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耕作、施氮和密度及其互作对旱地春玉米土壤水分及产量形成的影响

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中国农业科学 2020年第10期53卷 1959-1970页

作者：李敖张元红温鹏飞王瑞董朝阳宁芳李军西北农林科技大学农学院

【目的】黄土旱塬半湿润易旱区属于雨养农业区,水分亏缺为主要限制因素,因此,有必要筛选适于黄土旱塬半湿润易旱区春玉米综合栽培模式,从而提高旱地春玉米水分利用效率和产量。【方法】2017—2018年玉米生长季,探讨不同耕作方式(翻耕、... 详细信息

【目的】黄土旱塬半湿润易旱区属于雨养农业区,水分亏缺为主要限制因素,因此,有必要筛选适于黄土旱塬半湿润易旱区春玉米综合栽培模式,从而提高旱地春玉米水分利用效率和产量。【方法】2017—2018年玉米生长季,探讨不同耕作方式(翻耕、免耕、深松)、施氮(0、150、225 kg·hm-2)和种植密度(52 500、67 500株/hm2)对春玉米田土壤水分动态、水分利用效率、春玉米生长、产量及其构成因素的互作效应,提高玉米综合生产力。【结果】(1)2017—2018年春玉米播种期0—200 cm土层土壤蓄水量均表现为免耕>深松>翻耕,2年平均免耕与深松播种期0—200 cm土层土壤蓄水量较翻耕分别提高6.1%和4.1%。2年春玉米水分利用效率均在深松高密高氮(STH2)处理最高。(2)深松与免耕处理较翻耕处理显著提高叶面积指数与干物质积累量,随密度与施氮量的增加,春玉米叶面积指数与干物质积累随之增加,耕作×密度对拔节、抽雄期叶面积指数有显著影响,密度×施氮对灌浆中期叶面积指数有显著影响。STH2处理下,玉米成熟期干物质积累量较其他处理提高3.3%—32.9%。(3)穗粒数和百粒重与施氮呈显著正相关关系(P玉米产量显著高于翻耕。STH2处理产量最高,2017年STH2产量较其他处理增幅为1.4%—63.3%;2018年增幅为2.9%—39.6%。【结论】在黄土旱塬半湿润易旱区,深松耕配施150—225 kg·hm-2施氮量与67 500株/hm2种植密度,不仅可以提高春玉米水分利用效率,还可获得较高的玉米产量效益;免耕配施225 kg·hm-2施氮量与67 500株/hm2种植密度,可获得较高的经济效益。

关键词：旱地春玉米耕作施氮密度水分利用效率产量

秸秆还田与氮肥减施对旱地春玉米产量及生理指标的影响

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草业学报 2019年第10期28卷 156-165页

作者：张建军党翼赵刚樊廷录王磊程万莉李尚中王淑英雷康宁张朝伟甘肃省农业科学院旱地农业研究所甘肃兰州730070 甘肃省旱作区水资源高效利用重点实验室甘肃兰州730070

通过在陇东黄土旱塬雨养农业区进行的3年田间定位试验,研究了秸秆还田与氮肥减施对旱地春玉米产量、水分利用效率及生理指标的影响。试验设置6个处理,分别为:1)常规施氮(F,225 kg·hm-2);2)秸秆还田(TS,9000 kg·hm-2);3)F+TS;4)80%F+TS... 详细信息

通过在陇东黄土旱塬雨养农业区进行的3年田间定位试验,研究了秸秆还田与氮肥减施对旱地春玉米产量、水分利用效率及生理指标的影响。试验设置6个处理,分别为:1)常规施氮(F,225 kg·hm-2);2)秸秆还田(TS,9000 kg·hm-2);3)F+TS;4)80%F+TS;5)60%F+TS;6)不施肥不还田(CK)。结果表明:与F+TS相比,不同年份秸秆翻压还田与减量20%~40%氮肥配施均表现出产量和水分利用效率不同程度的增加,差异不显著,平均产量和水分利用效率大小变化顺序均为80%F+TS>60%F+TS>F+TS>F>TS>CK。其中80%F+TS平均产量和水分利用效率较F+TS增加9.9%、8.2%,较CK增加46.9%、52.4%,60%F+TS较F+TS增加2.6%、3.7%,较CK增加37.2%、46.1%。同时,秸秆翻压还田与减量20%~40%氮肥配施提高了春玉米全生育期干物质积累量,改善了产量性状和拔节期玉米光合性能及叶片叶绿素相对含量(SPAD)。因此,在陇东黄土旱塬雨养农业区,60%~80%F+TS处理即秸秆翻压还田与氮肥减量20%~40%的配施方式是该地区最优施氮栽培方式。

