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1、谭金芳 王宜伦 李 慧 韩燕来,河南农业大学Henan agricultural university 2010-1-16,冬小麦-夏玉米轮作体系养分优化管理,IPNI平衡施肥项目,Nutrient optimized management for winter wheat and summer maize rotation,汇报内容Report content,一、研究背景与意义 Studied background and significance二、2009年研究工作 Research in 2009三、考察活动与论文等 Propagating the inspected activit
2、y and so on四、2010年工作计划安排 The plan of jobs in 2010,河南省属于暖温带到北亚热带的过渡区，温度适宜、日照充足，降雨量中等，能满足冬小麦、夏玉米一年两熟制的生产需要，农业生产中多是冬小麦-夏玉米轮作。,一、研究背景与意义Background and significance,近年来，河南已成功地连续多年多点实现了冬小麦、夏玉米超高产的纪录，冬小麦-夏玉米轮作超吨半粮田面积不断扩大，成为完成河南省粮食生产任务和解决国家粮食安全的途径之一。然而，超高产生产中对肥料施用技术的推荐带有相当多的经验成分，存在着施肥量大、肥料比例不平衡、肥料利用效率较低等问题。
3、,冬小麦-夏玉米轮作体系中相应条件下的施肥理论与技术研究不足，这已成为制约冬小麦、夏玉米超高产栽培技术进一步推广的重要限制因素。因此，急需深入研究超高产冬小麦-夏玉米轮作体系中养分资源优化管理，实现粮食增产和肥料高效利用。,1、施氮量对超高产冬小麦产量、养分吸收与利用的影响2、氮肥运筹对超高产冬小麦产量、养分吸收与利用的影响3、冬小麦施氮对后茬夏玉米产量及土壤无机氮含量的影响4、冬小麦氮肥运筹对后茬夏玉米产量及土壤无机氮含量的影响 5、冬小麦施氮对茬口土壤无机氮含量的影响,二、2009年研究工作Research in 2009,6、冬小麦土壤养分限制因素研究7、钾肥不同施用时期对冬小麦茎秆抗倒
4、性能的影响8、钾肥不同施用时期对冬小麦功能叶片衰老及产量的影响,试验一、施氮量对超高产冬小麦产量、养分吸收与利用的影响,1 材料与方法Materials and methods 1.1 试验地点Test site 试验于2008年10月2009年6月在河南省浚县巨桥镇姜庄进行，土壤类型为褐土，质地为粘壤土，前茬作物为玉米，土壤肥力较高，农化性质（中国农业科学院中加合作实验室测定分析）见表1。,1.2 试验设计Experimental Design N0-不施氮肥；N1-施氮量为60kg/hm2；N2-施氮量为120kg/hm2；N3-施氮量为180kg/hm2；N4-施氮量为240kg/hm2
5、；N5-施氮量为300kg/hm2。磷肥(P2O5)的施肥量为 90 kg/hm2，钾肥(K2O)的施肥量为 90 kg/hm2。,其中氮肥为尿素（N，46%），磷肥为过磷酸钙（P2O5，12%），钾肥为氯化钾（K2O，60%）。氮肥在播前、返青期和拔节期各施1/3，磷肥全部基施，钾肥在播前和拔节期各施1/2。供试冬小麦品种为衡观35，小区面积4.07.5=30，各小区间过道1.0米，重复间2.5米，播种量为12公斤/亩，四次重复，随机区组排列。试验于2009年10月18日播种，2009年6月5日收获。田间管理措施采用当地超高产生产的管理方法进行。,土壤样品：在苗期、越冬期、返青期、拔节期、孕
6、穗期和灌浆期成熟期，每20cm一层采集每个试验小区040cm土壤样品，在播前和收获期每20cm一层采集每个试验小区0100cm土壤样品，用0.01 mol/LCaCl2浸提-流动注射分析测定土壤铵态氮和硝态氮。植株样品：在成熟期采集每个试验小区有代表性的植株样品，105杀青15分钟，6575烘干。样品粉碎后，用浓H2SO4-H2O2消煮，凯氏定氮法测定植株全氮、钒钼黄比色法测定植株全磷、火焰光度计法测定植株全钾。在苗期、越冬期、返青期、拔节期、开花期、灌浆期用叶绿素计测定小麦叶片的SPAD值，测定叶片挑旗前为最新完全展开叶，挑旗后为旗叶；测定后采集叶片，105杀青15分钟，6575烘干，粉碎后
