【目的】针对不同的土壤类型,筛选适宜的控释氮肥类型,为控释氮肥的高效施用以及冬小麦一次性施肥提供科学依据与技术支撑。【方法】基于2013—2016年多点的大田试验,设置对照（CON）、优化施肥处理（OPT）和6种不同类型的控释氮肥（A1、A2、B、C、D和E）处理,研究控释氮肥在不同地区（泰安、驻马店、德州、菏泽和石家庄）的应用效果,从作物养分吸收与土壤养分供应两方面研究和分析不同控释氮肥对小麦的增产效应。【结果】泰安砂姜黑土试验点A2、C、E的氮素释放规律与小麦生长需求较为吻合,且与OPT处理相比,3年平均冬前分蘖、最大分蘖和有效分蘖分别增加5.7%—14.7%、10.9%—22.2%和4.5%—6.0%,产量增加2.6%—4.6%。驻马店砂姜黑土3年平均结果表明,A2、C和E较OPT处理提高了氮肥表观回收率和氮素吸收,分别提高7.7%—11%和4.3%—5.3%。石家庄褐土上的结果发现,控释氮肥A2、D可以实现养分释放与小麦生长需求相同步,相比OPT处理,3年平均氮肥表观回收率、氮素吸收分别提高6.4%—26%、2.8%—12%,产量增加1.7%—5.6%。潮土（德州、菏泽）上的结果表明,与OPT处理相比,A2连续3年均能维持小麦高产;其他控释氮肥处理的应用效果年际间差异较大,随着试验的进行逐年稳定,2015—2016年,A2、C处理使德州和菏泽的小麦分别增产1.4%—8.3%和1.5%—4.8%;综合3年的结果,与OPT处理相比,A2、C具有比较稳定的增产趋势。【结论】控释氮肥的应用效果因土壤类型不同而不同,控释氮肥田间氮素释放与小麦氮素需求相匹配是促进小麦产量增加的关键。
【目的】明确华北地区高产冬小麦氮磷钾养分需求特征及其与籽粒产量的定量关系,为高产冬小麦实时养分管理提供理论依据和技术支撑。【方法】在适宜氮磷钾养分供应条件下,通过华北地区多年多点田间试验数据构建冬小麦氮磷钾养分需求特征大数据,量化该区冬小麦地上部氮磷钾养分吸收量与籽粒产量的关系,定量单位籽粒产量的氮磷钾养分需求量。【结果】在适宜施氮条件下,华北地区生产冬小麦籽粒的氮素需求量平均为24.3 kg·t-1,单位籽粒氮素需求量随着籽粒产量的提高而有所降低。当产量水平在<4.5 t·hm-2和6.0—7.5 t·hm-2,籽粒氮素需求量从27.1 kg·t-1降低到24.5 kg·t-1,这是由收获指数的升高和籽粒氮浓度的降低造成的;当产量水平在6.0—7.5 t·hm-2和9.0—10.5 t·hm-2,籽粒氮素需求量从24.5 kg·t-1降低到22.7 kg·t-1,这是由籽粒氮浓度的降低造成的;当产量水平>10.5 t·hm-2,单位籽粒氮素需求量趋于稳定,不再变化。在适宜施磷条件下,生产冬小麦籽粒的磷素需求量平均为4.5 kg·t-1,单位籽粒磷素需求量随着籽粒产量的提高而降低,从产量水平<4.5 t·hm-2的4.7 kg·t-1下降到产量水平>9.0 t·hm-2的4.2 kg·t-1,这是由收获指数的升高和籽粒磷浓度的降低造成的。在适宜施钾条件下,生产冬小麦籽粒的钾素需求量平均为21.1 kg·t-1,单位籽粒钾素需求量随着籽粒产量的提高而降低,从产量水平<4.5 t·hm-2的23.8 kg·t-1下降到产量水平>7.5 t·hm-2的20.2 kg·t-1,这是由收获指数的升高和籽粒钾浓度的降低造成的。冬小麦在拔节至扬花阶段呈现最大的干物质累积与养分吸收速率。【结论】华北地区在适宜的氮磷钾养分供应条件下,冬小麦氮磷钾需求量随产量的提高而增加。随着产量的提高,冬小麦单位籽粒产量的氮素、磷素和钾素需求量下降,这种趋势主要是由收获指数的增加和籽粒氮、磷、钾浓度的降低造成的。对于不同产量水平的冬小麦,高产水平下冬小麦在拔节期后具有较高的干物质累积和养分吸收速率。
