蒋龙刚¹, 黄明^1,3, 宋庆赟¹, 苑爱静¹, 李嘉华¹, 邱炜红^,1,2, 王朝辉^,1,21 西北农林科技大学资源环境学院/农业农村部西北植物营养与农业环境重点实验室,陕西杨凌712100
2 西北农林科技大学/旱区作物逆境生物学国家重点实验室,陕西杨凌712100
3 河南科技大学农学院,河南洛阳 471023

Research on Nitrogen Fertilizer Application Recommended Method Based on Soil Organic Matter in Dryland Wheat Production

JIANG LongGang¹, HUANG Ming^1,3, SONG QingYun¹, YUAN AiJing¹, LI JiaHua¹, QIU WeiHong^,1,2, WANG ZhaoHui^,1,21 College of Natural Resources and Environment, Northwest A&F University/Key Laboratory of Plant Nutrition and Agro-Environment in Northwest China, Ministry of Agriculture and Rural Affairs, Yangling 712100, Shaanxi
2 Northwest A&F University/State Key Laboratory of Crop Stress Biology in Arid Areas, Yangling 712100, Shaanxi
3 School of Agriculture, Henan University of Science and Technology, Luoyang 471003, Henan

通讯作者: 邱炜红,E-mail： qwh@nwsuaf.edu.cn。 王朝辉,E-mail： w-zhaohui@263.net

责任编辑: 李云霞
收稿日期:2019-08-5接受日期:2019-09-30网络出版日期:2020-05-16

基金资助:

国家重点研发计划专项.2016YFD0200105 国家重点研发计划专项.2018YFD0200401 国家公益性行业(农业)科研专项.201503124

Received:2019-08-5Accepted:2019-09-30Online:2020-05-16
作者简介 About authors
蒋龙刚,E-mail：1490768260@qq.com。









摘要
【目的】 当前国内已有的小麦氮肥用量推荐方法,尤其是基于测土进行的推荐施肥方法,都存在取样量大、测试工作量大和成本较高的问题,难以被农技推广工作者和小农户接纳与应用推广。为此,本文就一种至少2—3年有效的氮肥用量推荐方法进行研究。【方法】 以低有机质含量土壤维持或提高土壤肥力、高有机质土壤降低环境风险为目的,建立基于土壤有机质含量的旱地小麦施氮量推荐方法,施氮量（kg N·hm^-2）=目标产量需氮量（kg N·hm^-2）×施氮系数（N_f）。施氮系数（N_f）由表层土壤有机质含量高低确定。应用这一方法在渭北旱塬冬小麦种植区6县进行了3年田间试验。【结果】 基于有机质推荐氮肥施用量平均为161 kg N·hm^-2,比农户习惯施肥（平均为190 kg N·hm^-2）减少了15.3%;而相应的冬小麦平均籽粒产量为5 817 kg·hm^-2,比农户习惯施肥显著提高了9.0%。此外,与农户习惯施肥相比,基于有机质含量推荐施肥的经济效益增加了1 451元/hm²,提高19.3%,小麦收获期1 m土层的硝态氮残留降低了39 kg·hm^-2,显著降低28.3%。【结论】 基于土壤有机质含量推荐施肥降低了氮肥施用量并提高了冬小麦籽粒产量,增加了经济效益,降低了土壤硝态氮残留量和施肥的环境风险,可在旱地小麦区推广应用。
关键词： 氮肥推荐;旱地;冬小麦;有机质;施氮系数