7、，用H2SO4-H2O2消煮，凯氏定氮法测定植株全氮。用在返青期、拔节期、孕穗期、开花期、灌浆期用美国产Green-seeker测定小麦的NDVI值。,1.4 调查和计产Investigation and meter output 全部收获田间标记好的1米双行的小麦植株，同时在各试验小区随机收获4m2小麦计产，取10株小麦进行考种，调查株高、穗长、穗粒数和千粒重等。1.5 数据处理方法Data Processing 在DPS数据处理系统上，采用Duncan新复极差法，进行多重比较；绘图在Excel上进行。1.6 有关指标计算Calculation of the indicators 养分积累量
8、(kg/hm2)=非收获物干重非收获物含量+收获物干重收获物含量 农学效率（kg/kg）=施肥作物增产量/施肥量 养分回收率（%）=（施肥区植株地上部养分积累量不施肥区植株地上部养分积累量）/施肥量100 增产率（%）=（施肥处理产量-不施肥处理产量）100/不施肥处理产量 偏生产力（kg/kg）=作物增产量/施肥量,表2 不同氮肥用量对冬小麦产量的影响Table2 Effect of N treatment on winter wheat yield,注：表中每列相同字母标示处理间差异不显著，小写字母代表5%显著水平。,180kg/ha,冬小麦产量与施氮量的关系可以用一元二次多项式拟合：y=
9、-0.504x2+12.586x+586.21（R2=0.9143），最高产量施氮量为183.7 kg/hm2。氮肥用量在120240 kg/hm2时，冬小麦籽粒产量差异不明显，维持在9895.5 kg/hm210032.0 kg/hm2之间。,表4 不同处理关键生育期冬小麦叶片SPAD值Tab4.Leaf SPAD in critical growth stages of winter wheat,冬小麦叶片的SPAD值随着氮肥用量的增加而增加，施氮量高于240kg/hm2差异不明显。,图1 不同处理关键生育期冬小麦冠层NDVI值Fig 1.Canopy NDVI in critical g
10、rowth stages of winter wheat,在各生育期内，冬小麦冠层NDVI值随着氮肥用量的增加而增加，当施氮超过240kg/hm2增加幅度不明显。,表5 成熟期各处理土壤剖面无机氮含量（mg/kg）Tab5.Inorganic nitrogen content of soil profile in maturity stage of winter wheat,不同施氮量对冬小麦土壤无机氮含量水平分布和垂直分布特征均有明显影响。,试验二、氮肥运筹对超高产冬小麦产量、养分吸收与利用的影响,（本试验地点、材料与方法、采样分析调查计产等均同试验一）,各处理磷钾肥用量及施用方式相同，磷肥
11、(P2O5)的施肥量为 90 kg/hm2，全部基施；钾肥(K2O)的施肥量为 90 kg/hm2，在播前和拔节期各施1/2。,试验设计与施肥用量(kg N/ha)fertilizer rate,表6 氮肥运筹对冬小麦产量的影响（kg/mu）Table6 Effect of Nitrogen Application on economic yield,适宜氮量条件下前氮后移追施氮肥有助于提高冬小麦产量，即氮肥180kg/ha在返青期和拔节期按照2：1的增产效果最好。,表7 不同处理关键生育期冬小麦叶片SPAD值Tab7.Leaf SPAD in critical growth stages o
12、f winter wheat,表8 冬小麦成熟期土壤无机氮含量（mg/kg）Tab8.Inorganic nitrogen content of soil profile in maturity stage of winter wheat,氮肥运筹影响壤无机氮含量，且同一施氮水平下，返青期和拔节期两次追肥0-40土层无机氮含量最高。,表9 冬小麦氮肥效率Table 9 Winter wheat N efficiency,氮肥施用量为120 kg/hm2，且按111的基追比施用时氮肥农学效率和偏生产力最高。返青期和拔节期追施氮肥可提高小麦的农学效率和偏生产力，从而提高氮肥利用率。,试验三、冬小麦
