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Integrating phosphorus management and cropping technology for sustainable maize production

Journal of Integrative Agriculture 2024年第4期23卷 1369-1380页

作者： Haiqing Gong Yue Xiang Jiechen Wu laichao luo Xiaohui Chen Xiaoqiang Jiao Chen Chen State Key Laboratory of Nutrient Use and Management College of Resources and Environmental SciencesCollege of Resources and Environmental SciencesChina Agricultural UniversityBeijing 100193China Department of Sustainable Development Environmental Science and Engineering(SEED)KTH Royal Institute of TechnologyStockholm SE-10044Sweden Anhui Province Key Lab of Farmland Ecological Conservation and Pollution Prevention School of Resources and EnvironmentAnhui Agricultural UniversityHefei 230036China Ministry of Education Key Laboratory for Biodiversity Science and Ecological Engineering National Observations and Research Station for Wetland Ecosystems of the Yangtze EstuaryInstitute of Biodiversity Science and Institute of Eco-ChongmingCollege of Life SciencesFudan UniversityShanghai 200438China

Achieving high maize yields and efficient phosphorus(P)use with limited environmental impacts is one of the greatest challenges in sustainable maize *** plant density is considered an effective approach for achieving high maize ***,the low mobility of P in soils and the scarcity of natural P resources have hindered the development of methods that can simultaneously optimize P use and mitigate the P-related environmental footprint at high plant *** this study,meta-analysis and substance flow analysis were conducted to evaluate the effects of different types of mineral P fertilizer on maize yield at varying plant densities and assess the flow of P from rock phosphate mining to P fertilizer use for maize production in China.A significantly higher yield was obtained at higher plant densities than at lower plant *** application of single superphosphate,triple super-phosphate,and calcium magnesium phosphate at high plant densities resulted in higher yields and a smaller environmental footprint than the application of diammonium phosphate and monoammonium *** scenario analyses suggest that combining the optimal P type and application rate with a high plant density could increase maize yield by 22%.Further,the P resource use efficiency throughout the P supply chain increased by 39%,whereas the P-related environmental footprint decreased by 33%.Thus,simultaneously optimizing the P type and application rate at high plant densities achieved multiple objectives during maize production,indicating that combining P management with cropping techniques is a practical approach to sustainable maize *** findings offer strategic,synergistic options for achieving sustainable agricultural development.

关键词： maize plant density mineral phosphorus fertilizer meta-analysis substance flow analysis

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河南省小麦玉米秸秆资源测算与养分还田利用潜力分析

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农业资源与环境学报 2024年第4期41卷 846-855页

作者：程启鹏王擎运罗来超刘洁柴如山中盐安徽红四方肥业股份有限公司/绿色智能复合肥研究院合肥231602 安徽农业大学资源与环境学院/农田生态保育与养分资源高效利用安徽省重点实验室/自然资源部江淮耕地资源保护与生态修复重点实验室合肥230036

河南省为我国小麦和玉米主产区,明晰其主粮作物秸秆资源的市域尺度空间分布格局及秸秆还田情景下的化肥可替代量,可为秸秆综合利用政策制定及农田养分管理方案优化提供参考依据。本研究基于2018—2020年河南省18个地级市的小麦、玉米播... 详细信息

