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氮肥减量与有机肥配施对玉米干物质积累及产量的调控机理

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中国农学通报 2025年第2期41卷 7-16页

作者：陈海龙陈朝辉魏廷邦张掖市甘州区农畜产品质量检测服务中心甘肃张掖734000 兰州新区现代农业投资集团有限公司兰州730314 甘肃省农业工程技术研究院甘肃武威733006

为探究氮肥和有机肥配施对玉米生育期光合速率、干物质积累量、氮肥利用率和产量的影响。本研究以‘沃玉3号’为研究对象,于2022—2023年在河西绿洲开展田间试验,采用裂区设计,以氮肥施用量[不施氮(N_(0),CK)、传统施氮(N_(1),360 kg/hm... 详细信息

为探究氮肥和有机肥配施对玉米生育期光合速率、干物质积累量、氮肥利用率和产量的影响。本研究以‘沃玉3号’为研究对象,于2022—2023年在河西绿洲开展田间试验,采用裂区设计,以氮肥施用量[不施氮(N_(0),CK)、传统施氮(N_(1),360 kg/hm^(2))、减量15%施氮(N_(2),306 kg/hm^(2))、减量30%施氮(N_(3),252 kg/hm^(2))]为主区,以有机肥施用量[O_(1)(3500.00 kg/hm^(2))、O_(2)(3000.00 kg/hm^(2))、O3(2500.00 kg/hm^(2))]为裂区,测定玉米生育期内的光合速率、叶绿素含量、干物质积累量、氮肥利用率和产量等指标。结果表明:在相同氮肥用量下,N_(2)O_(2)处理玉米生育期的光合速率较N_(2)O_(1)、N_(2)O_(3)处理提高17.91%、10.59%;N_(2)O_(2)处理玉米生育期的蒸腾速率较N_(2)O_(1)、N_(2)O_(3)处理提高19.13%、18.46%;N_(2)O_(2)处理玉米生育期的气孔导度较N_(2)O_(1)、N_(2)O_(3)处理提高20.13%、26.62%;N_(2)O_(2)处理玉米生育期的叶绿素含量较N_(2)O_(1)、N_(2)O_(3)处理提高18.73%、9.77%;N_(2)O_(2)处理玉米生育期的Vmax较N_(2)O_(1)、N_(2)O_(3)处理提高13.79%、17.84%;N_(2)O_(2)处理玉米生育期的生物产量较N_(2)O_(1)、N_(2)O_(3)处理提高7.14%、6.78%;N_(2)O_(2)处理玉米的籽粒产量较N_(2)O_(1)、N_(2)O_(3)处理提高18.77%、20.14%;N_(2)O_(2)处理玉米生育期的氮肥利用率较N_(2)O_(1)、N_(2)O_(3)处理提高15.68%、8.02%。综合表明,在资源短缺的河西绿洲灌区,氮肥减量15%(306 kg/hm^(2),N_(2))与有机肥(3000.00 kg/hm^(2),O_(2))配施可替代部分氮肥,具有较高的养分供给潜力,玉米稳产效果最好。

关键词：氮肥减量有机肥玉米干物质积累特征产量光合速率河西绿洲

氮肥减量配施有机肥对豫中地区冬小麦-夏玉米轮作生产力和土壤性质的影响

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中国生态农业学报（中英文） 2022年第6期30卷 900-912页

作者：叶盛嘉郑晨萌张影刘星河南科技学院资源与环境学院/河南省生物药肥研发与协同应用工程研究中心新乡453003

为了探索豫中地区冬小麦-夏玉米轮作的减氮潜力,构建适宜的作物养分管理体系,通过连续3年的田间定位试验,研究了化学氮肥减量配施有机肥对冬小麦-夏玉米轮作系统生产力和土壤性质的影响。田间试验设置10个处理,包括完全不施肥(CK)、农... 详细信息

