为探究稻茬小麦深施肥“一基一追”机艺融合技术的增产增效减排机制,2021—2024年在长江下游南通稻茬麦区开展大田试验。试验采用缓释掺混肥料(SRF,N∶P_(2)O_(5)∶K_(2)O=26∶12∶12)和普通尿素(U,46%N),结合自主研发的2BFGK-12(6)260...为探究稻茬小麦深施肥“一基一追”机艺融合技术的增产增效减排机制,2021—2024年在长江下游南通稻茬麦区开展大田试验。试验采用缓释掺混肥料(SRF,N∶P_(2)O_(5)∶K_(2)O=26∶12∶12)和普通尿素(U,46%N),结合自主研发的2BFGK-12(6)260全秸秆茬地洁区旋耕智能施肥播种机和3ZF-4(200)中耕追肥机,设置7种施肥模式(30 cm+15 cm宽窄行种植):以尿素4次分施(N 240 kg hm^(-2),基肥∶分蘖肥∶拔节肥∶孕穗肥=5∶1∶2∶2,窄行基施,追肥全田撒施)为对照(CK);减氮15%(N 204 kg hm^(-2))条件下设置6种处理:M_(1)(100%SRF窄行基施);M_(2)(60%SRF窄行基施+40%U拔节期窄行撒施);M_(3)(60%SRF窄行基施+40%U返青期宽行条施);M_(4)(60%SRF窄行基施+40%SRF返青期窄行撒施);M_(5)(60%SRF窄行基施+40%SRF返青期宽行条施);M_(4+5)(60%SRF窄行基施+20%SRF返青期宽行条施+20%SRF返青期窄行撒施)。研究比较不同施肥模式对小麦产量效益、根系形态生理、氮素利用效率及N_(2)O排放的影响。结果表明,与CK相比,M_(2)~M_(5)处理提高了小麦产量(4.0%~19.0%)和经济效益(13.7%~35.7%),其中M_(4)和M_(5)处理表现最优,分别增产14.1%和19.0%,经济效益提升34.5%和35.7%。这些处理明显改善了根系特性(根干重密度增加9.7%~111.8%,根系活力和氧化力分别提高6.8%~52.0%和4.2%~44.2%),降低N_(2)O累积排放量22.6%~34.5%,提高0~20 cm土层硝态氮含量11.2%~40.0%。在氮素利用方面,M_(2)~M_(5)处理均提高了籽粒氮素积累量、花后氮素积累量及其对籽粒氮素的贡献率,氮肥利用效率指标(包括偏生产力、农学效率和表观利用率)分别显著提升了22.4%~40.0%、29.7%~74.3%和9.41~18.77个百分点。值得注意的是,M_(4)和M_(5)处理表现出最优的综合效益:N_(2)O累积排放量降幅最大(分别达27.0%和34.5%),氮肥表观利用率2季均维持在43.0%以上(均值分别为43.5%和46.8%),同时在生育后期保持较高的根系活性和耕层无机氮含量。相比之下,M_(1)处理虽然实现了最大的N_(2)O减排效果(降幅35.9%),但导致减产10.4%和经济效益下降10.8%,且氮肥利用效率呈现不稳定的年际变化特征。而优化处理M_(4+5)进一步改善了根系形态生理特性,并提高氮肥表观利用率和籽粒氮素积累量。综上,减氮15%条件下(N 204 kg hm^(-2)),缓混肥2次施用处理(M_(4)和M_(5))能实现产量、经济效益、氮肥利用效率和N_(2)O减排的协同提高,并以追肥深施处理(M_(5))效应更强。本研究为稻茬小麦缓释肥减氮优化高效应用提供重要理论依据。展开更多