河南省为我国小麦和玉米主产区,明晰其主粮作物秸秆资源的市域尺度空间分布格局及秸秆还田情景下的化肥可替代量,可为秸秆综合利用政策制定及农田养分管理方案优化提供参考依据。本研究基于2018—2020年河南省18个地级市的小麦、玉米播种面积和产量,根据文献调研获得的作物草谷比及秸秆养分含量等参数,测算各地级市小麦、玉米秸秆产量和单位面积可收集量,并分析秸秆还田替代化肥的潜力。结果表明:2018—2020年河南省小麦和玉米秸秆年均产量分别为4168.5万t和1944.3万t,在市级尺度上,小麦秸秆产量较高的地市依次为周口(611.3万t)、驻马店(579.2万t)、商丘(493.7万t)和南阳(470.6万t),其总占比为51.7%;四市的玉米秸秆产量也居于前列,分别为284.0万、216.9万、235.3万t和196.6万t,总占比为48.0%。郑州、鹤壁、三门峡、济源的小麦和玉米秸秆产量均较低,四市的总占比分别仅为5.0%和7.1%。河南省小麦秸秆N、P2O5、K2O养分年均资源量分别为19.8万、7.3万、72.5万t,玉米秸秆N、P2O5、K2O养分资源量分别为14.4万、5.7万、31.6万t。小麦秸秆还田当季的N、P2O5、K2O养分可替代量分别为17.8、8.3、118.3 kg·hm^(-2),玉米秸秆还田当季养分可替代量分别为23.7、11.0、77.7 kg·hm^(-2)。研究表明,河南省小麦、玉米秸秆资源丰富,但空间分布不均衡,应以秸秆主产市为重点,高质高效推进秸秆全量化利用,秸秆养分还田具有可观的化肥替代潜力,可通过秸秆科学还田实现化肥合理减量。

关键词：河南小麦玉米秸秆资源秸秆还田养分利用潜力

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山东省小麦玉米秸秆资源分布与还田减肥潜力

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中国农业科学 2024年第11期57卷 2202-2214页

作者：柴如山朱丽青刘梦阳罗来超张亮亮程启鹏张朝春安徽农业大学资源与环境学院/农田生态保育与养分资源高效利用安徽省重点实验室/自然资源部江淮耕地资源保护与生态修复重点实验室安徽农业大学生物技术中心中国农业大学资源与环境学院

【目的】山东地处华北地区，是我国小麦玉米主产省份。明晰其秸秆资源的空间分布特征及秸秆还田的养分替代潜力，可为推进全省秸秆综合高效利用和农田化肥合理减量增效提供决策依据。【方法】基于统计年鉴资料和文献调研数据，利用草谷... 详细信息

【目的】山东地处华北地区，是我国小麦玉米主产省份。明晰其秸秆资源的空间分布特征及秸秆还田的养分替代潜力，可为推进全省秸秆综合高效利用和农田化肥合理减量增效提供决策依据。【方法】基于统计年鉴资料和文献调研数据，利用草谷比法对2019—2021年山东省不同地区小麦玉米秸秆年均产量及还田情景下的化肥可替代量进行测算。【结果】2019—2021年山东省小麦和玉米秸秆年均产量分别为2 928万t和2 252万t，两种秸秆资源的区域占比表现为鲁北（34.9%、34.7%）>鲁西南（27.6%、24.9%）>鲁中（20.2%、21.4%）>鲁东（9.1%、11.3%）>鲁东南（8.2%、7.8%）。单位面积小麦秸秆可收集量排序为鲁北(5 573 kg·hm-2)>鲁西南(5 380 kg·hm-2)>鲁中(5 361 kg·hm-2)>鲁东南(5 088 kg·hm-2)>鲁东(4 968 kg·hm-2)，玉米秸秆可收集量排序为鲁西南(5 121 kg·hm-2)>鲁北(5 034 kg·hm-2)>鲁东南(4 807 kg·hm-2)>鲁中(4 790 kg·hm-2)>鲁东(4 709 kg·hm-2)。秸秆产量较高的菏泽、德州、聊城、济宁和潍坊五市的小麦和玉米秸秆总占比分别为57.5%和55.5%，而秸秆产出较少的东营、淄博、日照和威海四市的两种秸秆总占比分别仅为7.2%和8.0%。全省小麦秸秆N、P2O5、K2O养分年均资源量分别为13.94万t、5.13万t和50.90万t，玉米秸秆N、P2O5、K2O养分资源量分别为16.65万t、6.58万t和36.60万t。区域尺度上单位面积小麦秸秆还田当季的N、P2O5、K2O养分理论可替代化肥的量分别为16.7—18.7、7.8—8.7和110.4—123.8 kg·hm-2，玉米秸秆还田的N、P2O5、K2O养分可替代化肥的量分别为25.4—27.6、11.8—12.8和83.2—90.5 kg·hm-2。【结论】山东省不同地区的小麦玉米秸秆资源总量及单位面积可收集量存在一定差异，应因地制宜加强秸秆高效利用；秸秆还田利用情景下需考虑还田秸秆的替代化肥潜力，以促进化肥减量增效和农业绿色发展。