为了探索豫中地区冬小麦-夏玉米轮作的减氮潜力,构建适宜的作物养分管理体系,通过连续3年的田间定位试验,研究了化学氮肥减量配施有机肥对冬小麦-夏玉米轮作系统生产力和土壤性质的影响。田间试验设置10个处理,包括完全不施肥(CK)、农户常规施氮量(100%CNF)、农户常规施氮量递减20%(80%CNF、60%CNF和40%CNF)、单施有机肥(OF)、农户常规施氮量配施有机肥(100%CNF+OF)及氮肥减量配施有机肥(80%CNF+OF、60%CNF+OF和40%CNF+OF)。分析各处理间小麦、玉米籽粒产量和地上部生物量以及土壤理化性质、酶活性和细菌群落的差异。结果表明,不配施有机肥条件下,小麦和玉米籽粒产量和地上部生物量均以80%CNF处理最高。与100%CNF相比,80%CNF处理小麦籽粒产量和地上部生物量分别增加9.67%~10.55%和30.53%~35.76%,玉米籽粒产量和地上部生物量分别增加28.06%~51.42%和29.62%~41.27%。有机肥施用进一步扩大氮肥减量空间,60%CNF+OF和40%CNF+OF处理小麦产量较80%CNF处理无差异,60%CNF+OF处理玉米产量较80%CNF处理无差异。减氮及其配施有机肥并不影响土壤有机质、易氧化有机碳和全氮含量以及pH,但大幅降低硝态氮含量,对铵态氮、速效磷和速效钾含量的影响因处理不同而异。与100%CNF相比,减氮配施有机肥增加土壤脲酶和芳基硫酸酯酶活性,但降低了β-葡萄糖苷酶活性,对蔗糖酶、碱性磷酸酶和脱氢酶活性无显著影响。减氮配施有机肥处理能够改善土壤细菌群落α多样性,60%CNF+OF和40%CNF+OF处理辛普森指数和均匀度指数较100%CNF均显著增加。减氮配施有机肥也显著影响土壤细菌群落β多样性,且氮肥减量相较有机肥施用效果更为突出。在门水平,变形菌门、放线菌门和酸杆菌门是细菌群落优势成员,减氮配施有机肥较100%CNF处理显著降低放线菌门平均相对丰度为10.92%~14.39%;在属水平,减氮配施有机肥处理显著增加unclassified Gp6和Sphingomonas平均相对丰度,但降低了Nocardioides、Kribbella、Lechevalieria、Promicromonospora、Massilia、Glycomyces和Dongia平均相对丰度。冗余分析表明,速效钾和硝态氮含量是影响细菌群落结构最重要的2个土壤理化因子。共发生网络分析也证实,化学氮肥减施增强了细菌群落成员的互作强度,提高了细菌互作网络的复杂性和连通性。本试验条件下,小麦和玉米季农户常规施氮量分别减少60%和40%并各配施3000 kg∙hm^(−2)有机肥能够维持相对较高的轮作生产力,这不仅能够实现最大减氮潜力,同时还能改善土壤微生物多样性和群落结构。

关键词：氮肥减量有机肥籽粒产量土壤性质小麦-玉米轮作细菌群落

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氮肥减量氨基酸配施对新疆棉花生长和产量的影响

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中国土壤与肥料 2024年第10期 182-190页

作者：郭小梦张凯陈国悦赵同舟郭景玉程白滔张凌健新疆农业大学资源与环境学院新疆乌鲁木齐830052 新疆土壤与植物生态过程重点实验室新疆乌鲁木齐830052 新疆种植业绿色生产工程技术研究中心新疆乌鲁木齐830052 华中农业大学资源与环境学院湖北武汉430000

研究氮肥减量氨基酸配施对新疆棉田棉花生长、养分吸收、产量构成及氮肥利用率的影响,为新疆棉田氮肥合理施用提供科学依据。采用大田试验方法,设置不施氮肥对照(0%N)、农户氮肥用量(130%N)、测土配方推荐氮肥用量(100%N)、氮肥减量(70... 详细信息

