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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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控释掺混肥对夏玉米氮肥利用效率和气态氮损失的影响

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农业环境科学学报 2024年第5期43卷 1190-1198页

作者：曹兵高玮李洪杰王学霞王玉霞谷佳林倪小会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山东德州253015 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

为阐明控释掺混肥对夏玉米产量、氮肥利用效率和气态氮损失的影响,本研究以郑单958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(CRBF30)和含50%控释尿素的控释掺混肥(CRBF50)共5个处理,对... 详细信息

为阐明控释掺混肥对夏玉米产量、氮肥利用效率和气态氮损失的影响,本研究以郑单958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(CRBF30)和含50%控释尿素的控释掺混肥(CRBF50)共5个处理,对比分析了不同处理的夏玉米产量、氮肥利用效率和气态氮损失(氨挥发和N2O排放)的差异。结果发现,控释掺混肥(CRBF30和CRBF50处理)较FFP处理夏玉米增产1.4%~2.9%(P>0.05),在减氮和一次性施肥的条件下实现了夏玉米稳产。与FFP处理相比,CRBF30和CRBF50处理的氮肥吸收利用率分别提高了8.4个和11.1个百分点,其中CRBF50处理差异显著(P肥偏生产力分别提高了8.87 kg·kg^(-1)和9.86 kg·kg^(-1)(P控释掺混肥(CRBF30和CRBF50处理)的氨挥发强度和累积氨挥发损失分别降低71.9%~73.5%(P控释掺混肥可兼顾夏玉米稳产、氮肥高效利用并降低氮素气态损失。

关键词：夏玉米控释掺混肥氮肥利用效率氨挥发 N2O排放

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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

控释掺混肥结合增密对水稻氮肥利用效率和氨挥发的影响

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农业工程学报 2022年第13期38卷 56-63页

作者：曹兵丁紫娟侯俊马孝卫王学霞王磊王甲辰邹国元倪小会陈延华北京市农林科学院植物营养与资源环境研究所北京100097 北京市缓控释肥料工程技术研究中心北京100097 长江大学农学院/湿地生态与农业利用教育部工程研究中心荆州434025

为探究控释掺混肥结合增密对水稻产量、氮素吸收、施肥经济效益和氨挥发损失的影响,该研究以扬籼优418为供试材料,设不施氮对照(CK)、常规施氮(Farmer’s Fertilization Practice,FFP)、优化施氮(Optimized Nitrogen Application,OPT)... 详细信息

为探究控释掺混肥结合增密对水稻产量、氮素吸收、施肥经济效益和氨挥发损失的影响,该研究以扬籼优418为供试材料,设不施氮对照(CK)、常规施氮(Farmer’s Fertilization Practice,FFP)、优化施氮(Optimized Nitrogen Application,OPT)、控释掺混肥(ControlledReleaseBlendedFertilizer,CRBF)和控释掺混肥结合增密(ControlledReleaseBlended Fertilizer Combined with Dense Planting,CRFDP)共5个处理,对比分析了不同处理的水稻产量及构成因子、氮素吸收和氮肥利用效率、经济效益和氨挥发损失的差异。结果发现,CRFDP处理的水稻有效穗数和每穗实粒数显著高于其他处理(P肥吸收利用率、氮肥偏生产力、氮肥农学利用率分别提高160%、22.8 kg/kg、16.27 kg/kg。CRFDP较CRBF处理的氮肥吸收利用率显著提高10.0个百分点,氮肥偏生产力、氮肥农学利用率和氮素生理利用率则没有显著差异(P>0.05);与FFP处理相比,3个优化施氮处理(OPT、CRBF和CRFDP)在氮肥用量降低20%的情况下,水稻每公顷净收益增加3328~8968元,其中CRFDP处理的水稻产值和净收益最高。施氮显著提高了水稻生长季的田面水铵态氮浓度和土壤脲酶活性,与FFP处理相比,CRFDP处理的氨挥发强度和累积氨挥发损失分别降低62.5%和46.3%。综上,控释掺混肥与增密结合可兼顾水稻高产、氮肥高效利用和氨减排。研究结果可为水稻高产及环境友好和资源高效的水稻种植新模式提供数据支持和理论支撑。