针对青海高原及高寒地区小麦生产氮肥施用量高、温室气体排放量大等问题,探究绿肥不同还田方式及小麦季不同施氮量对小麦农田温室气体排放和产量的影响,为该区小麦可持续生产提供理论依据和技术支撑。试验于2023—2024年在青海大学农林...针对青海高原及高寒地区小麦生产氮肥施用量高、温室气体排放量大等问题,探究绿肥不同还田方式及小麦季不同施氮量对小麦农田温室气体排放和产量的影响,为该区小麦可持续生产提供理论依据和技术支撑。试验于2023—2024年在青海大学农林科学院试验站进行,采用裂区试验设计,主区为小麦季3个施氮水平:常规施氮(225kg hm^(–2), N2)、减施氮肥30%(158 kg hm^(–2), N1)和不施氮(0 kg hm^(–2), N0);裂区基于上一年度绿肥设置3种还田方式:地上部移除仅根茬还田(RR)、地上部过腹联合根茬还田(SDRR)、地上部及根茬全量还田(RROS)。结果表明,减氮30%结合绿肥过腹+根茬还田(N1SDRR)处理显著降低温室气体排放:CO_(2)排放总量较减氮30%全量还田(N1RROS)降低4.2%;N_(2)O排放总量、CH4吸收总量较N1RROS降低19.1%、提升15.8%;全球增温潜势(GWP)较N1RROS降低5.0%。N1SDRR处理小麦籽粒产量较N1RROS提高4.1%,温室气体排放强度(GHGI)较N1RROS降低14.6%,实现减排稳产。此外, N1SDRR处理土壤有机质、铵态氮含量较N1RROS提升9.1%、22.8%,土壤硝态氮含量较N1RROS降低10.0%;土壤蔗糖酶、脲酶活性较N1RROS分别提高3.2%、7.8%,但土壤亚硝酸还原酶、硝酸还原酶活性分别降低11.9%、5.7%,表明该模式通过提升土壤有机质、调控铵/硝态氮平衡同步降低温室气体排放并维持生产力。随机森林模型进一步表明,土壤蔗糖酶、籽粒产量及土壤有机质是调控温室气体排放强度的关键因子,优化施氮与绿肥还田方式会对土壤碳、氮含量产生影响,可显著降低单位产量碳排放。因此,氮肥减施30%结合绿肥地上部过腹联合根茬还田可改善土壤理化因子和酶活性,有效降低温室气体排放,稳定小麦籽粒产量,是青海高原及高寒地区小麦农田稳产减排的适宜管理措施。展开更多
针对西北干旱灌区适宜小麦高效生产的绿肥配置技术缺乏、小麦高产潜力挖掘不足等问题,通过开展绿肥配施化学氮肥对小麦干物质积累、转运分配及产量形成的影响研究,以期为小麦高产探寻适宜的绿肥配置技术。2022—2024年,采用二因素随机...针对西北干旱灌区适宜小麦高效生产的绿肥配置技术缺乏、小麦高产潜力挖掘不足等问题,通过开展绿肥配施化学氮肥对小麦干物质积累、转运分配及产量形成的影响研究,以期为小麦高产探寻适宜的绿肥配置技术。2022—2024年,采用二因素随机区组设计,以小麦为研究对象,设不施化学氮肥(N0)和施用180 kg hm^(-2)化学氮肥(N1)2个施氮水平,麦后夏休闲(G0)、绿肥还田15,000 kg hm^(-2)(G1)、绿肥还田30,000 kg hm^(-2)(G2)、绿肥还田45,000 kg hm^(-2)(G3)4个还田量水平。结果表明,绿肥和化学氮肥均显著提高了小麦产量和收获指数,且绿肥强化了化学氮肥的增产效应。与N0相比,N1处理下的小麦籽粒产量、生物产量和收获指数分别提高23.0%、11.8%和10.4%;与G0相比,G1、G2和G3处理下的籽粒产量分别提高22.2%、32.5%和35.5%,生物产量分别提高14.4%、18.5%和20.0%,收获指数分别提高7.2%、12.1%和13.4%。此外,与N1G0相比,N1G1、N1G2和N1G3籽粒产量分别提高15.4%、27.0%和24.0%,生物产量分别提高8.8%、11.6%和11.2%,收获指数分别提高6.1%、13.8%和11.4%,以N1G2处理增产效应最显著。