关键词：秸秆还田氮肥减施旱地春玉米产量生理指标

不同种植方式和施肥对旱地春玉米土壤硝态氮残留的影响

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干旱地区农业研究 2018年第5期36卷 110-115页

作者：谢永春郭天文刘国一西藏自治区农牧科学院农业资源与环境研究所西藏拉萨850032 甘肃省农业科学院甘肃兰州730070

覆膜种植技术已在旱作农区大面积推广,为了探明覆膜种植模式下科学合理的施肥水平,尽量减少土壤氮素残留与淋溶,采用田间定位试验,设全膜双垄沟播(F)、半膜平作(H)和裸地平作(O) 3种种植方式,配套优化施肥(OPT)、农民习惯施肥(FP)和不施... 详细信息

覆膜种植技术已在旱作农区大面积推广,为了探明覆膜种植模式下科学合理的施肥水平,尽量减少土壤氮素残留与淋溶,采用田间定位试验,设全膜双垄沟播(F)、半膜平作(H)和裸地平作(O) 3种种植方式,配套优化施肥(OPT)、农民习惯施肥(FP)和不施肥(CK) 3种施肥水平,测定了春玉米各生育时期的土壤硝态氮含量,分析了不同处理的土壤硝态氮残留量、分布以及动态变化。结果表明:土壤中硝态氮残留累积量随着氮肥用量的增加而增加,0～200 cm土壤中硝态氮残留量最高可达428.3 kg·hm^(-2),OPT和FP处理的硝态氮平均累积量分别是CK的7.6和4.4倍;覆膜种植可以减少氮素残留,以全膜双垄沟播尤为明显;裸地平作下长期施氮容易出现硝态氮的残留,其主要残留在60～140 cm土层中,100 cm土层附近最高。两种覆膜种植方式下,随着玉米生育期的推进,0～200 cm土壤硝态氮含量逐渐降低,收获时土壤硝态氮残留量保持在较低水平,而在裸地平作下施氮后硝态氮含量始终维持在较高水平,收获期残留量高。因此,在OPT施肥水平下,配合全膜双垄沟播可以提高氮素利用效率,减少土壤硝态氮下层淋溶,降低因高施氮导致的土壤硝态氮累积。

关键词：全膜双垄沟播优化施肥旱地春玉米硝态氮残留

不同种植和施肥方式对旱地春玉米土壤水分含量及其水分利用效率的影响

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水土保持学报 2015年第5期29卷 231-238页

作者：郭天文谢永春张平良刘晓伟姜小凤甘肃省农业科学院兰州730070 中科院水保所黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室陕西杨凌712100 西藏自治区农牧科学院农业资源与环境研究所拉萨850032

缺水和缺肥影响着半干旱地区春玉米的发展,为了探讨不同种植和施肥方式下春玉米土壤水分的动态变化和利用效率,采用田间定位试验,设全膜双垄沟播(F)、半膜平作(H)和裸地平作(O)3种种植方式,配套优化施肥(OPT)、农民习惯施肥(FP)和不施肥... 详细信息