关键词：小麦玉米秸秆资源秸秆还田化肥替代山东省

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巢湖流域新型肥料氮素减量施用对水稻产量、氮肥利用效率及经济效益的影响

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安徽农业大学学报 2024年第4期51卷 651-658页

作者：张雪儿石凤张京萍夏雪陈勇陈骏李慧敏罗来超柴如山熊启中张卫峰中国农业大学资源与环境学院养分利用与管理国家重点实验室北京100083 中盐安徽红四方肥业股份有限公司绿色智能复合肥研究院合肥231602 安徽农业大学资源与环境学院合肥230036

为统筹考虑作物丰产与面源污染防控,避免过量施肥和盲目减肥,推进巢湖流域水稻生产和水环境生态协调发展,于2022年在巢湖流域开展新型肥料(普通复合肥和氨基酸复合肥)减肥田间试验,设置不施氮(CK,施氮量0 kg·hm^(–2))、农户常规模式(... 详细信息

为统筹考虑作物丰产与面源污染防控,避免过量施肥和盲目减肥,推进巢湖流域水稻生产和水环境生态协调发展,于2022年在巢湖流域开展新型肥料(普通复合肥和氨基酸复合肥)减肥田间试验,设置不施氮(CK,施氮量0 kg·hm^(–2))、农户常规模式(FP,施氮量281 kg·hm^(–2))、减氮20%(OP1,施氮量225 kg·hm^(–2))、减氮40%(OP2,施氮量169 kg·hm^(–2)),分析水稻籽粒产量及其构成因素、氮素吸收利用、氮肥利用效率、氮损失情况和经济效益。结果表明,在产量水平及产量构成要素方面,与FP相比,OP1产量无显著差异,但OP2施用普通复合肥处理的产量显著降低,OP1和OP2处理的穗数和穗粒数均无显著差异;在氮肥利用效率方面,与FP相比,OP1和OP2处理两种肥料的氮素农学利用率分别显著提高50.82%和53.79%,氮肥偏生产力分别显著提高29.29%和64.51%,OP2氨基酸复合肥处理的氮肥吸收利用率显著提高37.54%;在经济效益和环境效益方面,与FP相比,OP1和OP2处理两种肥料氮损失总量分别显著降低39.12%和60.93%,生产成本分别降低13.37%和18.26%,净利润分别增加8.25%和3.63%,并且与普通复合肥相比,施用氨基酸复合肥还可减少氮肥用量12.60%。因此,巢湖流域稻田氮肥减量20%有助于提高水稻氮肥利用率,增加水稻地上部氮素养分的吸收和转运,提升环境和经济效益,且推荐施用氨基酸复合肥(180 kg·hm^(–2))为宜,实现环境效益与经济效益的双赢。

关键词：氮肥减量新型肥料氮素吸收利用活性氮排放产量

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巢湖流域不同栽培方式对水稻产量和氮肥利用率及经济效益的影响

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安徽农业大学学报 2024年第4期51卷 677-682页

作者：苏嘉颖汤佳玮支玉鑫余淋侯建霞熊启中陈勇陈骏李慧敏景建元罗来超柴如山张卫峰中国农业大学国家农业绿色发展研究院北京100083 农田生态保育与养分资源高效利用安徽省重点实验室/安徽省绿色磷肥智能制造与高效利用工程研究中心/自然资源部江淮耕地资源保护与生态修复重点实验室/安徽农业大学资源与环境学院合肥230036 西南大学资源环境学院重庆400716 中盐安徽红四方肥业股份有限公司绿色智能复合肥研究院合肥231602

为探究巢湖流域水稻高产和肥料高效利用的栽培技术,以实现技术与肥料高效匹配。在巢湖流域进行田间试验,以直播稻乔两优17号和移栽稻全香优19为材料,设置不施肥、普通复合肥和新型肥料3个处理,比较分析两种不同栽培方式在相同施肥处理... 详细信息