13、施氮对后茬夏玉米产量及土壤无机氮含量的影响,（本试验为试验一的基础上定位研究冬小麦施氮量对夏玉米的后效）,表10冬小麦施氮量对后茬夏玉米产量的影响Tab10 Effect of N Application on summer maize yield,冬小麦施氮对后茬夏玉米仍具有增产作用，冬小麦施氮量为180 kg/hm2时夏玉米产量最高，与冬小麦产量水平一致。氮肥在冬小麦-夏玉米轮作体系中有一定后效。,表11 夏玉米成熟期土壤剖面无机氮含量（mg/kg）Tab11.Inorganic nitrogen content of soil profile in maturity stage of s
14、ummer maize,经过冬小麦-夏玉米轮作周期后，施氮处理与不施氮处理土壤无机氮含量垂直分布特征具有明显差异，施氮处理土壤无机氮含量垂直分布规律较为一致。同一土层土壤无机氮含量因冬小麦施氮量不同而存在差异，高施氮量（大于180 kg/hm2）时040cm土层土壤无机氮含量趋于稳定，冬小麦施氮量为300 kg/hm2时40cm100cm土壤无机氮含量明显高于其他施氮处理。,冬小麦施氮量为060kg/hm2时夏玉米叶片SPAD值明显低于其他施氮处理，施氮量为0120kg/hm2时夏玉米叶片SPAD值随着施氮量的增加而增加，冬小麦施氮量超过120kg/hm2时夏玉米叶片SPAD值基本一致。,试验
15、四、冬小麦氮肥运筹对后茬夏玉米产量及土壤无机氮的影响,EXP4 Studies on plant nutrient uptake and accumulation of winter wheat,（本试验为试验二的基础上定位研究冬小麦施氮量对夏玉米的后效）,表12 冬小麦氮肥运筹对夏玉米产量的影响Tab12 Effect of N Fertilization of Winter Wheat Yield on summer maize,表13不同处理夏玉米各生育期叶片SPAD值的变化Tab13.Leaf SPAD in growth stages of summer maize,高施氮量土壤无机
16、氮含量较高，冬小麦后期施氮可以维持土壤无机氮含量。,表14 夏玉米成熟期土壤无机氮含量（mg/kg）Tab14.Inorganic nitrogen content of soil profile in maturity stage of summer maize,在冬小麦收获后，至夏玉米拔节期（7月12日），每7天采集各试验小区040cm土壤样品，用0.01 mol/LCaCl2浸提-流动注射分析测定土壤铵态氮和硝态氮。,冬小麦施氮量对茬口间土壤无机氮含量的影响 Effect of nitrogen rate in winter wheat on Soil inorganic nitroge
17、n content during the main crop season,冬小麦、夏玉米茬口间土壤无机氮含量变化Soil inorganic nitrogen content during the main crop season,冬小麦不同施氮量的土壤无机氮含量在前期存在明显差异，夏玉米灌蒙头水（6月15日）后土壤无机氮含量下降，到夏玉米拔节期各施氮处理间020cm土壤无机氮含量趋于一致。,20-40cm土层土壤无机氮含量在茬口前期差异明显，7月5日趋于一致。,试验小结summary of the experiment,1、氮肥运筹对冬小麦的效应Effect of nitrogen app