关键词：产量氮肥控释掺混肥氨挥发增密经济效益水稻

控释掺混肥对菜田土壤脲酶和氮转化功能基因影响及硝酸盐淋溶削减研究

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环境科学学报 2022年第2期42卷 42-51页

作者：张雪莲王学霞金强杜晓玉刘自飞张梦佳赵青春廖洪于跃跃刘彬张新刚崔同华张海伶文方芳北京市土肥工作站北京100029 北京市农林科学院植物营养与资源研究所北京100097 平谷区农业技术推广站北京101200

以西蓝花为对象,研究了露地菜田不同施肥方式下土壤氮转化酶、氮转化功能基因及氮吸收量的差异,监测了西蓝花生育期内不同时期0~100 cm土壤硝态氮含量动态变化.结果表明:①施氮处理(CF、CU80%和CU60%)土壤脲酶活性是缺氮处理(PK)的1.78~... 详细信息

以西蓝花为对象,研究了露地菜田不同施肥方式下土壤氮转化酶、氮转化功能基因及氮吸收量的差异,监测了西蓝花生育期内不同时期0~100 cm土壤硝态氮含量动态变化.结果表明:①施氮处理(CF、CU80%和CU60%)土壤脲酶活性是缺氮处理(PK)的1.78~3.11倍,差异显著(p控释掺混肥一次性底施处理(CU80%和CU60%)与传统底追结合施肥处理(CF)之间的脲酶活性和氮转化功能基因丰度均无显著差异(p>0.05).②不同施肥处理植株全氮含量和吸氮量无显著差异(p>0.05).③与CF处理相比,CU80%处理提高了0~20 cm土壤硝态氮供应,其含量是CF处理的1.97~15.22倍.④试验开始后第31 d,施肥、灌溉和降雨导致试验地块40~60 cm和60~80 cm土壤硝态氮平均含量分别增加到种植前的3.37倍和7.33倍,且80~100 cm土壤硝态氮含量高达23.22 mg·kg^(-1).西蓝花采收后,试验区各土层硝态氮平均含量均降到8 mg·kg^(-1)以下,表明西蓝花种植期间发生了明显的硝酸盐淋溶.⑤追肥、灌溉和降雨导致CF处理40~60、60~80和80~100 cm土壤硝态氮含量分别增加到55.98、51.69和36.04 mg·kg^(-1),而CU80%处理相应土层的硝态氮含量分别仅为CF处理的5.91%、18.61%和26.69%.综上结果表明,减氮20%控释掺混肥一次性底施(CU80%)在满足土壤氮转化、耕层氮供应和作物吸氮的前提下,有效削减了硝态氮淋溶,显著降低了农田面源污染.

关键词：控释掺混肥脲酶氮转化功能基因硝酸盐淋溶

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控释掺混肥在结球生菜上的减量施用效应

华北农学报 2022年第2期37卷 104-111页

作者：曹兵王学霞倪小会陈延华文方芳刘自飞张梦佳左强邹国元张雪莲北京市农林科学院植物营养与资源环境研究所北京100097 北京市缓控释肥料工程技术研究中心北京100097 北京市土肥工作站北京100029

为探索露地结球生菜轻简高效的养分管理措施,选择京郊生菜种植园区,设置不施氮对照(CK)、常规施肥(CF)、常规减肥(-20%CF)和控释掺混肥(-20%CU)4个处理,研究了控释掺混肥一次性减量施肥对结球生菜产量、品质、叶片生理特征、养分吸收、... 详细信息