为探究巢湖流域水稻高产和肥料高效利用的栽培技术,以实现技术与肥料高效匹配。在巢湖流域进行田间试验,以直播稻乔两优17号和移栽稻全香优19为材料,设置不施肥、普通复合肥和新型肥料3个处理,比较分析两种不同栽培方式在相同施肥处理下水稻产量、氮肥利用率、水稻成本和品质。直播稻和移栽稻施用增效控失肥产量均为最高,可达到了10 000 kg·hm^(-2)以上。直播稻方式中,施用普通肥料(CF)和新型肥料(IF)均能显著提高水稻的氮肥利用率,其中,施用普通肥料提高了氮素累积和农学利用率,而新型肥料对生理利用率有积极影响。移栽稻方式中,施用增效控失肥能够降低肥料成本,并提高稻谷产值和利润,且利润可达25 527元·hm^(-2)。移栽稻施用增效控失肥在氮肥利用率和经济效益方面表现优异,可为巢湖流域栽培技术与肥料高效匹配提供参考依据。

关键词：巢湖一级保护区直播稻减肥增效经济效益

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不同施肥模式对水稻田面水磷素浓度动态变化及水稻产量的影响

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安徽农业大学学报 2024年第4期51卷 683-689页

作者：李延君刘世恒王浩谭胜金程启鹏束维正徐刚熊启中景建元柴如山罗来超叶新新张卫峰农田生态保育与养分资源高效利用安徽省重点实验室/安徽省绿色磷肥智能制造与高效利用工程研究中心/安徽农业大学资源与环境学院合肥230036 安徽省自然资源部江淮耕地资源保护与生态修复重点实验室合肥230036 中盐安徽红四方肥业股份有限公司绿色智能复合肥研究院合肥231602 中国农业大学国家农业绿色发展研究院北京100083

为了探讨在巢湖流域稻麦轮作体系下磷肥减量与新型肥料施用对水稻田面水磷素浓度动态变化及水稻产量的影响,于2022年5月在合肥市庐江县开始田间试验。试验设置6个处理:对照处理(CK,不施肥)、常规施肥(CF,磷用量P_(2)O_(5) 90 kg·hm^(-... 详细信息

为了探讨在巢湖流域稻麦轮作体系下磷肥减量与新型肥料施用对水稻田面水磷素浓度动态变化及水稻产量的影响,于2022年5月在合肥市庐江县开始田间试验。试验设置6个处理:对照处理(CK,不施肥)、常规施肥(CF,磷用量P_(2)O_(5) 90 kg·hm^(-2))、在常规施肥的基础上减磷20%(20%PR,磷用量P_(2)O_(5) 72 kg·hm^(-2))、在常规施肥的基础上减磷50%(50%PR,磷用量P_(2)O_(5) 50 kg·hm^(-2))、增效控失肥(CRF,磷用量P_(2)O_(5) 90 kg·hm^(-2))、缓释掺混肥(SRF,磷用量P_(2)O_(5) 90 kg·hm^(-2))。结果表明:施用两种新型肥料降低了田面水总磷(TP)和可溶性磷(DP)浓度峰值,总磷(TP)和可溶性磷(DP)峰值较CF处理分别降低了46.02%、42.38%与49.29%、44.71%,其中CRF降低程度最大;磷肥减量20%和50%处理也明显降低了田面水TP和DP浓度峰值,峰值分别较CF处理降低了12.78%、20.42%和42.56%、45.28%;在施肥7 d后,各施磷处理田面水的TP和DP浓度逐渐降低到较低水平并趋于稳定。产量方面,施用两种新型肥料均可显著提高水稻产量,增幅达2.14%~8.59%(P<0.05);磷肥减量20%施用对水稻产量无显著影响,但磷肥减量50%时则显著降低水稻产量,降幅达12.06%(P<0.05)。综上,施用新型肥料可有效降低田面水磷素浓度、增加作物产量,其中以增效控失肥效果最为明显;磷肥减量20%不仅能降低田面水磷素浓度且对于作物稳产有一定的效果。研究结果为巢湖流域面源污染防控及养分科学管理提供理论依据。

关键词：巢湖流域磷肥减量新型肥料磷素浓度产量

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不同施肥方式与新型肥料匹配对巢湖流域水稻品质、经济效益及氮肥利用率的影响