Abstract
【Objective】 Most of the current existing recommended methods of nitrogen (N) fertilizer application for wheat involved collecting and analyzing a huge quantity of soil samples every year, especially for those based on soil testing, thus these methods were very expensive and difficult to be accepted and applied by the smallholder farmers and junior agricultural technicians. Therefore, it is important to explore an effective N fertilizer recommendation method that does not need testing soil samples each year. 【Method】 A recommended N fertilizer application method that based on the soil organic matter content (SOM) was proposed, the purpose of which was to maintain or improve soil fertility under low SOM condition, and to decrease the environmental risk under high SOM condition in dryland. The N fertilizer application rate was calculated as the N requirement of the target grain yield multiplied by the N fertilizer coefficient (N_f), where N_f was determined by SOM in topsoil. Then a three-year field experiment was conducted to verify this recommended method in six counties of winter wheat planting area in Weibei dryland, with two treatments: FP (Farmers’ practice) and OFP (Optimized fertilization practice based on the method of soil organic matter). 【Result】 The results showed that the average N fertilizer rate of OFP and FP was 161 and 190 kg N·hm^-2, respectively, with a significant decrease of 15.3% by OFP. However, the winter wheat yield in OFP was 5 817 kg·hm^-2and higher (by 9.0%) than that in FP. The net economic return of OFP was 1 451 yuan/hm², with an increase of 19.3% when comparing with FP. In addition, compared with FP, OFP decreased 39 kg·hm^-2nitrate-N residue in 0-1 m soil layers at harvest stage, with a decrease of 28.3%. 【Conclusion】 The recommended N fertilization method based on soil organic matter decreased N fertilizer input increased the wheat grain yield and economic benefits, and reduced the environmental risk in Weibei dryland. Therefore, this method could be taken into account in the management of N fertilizer input by local farmers in this region.
Keywords：nitrogen fertilizer recommendation;dryland;winter wheat;organic matter;N fertilizer coefficient


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本文引用格式
蒋龙刚, 黄明, 宋庆赟, 苑爱静, 李嘉华, 邱炜红, 王朝辉. 基于土壤有机质含量推荐的旱地冬小麦施氮量研究[J]. 中国农业科学, 2020, 53(10): 2020-2033 doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2020.10.009
JIANG LongGang, HUANG Ming, SONG QingYun, YUAN AiJing, LI JiaHua, QIU WeiHong, WANG ZhaoHui. Research on Nitrogen Fertilizer Application Recommended Method Based on Soil Organic Matter in Dryland Wheat Production[J]. Scientia Acricultura Sinica, 2020, 53(10): 2020-2033 doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2020.10.009