缺水和缺肥影响着半干旱地区春玉米的发展,为了探讨不同种植和施肥方式下春玉米土壤水分的动态变化和利用效率,采用田间定位试验,设全膜双垄沟播(F)、半膜平作(H)和裸地平作(O)3种种植方式,配套优化施肥(OPT)、农民习惯施肥(FP)和不施肥(CK)3种施肥水平,测定了春玉米各生育时期的土壤含水量、产量和产量构成因子,分析了不同处理的土壤耗水量、贮水量、含水量垂直变化以及水分利用效率。结果表明:以F种植方式和OPT施肥耦合效应最优,产量、水分利用效率和耗水量均以F-OPT处理最高,分别为12 900kg/hm2,27.9kg/(hm2·mm)和246.2mm,与O-CK相比,产量和水分利用效率分别提高168.7%和106.2%;H和O种植方式下OPT施肥水分利用效率和产量并未提高(与FP相比);春玉米在灌浆期间耗水量最大,收获后F-OPT土壤水分相比播前出现亏缺,其他处理均得到补偿,其中FOPT在收获后140cm土层附近土壤含水量小于10%。因此,半干旱地区全膜双垄沟播下优化施肥可显著提高春玉米产量和水分利用效率,但长期种植不利于春玉米可持续生产。

关键词：全膜双垄沟播优化施肥旱地春玉米水分利用效率可持续生产

留膜留茬免耕栽培对旱地春玉米耗水特性、产量及品质的影响

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中国农业科技导报 2018年第12期20卷 107-114页

作者：张建军马明生樊廷录赵刚党翼王磊李尚中甘肃省农业科学院旱地农业研究所甘肃省旱作区水资源高效利用重点实验室兰州730070

通过大田试验研究了全膜双垄沟播栽培(T1)、留膜留茬免耕栽培(T2)、露地沟播栽培(T3)、露地不施肥沟播栽培(CK) 4种栽培模式对旱地春玉米耗水特征、产量、水分效应及籽粒品质的影响。结果表明:T2较T1、T3、CK播前0～2 m和0～3 m土层分... 详细信息

通过大田试验研究了全膜双垄沟播栽培(T1)、留膜留茬免耕栽培(T2)、露地沟播栽培(T3)、露地不施肥沟播栽培(CK) 4种栽培模式对旱地春玉米耗水特征、产量、水分效应及籽粒品质的影响。结果表明:T2较T1、T3、CK播前0～2 m和0～3 m土层分别多贮水26.6 mm、63.3 mm、55.4 mm和27.4 mm、57.8 mm、59.4mm; 0～2 m土层耗水量分别增加了5.2%、17.9%、15.7%,且耗水量随播前底墒增加而增加。T1、T2产量和水分利用效率均与CK差异极显著,而T1、T2间产量和水分利用效率差异均不显著。产量构成中穗粒数及百粒重以T1最高,其次为T2。玉米收获期单株总干物质质量、茎鞘和叶片干物质输出率和贡献率、收获指数均为T1>T2>T3>CK。不同栽培模式籽粒粗蛋白含量极显著高于CK,增幅为23.0%～27.4%,粗脂肪含量均低于CK,降低幅度为11.7%～13.9%。旱地留膜留茬免耕栽培休闲期蓄积的水分能保证特殊降雨年份玉米生长发育对水分的需求,实现旱地春玉米高产优质与水分高效,并在特殊降雨年份起到防灾减灾作用。

关键词：留膜留茬免耕栽培耗水特性产量品质旱地春玉米

施肥和深松对旱地春玉米产量及水分利用状况的影响

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施肥和深松对旱地春玉米产量及水分利用状况的影响

作者：阎晓光山西农业大学

学位级别：硕士

通过在山西省长治市旱作区设计肥料和深松试验,研究肥料和深松对旱地春玉米产量形成与降水利用状况的影响。主要研究结果如下：1.在氮磷钾肥施用的基础上增施有机肥能够提高春玉米的群体光合性能。在各施肥处理中,施肥处理与对照相比增... 详细信息

