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控释掺混肥对麦玉轮作体系作物产量和温室气体排放的影响

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环境科学 2024年第5期45卷 2891-2904页

作者：高玮王学霞谢建治陈延华倪小会王甲辰董艳芳李子双曹兵北京市农林科学院植物营养与资源环境研究所北京100097 河北农业大学资源与环境科学学院保定071000 北京市缓控释肥料工程技术研究中心北京100097 德州市农业科学研究院德州253015

为探究控释掺混肥一次性施肥对华北平原麦玉(冬小麦和夏玉米)轮作体系作物产量和温室气体排放的影响,于2020~2022年在德州市现代农业科技园区开展田间试验.冬小麦和夏玉米均设不施氮对照(CK)、农户习惯施氮(FFP)、优化施氮(OPT)、CRU1(... 详细信息

为探究控释掺混肥一次性施肥对华北平原麦玉(冬小麦和夏玉米)轮作体系作物产量和温室气体排放的影响,于2020~2022年在德州市现代农业科技园区开展田间试验.冬小麦和夏玉米均设不施氮对照(CK)、农户习惯施氮(FFP)、优化施氮(OPT)、CRU1(包膜尿素与普通尿素在冬小麦和夏玉米上的掺混比例分别为5∶5和3∶7)、CRU2(包膜尿素与普通尿素在冬小麦和夏玉米上的掺混比例分别为7∶3和5∶5)共5个处理.对比分析了不同处理的作物产量、氮肥利用效率、施肥经济效益和温室气体排放的差异.结果表明,施氮可显著提高麦玉轮作系统单季和周年作物产量(P0.05);氮肥吸收利用率、氮肥农学利用率和氮肥偏生产力分别提高了−8.6%~43.4%、2.05~6.24 kg·kg^(−1)和4.24~10.13 kg·kg^(−1);周年净收益提高了0.2%~6.3%.施氮显著增加了麦玉轮作体系的土壤N_(2)O和CO_(2)的周年排放(P0.05).综上所述,一次性减量施用控释掺混肥在减少氮肥和人工投入、提高作物产量、经济效益和降低温室气体排放方面具有积极作用,是促进华北平原粮食作物清洁生产的有效氮肥管理措施.

关键词：麦玉轮作体系产量控释掺混肥氮肥利用效率温室气体排放全球增温潜势

控释掺混肥对麦玉轮作体系农田温室气体排放和硝态氮残留的影响

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农业工程学报 2024年第7期40卷 240-250页

作者：曹兵高玮李洪杰王学霞王玉霞周晓琳陈延华倪小会赵萌董淑祺邹国元李子双北京市农林科学院植物营养与资源环境研究所北京100097 德州市农业科学研究院德州253015 北京市缓控释肥料工程技术研究中心北京100097

为阐明控释肥对冬小麦-夏玉米轮作体系作物产量、温室气体排放和硝态氮残留的影响,该研究以郑单958(夏玉米)和济麦22(冬小麦)为供试材料,设不施氮对照(CK)、常规施氮(FFP)、优化施氮(OPT)、含30%控释尿素的控释掺混肥(夏玉米)和含50%控... 详细信息

为阐明控释肥对冬小麦-夏玉米轮作体系作物产量、温室气体排放和硝态氮残留的影响,该研究以郑单958(夏玉米)和济麦22(冬小麦)为供试材料,设不施氮对照(CK)、常规施氮(FFP)、优化施氮(OPT)、含30%控释尿素的控释掺混肥(夏玉米)和含50%控释尿素的控释掺混肥(冬小麦)(CRBF1)、含50%控释尿素的控释掺混肥(夏玉米)和含70%控释尿素的控释掺混肥(冬小麦)(CRBF2)共5个处理,对比分析了不同处理的冬小麦、夏玉米及周年产量、温室气体排放和土壤硝态氮残留的差异。结果表明,施氮可显著提高麦玉轮作系统单季和周年作物产量(P0.05)。施氮显著增加了麦玉轮作体系的土壤N_(2)O和CO_(2)的周年排放(P0.05)。与FFP相比,CRBF1和CRBF2处理的100~200 cm土层硝态氮残留降低30.6%~34.3%(P<0.05),减少了硝态氮淋失风险。综上所述,控释掺混肥在稳定作物产量、减少温室气体排放和土壤硝态氮残留方面具有积极作用,研究结果可为麦玉轮作体系的轻简高效氮肥管理提供数据支持和理论支撑。