研究氮肥减量氨基酸配施对新疆棉田棉花生长、养分吸收、产量构成及氮肥利用率的影响,为新疆棉田氮肥合理施用提供科学依据。采用大田试验方法,设置不施氮肥对照(0%N)、农户氮肥用量(130%N)、测土配方推荐氮肥用量(100%N)、氮肥减量(70%N)和氮肥减量氨基酸配施(70%N+AA)处理,测定了棉田植株生物量、各器官养分吸收量和籽棉产量,计算了棉田氮肥利用率。结果表明:(1)棉花各器官生物量表现为随施氮量减少而降低的趋势;相比于氮肥减量处理,氨基酸添加显著提高了棉花植株生物量。(2)棉花各器官含氮量表现为随施氮量减少而降低,或先增加后降低的趋势;相比于氮肥减量处理,氨基酸添加显著提高了棉花叶和絮的含氮量。(3)棉花氮素吸收量表现为随施氮量减少而降低的趋势;相比于氮肥减量处理,氨基酸添加显著提高了棉花氮素吸收量。(4)相比于氮肥减量处理(6679.48 kg/hm^(2)),氨基酸添加显著提高了棉花的籽棉产量,在70%N+AA处理时达到8230.44 kg/hm^(2)。(5)棉田氮肥利用率随施氮量减少呈现先增加后下降的趋势,在100%N处理时最高,为39.65%;相比于氮肥减量处理(18.19%),氨基酸添加提高了棉田的氮肥利用率,在70%N+AA处理时达到49.13%。综上,氨基酸配施可在较低化学氮肥用量条件下,提高棉花产量和氮肥利用效率,可作为新疆棉田氮肥减施增效的有效措施。

关键词：氨基酸氮肥减量氮肥利用率棉花生长棉花产量养分吸收

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氮肥减量配施土壤调理剂对水稻产量及Cd含量的影响

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华北农学报 2016年第S1期31卷 415-420页

作者：谢运河纪雄辉田发祥吴家梅官迪魏维湖南省土壤肥料研究所农业部长江中游平原农业环境重点实验室湖南长沙410125 中南大学研究院隆平分院湖南长沙410125 南方粮油作物协同创新中心湖南长沙410125 湖南大学研究生院隆平分院湖南长沙410125

旨在探明氮肥减量配施土壤调理剂对水稻生长和Cd吸收的影响,为Cd污染稻田的安全利用与合理施肥提供科学依据。利用Cd污染稻田,采用田间小区试验,研究氮肥减量配施碱性缓释肥、生物有机肥、微生物肥对水稻产量和Cd含量的影响。结果表明,... 详细信息

旨在探明氮肥减量配施土壤调理剂对水稻生长和Cd吸收的影响,为Cd污染稻田的安全利用与合理施肥提供科学依据。利用Cd污染稻田,采用田间小区试验,研究氮肥减量配施碱性缓释肥、生物有机肥、微生物肥对水稻产量和Cd含量的影响。结果表明,施用碱性缓释肥、生物有机肥、微生物菌肥的水稻产量分别比对照增产7.42%(P氮肥减量20%配施碱性缓释肥、生物有机肥的水稻产量分别比对照增产5.55%和7.61%(P氮肥减量20%配施微生物菌肥的水稻产量仅比对照降低2.48%,无显著差异,表明在氮肥一次性基施条件下实行氮肥减量20%可行。施用碱性缓释肥及其与氮肥减量20%配施皆可显著提高土壤p H值,降低土壤有效态Cd含量,并显著降低水稻秸秆及稻米Cd含量,其稻米Cd含量分别比对照降低31.29%(P氮肥减量20%配施时降低水稻秸秆和稻米Cd含量的效果不明显,施用生物有机肥及其与氮肥减量20%配施的稻米Cd含量分别比对照降低31.27%(P氮肥减量20%配施的水稻稻米及秸秆降Cd效果皆不明显。配施碱性缓释肥、生物有机肥、微生物菌肥时,氮肥减量20%皆减弱了其对水稻秸秆和稻米的降Cd效果。

关键词：氮肥减量镉土壤调理剂碱性缓释肥有机肥产量重金属

生物炭和间作鲜食豌豆对氮肥减量下玉米产量的促进效应

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干旱地区农业研究 2024年第4期42卷 178-188页