绿肥和化学氮肥均可提高小麦干物质积累速率、促进干物质花前转运和花后积累、提高成熟期干物质在籽粒中的分配量,且绿肥强化了化学氮肥促进干物质积累和转运分配效应,以绿肥还田30,000 kg hm^(-2)效果最佳。与N1G0相比,N1G2小麦苗期至拔节期、拔节期至花期、花期至成熟期干物质积累速率分别提高7.9%、11.1%和8.0%,干物质最大增长速率和全生育期平均增长速率分别提高10.4%和11.5%,花后积累量和花后积累贡献率分别提高40.0%和10.2%,成熟期籽粒干物质及其占比分别增加27.0%和14.0%。在西北干旱灌区,30,000 kg hm^(-2)毛叶苕子配施180 kg hm^(-2)化学氮肥能促进小麦干物质积累及转运分配,是该区小麦高产栽培的可行措施。展开更多
氮肥减施是提升花生根瘤固氮能力与氮素利用效率的关键措施。花生品种间结瘤固氮特性迥异,本研究旨在探讨不同结瘤性状花生品种氮素吸收利用的差异。于山东省3个试验基点(望城、任城、茌平)开展为期2年的大田试验,设置120 kg hm^(–2)(N...氮肥减施是提升花生根瘤固氮能力与氮素利用效率的关键措施。花生品种间结瘤固氮特性迥异,本研究旨在探讨不同结瘤性状花生品种氮素吸收利用的差异。于山东省3个试验基点(望城、任城、茌平)开展为期2年的大田试验,设置120 kg hm^(–2)(N120)、60 kg hm^(–2)(N60)和0 kg hm^(–2)(N0) 3个梯度氮肥水平,比较了普通结瘤品种(CNV)与不结瘤品种(NNV)在氮素累积、氮素利用效率、产量及品质方面对氮肥用量的响应差异。结果表明,随氮肥投入递减,不结瘤品种的植株不同部位氮含量、氮素累积量、产量及籽仁蛋白质含量均呈下降趋势;与N120处理相比,N60处理的整株氮素累积量、产量和籽仁蛋白质含量分别平均降低18.98%、17.30%和10.69%, N0处理分别平均降低25.13%、13.97%和11.40%。相比之下,普通结瘤品种的上述指标在不同氮肥处理下基本保持稳定。Pearson相关分析显示,不结瘤品种各器官氮积累量与其产量、籽仁蛋白质含量间均存在显著正相关;而普通结瘤品种氮素累积量与此二者关联甚微。上述结果表明,相较于普通结瘤品种,不结瘤品种的产量、品质及氮素累积对氮肥的响应更为敏感。在花生生产中,应适度削减氮肥投入,充分发挥根瘤固氮潜能,来提升根瘤固氮效率。展开更多
倒伏是限制长江流域直播油菜高产稳产的关键因素之一,水稻秸秆还田后,氮肥运筹通过碳氮代谢和茎秆结构影响油菜抗倒性能。本研究采用裂区设计,以华油杂62为材料,基于稻-油轮作定位试验,研究秸秆管理耦合氮肥运筹对高密度直播油菜抗倒性...倒伏是限制长江流域直播油菜高产稳产的关键因素之一,水稻秸秆还田后,氮肥运筹通过碳氮代谢和茎秆结构影响油菜抗倒性能。本研究采用裂区设计,以华油杂62为材料,基于稻-油轮作定位试验,研究秸秆管理耦合氮肥运筹对高密度直播油菜抗倒性的影响。以秸秆还田处理为主区(R0为秸秆不还田, R1为全量还田),以氮肥运筹为副区, CK为240 kg hm^(-2)的常规施氮量及基肥∶苗肥∶薹肥∶花肥=6∶4∶0∶0, N1、N2、N3、N4均为减氮20%,但基肥∶苗肥∶薹肥∶花肥分别为10∶0∶0∶0、6∶4∶0∶0、6∶2∶2∶0和6∶2∶0∶2,研究不同处理对成熟期油菜茎秆细胞壁成分、茎秆硅钙含量及花期茎秆显微结构等指标的影响。结果表明,相较于秸秆不还田,秸秆还田后,油菜成熟期地上部鲜重增加29.1%,茎秆抗折力增加23.3%,茎秆纤维素、总木质素、果胶、硅、钙含量分别显著(P<0.05)增加了26.3%、3.4%、30.6%、45.0%和9.5%,茎秆强度和韧性显著增强,但油菜株高、地上部鲜重的增幅大于茎秆抗折力增幅,导致倒伏指数平均增加了7.9%。