关键词：产量温室气体排放冬小麦-夏玉米轮作控释掺混肥硝态氮残留

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长期施用控释氮肥对潮土区麦-玉轮作作物产量的影响及土壤氮素供应特征研究

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山东农业科学 2024年第1期56卷 119-125页

作者：李玉东谭德水李子双李洪杰张灵菲马垒刘兆辉青岛农业大学资源与环境学院山东青岛266109 山东省农业科学院农业资源与环境研究所/养分资源高效利用全国重点实验室山东济南250100 德州市农业科学研究院山东德州253015

本研究以位于山东德州的连续10年控释氮肥长期定位试验为平台,在小麦—玉米轮作体系下,试验设置不施氮肥(PK)、农民习惯施肥(FP)、优化施肥(OPT)、控释氮肥(CRF1)和控释氮肥减量20%(CRF2)5个处理,分别在玉米抽雄期、灌浆期和小麦拔节期... 详细信息

本研究以位于山东德州的连续10年控释氮肥长期定位试验为平台,在小麦—玉米轮作体系下,试验设置不施氮肥(PK)、农民习惯施肥(FP)、优化施肥(OPT)、控释氮肥(CRF1)和控释氮肥减量20%(CRF2)5个处理,分别在玉米抽雄期、灌浆期和小麦拔节期、孕穗期、灌浆期、成熟期采集土壤样品,测定土壤pH值、氮磷钾全量养分、铵态氮、硝态氮、碱解氮含量,测定不同处理玉米、小麦及作物周年产量,以探究长期施用控释氮肥对潮土区麦-玉轮作作物产量的影响及土壤氮素供应特征。结果表明,长期施用控释氮肥可显著提升土壤氮素供应能力,CRF1处理与OPT处理相比,玉米抽雄期和灌浆期土壤碱解氮含量分别提升14.10%和9.45%,铵态氮在抽雄期提升125.53%,小麦拔节期铵态氮和硝态氮分别提升63.73%和200.35%。与FP处理相比,CRF1处理玉米、小麦和周年产量分别显著提高13.13%、16.73%和14.89%,而CRF2处理的产量无显著变化。随机森林模型分析发现,不同施肥模式下玉米产量与灌浆期土壤碱解氮和成熟期土壤全氮含量密切相关,小麦产量则受拔节期土壤硝态氮、孕穗期碱解氮和铵态氮、灌浆期碱解氮以及成熟期土壤全氮、碱解氮含量的综合调控。综上所述,控释氮肥可通过调控氮素释放提高玉米和小麦关键生育期的土壤全氮、碱解氮、硝态氮和铵态氮含量,进而显著提高作物产量,且在减量20%控释氮肥下仍可保证作物不减产。

关键词：长期定位控释氮肥作物产量土壤氮素

控释掺混肥对小麦–玉米轮作体系产量、氮肥利用效率及氨挥发的影响

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植物营养与肥料学报 2024年第5期30卷 873-885页

作者：曹兵高玮李洪杰杜梦扬王学霞陈延华倪小会赵萌谷佳林董淑祺李子双北京市农林科学院植物营养与资源环境研究所/北京市缓控释肥料工程技术研究中心北京100097 德州市农业科学研究院山东德州253015

【目的】针对华北平原冬小麦-夏玉米轮作体系氮肥施用量大、氮肥利用率低、氮素损失严重等问题,探讨不同配比的控释掺混肥减氮和一次性施肥对周年作物产量、氨挥发损失和施肥经济效益的影响,确立麦玉轮作体系轻简高效和环境友好的施肥... 详细信息