0 引言

【研究意义】中国耕地面积辽阔,不同地区因气候、作物类型、耕作方式、土地利用方式、施肥等的不同导致土壤肥力水平差异较大^[1]。同时,农户施肥量较推荐用量普遍偏高^[2,3],导致大量养分在土壤中残留,如硝态氮和速效磷含量增加^[4,5,6,7]。在此情况下,若不通过测土直接推荐施肥可能导致施肥量与冬小麦实际需求偏差较大。因此,近来年诞生多种基于测土进行推荐氮肥施用量的方法^[8,9,10],如土壤N_min法是基于土壤0—90 cm剖面无机氮含量^[11];土壤肥力指标法是基于田间试验建立土壤养分等级以及作物的产量反应^[12];实时氮素推荐施肥技术是基于作物不同生育时期的氮素需求量与土壤供氮能力之差^[13];旱地小麦监控施肥技术是收获或播前1 m土层硝态氮含量与土壤硝态氮安全阈值来进行计算施氮量^[14,15]。这些推荐施肥方法在农业生产中都起到了降低化肥施用量、稳产、增产及增效的作用,具有一定的适用性及科学指导意义^[13,16]。然而,目前基于测土施肥的方法均需取样和测试土壤样品,且需要每年进行测定,造成工作量大且费用较高,难以被农户广泛接纳和应用^[17]。因此,建立一个基于土壤中稳定指标（如有机质）,且能至少在2—3年内进行氮肥用量推荐的方法尤为必要。【前人研究进展】研究表明,土壤中氮素的80%—97%是以有机氮的形式存在于土壤有机质中^[18,19],作物吸收的氮素至少50%以上来源于土壤有机质的矿化^[20,21],且已有大量研究表明土壤氮素供应能力与土壤有机质含量呈显著正相关^[22,23]。基于已有文献数据统计,我们发现土壤有机质年矿化量与土壤有机质呈显著正相关关系（图2）。因此,土壤有机质含量可有效反应土壤供氮水平,基于土壤有机质含量进行推荐氮肥施用量具有一定的可行性。目前,国内外已有基于有机质含量推荐施氮量的相关报道,如印度,BENBI等^[23]基于6年长期试验建立了基于土壤有机质含量与土壤供氮能力相关程度进行推荐施氮量,然而该研究区域土壤有机质含量范围为4—16 g·kg^-1,且70%以上的土壤有机质小于10 g·kg^-1,低于我国土壤有机质平均含量（24.6 g·kg^-1）^[24],因此该方法并不适用于我国。在华北平原,CUI等^[25]基于不施氮处理的表观氮矿化量和土壤播前无机氮含量推荐施氮量。然而施氮处理与不施氮处理表观矿化量差异较大^[26],且该方法还需测定土壤播前无机氮含量,造成测试成本较高。姜丽娜等^[27]基于多年多点氮肥效应试验,并通过回归分析确定经济施氮量和土壤有机质之间的函数模型,构建了浙江省油菜测土施氮指标体系。然而该研究仅考虑土壤有机质供氮水平与施氮量之间的关系,并未考虑作物不同目标产量下需氮量的差异。【本研究切入点】以上基于土壤有机质推荐施氮量方法均未在田间进行试验验证,能否用于生产实践还有待检验。目前国内还缺乏一套完善的基于土壤有机质推荐的作物施氮方法。该方法应考虑维持或提高土壤肥力水平,对于低有机质含量的土壤,应防止有机质矿化速率过快造成土壤肥力水平下降^[28];而对于高有机质含量的土壤,施肥时应考虑有机质自身的矿化,避免造成土壤残留硝态氮的增加（图3）,加剧环境风险。【拟解决的关键问题】本研究以低有机质含量土壤维持或提高土壤肥力、高有机质土壤降低环境风险为目的,在渭北旱塬六县设置基于土壤有机质和目标产量推荐氮肥用量试验,通过与农户习惯施肥相比较,验证基于土壤有机质推荐氮肥施用量的科学性和合理性,为旱地小麦合理施用氮肥提供方法。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2014年9月至2017年9月,连续3年在西北旱地小麦种植区陕西渭北旱塬六县（彬县底店镇,凤翔县田家庄镇,合阳县和家庄镇,蒲城县桥陵镇、罕井镇,耀州县石柱镇,永寿县监军镇）进行,其中凤翔与耀州试验点由于农户土地流转在试验第3年更换试验地,其余4个试验点试验期间没有更换试验地。渭北旱塬位于黄土高原中部,海拔600—1 300 m,东经106°40′—110°36′,北纬34°29′—35°36′,总面积约300×10⁴ hm²,年降水量平均为500—600 mm,年际间波动剧烈且年内分布不均,60%以上降水集中在7、8、9月。该地区冬小麦为一年一熟,每年9月中旬至10月初播种,下一年6月初至下旬收获,夏季休闲。试验期间各试验点的休闲季和生长季降水如图1所示。试验开始前各试验点土壤基础理化性状及0—100 cm土层硝态氮积累量如表1所示。

图1

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图1试验期间各地点夏闲期与生长期的降水量

BX、FX、HY、PC、YZ和YS分别代表彬县、凤翔、合阳、蒲城、耀州和永寿
Fig. 1Precipitation during the growing season of wheat and fallow season during the experimental years from 2014 to 2017

BX, FX, HY, PC, YZ and YS represent Binxian, Fengxiang, Heyang, Pucheng, Yaozhou and Yongshou, respectively


Table 1
表1
表1各试验地点开始前土壤的基本理化性状和0—100 cm土层硝态氮累积量
Table 1Properties of the soil and nitrate in 0-100 cm soil sampled at wheat harvest when the experiments were initiated

试验地点Experimental sites	pH	0—20 cm土层 有机质含量 Organic matter content in 0-20 cm soil layer (g·kg-1)	0—40 cm土层 硝态氮含量 Nitrate-N content in 0-40 cm soil layer (mg·kg-1)	0—40 cm土层 有效磷含量 Available P content in 0-40 cm soil layer (mg·kg-1)	0—40 cm土层 有效钾含量 Available K content in 0-40 cm soil layer (mg·kg-1)	0—100 cm土层 硝态氮积累量 Nitrate residue content in 0-100 cm soil layer (kg·hm-2)
彬县BX	8.3	14.3	11.8	11.3	131	153
凤翔FX1	8.3	13.6	16.8	11.6	121	292
凤翔FX2	8.1	11.1	17.4	9.9	106	153
合阳HY	8.5	14.0	7.7	10.0	187	251
蒲城PC	8.2	12.1	5.2	11.0	173	123
耀州YZ1	8.3	16.0	9.3	14.7	180	74
耀州YZ2	8.1	15.6	54.8	4.9	135	410
永寿YS	8.2	12.4	10.9	11.3	110	104
平均Mean	8.3	13.6	16.7	10.6	143	195