为探索露地结球生菜轻简高效的养分管理措施,选择京郊生菜种植园区,设置不施氮对照(CK)、常规施肥(CF)、常规减肥(-20%CF)和控释掺混肥(-20%CU)4个处理,研究了控释掺混肥一次性减量施肥对结球生菜产量、品质、叶片生理特征、养分吸收、土壤硝态氮残留的影响。结果表明,与常规施肥相比,在氮、磷、钾肥减量20%的情况下,控释掺混肥处理的结球生菜总产量和经济产量分别提高2.32%和3.28%,硝酸盐含量显著降低29.98%。在结球生菜生长期内,控释掺混肥处理在不同生育期(苗期、莲座期、结球中期和收获期)的结球生菜叶片叶绿素含量和氮代谢酶活性(谷氨酸合成酶、硝酸还原酶、亚硝酸还原酶、谷氨酸合成酶、谷氨酸脱氢酶和谷氨酰胺合成酶)与常规施肥差异不大,在结球生菜收获后,所有处理在0~100 cm土体内的残留硝酸盐含量总体不高,相对来说,控释掺混肥处理有一定的硝酸盐淋洗风险。综上所述,控释掺混肥一次性减量施肥在稳定结球生菜产量的前提下,可显著提升生菜品质,在规模化结球生菜生产中具有较大的应用价值。

关键词：结球生菜控释掺混肥氮肥利用率生理特征

基施控释掺混肥对夏玉米生长期活性氮损失和碳氮足迹的影响

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应用生态学报 2023年第12期34卷 3322-3332页

作者：高玮李子双谢建治周晓琳杜梦扬王学霞陈延华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河北保定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山东德州253015

为探究控释掺混肥减量一次性基施在夏玉米上的农学和环境效应,优化我国华北地区粮食生产的氮肥管理措施,在山东省德州市现代农业科技园区开展田间试验,设不施氮对照(CK)、常规施氮(施氮量240 kg·hm^(-2),FFP)、优化施氮(施氮量210 kg·... 详细信息

为探究控释掺混肥减量一次性基施在夏玉米上的农学和环境效应,优化我国华北地区粮食生产的氮肥管理措施,在山东省德州市现代农业科技园区开展田间试验,设不施氮对照(CK)、常规施氮(施氮量240 kg·hm^(-2),FFP)、优化施氮(施氮量210 kg·hm^(-2),OPT)和控释掺混肥一次性基施(施氮量210 kg·hm^(-2),CRBF)4个处理,对比分析了不同处理的夏玉米产量和活性氮损失(氨挥发、N_(2)O排放、硝酸盐淋溶)差异,并采用生命周期评价法,定量评估了不同处理的碳、氮足迹。结果表明:与CK相比,施氮显著增加了夏玉米产量;与FFP相比,OPT和CRBF处理的夏玉米产量分别提高0.7%和2.9%,氨挥发、N_(2)O排放、硝酸盐淋溶总量分别显著降低13.0%和72.7%、13.3%和37.5%、20.5%和23.5%。与CK相比,施氮显著增加了夏玉米生产的全球增温潜势(GWP);与FFP相比,OPT处理的GWP和温室气体排放强度分别降低3.8%和4.2%,CRBF处理分别显著降低8.7%和12.0%。施氮较CK显著增加了夏玉米生产的碳、氮足迹,氮肥的生产运输和土壤温室气体排放是碳足迹的主要贡献因子,贡献率分别为54%~60%和24%~31%;硝酸盐淋溶是氮足迹的主要贡献因子,贡献率高达57%~94%;与FFP相比,OPT和CRBF处理的碳、氮足迹分别显著降低11.0%和16.5%、19.6%和28.4%。综合考虑作物产量、活性氮损失和碳氮足迹,一次性减量基施控释掺混肥能够发挥更大的环境效益,可推荐为促进华北平原粮食清洁生产的有效氮肥管理措施。

关键词：控释掺混肥氨挥发硝酸盐淋溶温室气体排放生命周期评价碳氮足迹

控释掺混肥对沿江单季稻产量及磷流失风险的影响

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安徽农业大学学报 2023年第4期50卷 683-691页

作者：王童语钟成虎吴晓鹏张睿王道中王静花可可朱林安徽农业大学资源与环境学院合肥230036 养分循环与资源环境安徽省重点实验室合肥230031 安徽省农业科学院土壤肥料研究所合肥230001 茂施农业科技有限公司青阳242800 萧县永堌镇农业技术推广服务站宿州234000 中国科学院成都山地灾害与环境研究所成都610299