【目的】针对华北平原冬小麦-夏玉米轮作体系氮肥施用量大、氮肥利用率低、氮素损失严重等问题,探讨不同配比的控释掺混肥减氮和一次性施肥对周年作物产量、氨挥发损失和施肥经济效益的影响,确立麦玉轮作体系轻简高效和环境友好的施肥技术。【方法】于2022—2023年,在山东省德州市现代农业科技园区开展田间试验。冬小麦和夏玉米均设不施氮对照(CK)、农户习惯施氮(FFP)、优化施氮(OPT)、CRBF1(包膜尿素与普通尿素在冬小麦和夏玉米上的掺混比例分别为5∶5和3∶7)和CRBF2(包膜尿素与普通尿素在冬小麦和夏玉米上的掺混比例分别为7∶3和5∶5),共5个处理。基施和追施肥后,监测了氨挥发量、强度和损失率。分析了作物干物质积累和产量、氮素吸收量和氮肥利用效率,并计算了施肥经济效益。【结果】与FFP处理相比,CRBF1和CRBF2处理的夏玉米、冬小麦和周年产量差异不显著;CRBF1和CRBF2处理夏玉米氮肥偏生产力提高了8.87~9.86 kg/kg,CRBF2处理玉米氮肥回收率提高了48.4%(P<0.05);CRBF1和CRBF2处理冬小麦季氮肥回收率、氮肥农学利用率和氮肥偏生产力分别提高了30.3%~37.2%、5.22~5.77 kg/kg和6.52~7.06 kg/kg(P<0.05)。与FFP和OPT处理相比,CRBF1和CRBF2处理的肥料+施肥人工投入减少381~960元/hm^(2),周年净收入增加1208~2654元/hm^(2)。CRBF1和CRBF2处理的周年氨挥发损失量、损失强度和损失率较FFP处理分别降低了69.7%~71.9%、72.0%~74.5%和90.0%~94.1%(P<0.05)。【结论】包膜尿素与普通尿素在冬小麦、夏玉米季按照5∶5、3∶7,或者按照7∶3、5∶5的比例掺混一次性基施,均可在减少氮肥用量和施肥劳力投入的条件下,确保周年作物产量稳定,提高生产效益,并显著降低氨挥发损失,是华北平原冬小麦-夏玉米轮作系统高产高效、轻简施肥的有效氮肥施用技术。

关键词：冬小麦-夏玉米轮作控释掺混肥一次性基施氨挥发产量氮肥利用效率经济效益

种肥混播对夏玉米产量、酶活性和土壤微生物的影响

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中国土壤与肥料 2024年第6期 149-156页

作者：李子双高玮李洪杰周晓琳王学霞杜梦扬陈延华王玉霞倪小会王薇邹国元曹兵德州市农业科学研究院山东德州253015 北京市农林科学院植物营养与资源环境研究所北京100097 河北农业大学资源与环境科学学院河北保定071001 北京市缓控释肥料工程技术研究中心北京100097

探索夏玉米种子与控释肥混播对夏玉米产量、氮磷钾养分吸收、施肥经济效益、酶活性及土壤微生物的影响,为夏玉米轻简化生产和化肥减施增效提供技术支撑。以夏玉米品种‘郑单958’为材料进行了大田试验,试验设不施氮对照、常规施肥、种... 详细信息

探索夏玉米种子与控释肥混播对夏玉米产量、氮磷钾养分吸收、施肥经济效益、酶活性及土壤微生物的影响,为夏玉米轻简化生产和化肥减施增效提供技术支撑。以夏玉米品种‘郑单958’为材料进行了大田试验,试验设不施氮对照、常规施肥、种子控释肥混播和氮磷钾减量50%控释肥种子混播共4个处理,分析调查了夏玉米产量、氮磷钾吸收、叶片酶活性及根际土壤微生物功能基因。与常规施肥相比,2个控释肥处理的夏玉米产量增加7.7%~22.1%,夏玉米氮、磷、钾吸收量分别增加0.75%~33.3%、16.3%~27.1%、4.78%~36.5%,氮肥吸收利用率提高20.7%~24.6%,氮肥偏生产力提高14~74.1 kg/kg,氮肥农学利用率提高14.1~20.2 kg/kg,夏玉米每公顷净收益(扣除肥料投入)比常规施肥增加9.67%~19.6%。吐丝期根际土壤硝化和反硝化微生物基因数、叶片硝酸还原酶、谷氨酰胺合成酶、谷氨酸合成酶和谷氨酸脱氢酶与常规施肥没有显著差异。种肥混播在夏玉米上实现了增产增收,提高了氮磷钾养分吸收量和氮肥利用效率,降低了环境污染风险。

关键词：夏玉米控释肥氮肥利用效率酶活性微生物功能基因

一次性减氮施有机无机复混肥对夏玉米产量、氮利用、土壤养分的影响

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天津农业科学 2024年第7期30卷 13-19页

作者：周晓琳杜梦扬王玉霞赵同凯李子双李洪杰德州市农业科学研究院山东德州253015

为鲁西北潮土区玉米增产增收和轻简化栽培技术提供理论依据,采用一次性减氮施有机无机复混肥技术,对玉米籽粒产量、可持续性指数、氮效率、土壤养分含量的变化进行研究。试验设置不施肥对照(CK)、常规氮磷钾肥(NPK)、猪粪有机无机复混肥... 详细信息