作者：李越樊志龙张刁亮董勇杰彭建辰胡发龙殷文柴强省部共建干旱生境作物学国家重点实验室/甘肃农业大学农学院甘肃兰州730070

于2022—2023年进行裂区试验,主区为玉米‖鲜食豌豆(M‖P)和单作玉米(SM),裂区为地方推荐施氮量(N1,360 kg·hm^(-2))和减量30%施氮(N2,250 kg·hm^(-2)),裂裂区为施用生物炭(C)和不施用生物炭(A),探究生物炭和间作鲜食豌豆对玉米光合... 详细信息

于2022—2023年进行裂区试验,主区为玉米‖鲜食豌豆(M‖P)和单作玉米(SM),裂区为地方推荐施氮量(N1,360 kg·hm^(-2))和减量30%施氮(N2,250 kg·hm^(-2)),裂裂区为施用生物炭(C)和不施用生物炭(A),探究生物炭和间作鲜食豌豆对玉米光合源、干物质积累以及产量的影响。结果表明,在减量30%施氮水平下,间作鲜食豌豆配施生物炭可以使玉米出苗后45~90 d保持较高的叶面积指数,且较SMN1A处理有效减缓了玉米出苗后90~150 d的叶面积指数降低,显著提高了玉米全生育期叶日积(P减量30%施氮水平下较地方推荐施氮量不施用生物炭可提高玉米的穗粒数和千粒重,间作鲜食豌豆配施生物炭处理的玉米穗粒数和千粒重在N2与N1之间无显著差异。通径分析结果表明,间作鲜食豌豆配施生物炭通过提高玉米千粒重,使间作玉米在氮肥减量下能获得较高的籽粒产量。因此,玉米‖鲜食豌豆下减量30%施氮配施生物炭可作为干旱绿洲灌区节氮高效种植的参考技术。

关键词：禾豆间作生物炭氮肥减量玉米产量光合特性

长期氮肥减量深施对双季稻产量和土壤肥力的影响

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植物营养与肥料学报 2020年第6期26卷 999-1007页

作者：彭术王华张文钊侯海军陈安磊魏文学万勇军袁辉忠中国科学院亚热带农业生态研究所/亚热带农业生态过程重点实验室/中国科学院桃源农业生态试验站湖南长沙410125 湖南农业大学资源环境学院湖南长沙410128 桃源县农业技术推广中心木塘垸站湖南常德415700 桃源县农业技术推广中心三阳港镇站湖南常德415700

【目的】合理减少氮肥用量是解决我国当前稻田生态系统氮素损失量大、氮肥利用率低等问题的重要途径。然而,长期减少氮肥投入能否维持水稻产量和稻田土壤肥力还不清楚。以我国南方典型红壤双季稻田为研究对象,系统分析连续7年化肥深施... 详细信息

【目的】合理减少氮肥用量是解决我国当前稻田生态系统氮素损失量大、氮肥利用率低等问题的重要途径。然而,长期减少氮肥投入能否维持水稻产量和稻田土壤肥力还不清楚。以我国南方典型红壤双季稻田为研究对象,系统分析连续7年化肥深施结合不同氮肥用量措施下双季稻产量、氮肥偏生产力、根际土壤速效养分含量和土壤肥力的差异特征,探讨长期氮肥减量的可行性,为制定适宜的双季稻田氮肥管理措施提供科学依据。【方法】于2012年,在中国科学院桃源农业生态试验站开始设置氮肥减量深施长期定位试验,以常规施氮(CF,早、晚稻施氮量均为N 150 kg/hm2,基追肥均为表层撒施)为对照,基于化肥深施,设置3个氮肥水平(N1,减氮30%;N2,减氮23%;N3,减氮16%)。每年早、晚稻收获计产,并于2018年早、晚稻分蘖期、拔节期和成熟期采集水稻根际土壤,测定土壤无机氮、有效磷和速效钾含量,同时测定晚稻成熟期根际土壤pH、有机碳和全量养分含量,研究长期氮肥减量深施对双季稻产量和稻田土壤肥力的影响。【结果】与CF处理相比,深施条件下,减氮16%~30%处理早、晚稻分蘖期根际土壤无机氮和速效钾含量无显著变化,但减氮23%和30%处理早稻分蘖期根际土壤有效磷含量显著降低;拔节期和成熟期根际土壤NH4+-N和NO3–-N含量分别提高了4.26%~109.00%和2.56%~65.50%,有效磷和速效钾含量分别提高了3.10%~32.60%和5.94%~42.40%,保证了双季稻生育中后期氮磷钾养分的稳定供应。在化肥深施基础上,连续7年减少16%~30%氮肥用量提高了氮肥偏生产力,早晚稻增产4.37%~32.70%,并维持土壤有机质和全量养分含量的稳定。【结论】结合化肥深施,在常规氮肥用量(150 kg/hm2)基础上减少30%氮肥投入,双季稻根际土壤速效养分含量不会降低,甚至高于撒施。因此,长期减施氮肥结合深施可以维持双季稻的产量和稻田土壤肥力的稳定,显著提高氮肥偏生产力。