BX、HY、PC和YS分别代表2014—2017年彬县、合阳、蒲城和永寿试验点。FX1和YZ1分别代表2014—2016年凤翔和耀州试验点,FX2和YZ2分别代表2016—2017年凤翔和耀州试验点
BX, HY, PC and YS represent Binxian, Heyang, Pucheng and Yongshou test sites in 2014-2017, respectively. FX1 and YZ1 represent the Fengxiang and Yaozhou test sites in 2014-2016, respectively, and FX2 and YZ2 represent the Fengxiang and Yaozhou test sites in 2016-2017, respectively

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1.2 试验设计

试验设置2个处理,即农户习惯施肥（FP）与基于收获期土壤有机质测试的推荐施肥（OFP）。FP处理中,施肥量为当地农户习惯施用量,即在小麦播种前随机走访各试验地点所在村30个农户,调查其小麦施肥量,以农户平均氮、磷、钾施肥量作为该试验点肥料用量。OFP处理施氮量是根据冬小麦目标产量、0—20 cm土层有机质含量参数,应用“有机质推荐施肥法”计算氮肥用量。其原理如下：

通过中国知网、Web of Science中英文数据库检索国内外近40年公开发表关于有机质矿化的文献,并对检索的文献进行筛选,筛选标准如下：（1）必须为田间有机质矿化试验;（2）种植作物为小麦。经过筛选,共有19篇文献,38个样本数据。基于目前关于有机质矿化的文献数据汇总发现（图2）,土壤有机质年矿化量与土壤有机质含量显著正相关。从拟合方程可看出,当土壤有机质为10 g·kg^-1时,土壤有机质年矿化量为35.4 kg·hm^-2;当土壤有机质为20 g·kg^-1时,土壤有机质年矿化量为72.4 kg·hm^-2。农户施肥时若不考虑土壤自身的矿化量,可能会造成化肥施用过量和硝酸盐残留。本课题组前期大量的农户调研发现,随着表层土壤有机质含量的增加,收获期1 m土层硝酸盐残留量逐渐增加（图3）。因此,当土壤有机质含量高时应适当降低氮肥施用量,而当土壤有机质含量低时,为提高土壤肥力水平应适当增加氮肥施用量。文献资料表明^[24,29],陕西省80%以上耕地的土壤有机质含量介于8—20 g·kg^-1,且平均含量为14 g·kg^-1,所以将土壤有机质含量介于12—16 g·kg^-1规定为中等水平,并建立土壤有机质丰缺指标（表2）。在有机质中等水平时,施氮的目标是将土壤有机质含量维持在中等水平并获得较高产量,因此将施氮系数定为1.0,当土壤有机质含量高于中等水平时,施氮系数降低,反之增高,然后根据表2建立0—20 cm土层有机质含量和氮施肥量计算系数之间的回归方程,使施氮系数连续化,而后结合目标产量需氮量,建立基于0—20 cm土层有机质含量的氮肥推荐施用方法,即：

施氮量（kg N·hm^-2）=目标产量需氮量（kg N·hm^-2）×施氮系数（N_f）

式中,目标产量为试验地块前3个正常年份小麦产量的平均值乘以系数1.10。目标产量需氮量=目标产量（kg·hm^-2）×28/1000,其中参数28为生产1 000 kg小麦籽粒氮需求量^[30]。N_f是根据0—20 cm土层有机质含量（OM：Organic matter）与N_f的关系式求得：N_f= 0.0004761634 OM²-0.0288784977 OM+1.3164638749。

图2

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图20—20 cm土层有机质含量与土壤一年氮矿化量的关系