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安徽农业大学学报 2024年第4期51卷 669-676页

作者：马丽张雪儿张如梦衡继璇熊启中郝杏中陈骏喻海峰王孝忠柴如山景建元罗来超张卫峰西南大学资源环境学院/西南大学长江经济带农业绿色发展研究中心重庆400716 中国农业大学国家农业绿色发展研究院北京100083 中盐安徽红四方肥业股份有限公司绿色智能复合肥研究院合肥231602 农田生态保育与养分资源高效利用安徽省重点实验室/安徽省绿色磷肥智能制造与高效利用工程研究中心/自然资源部江淮耕地资源保护与生态修复重点实验室/安徽农业大学资源与环境学院合肥230036

为了探明在机插秧同步侧深施肥条件下,不同施肥方式与新型肥料匹配对水稻生产的影响,选用5种不同类型复合(混)肥料,采用大田试验,设置不施肥(CK)、普通复合肥一基两追(T_(1))、水稻配方肥一基两追(T_(2))、增效控失肥一基一追(T_(3))、... 详细信息

为了探明在机插秧同步侧深施肥条件下,不同施肥方式与新型肥料匹配对水稻生产的影响,选用5种不同类型复合(混)肥料,采用大田试验,设置不施肥(CK)、普通复合肥一基两追(T_(1))、水稻配方肥一基两追(T_(2))、增效控失肥一基一追(T_(3))、缓释掺混肥一次性施肥(T_(4))、无机包裹型复合肥一次性施肥(T_(5))6个处理,分析了不同施肥方式与新型肥料匹配对水稻产量、稻米品质、氮肥利用率、经济效益及田面水氮磷流失风险的影响。结果表明:与普通复合肥一基两追处理(T_(1))相比,4种新型肥料处理(T_(2)、T_(3)、T_(4)、T_(5))均显著提高了稻米蛋白质含量,氮肥利用率均提高至50%以上,各处理氮肥利用率分别增加35%、68%、75%和48%,各新型肥料处理同时显著降低了田面水氮素浓度,减少氮素流失风险。其中水稻配方肥一基两追处理相比普通复合肥可显著降低稻米垩白度与垩白粒率,提升稻米外观品质;缓释掺混肥一次性施肥处理可提高水稻产量,相比普通复合肥一基两追处理增产30%,节约生产成本5 442元.hm^(–2),总收益增加12 437元.hm^(–2)。综合来看,在机插秧同步侧深施肥条件下,一次性施肥方式匹配缓释掺混肥的水稻生产方式有利于节约生产成本,增加水稻产量,是提高水稻效益的最佳种植模式。一次性施肥方式匹配缓释掺混肥的水稻种植模式可适用于巢湖流域水稻生产推广,对水稻高效生产具有重要意义,并为巢湖流域水稻绿色高产提供理论依据。

关键词：一次性施肥新型肥料水稻品质经济环境效益氮肥利用率

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不同新型水稻专用肥对水稻产量和品质的影响评价

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安徽农业大学学报 2024年第4期51卷 644-650页

作者：支玉鑫浦潇李守芳郑兴来陆银萍李延君王浩景建元徐刚罗来超柴如山熊启中叶新新张卫峰农田生态保育与养分资源高效利用安徽省重点实验室/安徽省绿色磷肥智能制造与高效利用工程研究中心/自然资源部江淮耕地资源保护与生态修复重点实验室/安徽农业大学资源与环境学院合肥230036 中盐安徽红四方肥业股份有限公司绿色智能复合肥研究院合肥231602 中国农业大学国家农业绿色发展研究院北京100083

为满足提高作物产量、品质和肥料利用率、减轻农业面源污染、提升耕地质量、促进农作物高产优质等方面的要求,分析了6种不同种类肥料对水稻产量和品质的影响,以期筛选更适宜巢湖流域水稻生长的肥料品种,从而形成大面积应用模式。采用完... 详细信息