合理的氮肥运筹可提高茎秆质量,从而降低倒伏指数。秸秆还田下N3处理使田间实际倒伏角度较常规施氮处理降低2.6%,茎秆抗折力增加15.2%,倒伏指数降低10.2%,优于其他处理。其机理是该处理显著增加了茎秆纤维素、果胶和钙含量及花期茎秆皮层厚度、表皮厚度、维管束长、横截面积、维管束数目以及维管束面积,显微结构排列更加合理,抗倒性显著增强。因此,在长江流域水稻秸秆还田和油菜高密直播条件下,以全生育期施氮192 kg hm^(-2)(基肥∶苗肥∶薹肥=6∶2∶2)为推荐施肥方案,可以减少氮肥投入,增强茎秆的抗倒伏能力,提高机械收获效率,实现高产抗倒协同的目标。展开更多
文摘为探究稻茬小麦深施肥“一基一追”机艺融合技术的增产增效减排机制,2021—2024年在长江下游南通稻茬麦区开展大田试验。试验采用缓释掺混肥料(SRF,N∶P_(2)O_(5)∶K_(2)O=26∶12∶12)和普通尿素(U,46%N),结合自主研发的2BFGK-12(6)260全秸秆茬地洁区旋耕智能施肥播种机和3ZF-4(200)中耕追肥机,设置7种施肥模式(30 cm+15 cm宽窄行种植):以尿素4次分施(N 240 kg hm^(-2),基肥∶分蘖肥∶拔节肥∶孕穗肥=5∶1∶2∶2,窄行基施,追肥全田撒施)为对照(CK);减氮15%(N 204 kg hm^(-2))条件下设置6种处理:M_(1)(100%SRF窄行基施);M_(2)(60%SRF窄行基施+40%U拔节期窄行撒施);M_(3)(60%SRF窄行基施+40%U返青期宽行条施);M_(4)(60%SRF窄行基施+40%SRF返青期窄行撒施);M_(5)(60%SRF窄行基施+40%SRF返青期宽行条施);M_(4+5)(60%SRF窄行基施+20%SRF返青期宽行条施+20%SRF返青期窄行撒施)。研究比较不同施肥模式对小麦产量效益、根系形态生理、氮素利用效率及N_(2)O排放的影响。结果表明,与CK相比,M_(2)~M_(5)处理提高了小麦产量(4.0%~19.0%)和经济效益(13.7%~35.7%),其中M_(4)和M_(5)处理表现最优,分别增产14.1%和19.0%,经济效益提升34.5%和35.7%。这些处理明显改善了根系特性(根干重密度增加9.7%~111.8%,根系活力和氧化力分别提高6.8%~52.0%和4.2%~44.2%),降低N_(2)O累积排放量22.6%~34.5%,提高0~20 cm土层硝态氮含量11.2%~40.0%。在氮素利用方面,M_(2)~M_(5)处理均提高了籽粒氮素积累量、花后氮素积累量及其对籽粒氮素的贡献率,氮肥利用效率指标(包括偏生产力、农学效率和表观利用率)分别显著提升了22.4%~40.0%、29.7%~74.3%和9.41~18.77个百分点。值得注意的是,M_(4)和M_(5)处理表现出最优的综合效益:N_(2)O累积排放量降幅最大(分别达27.0%和34.5%),氮肥表观利用率2季均维持在43.0%以上(均值分别为43.5%和46.8%),同时在生育后期保持较高的根系活性和耕层无机氮含量。相比之下,M_(1)处理虽然实现了最大的N_(2)O减排效果(降幅35.9%),但导致减产10.4%和经济效益下降10.8%,且氮肥利用效率呈现不稳定的年际变化特征。而优化处理M_(4+5)进一步改善了根系形态生理特性,并提高氮肥表观利用率和籽粒氮素积累量。综上,减氮15%条件下(N 204 kg hm^(-2)),缓混肥2次施用处理(M_(4)和M_(5))能实现产量、经济效益、氮肥利用效率和N_(2)O减排的协同提高,并以追肥深施处理(M_(5))效应更强。本研究为稻茬小麦缓释肥减氮优化高效应用提供重要理论依据。