数据源于文献资料,**表示方差在P<0.01水平显著
Fig. 2Relationship between soil organic matter content in 0-20 cm soil layer and soil nitrogen mineralization in a year

The data are derived from the literatures, ** indicates statistical significance of variance at P<0.01

图3

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图3农户0—20 cm土层有机质含量与收获期1 m土层硝态氮残留量的关系

盒子内的实线和虚线,盒子下边和上边缘线,盒子外的棒分别代表了数据的中位数和平均数,25%和75%分位数,5%和 95%分位数;实心黑点代表小于5%和大于95%分位数的数据
Fig. 3Relationship between organic matter content in 0-20 cm soil layer of farmland and nitrate nitrogen residue in 1 m soil layer at harvest

The solid and dotted lines, lower and upper edges, bars and dots in or outside the boxes represent the median and mean values, 25th and 75th, 5th and 95th, and, <5th and >95th percentiles of all data, respectively


Table 2
表2
表2土壤有机质丰缺指标及其优化施氮系数
Table 2Soil organic matter supply capacity indexes and their recommended N fertilization coefficients

土壤有机质指标 Soil organic matter index	0—20 cm土层有机质含量 Organic matter content in 0-20 cm soil layer (g·kg-1)	施氮系数 N fertilization coefficient, Nf
极低Very low	<8	1.2
低Low	8—12	1.1
中等Middle	12—16	1.0
高High	16—20	0.9
极高Very high	>20	0.8

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OFP处理中的磷钾施肥量由磷钾恒量监控施肥方法确定^[15,31-32]。

试验采用随机区组设计,小区面积为50—80 m²,3次重复。冬小麦品种为晋麦47、西农822、长旱58、洛旱6号等当地主栽品种,播种量为130—230 kg·hm^-2。施用肥料为尿素（含N 46%）、过磷酸钙（含P₂O₅ 12%）、硫酸钾（含K₂O 50%）,均与表层土混匀基施。

1.3 取样与测定

1.3.1 土壤样品采集与测定 在试验开始前（试验地第一次播种前）以及试验期间收获时采集0—100 cm的土层,每20 cm为一层,其中0—40 cm土层取5个点,40—100 cm取3个点,同层土壤混合均匀,取500 g土样装入自封袋中,密封好后带回实验室。其中一部分鲜样用于测定土壤水分、硝铵态氮含量,另外一部分土样经风干并研磨分别过1 mm和0.15 mm的筛,保存、待测。

土壤水分含量采用烘干法测定,即称20 g左右土样放置105℃的烘箱24 h,经烘干后称重计算含水量;土壤硝态氮含量采用1 mol·L^-1 KCl浸提1 h后用AA3连续流动分析仪（SEAL公司,德国）测定;土壤有效磷采用Olsen 法测定;土壤有效钾是用乙酸铵浸提、火焰光度计测定;土壤有机质含量采用外加热容量法测定^[33]。

1.3.2 植物样品采集与测定 在小麦成熟期,分别在小区内随机选取4个1 m²样方收割小麦,作为记产样方样品,样品风干脱粒后进行称重,从中称50 g左右放入65℃烘箱中烘干至恒重,测定含水量,进而计算小麦籽粒产量,以烘干重记。同时,在每个小区都采用“盲抽法”,随机采集100穗小麦植株,于根茎结合处剪掉根系,并将地上部分为穗和茎叶,然后分别装入对应网袋。穗风干后脱粒、考种。最后将地上部分为籽粒、颖壳和茎叶三部分,作为养分分析样品,经 65℃烘干后,称重。然后根据各部分质量组成比例计算收获指数、生物量、公顷穗数。籽粒、颖壳和茎叶用粉碎机粉碎后采用H₂SO₄-H₂O₂消煮,AA3连续流动分析仪（SEAL公司,德国）测定植株全氮含量。

1.4 数据计算

产量（kg·hm^-2）=样方产量（kg）/样方面积（m²）×10000;

生物量（kg·hm^-2）=籽粒产量（kg·hm^-2）/收获指数;