通过在山西省长治市旱作区设计肥料和深松试验,研究肥料和深松对旱地春玉米产量形成与降水利用状况的影响。主要研究结果如下：1.在氮磷钾肥施用的基础上增施有机肥能够提高春玉米的群体光合性能。在各施肥处理中,施肥处理与对照相比增产幅度为27.5%-85.0%,其中氮磷钾肥配施有机肥处理（A4）的产量最高,为14.8 t·hm-2,且与其它处理之间差异达到显著水平,其次为氮磷钾肥处理（A2）,为13.1 t·hm-2,再次为氮肥配施有机肥处理（A3）,为11.9 t·hm-2,单纯氮肥处理（A1）最低,为10.2 t·hm-2。在本试验条件下,在无机肥的基础上增施有机肥是提高旱地玉米产量的有效措施。2.深松有利于春玉米群体叶面积建成并维持在较高的水平,为春玉米的高产稳产提供较高水平的“源”质量。各施肥处理与对照相比增产幅度为62.9%～83.9%,其中在深松条件下氮磷钾肥和有机肥配施处理（S4）产量最高,为14.8t·hm-2,其次是普通旋耕条件下氮磷钾肥与有机肥配施处理（S2）,为14.5 t·hm-2,再次是深松条件下地膜覆盖处理（S5）,为14.4 t·hm-2,再次是深松条件下单施氮磷钾肥的处理（S3）,为13.5 t·hm-2,普通旋耕条件下氮磷钾肥（S1）最低,为13.1 t·hm-2。在本试验条件下,深松能够提高有机肥的增产效果。深松条件下进行地膜覆盖对春玉米产量的提高效应低于同等条件下增施有机肥。3增施有机肥和深松均可提高表层土壤含水量。增施有机肥和深松通过提高春玉米产量从而提高农田水分的利用效率,耗水量对水分利用效率影响较小。因此,增施有机肥和深松是提高春玉米水分利用效率的有效途径。所以,在土壤深松基础上增施有机肥是提高旱地春玉米产量和水分利用效率的有效途径。

关键词：旱地春玉米施肥深松产量水分利用效率

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施肥对旱地春玉米产量和土壤硝态氮的影响

施肥对旱地春玉米产量和土壤硝态氮的影响

作者：刘礼中国农业科学院

学位级别：硕士

本研究以山西寿阳旱地春玉米为研究对象,通过10年长期定位施肥试验分别研究了不同施肥对旱地玉米产量、水氮利用效率及土壤硝态氮的影响,对于指导旱地玉米田合理施肥、降低土壤硝态氮残留、提高水氮利用效率具有重要意义。得出以下主要... 详细信息

本研究以山西寿阳旱地春玉米为研究对象,通过10年长期定位施肥试验分别研究了不同施肥对旱地玉米产量、水氮利用效率及土壤硝态氮的影响,对于指导旱地玉米田合理施肥、降低土壤硝态氮残留、提高水氮利用效率具有重要意义。得出以下主要结论:(1)旱地玉米产量与施氮量密切相关,但两者函数关系因施肥年限、肥料种类、降水年型而不同。玉米产量随施氮量的增加呈现出显著的线性增长、对数增长或二次抛物线相关。