为满足提高作物产量、品质和肥料利用率、减轻农业面源污染、提升耕地质量、促进农作物高产优质等方面的要求,分析了6种不同种类肥料对水稻产量和品质的影响,以期筛选更适宜巢湖流域水稻生长的肥料品种,从而形成大面积应用模式。采用完全随机区组设计,设置不同肥料品种,不施肥处理(CK)、常规施肥(CF)、控失肥(T1)、缓释掺混肥(T2)、水稻专用肥(T3)和腐植酸复合肥(T4),6种施肥处理进行田间小区试验。于成熟期分析水稻产量、品质以及氮肥利用率。与CF相比,新型肥料在水稻的产量和品质方面均有所提高,T1水稻产量最高为10453.95 kg·hm^(-2),腐植酸复合肥处理较CK和CF产量分别增加16.4%和13.3%。控失肥处理的氮肥利用率最高,达到48.57%。在水稻品质方面,CK总体食味品质显著低于其他处理,蛋白质含量最高的处理为T4。控失肥和腐植酸复合肥可以显著提高水稻产量和品质,其中腐植酸复合肥价格低有利于节约成本,提高经济效益。

关键词：水稻新型肥料产量籽粒品质氮肥利用率

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巢湖流域磷肥减量施用对稻麦轮作体系作物产量和品质的影响

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中国农业科学 2022年第19期55卷 3791-3806页

作者：张鑫尧张敏朱远芃惠晓丽柴如山郜红建罗来超安徽农业大学资源与环境学院/农田生态保育与污染防控安徽省重点实验室/长江经济带磷资源高效利用与水环境保护研究中心西北农林科技大学资源环境学院/旱区作物逆境生物学国家重点实验室

【目的】探讨稻麦轮作体系下磷肥减量施用对作物籽粒产量与营养品质的影响，为巢湖流域稻麦轮作体系下磷肥减量增效，作物优质生产提供理论依据。【方法】于2017—2019年在巢湖流域进行磷肥减量施用田间试验，设置5个处理：对照(CK，不... 详细信息

【目的】探讨稻麦轮作体系下磷肥减量施用对作物籽粒产量与营养品质的影响，为巢湖流域稻麦轮作体系下磷肥减量增效，作物优质生产提供理论依据。【方法】于2017—2019年在巢湖流域进行磷肥减量施用田间试验，设置5个处理：对照(CK，不施磷)、农户模式(P1，磷用量90 kg P2O5·hm-2)、减磷10%(P2，磷用量81 kg P2O5·hm-2)、减磷20%(P3，磷用量72 kg P2O5·hm-2)、减磷30%(P4，磷用量63 kg P2O5·hm-2)。分析磷肥减量施用对水稻和小麦产量及其构成要素，籽粒蛋白质及组分含量，微量元素及其生物有效性的影响。【结果】与不施磷相比，施磷水稻和小麦的籽粒产量分别显著提高了9.8%—28.3%和56.6%—89.7%。减磷10%和20%处理的水稻和小麦籽粒产量与农户模式无显著差异(P>0.05)，但减磷30%处理的水稻产量显著降低14.4%。与农户模式相比，减磷处理显著影响作物蛋白质、醇溶蛋白和谷蛋白含量，对结构蛋白(清蛋白+球蛋白)无显著影响，减磷20%处理水稻籽粒蛋白质和谷蛋白含量降低2.7%和32.3%，减磷30%处理的水稻和小麦籽粒蛋白质和谷蛋白含量分别降低6.8%和21.9%、48.4%和31.6%。与不施磷相比，施磷同样显著影响水稻和小麦籽粒微量元素含量及其生物有效性。减磷处理较农户模式水稻和小麦籽粒Fe、Cu和Zn含量提高21.2%和19.3%、11.9%和15.8%、14.5%和19.9%;P/Fe、P/Cu和P/Zn摩尔比降低21.6%和26.3%、20.6%和27%、17.7%和21.3%。水稻和小麦籽粒Zn含量随施磷量的降低而线性增加，减磷处理间的作物籽粒Fe、Mn和Cu含量无显著差异。水稻籽粒P/Zn摩尔比随施磷量的降低而降低，减磷处理间籽粒P/Fe、P/Mn和P/Cu摩尔比无显著差异；小麦籽粒P/Fe、P/Mn、P/Cu和P/Zn摩尔比均随施磷量的降低而降低，提高了小麦籽粒Fe、Cu和Zn的生物有效性。【结论】在巢湖流域稻麦轮作区，磷肥减量20%，即磷肥用量由90 kg P2O5·hm-2减至72 kg P2O5·hm-2时仍可保证作物稳产。磷肥减量施用虽在一定程度上降低了籽粒蛋白质含量和谷蛋白含量，但显著提高了微量元素Fe、Cu和Zn的含量和生物有效性。综合考虑，推荐磷肥减量20%为巢湖流域稻麦轮作区实现磷肥增效及作物高产优质生产的磷肥优化管理措施。