土壤硝态氮累积量（kg·hm^-2）=土层厚度（cm）×土壤容重（g·cm^-3）×土壤硝态氮含量（mg·kg^-1）/10;

氮收获指数（%）=籽粒氮积累量（kg·hm^-2）/地上部氮积累量（kg·hm^-2）×100;

氮肥偏生产力（kg·kg^-1）=籽粒产量（kg·hm^-2）/施氮量（kg·hm^-2）;

经济效益（元/hm²）=产值（元/hm²）–成本（元/hm²）,其中：产值（元/hm²）=小麦籽粒产量（kg·hm^-2）×小麦市场价格（元/kg）;成本（元/hm²）=施氮量（kg N·hm^-2）×氮肥价格（元/kg）+施磷量（kg P₂O₅·hm^-2）×磷肥价格（元/kg）+施钾量（kg K₂O·hm^-2）×钾肥价格（元/kg）+机械播种（元/hm²）+机械旋地（元/hm²）+机械翻地（元/hm²）+机械收割（元/hm²）+播种量（kg·hm^-2）×种子价格（元/kg）+农药（元/kg）。其中,小麦市场价格平均为2.2元/kg,氮磷肥价格平均为4、5.2、9元/kg,机械播种费、旋地、翻地费、收割分别为300、450、450、525元/hm²,种子价格平均为4.2元/kg,农药费为150元/hm²。

1.5 数据分析

数据采用Microsoft Excel软件进行处理,SAS（v8.2,SAS Institute Inc.）做方差分析（LSD法）,显著性检验水平为P≤0.05。

2 结果

2.1 施肥量

3年结果表明（表3）,农户习惯（FP）施氮、磷和钾量在3年间差异不大,各试验点施氮量介于140—241 kg N·hm^-2,平均为190 kg N·hm^-2,施磷量介于71—182 kg P₂O₅·hm^-2,平均为120 kg P₂O₅·hm^-2,施钾量介于0—69 kg K₂O·hm^-2,平均为34 kg K₂O·hm^-2。基于土壤有机质推荐（OFP）施氮量介于101—211 kg N·hm^-2,3年18点的平均施氮量为161 kg N·hm^-2,与农户习惯施肥相比降低了15.3%。OFP处理各试验点（彬县、凤翔、合阳、蒲城、耀州、永寿）3年的平均施氮量较农户习惯施肥分别减少了34、2、34、31、40和30 kg N·hm^-2。其中凤翔试验点OFP处理平均施氮量为208 kg N·hm^-2,与农户习惯施氮量（210 kg N·hm^-2）相近,原因可能与凤翔小麦目标产量较高且有机质含量较低有关。此外,基于有机质推荐施肥3年18点的平均施磷量和施钾量分别为71 kg P₂O₅·hm^-2和31 kg K₂O·hm^-2,与农户习惯施肥相比分别降低40.8%、8.8%。

Table 3
表3
表32014—2017年不同处理施肥量
Table 3N, P and K fertilizer application rates in different treatments during 2014-2017

生长季 Growing season	试验地点 Experimental site	氮肥用量N rate (kg N·hm-2)		磷肥用量P rate (kg P2O5·hm-2)		钾肥用量K rate (kg K2O·hm-2)
		农户习惯施肥FP	推荐施肥OFP	农户习惯施肥FP	推荐施肥OFP	农户习惯施肥FP	推荐施肥OFP
2014—2015	彬县BX	241	195	139	88	38	30
	凤翔FX	231	211	182	95	0	36
	合阳HY	137	101	138	30	32	30
	蒲城PC	213	136	144	61	69	30
	耀州YZ	169	140	119	47	51	30
	永寿YS	186	160	98	68	41	30
	平均Mean	196	157	137	65	39	31
2015—2016	彬县BX	232	195	124	88	33	30
	凤翔FX	197	211	71	95	25	36
	合阳HY	150	116	131	59	48	30
	蒲城PC	199	163	112	73	27	30
	耀州YZ	169	140	119	47	51	30
	永寿YS	185	161	110	38	0	30
	平均Mean	189	164	111	67	31	31
2016—-2017	彬县BX	221	200	130	90	39	30
	凤翔FX	203	203	101	98	30	35
	合阳HY	140	106	129	54	30	30
	蒲城PC	152	171	105	76	30	30
	耀州YZ	203	140	96	106	30	30
	永寿YS	188	148	114	63	30	30
	平均Mean	185	161	113	81	32	31
2014—2017	彬县BX	231	197	131	89	37	30
	凤翔FX	210	208	118	96	18	36
	合阳HY	142	108	133	48	37	30
	蒲城PC	188	157	120	70	42	30
	耀州YZ	180	140	111	67	44	30
	永寿YS	186	156	107	56	24	30
	平均Mean	190	161	120	71	34	31