关键词：水稻深施氮肥减量氮肥偏生产力根际土壤稻田肥力

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太湖地区氮肥减量对水稻氮素吸收利用的影响

生态学杂志 2016年第11期35卷 2960-2965页

作者：刘红江郑建初郭智陈留根张岳芳王鑫江苏省农业科学院农业资源与环境研究所南京210014

为了明确太湖地区高产稻田适宜施氮量,以提高水稻氮素利用效率,减少稻田氮素流失对农业生态环境的影响,本研究在调查当地农户稻田氮肥施用量的基础上,通过秸秆还田和基肥机械深施,设置不施氮肥(N0)为空白对照,当地习惯施氮水平360 kg·h... 详细信息

为了明确太湖地区高产稻田适宜施氮量,以提高水稻氮素利用效率,减少稻田氮素流失对农业生态环境的影响,本研究在调查当地农户稻田氮肥施用量的基础上,通过秸秆还田和基肥机械深施,设置不施氮肥(N0)为空白对照,当地习惯施氮水平360 kg·hm-2(N1),以及在此基础上减少氮肥施用量的10%(N2)、20%(N3)、30%(N4)等5个处理,研究其对水稻氮素利用率的影响。结果表明:氮肥减量使水稻不同生育时期稻田土壤速效氮含量明显下降;在当地习惯施氮量水平的基础上,减少10%的氮肥施用量,使水稻产量增加1.9%;与当地习惯施氮量水平相比较,N2处理水稻氮素累积量差异不明显,N3和N4处理则表现为显著下降;随着氮肥减量幅度的增加,水稻氮素籽粒生产效率逐渐增高;在当地习惯施氮量水平的基础上,通过基肥机械深施和秸秆还田等技术的应用,减少10%的氮肥施用量,能够保证水稻高产稳产,并使水稻氮肥农学利用率、氮肥吸收利用率、生理利用率以及氮肥偏生产力均得到明显提高。

关键词：太湖地区水稻氮肥减量土壤速效氮氮素累积量氮肥利用效率

太湖地区氮肥减量对水稻产量和氮素流失的影响

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生态学杂志 2017年第3期36卷 713-718页

作者：刘红江郭智郑建初陈留根张岳芳童红玉江苏省农业科学院农业资源与环境研究所南京210014

为明确太湖地区高产稻田适宜施氮量,以减轻农田化肥过量投入所带来的农业面源污染,本研究在调查农户稻田氮肥施用量的基础上,采用基肥机械深施和秸秆还田,设置不施氮肥(N0)为对照,当地习惯施氮水平360 kg·hm^(-2)(N1)以及在此基础上减... 详细信息