文摘针对青海高原及高寒地区小麦生产氮肥施用量高、温室气体排放量大等问题,探究绿肥不同还田方式及小麦季不同施氮量对小麦农田温室气体排放和产量的影响,为该区小麦可持续生产提供理论依据和技术支撑。试验于2023—2024年在青海大学农林科学院试验站进行,采用裂区试验设计,主区为小麦季3个施氮水平:常规施氮(225kg hm^(–2), N2)、减施氮肥30%(158 kg hm^(–2), N1)和不施氮(0 kg hm^(–2), N0);裂区基于上一年度绿肥设置3种还田方式:地上部移除仅根茬还田(RR)、地上部过腹联合根茬还田(SDRR)、地上部及根茬全量还田(RROS)。结果表明,减氮30%结合绿肥过腹+根茬还田(N1SDRR)处理显著降低温室气体排放:CO_(2)排放总量较减氮30%全量还田(N1RROS)降低4.2%;N_(2)O排放总量、CH4吸收总量较N1RROS降低19.1%、提升15.8%;全球增温潜势(GWP)较N1RROS降低5.0%。N1SDRR处理小麦籽粒产量较N1RROS提高4.1%,温室气体排放强度(GHGI)较N1RROS降低14.6%,实现减排稳产。此外, N1SDRR处理土壤有机质、铵态氮含量较N1RROS提升9.1%、22.8%,土壤硝态氮含量较N1RROS降低10.0%;土壤蔗糖酶、脲酶活性较N1RROS分别提高3.2%、7.8%,但土壤亚硝酸还原酶、硝酸还原酶活性分别降低11.9%、5.7%,表明该模式通过提升土壤有机质、调控铵/硝态氮平衡同步降低温室气体排放并维持生产力。随机森林模型进一步表明,土壤蔗糖酶、籽粒产量及土壤有机质是调控温室气体排放强度的关键因子,优化施氮与绿肥还田方式会对土壤碳、氮含量产生影响,可显著降低单位产量碳排放。因此,氮肥减施30%结合绿肥地上部过腹联合根茬还田可改善土壤理化因子和酶活性,有效降低温室气体排放,稳定小麦籽粒产量,是青海高原及高寒地区小麦农田稳产减排的适宜管理措施。
文摘针对西北干旱灌区适宜小麦高效生产的绿肥配置技术缺乏、小麦高产潜力挖掘不足等问题,通过开展绿肥配施化学氮肥对小麦干物质积累、转运分配及产量形成的影响研究,以期为小麦高产探寻适宜的绿肥配置技术。2022—2024年,采用二因素随机区组设计,以小麦为研究对象,设不施化学氮肥(N0)和施用180 kg hm^(-2)化学氮肥(N1)2个施氮水平,麦后夏休闲(G0)、绿肥还田15,000 kg hm^(-2)(G1)、绿肥还田30,000 kg hm^(-2)(G2)、绿肥还田45,000 kg hm^(-2)(G3)4个还田量水平。结果表明,绿肥和化学氮肥均显著提高了小麦产量和收获指数,且绿肥强化了化学氮肥的增产效应。与N0相比,N1处理下的小麦籽粒产量、生物产量和收获指数分别提高23.0%、11.8%和10.4%;与G0相比,G1、G2和G3处理下的籽粒产量分别提高22.2%、32.5%和35.5%,生物产量分别提高14.4%、18.5%和20.0%,收获指数分别提高7.2%、12.1%和13.4%。此外,与N1G0相比,N1G1、N1G2和N1G3籽粒产量分别提高15.4%、27.0%和24.0%,生物产量分别提高8.8%、11.6%和11.2%,收获指数分别提高6.1%、13.8%和11.4%,以N1G2处理增产效应最显著。绿肥和化学氮肥均可提高小麦干物质积累速率、促进干物质花前转运和花后积累、提高成熟期干物质在籽粒中的分配量,且绿肥强化了化学氮肥促进干物质积累和转运分配效应,以绿肥还田30,000 kg hm^(-2)效果最佳。