18、lication on winter wheat 施用氮肥冬小麦增产幅度为3.03%12.58%，最高产量施氮量为183.7 kg/hm2，氮肥用量在120240 kg/hm2时冬小麦产量差异不明显。返青期后，地上部NDVI值和叶片SPAD值（除拔节期）都随着生育期的延长先增加后降低，NDVI值在孕穗期达最大值，而叶片SPAD值在开花期达最大值；各生育期地上部NDVI值和叶片SPAD值都随着氮肥用量的增加而增加，高施氮量时地上部NDVI值变化较叶片SPAD值明显。,2、氮肥运筹对后茬夏玉米的效应 Effect of nitrogen application on summer maize 冬小
19、麦施氮对后茬夏玉米仍具有增产作用，增产率0.39-9.39%，冬小麦施氮量为180 kg/hm2（60+60+60）时夏玉米产量最高，达800.5 kg/mu。经过冬小麦-夏玉米轮作周期后，施氮处理与不施氮处理土壤无机氮含量垂直分布特征具有明显差异。土壤无机氮含量随施氮量增加而增加，高施氮量（大于180 kg/hm2）时040cm土层土壤无机氮含量趋于稳定，冬小麦施氮量为300 kg/hm2时40cm100cm土壤无机氮含量明显高于其他施氮处理。,冬小麦施氮量为060kg/hm2时夏玉米叶片SPAD值明显低于其他施氮处理，施氮量为0120kg/hm2时夏玉米叶片SPAD值随着施氮量的增加而增加
20、，冬小麦施氮量超过120kg/hm2时夏玉米叶片SPAD值趋于一致。,在冬小麦-夏玉米超高产轮作体系，冬小麦氮肥运筹明显影响着茬口间土壤无机氮含量。茬口间土壤无机氮含量随着冬小麦施氮量的增加逐渐增加，夏玉米拔节期土壤无机氮含量趋于一致。,超高产冬小麦、夏玉米生产中不施肥区亦有较高的产量和养分积累量，用差减法计算出的农学效率和肥料利用率势必较低。评价超高产田肥料利用效率将肥料利用率、农学效率和肥料偏生产力（较高）结合起来综合考虑是不是更好？,感想和体会Suggestions,专家们提出了提高肥料利用效率的方法途径较多：因品种、水肥耦合、新型肥料,肥料利用效率高低与气候因子（降水量、积温和光照等）
21、气象灾害（旱、涝、低温、阴雨寡照）也有很大关系。,合理施肥应该结合气候条件,近三年浚县试验地夏玉米生育期间气象资料Meteorological data on summer maize in Xunxian,可否做到因不同地区每年的气候条件合理施肥，从而提高肥料利用效率？,三、考察活动等,2009年9月，IPNI田间试验考察,培养研究生1名,本科生3名,发表论文7篇,学术会议 1)2009年1月，IPNI中国项目北方地区工作会议 哈尔滨 2)2009年9月，玉米高产养分管理学术研讨会会议会 郑州 3)2009年10月，首届全国新型肥料学术研讨会 北京,2009年12月，河南农业大学/北京新禾丰
22、首届农资经销商“土壤-植物营养与肥料施用技术”培训班,韩燕来主讲作物施肥原理与高产施肥技术王宜伦主讲常用肥料性质与施用,介绍了IPNI项目在河南的主要研究工作。,发放平衡施肥光盘、作物营养失衡图谱几十册。,四、2010年工作计划,The plan of jobs in 2009,高产再高产的施肥与其他其他栽培措施的优化配合问题；冬小麦-夏玉米一体化氮磷钾循环及其优化施肥技术；冬小麦-夏玉米一体化营养诊断指标（SPAD等）中产田（砂质潮土、水稻土）施肥指标体系的建立。,按IPNI统一要求 安排冬小麦氮肥基施试验两个，浚县（高肥力）和新郑（中肥力）。,高（超高）产冬小麦-夏玉米轮作体系养分需求与供
23、应同步机制研究(浚县),（一）研究试验,（二）发表论文,核心期刊和高效施肥5-8篇。,高产田冬小麦-夏玉米一体化钾肥优化施用技术研究 研究高产农田不同钾肥用量和施钾时期对冬小麦/夏玉米产量、钾素积累规律、土壤速效钾变化和钾肥效率的影响；明确冬小麦-夏玉米轮作体系钾肥最佳用量和时期及钾肥后效，前后茬分配比例，研究出冬小麦-夏玉米一体化的钾肥优化施用技术，实现高产田钾肥高效利用。超高产冬小麦-夏玉米轮作体系“后肥前施”技术研究 研究超高产冬小麦-夏玉米轮作体系中专用缓/控释肥对冬小麦和夏玉米产量、养分积累、养分效率的影响等；确定冬小麦-夏玉米专轮作体系中节肥简化施肥技术，实现超高产农田的减肥增效，为超高产生产提供科学施肥技术。,谢谢大家!,请各位专家指导!,更多资源,初三语文 初三英语 初三数学 初三物理 初三化学 初三政治 初三历史 初三地理 初三生物,
