论文摘要
本文以高产冬小麦-夏玉米为研究对象,通过农户调查,结合统计数据,对典型高产区冬小麦、夏玉米生产与肥料施用状况进行了系统分析,并在此基础上,通过田间试验,建立了基于土壤硝态氮测试和氮素平衡的氮素实时监控技术,以促进作物产量和氮肥利用效率协同提高。主要研究结果如下:1自1985-2003年,兖州市小麦玉米不同年份间产量波动大,化肥总量、N肥用量与小麦、玉米产量、粮食总产及单产之间都呈极显著正相关。化肥施用尤其是氮肥施用对粮食增产效果显著。2从目前的肥料施用状况看,存在化肥投入量过多,尤其是氮投入过多,小麦玉米轮作体系一年施氮量达到751.6 kg.hm-2;地域间、作物间氮肥投入不平衡;农户氮肥投入随意性很大,化肥投入不合理等问题。3基于根层硝态氮测试进行的氮肥精准施用研究表明:小麦精准施氮氮肥用量为125～155 kg.hm-2平均141 kg.hm-2,比习惯施肥节约氮肥47.4%,但产量增加5.7%,玉米精准施氮氮肥用量为183～280 kg.hm-2平均为220 kg.hm-2,比习惯节约氮肥45.3%,但产量增加4.1%。从小麦玉米的校验试验结果表明,优化氮肥管理处理是各个处理中产量最高的。本研究确定的优化氮肥施用量是合理的。4小麦季植株吸氮量习惯处理为166 kg.hm-2略大于优化处理160 kg.hm-2,而籽粒吸氮量优化处理为125 kg.hm-2大于习惯处理120 kg.hm-2;玉米季植株吸氮量习惯处理最高,为146.3 kg.hm-2,但籽粒吸氮量是各个处理中最低的为84.2 kg.hm-2。可见增加施氮量可以提高作物吸氮量,但是当施氮量增加到某一程度后,再增加施氮量,对籽粒氮的贡献就很少了,甚至有所降低。这部分增加的氮主要被作物的秸秆吸收了。5通过对小麦-玉米轮作体系氮素表观平衡研究表明,优化处理化学氮肥输入占氮素输入39.8%,习惯处理化学氮肥输入占氮素输入55.7%;优化处理氮素损失占氮素输入的36.9%,习惯处理氮素损失占氮素输入的50.7%。6两年四季的田间应用结果表明,小麦季优化处理氮肥利用效率为13.6%,农学效率4.1 kg·kg-1,生理效率36.2 kg·kg-1,氮肥偏生产力45.1 kg·kg-1,产/投比为12.4均显著高于习惯施氮处理;优化处理氮素表观损失为146.3 kg.hm-2,硝态氮残留87.1 kg.hm-2,氮素盈余276.2 kg.hm-2均显著低于习惯处理。玉米季优化处理氮肥利用效率17.4%,农学效率3.7 kg·kg-1,生理效率28.8 kg·kg-1,氮肥偏生产力42 kg·kg-1,产/投比14.3均显著高于习惯处理;优化处理氮素表观损失210.5 kg.hm-2,硝态氮残留84.2 kg.hm-2,氮素盈余290.3 kg.hm-2均显著低于习惯处理。