关键词：稻麦轮作磷肥减量蛋白质组分微量元素含量生物有效性

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安徽省县域麦稻玉米秸秆时空分异特征与还田养分输入量测算

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农业工程学报 2021年第20期37卷 234-247页

作者：柴如山程启鹏陈翔罗来超马超张亮亮章力干李金才郜红建安徽农业大学资源与环境学院/农田生态保育与污染防控安徽省重点实验室/江淮耕地资源保护与生态修复重点实验室合肥230036 安徽农业大学农学院合肥230036

安徽省是国家重要商品粮生产基地,作为农业大省其粮食作物秸秆产量居于全国前列。明晰全省产粮大县主要粮食作物秸秆理论资源量和可收集资源量时空分布特征,并准确测算秸秆就地还田对土壤养分输入的贡献,可为秸秆全量化差异化利用策略... 详细信息

安徽省是国家重要商品粮生产基地,作为农业大省其粮食作物秸秆产量居于全国前列。明晰全省产粮大县主要粮食作物秸秆理论资源量和可收集资源量时空分布特征,并准确测算秸秆就地还田对土壤养分输入的贡献,可为秸秆全量化差异化利用策略优化及秸秆还田情景下的农田养分平衡调控提供决策依据。研究表明,2011—2019年安徽省产粮大县三大粮食作物秸秆资源总量呈现出稳步增长的态势,而不同作物秸秆产量年际变化趋势各异:小麦秸秆先升后稳,水稻秸秆波动不大,玉米秸秆逐年递增。2019年安徽省产粮大县三大粮食作物秸秆理论资源量为3878万t,其中小麦、水稻和玉米秸秆所占比例分别为47.3%、36.3%和16.4%。淮北区为小麦和玉米秸秆资源集中分布区,占比分别为73.0%和88.3%,水稻秸秆主要产自江淮区(41.7%)、皖西区(21.3%)及沿江区(19.7%)。主要粮食作物秸秆资源总量分布表现为淮北区(52.5%)˃江淮区(24.3%)˃皖西区(10.5%)˃沿江区(9.1%)˃皖南区(3.6%)。2019年全省产粮大县小麦、水稻和玉米秸秆可收集资源量分别为1338万、1041万和542万t,淮北区单位播种面积小麦和玉米秸秆可收集资源量分别为4505~6310和4171~5395 kg/hm^(2),江淮区、皖西区和沿江区单位播种面积水稻秸秆可收集资源量分别为4487~5326、4570~5028和4329~5778 kg/hm^(2)。2019年安徽省产粮大县三大粮食作物秸秆氮(N)、磷(P_(2)O_(5))和钾(K_(2)O)养分资源总量分别为25.3万、10.9万和90.1万t。在秸秆就地全量还田情景下,小麦玉米主产区(淮北区)小麦秸秆还田的氮(N)、磷(P_(2)O_(5))和钾(K_(2)O)养分输入量分别为35.8~50.1、14.1~19.8和139.8~195.8 kg/hm^(2),玉米秸秆还田的养分输入量分别为42.7~55.2、16.9~21.8和93.4~120.9 kg/hm^(2);水稻主产区(江淮区、皖西区和沿江区)水稻秸秆还田的养分输入量分别为38.0~50.8、18.8~25.0和151.6~202.3 kg/hm^(2)。研究结果对进一步提升安徽省产粮大县秸秆资源综合利用效率及推动农业绿色高质量发展具有重要的现实意义。

关键词：秸秆作物时空分布秸秆还田养分输入安徽省

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