为鲁西北潮土区玉米增产增收和轻简化栽培技术提供理论依据,采用一次性减氮施有机无机复混肥技术,对玉米籽粒产量、可持续性指数、氮效率、土壤养分含量的变化进行研究。试验设置不施肥对照(CK)、常规氮磷钾肥(NPK)、猪粪有机无机复混肥1800 kg·hm^(-2)(OF)3个处理。结果表明:与NPK处理相比,OF处理的氮肥用量减少88 kg·hm^(-2)(35.2%),2017—2022连续6年的玉米平均产量为10549.56 kg·hm^(-2),增产3.94%,籽粒蛋白质产量提高8.22%,可持续性指数最高(0.74),氮素吸收率、氮素利用率、氮肥偏生产力、氮肥农学效率与肥料利用率分别提高0.21%、67.63%、62.86%、71.85%、5.52%;OF处理相较NPK处理可有效降低土壤pH值,0~100 cm土层有机质(SOM)、全氮(TN)、有效磷(AP)和速效钾(AK)含量显著提高6.58%~64.82%、7.22%~8.63%、24.66%~329.26%、14.81%~76.06%;OF处理的0~20 cm土层硝态氮含量比CK、NPK处理提高44.51%和3.68%,NPK处理的20~100 cm土层硝态氮比CK、OF处理提高78.66%~149.05%、23.57%~149.61%,增大了硝酸盐淋溶风险。综上,一次性减氮施有机无机复混肥通过提高土壤养分含量,促进玉米的养分吸收利用,实现夏玉米产量增产3.94%,提高可持续产量指数,是适宜鲁西北潮土区高产农田玉米轻简化生产的有效施肥措施。

关键词：一次性施肥有机无机复混肥玉米产量氮效率土壤性质

不同磷酸二铵对冬小麦产量·经济效益和土壤特性的影响

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安徽农业科学 2024年第11期52卷 133-138页

作者：王玉霞杜梦扬李洪杰周晓琳王富建王薇赵同凯李子双德州市农业科学研究院山东德州253015

为研究不同磷酸二铵对冬小麦产量、经济效益及土壤特性的影响,以“济麦22”为供试小麦品种,选用5种不同种类的磷酸二铵进行施肥处理试验,试验周期为2年,磷酸二铵含P 2O 5占比为39%(T_(1)、T_(2)),46%(T_(3)、T_(4)),40%(T_(5)),空白对... 详细信息

为研究不同磷酸二铵对冬小麦产量、经济效益及土壤特性的影响,以“济麦22”为供试小麦品种,选用5种不同种类的磷酸二铵进行施肥处理试验,试验周期为2年,磷酸二铵含P 2O 5占比为39%(T_(1)、T_(2)),46%(T_(3)、T_(4)),40%(T_(5)),空白对照不施肥(T_(0)),所有处理尿素(含N 45%)、硫酸钾(含K 2O 50%)分别等量施用。结果表明,小麦分蘖期分别为T_(2)、T_(1)地上干重最大;返青拔节期地上干重、分蘖数分别为T_(2)、T_(1)最大,全氮、全磷、全钾除T_(0)外,各处理间差异不显著;挑旗期地上干重均为T_(2)最大,全氮、全磷、全钾除T_(0)外,各处理间差异不显著;灌浆期地上干重分别为T_(2)、T_(3)最大,全氮、全磷、全钾除T_(0)外,各处理间差异不显著;收获期株高,秸秆和籽粒的全氮、全磷、全钾除T_(0)外,各处理间差异不显著;籽粒产量、经济系数、相对净收入、产投比T_(1)、T_(2)最大;籽粒吸磷量、秸秆吸磷量、地上部吸磷量、磷肥效、磷肥农学利用率为T_(1)、T_(2)最高;随着施磷时间增加,土壤中全氮含量不受影响,有效磷含量降低,速效钾含量不受影响,pH降低,表明磷肥会降低土壤pH。综上所述,P 2O 5占比为39%的磷酸二铵在德州地区冬小麦种植中表现较好。

关键词：磷酸二铵生育期动态产量经济效益肥效