为明确太湖地区高产稻田适宜施氮量,以减轻农田化肥过量投入所带来的农业面源污染,本研究在调查农户稻田氮肥施用量的基础上,采用基肥机械深施和秸秆还田,设置不施氮肥(N0)为对照,当地习惯施氮水平360 kg·hm^(-2)(N1)以及在此基础上减少氮肥施用量的10%(N2)、20%(N3)、30%(N4)等5个处理,研究其对水稻产量和农田地表径流养分流失量的影响。结果表明:N2处理水稻产量与N1处理大致相当;N2处理水稻产量高的主要原因是由于其经济系数较高;N2处理较N1处理地表径流总氮流失量减少9.2%;从N1到N4处理,减少氮肥施用量,减少了农田总氮流失率,但N2和N1处理差异不显著;从水稻氮素偏流失率来看,每生产百千克稻谷,N2处理的氮素流失量最少。认为通过基肥机械深施和秸秆还田,在太湖地区习惯施氮水平的基础上减氮10%,在保证水稻产量的同时,减少了农田地表径流总氮流失量和水稻氮素偏流失率,并使稻田氮素流失率保持在较低水平。

关键词：太湖地区氮肥减量水稻产量地表径流氮素流失

紫云英稻秆联合还田与氮肥减量对水稻产量及氨挥发的影响

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农业环境科学学报 2024年第2期43卷 462-472页

作者：王吕吴玉红秦宇航郝兴顺李硕淡亚彬崔月贞汉中市农业技术推广与培训中心陕西汉中723000 农田生态保育与污染防控安徽省重点实验室/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

为研究紫云英-水稻轮作体系中紫云英稻秆联合还田与氮肥减量配施对水稻产量和氨挥发的影响,连续两个轮作季(2019—2021年)在陕西汉中开展田间试验,试验设置4个处理:冬闲稻秆不还田+常规施氮处理,即对照处理(CK);冬作紫云英稻秆还田+常... 详细信息

为研究紫云英-水稻轮作体系中紫云英稻秆联合还田与氮肥减量配施对水稻产量和氨挥发的影响,连续两个轮作季(2019—2021年)在陕西汉中开展田间试验,试验设置4个处理:冬闲稻秆不还田+常规施氮处理,即对照处理(CK);冬作紫云英稻秆还田+常规施氮处理(GRN_(100));冬作紫云英稻秆还田+氮肥减量20%处理(GRN_(80));冬作紫云英稻秆还田+氮肥减量30%处理(GRN_(70))。采用通气式氨挥发收集装置监测水稻生育期间氨挥发特征。结果表明:与CK相比,紫云英稻秆联合还田各处理可提高“黄华占”籽粒产量,产量由高到低的顺序为GRN_(80)、GRN_(70)、GRN_(100),其中GRN_(80)和GRN_(70)处理相较于CK处理的年均增幅分别为7.66%和6.37%。冠层氨挥发主要发生在水稻施肥30 d以后,其中水稻抽穗期至成熟期挥发速率较大。土壤氨挥发主要发生在水稻施肥后16 d内,在施肥后第2天达到峰值,2020年和2021年分别为0.53 kg·hm^(-2)·d^(-1)和0.58 kg·hm^(-2)·d^(-1)。与CK相比,GRN_(80)处理显著降低水稻全生育期冠层氨挥发累积量和单位产量氨挥发强度,二者分别下降58.73%和57.14%。紫云英稻秆联合还田较CK处理可显著降低水稻全生育期土壤氨挥发累积量和单位产量氨挥发强度,其值由高到低依次顺序为GRN_(100)、GRN_(70)、GRN_(80)。就水稻全生育期氨挥发累积量和单位产量氨挥发强度而言,紫云英稻秆联合还田较CK处理可显著降低2.88%~8.32%和5.26%~13.88%,其中GRN_(80)处理降幅最大。相关分析表明,田面水铵态氮浓度与各处理土壤氨挥发速率呈显著正相关,与GRN_(80)和GRN_(70)处理冠层氨挥发速率呈显著负相关。研究表明,紫云英和稻秆联合还田与氮肥减量20%或30%配施,可显著提高水稻产量,减少稻田氨挥发损失,是适宜汉中地区兼顾水稻高产和环境友好的栽培措施。

关键词：紫云英-水稻轮作秸秆还田氮肥减量水稻产量氨挥发