【目的】筛选能保证黄淮海夏玉米实现高产、稳产、可持续性的一次性施用缓（控）释肥产品。【方法】选取山东、河南、河北3个玉米种植大省的4个试验点作为玉米一次性施肥定位试验点,选取CRFA、CRFB、CRFC、CRFD、CRFE、CRFF、CRFG、CRFH、CRFI和CRFJ（控释肥代码）10种的缓（控）释肥作为供试肥料,研究不同缓（控）释肥产品的一次性施用对玉米产量的影响。【结果】不同试验点、不同年度间玉米产量差异均达到了5%的显著水平（F=40.67、F=2.95）,但不同施肥处理间差异不显著,同年度、同区域不同缓（控）释肥一次性施用和优化施肥没有显著性差异,可以实现一次性施肥;不同缓（控）释肥处理产量可持续性均高于优化施肥（OPT处理）,可持续性指数（SYI）范围在0.65—0.70;除了CRFE处理,不同处理产量稳定性均高于OPT处理,变异系数（CV）范围在3.19%—7.32%。山东德州试验点不同处理玉米年均产量与OPT处理相比均无显著差异,CRFC处理玉米年均产量最高,为10 734.06 kg·hm-2;不同缓（控）释肥处理产量可持续性均高于OPT处理,其中CRFI、CRFD和CRFB处理的SYI值大于0.70;不同缓（控）释肥处理产量稳定性均高于OPT处理,CV值范围在14.00%—21.77%。本研究中玉米产量可持续性与产量高低没有明显的相关关系;德州试验点各处理玉米产量SYI值与CV值呈极显著的负相关关系,产量越稳定,产量可持续性越好。【结论】本研究选用的缓（控）释肥在玉米上一次性施用均起到了增产的效果,从提高产量的角度考虑,黄淮海区域可实现夏玉米一次性施肥的缓（控）释肥料产品为CRFC、CRFA和CRFB,德州试验区域为CRFC、CRFJ、CRFB和CRFI。从产量可持续性方面考虑,黄淮海区域首选产品为CRFG、CRFD、CRFH;德州试验区域首选产品为CRFI、CRFD、CRFB。从产量变异性较小方面考虑,黄淮海区域首选产品为CRFH、CRFB、CRFG;德州试验区域首选产品为CRFI、CRFD、CRFB。
【目的】了解水性树脂包膜尿素氮素释放特征及其与冬小麦氮素吸收特性在时空上的匹配性,为其在冬小麦一次性施肥上的应用提供理论依据。【方法】通过室内和田间试验相结合,研究水性树脂包膜尿素外膜表面形貌特征、氮素在静水与麦田中的释放特征、氮素释放与冬小麦氮素吸收的相关关系,不同土层土壤无机氮含量的时间动态以及不同生育时期土壤有效氮累积量与冬小麦吸收量的匹配关系。【结果】水性树脂包膜尿素涂膜外观完整、致密,无明显孔隙。C型水性树脂包膜尿素,在水中的累积释放曲线呈“S”型,释放期约为45 d;在麦田中的累积释放曲线呈拉长“S”型,释放期约为180 d。水性树脂包膜尿素在土壤中的氮素累积释放量与冬小麦氮素累积吸收量呈极显著的线性正相关。水性树脂包膜尿素在田间的氮素释放峰有两个,分别在苗期和拔节期,分别占全年氮素释放量的30.83%和23.53%。从氮素吸收与氮素释放在生育期匹配性来看,孕穗期之前,两者呈“错峰”关系,氮素释放峰在前,氮素吸收峰在后。与普通尿素处理相比,水性树脂包膜尿素处理不同土层在关键生育期土壤硝、铵态氮含量和有效氮累积量显著增加,0—30 cm土层在冬小麦返青、孕穗、灌浆期,30—60 cm土层在冬小麦孕穗、扬花、灌浆期,60—90 cm土层在冬小麦返青、扬花、灌浆期。【结论】水性树脂包膜尿素,缓释性满足缓释肥国家标准;在静水和麦田中的氮素释放特征相似,但在麦田中的释放期更长;其在麦田中的氮素释放规律与冬小麦氮素吸收规律基本一致,只是在孕穗期之前释放峰对应的生育时期,较吸收峰提前了一个生育时期;水性树脂包膜尿素较普通尿素更能提高不同土层在冬小麦关键生育时期的氮素供应能力,实现氮素供应与冬小麦根系吸收在空间上的匹配。