控释掺混肥作为一种高效的新型肥料被广泛用于大田生产。为阐明不同用量控释掺混肥对单季稻产量、磷素利用效率和田面水磷流失风险的影响,以水环境敏感的沿江地区单季稻-休闲的种植模式为对象,研究不施肥(CK)、常规施肥(NPK,总磷量108 k... 详细信息

控释掺混肥作为一种高效的新型肥料被广泛用于大田生产。为阐明不同用量控释掺混肥对单季稻产量、磷素利用效率和田面水磷流失风险的影响,以水环境敏感的沿江地区单季稻-休闲的种植模式为对象,研究不施肥(CK)、常规施肥(NPK,总磷量108 kg·hm-2)、控释掺混肥减磷30%(CMF1)、控释掺混肥减磷40%(CMF2)和控释掺混肥减磷50%(CMF3)对沿江单季稻产量、磷素吸收利用和田面水磷形态浓度的影响。结果表明,CMF1、CMF2和CMF3处理均不会对水稻产量造成减产,并能减少单季稻田生态系统磷素盈余量,其中以CMF3处理效果最佳。与NPK处理相比,CMF1、CMF2和CMF3显著减少田面水中总磷、可溶性总磷和颗粒态磷的浓度,田面水总磷降低的比例分别为38.6%、47.9%和50.4%,可溶性总磷降低的比例为42.6%、45.9%和50.8%,颗粒态磷降低的比例为32.4%、58.6%和43.8%,且CMF1和CMF3处理减少了可溶性总磷和磷酸盐的占比,增加了颗粒态磷和可溶性有机磷的占比,改变了田面水磷素分布形态。整体而言,一次性施用控释掺混肥能在保障水稻产量的情况下,节本增收,减少稻田磷盈余量,从而降低田面水磷素浓度,对减少农田磷素流失和农业非点源磷污染防控具有显著效果,其中以CMF2综合经济效益最好,适宜在沿江单季稻区推广应用。

关键词：控释掺混肥田面水磷单季稻沿江地区

控释掺混肥对双季玉米氨挥发和肥料养分回收率的影响

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湖北农业科学 2022年第21期61卷 62-66页

作者：徐祥玉周剑雄喻大昭向礼波袁家富郑磊张强湖北省农业科学院植保土肥研究所武汉430064 金正大生态工程集团股份有限公司山东临沂276700

为了减少氨挥发、提高养分利用效率,以春季子粒玉米-秋季青贮玉米为种植体系,以不施肥为对照,通过设置常规施肥(单质肥和复合肥)和控释掺混肥(比常规施肥氮用量减少20%,控释尿素分别占50%、70%和100%)研究控释肥适宜掺混比例及对氨挥发... 详细信息

为了减少氨挥发、提高养分利用效率,以春季子粒玉米-秋季青贮玉米为种植体系,以不施肥为对照,通过设置常规施肥(单质肥和复合肥)和控释掺混肥(比常规施肥氮用量减少20%,控释尿素分别占50%、70%和100%)研究控释肥适宜掺混比例及对氨挥发和养分利用效率的影响。结果表明,所有施肥处理的玉米产量显著高于不施肥对照;在施肥模式下,常规施肥(CG1、CG2)之间、控释掺混肥(CF1、CF2、CF3)之间以及常规施肥与控释掺混肥之间玉米产量均无显著差异。春子粒玉米季氨挥发主要发生在施肥后30 d内、秋青贮玉米季则主要发生在施肥后15 d内,秋青贮玉米季氨挥发高峰显著高于春子粒玉米季;常规施肥模式下复合肥处理氨挥发量低于单质肥处理,控释掺混肥模式下3个处理之间无明显差异,以100%控释肥(CF3)处理氨挥发最低。春子粒玉米氮素回收率从高到低依次为CF1、CF3、CF2、CG2、CG1。综合考虑产量、氨挥发、氮素回收率以及成本,在江汉平原春季子粒玉米+秋季青贮玉米模式下以N、P_(2)O_(5)、K_(2)O施用量分别为168、105、150 kg/hm^(2),控释尿素占比50%效果最好。

关键词：子粒玉米青贮玉米控释掺混肥氨挥发