不同降水年型下化肥、有机肥玉米产量均表现为丰水年>平水年>干旱年。在降水较少或施氮量超过300kg·hm时有机肥增产效果均高于化肥,降水较多且施氮低于225 kg·hm时化肥的增产效果常常高于有机肥处理,但两者差异不显著。化肥、有机肥的氮肥偏生产力均随施氮量的增加显著降低,且丰水年氮肥偏生产力高于干旱年。根据旱地玉米产量变化特征来看,化肥适宜施氮量为225kg·hm或300 kg·hm或375 kg·hm,有机肥施氮量为300 kg·hm或375 kg·hm或450 kg·hm,有机肥比化肥高一个施氮水平,同时随着施肥年限的延长,适宜施氮量可能最终稳定在225kg·hm。(2)施肥可显著提高玉米WUE和ET。化肥和有机肥处理下玉米WUE分别为16.2 kg·hm·mm和18.3 kg·hm·mm,较不施肥分别提高了55.8%和68.3%。玉米生育期耗水量较不施肥分别增加了8.9 mm和14.2mm。不同肥料对玉米WUE和ET影响不同,有机肥处理下,随施肥量的增加两者均呈逐渐增加的趋势,而化肥处理下则呈先增加后降低的趋势。不同年际间玉米WUE和ET差异显著,主要受降水及其分布的影响。施肥可降低休闲期土壤蒸发。但这种效果受到施肥量和休闲期降水的影响。施肥处理周年耗水总体较不施肥处理呈增加趋势。(3)土壤剖面硝态氮累积量随施氮量的增加而增加,两者呈线性正相关关系,且化肥处理下土壤硝态氮累积量显著高于有机肥处理。土壤各层硝态氮含量均随施氮量的增加而增加,多呈幂函数增加。施用有机肥硝态氮均主要分布在0-40 cm土层内,随土壤深度的增加逐渐降低(下降型),随施肥年限的延长并未发生明显淋洗现象。而化肥条件下,不同年份硝态氮随土壤深度的增加呈现出下降型、上升型、单峰型或S型分布;硝态氮在不同土层内出现最大累积,硝态氮累积峰值随施氮量增加而增加,累积范围逐渐加宽,随施肥年限的延长,硝态氮最大累积所出现的土层深度及淋洗深度不断下移;随施肥年限的延长,0-60cm呈波动变化,年际间变异较大,60 cm以下土壤各层硝态氮含量逐年增加,两者呈线性正相关关系,其增幅随土壤深度的增加逐渐降低,而随着施氮量的增加进一步增加。当化肥、有机肥施氮量从150 kg·hm增加至225 kg·hm时,土壤硝态氮含量显著增加。从减少硝态氮残留角度分析,化肥、有机肥施氮量应低于225 kg·hm,此时土壤剖面硝态氮残留量较少,年累积增加量较小,环境压力及淋洗风险均较低。综上所述,对于试验地旱作玉米田,有机肥的施用效果要高于化肥;同时推荐适宜施氮量分别为化肥150-225 kg·hm,有机肥225 kg·hm施氮量。在此施氮量范围内,玉米产量和氮肥偏生产力均较高,土壤底墒较不施肥明显增加,同时明显降低休闲期土壤蒸发损失,以及减少土壤剖面硝态氮残留。

