和全国平均值的1/6 和1/8。
自然降水是本地区旱作农业唯一可利用的潜在水资源,但降水量有限,且时空分布不均,降水年际变幅大,季节分布不均。
7—9月的降水量占全年降水量的60%~65%,并多以暴雨形式出现,常与作物需水期错位。
一方面,7—8月降水高峰期常与5—6月土壤水分含量的低值槽期交替出现,作物生长处于一种不良的土壤供水环境中,使已接近旱作农业下限的现有旱作农业技术潜力的进一步开发受到极大的限制,水的问题日益尖锐化。
另一方面,雨季高峰在8月,这时夏作物已收获,秋作物已接近成熟,需水较少。
这种矛盾导致作物降水利用率、水分利用效率低,致使干旱成为常见的自然灾害。
宁夏旱作农业区水资源虽短缺,但仍有一定的潜力,若根据宁夏气象科学研究所对宁夏旱作农业区10个观测站1970—2007年38年的降水资料统计,以年平均降水量358.9mm计算,该地区降水可达174亿m3,是当地地表水、地下水资源量的9.8 倍,如将降水径流量的1/10 收集起来,就有17.4 亿m3,相当于该地区大型扬水工程提水量的2.61 倍。
用于补灌,可大大缓解水分亏缺,显著提高作物产量。
(二)集流技术产生的背景传统旱作农业研究有一个明确的界定,即旱作农业指降雨有限且季节分布不均、年际变化较大的半干旱区和半湿润偏旱区的“雨养农业”(或非灌溉农业),前提是“不进行灌溉”和“没有灌溉条件”。
在旱作农业定义界定下,人们为解决旱作农田产出低、产量不稳定、投入效益差三大问题,进行了坚持不懈且广泛深入的研究。
我国经过几千年旱作农田的生产实践和长时间的多方位研究,特别是中华人民共和国成立后,加大了对旱作农业的研究力度,使旱作农业制度得以形成和完善,并对轮作耕作制、施肥制和选用耐旱作物、抗旱丰产品种进行了深入研究。