与N1G0相比,N1G2小麦苗期至拔节期、拔节期至花期、花期至成熟期干物质积累速率分别提高7.9%、11.1%和8.0%,干物质最大增长速率和全生育期平均增长速率分别提高10.4%和11.5%,花后积累量和花后积累贡献率分别提高40.0%和10.2%,成熟期籽粒干物质及其占比分别增加27.0%和14.0%。在西北干旱灌区,30,000 kg hm^(-2)毛叶苕子配施180 kg hm^(-2)化学氮肥能促进小麦干物质积累及转运分配,是该区小麦高产栽培的可行措施。
文摘氮肥减施是提升花生根瘤固氮能力与氮素利用效率的关键措施。花生品种间结瘤固氮特性迥异,本研究旨在探讨不同结瘤性状花生品种氮素吸收利用的差异。于山东省3个试验基点(望城、任城、茌平)开展为期2年的大田试验,设置120 kg hm^(–2)(N120)、60 kg hm^(–2)(N60)和0 kg hm^(–2)(N0) 3个梯度氮肥水平,比较了普通结瘤品种(CNV)与不结瘤品种(NNV)在氮素累积、氮素利用效率、产量及品质方面对氮肥用量的响应差异。结果表明,随氮肥投入递减,不结瘤品种的植株不同部位氮含量、氮素累积量、产量及籽仁蛋白质含量均呈下降趋势;与N120处理相比,N60处理的整株氮素累积量、产量和籽仁蛋白质含量分别平均降低18.98%、17.30%和10.69%, N0处理分别平均降低25.13%、13.97%和11.40%。相比之下,普通结瘤品种的上述指标在不同氮肥处理下基本保持稳定。Pearson相关分析显示,不结瘤品种各器官氮积累量与其产量、籽仁蛋白质含量间均存在显著正相关;而普通结瘤品种氮素累积量与此二者关联甚微。上述结果表明,相较于普通结瘤品种,不结瘤品种的产量、品质及氮素累积对氮肥的响应更为敏感。在花生生产中,应适度削减氮肥投入,充分发挥根瘤固氮潜能,来提升根瘤固氮效率。
文摘倒伏是限制长江流域直播油菜高产稳产的关键因素之一,水稻秸秆还田后,氮肥运筹通过碳氮代谢和茎秆结构影响油菜抗倒性能。本研究采用裂区设计,以华油杂62为材料,基于稻-油轮作定位试验,研究秸秆管理耦合氮肥运筹对高密度直播油菜抗倒性的影响。以秸秆还田处理为主区(R0为秸秆不还田, R1为全量还田),以氮肥运筹为副区, CK为240 kg hm^(-2)的常规施氮量及基肥∶苗肥∶薹肥∶花肥=6∶4∶0∶0, N1、N2、N3、N4均为减氮20%,但基肥∶苗肥∶薹肥∶花肥分别为10∶0∶0∶0、6∶4∶0∶0、6∶2∶2∶0和6∶2∶0∶2,研究不同处理对成熟期油菜茎秆细胞壁成分、茎秆硅钙含量及花期茎秆显微结构等指标的影响。结果表明,相较于秸秆不还田,秸秆还田后,油菜成熟期地上部鲜重增加29.1%,茎秆抗折力增加23.3%,茎秆纤维素、总木质素、果胶、硅、钙含量分别显著(P<0.05)增加了26.3%、3.4%、30.6%、45.0%和9.5%,茎秆强度和韧性显著增强,但油菜株高、地上部鲜重的增幅大于茎秆抗折力增幅,导致倒伏指数平均增加了7.9%。合理的氮肥运筹可提高茎秆质量,从而降低倒伏指数。秸秆还田下N3处理使田间实际倒伏角度较常规施氮处理降低2.6%,茎秆抗折力增加15.2%,倒伏指数降低10.2%,优于其他处理。其机理是该处理显著增加了茎秆纤维素、果胶和钙含量及花期茎秆皮层厚度、表皮厚度、维管束长、横截面积、维管束数目以及维管束面积,显微结构排列更加合理,抗倒性显著增强。因此,在长江流域水稻秸秆还田和油菜高密直播条件下,以全生育期施氮192 kg hm^(-2)(基肥∶苗肥∶薹肥=6∶2∶2)为推荐施肥方案,可以减少氮肥投入,增强茎秆的抗倒伏能力,提高机械收获效率,实现高产抗倒协同的目标。