关键词：施肥旱地春玉米产量土壤硝态氮

不同地膜覆盖种植方式和施肥对旱地春玉米生产的影响

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不同地膜覆盖种植方式和施肥对旱地春玉米生产的影响

作者：谢永春甘肃农业大学

学位级别：硕士

干旱和瘠薄是西北地区旱地春玉米生产的主要限制因子,针对这两个因子,全膜双垄沟播(Double ridges and furrows mulched with plastic film and furrow planting)和以培肥土壤的平衡施肥(Optimized fertilization)技术在旱地春玉米生产... 详细信息

干旱和瘠薄是西北地区旱地春玉米生产的主要限制因子,针对这两个因子,全膜双垄沟播(Double ridges and furrows mulched with plastic film and furrow planting)和以培肥土壤的平衡施肥(Optimized fertilization)技术在旱地春玉米生产中大面积推广。长期这种地膜覆盖种植方式和这种施肥水平必然会对旱地土壤水分和土壤肥力产生一定的影响,明确不同种植方式和施肥对旱地春玉米的土壤水分动态变化、养分吸收规律、土壤养分变化和产量的稳定性,对完善旱地春玉米种植方式和施肥水平,实现该地区春玉米高产、高效、优质及可持续生产具有重要意义。本文以春玉米为题材,于2012014年在半干旱地区的甘肃省定西市唐家堡进行大田定位试验,设全膜双垄沟播(F)、半膜平作(H)和裸地平作(O)3种种植方式,配套优化施肥(OPT)、农民习惯施肥(FP)和不施肥(CK)3种施肥水平,测定了春玉米各生育时期的土壤含水量、硝态氮残留量、干物质累积、养分吸收量、收获后土壤养分含量以及产量和产量构成因子,研究了土壤耗水量、贮水量、含水量垂直变化以及水分利用效率;春玉米全生育期养分吸收量和收获指数;土壤养分年际间的变化以及硝态氮的残留情况,主要结果如下:1.以全膜双垄沟播(F)种植方式和优化施肥(OPT)耦合效应最优,产量、水分利用效率和耗水量均以F-OPT处理最高,分别为12900 kg·hm-2、27.9kg·hm-2·mm-1和246.2 mm,与O-CK相比,产量和水分利用效率分别提高168.7%和106.2%;半膜平作(H)和裸地平作(O)种植方式下优化施肥(OPT)水分利用效率和产量并未提高(与FP相比);春玉米在灌浆期间耗水量最大,收获后F-OPT土壤水分相比播前出现亏缺,其他处理均得到补偿,其中F-OPT在收获后140cm土层附近土壤含水量小于10%。因此,半干旱地区全膜双垄沟播下优化施肥可显著提高春玉米产量和水分利用效率,但长期种植不利于春玉米可持续性生产。2.地膜覆盖和施肥能明显促进旱地春玉米各生育时期干物质的积累和氮、磷、钾养分的吸收,以全膜双垄沟播(F)和优化施肥(OPT)搭配最佳。春玉米对养分的吸收量大小依次为氮>钾>磷。全膜双垄沟播下春玉米籽粒平均收获指数为55.0%,施肥水平对籽粒收获指数影响不明显。F-OPT处理养分收获指数和肥料利用效率最高,其中氮、磷、钾养分收获指数分别为78.3%、88.9%和28.0%,农学利用效率分别为31.4 kg·kg-1、1.5 kg·kg-1和2.4 kg·kg-1,磷、钾肥农学利用效率均小于全国平均水平,氮肥农学利用效率远远大于全国平均水平。全膜双垄沟播下优化施肥基本可以维持氮素平衡,磷素大量盈余,钾素严重亏缺。3.从土壤养分年际间的变化来看,不同种植方式下施肥以后统一表现为,00cm速效磷含量有所增加,施肥对土壤有机质含量没有显著影响,其他养分含量依种植方式不同各有所异。其中,全膜双垄沟播(F)和半膜平作(H)下两种施肥水平没有提高其他养分含量,裸地平作(O)种植方式下,施肥处理均提高了00 cm土壤全氮含量,优化施肥(OPT)也增加了土壤速效钾含量。全膜双垄沟播(F)长期种植促使土壤肥力快速下降,该种植方式下优化施肥对土壤养分含量无影响。4.连续3年施肥,000 cm土壤中硝态氮残留量最高可达428.3 kg·hm-2,硝态氮残留量与施氮量成正比,3种施肥水平硝态氮平均残留量以优化施肥(OPT)最高(226.2 kg·hm-2);残留硝态氮主要分布在6040 cm土层中,100 cm土层附近最高,并未淋溶出玉米根区;与裸地平作(O)相比,覆膜种植可以降低以施肥引起的硝态氮残留量,以全膜双垄沟播(F)尤为明显。

关键词：全膜双垄沟播优化施肥旱地春玉米水分利用效率养分吸收土壤养分硝态氮可持续性生产

旱地春玉米不同药肥配方对设定对象的防治效果

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农业科技通讯 2021年第5期 62-64页

作者：靳明生王元元王效瑜梁继忠景博隆德县沙塘镇农业科技服务中心宁夏隆德756300 宁夏原种场贺兰750200 宁夏农林科学院固原分院固原756000 固原市气象局宁夏固原756000

在固原市长城梁固原气象局观测站进行旱地春玉米不同药肥配方对设定对象防治效果试验,客观评价DR-YF-YM-2020药肥对玉米生长发育的促进作用和对设定对象的防治效果,为该药肥的大面积推广应用提供科学依据。结果表明,处理4和处理6没有发... 详细信息

在固原市长城梁固原气象局观测站进行旱地春玉米不同药肥配方对设定对象防治效果试验,客观评价DR-YF-YM-2020药肥对玉米生长发育的促进作用和对设定对象的防治效果,为该药肥的大面积推广应用提供科学依据。结果表明,处理4和处理6没有发生倒伏,玉米螟、根腐病、基腐病、茎腐病、棉铃虫、蚜虫发生率较低。处理4产量最高,为740.8 kg/亩,较对照增产21.2%,处理6次之,为666.7 kg/亩,较对照增产9.1%。这2个配方适合在宁夏旱地春玉米生产中大面积推广应用。

关键词：旱地春玉米药肥配方设定对象防治效果