BX、FX、HY、PC、YZ和YS分别代表彬县、凤翔、合阳、蒲城、耀州和永寿。FP和OFP分别代表农户习惯施肥和基于有机质推荐施肥。下同
BX, FX, HY, PC, YZ and YS represent Binxian, Fengxiang, Heyang, Pucheng, Yaozhou and Yongshou, respectively. FP and OFP respectively represent the farmers' fertilization and recommended fertilization based on organic matter. The same as below

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2.2 冬小麦产量、生物量及产量三要素

不同试验点之间冬小麦籽粒产量差异较大,如2016—2017小麦生长季,籽粒产量变化范围为1 759— 6 364 kg·hm^-2（FP）和1 939—6 897 kg·hm^-2（OFP）,基于有机质推荐施肥3年18个试验点的平均产量为5 817 kg·hm^-2,较农户习惯施肥（5 337 kg·hm^-2）的产量显著提高9.0%（表4）,2014—2017年3个生长季增幅分别为8.3%、9.7%、9.1%。冬小麦生物量的试验结果与产量相似（表4）,OFP处理3年生物量平均为13 419 kg·hm^-2,较农户习惯施肥（12 086 kg·hm^-2）显著提高了11.0%,且不同试验点之间均达显著性差异。可见基于有机质推荐施肥不但可以降低氮肥用量,还能有效提高小麦籽粒产量。

Table 4
表4
表4各试验地点2014—2017年的冬小麦产量与生物量
Table 4Winter wheat yield and biomass at different experimental sites during years of 2014-2017

生长季 Growing season	试验地点 Experimental site	产量 Yield（kg·hm-2）		生物量Biomass（kg·hm-2）
		农户习惯施肥FP	推荐施肥OFP	农户习惯施肥FP	推荐施肥OFP
2014—2015	彬县BX	6731b	7300a	17478b	20491a
	凤翔FX	6931a	7322a	14582a	15231a
	合阳HY	5236b	6057a	14603a	15802a
	蒲城PC	5539b	6139a	11448b	12128a
	耀州YZ	6298a	6704a	13625a	14354a
	永寿YS	6419a	6731a	16910a	18773a
	平均Mean	6192b	6709a	14774b	16130a
2015—2016	彬县BX	7721b	8464a	17244b	25149a
	凤翔FX	6345a	6795a	13164a	13582a
	合阳HY	3126b	3667a	6664a	8199a
	蒲城PC	2151a	2309a	3999a	4638a
	耀州YZ	7098a	7529a	12845a	13252a
	永寿YS	5559a	6342a	9663a	10933a
	平均Mean	5333b	5851a	10597b	12625a
2016—2017	彬县BX	6364b	6897a	16132a	17092a
	凤翔FX	5798a	6245a	13494a	14581a
	合阳HY	3754a	3924a	9275a	9246a
	蒲城PC	1759a	1939a	4403a	4790a
	耀州YZ	3145a	3349a	7022a	7546a
	永寿YS	6082a	6989a	14990a	15754a
	平均Mean	4484b	4890a	10889a	11502a
2014—2017	彬县BX	6939b	7553a	16951b	20911a
	凤翔FX	6358b	6787a	13747a	14465a
	合阳HY	4039b	4550a	10180a	11082a
	蒲城PC	3149b	3462a	6616b	7185a
	耀州YZ	5514a	5860a	11164a	11717a
	永寿YS	6020b	6687a	13855a	15153a
	平均Mean	5337b	5817a	12086b	13419a
变异来源 Source of variance
生长季Growing season		51.9**		91.4**
地点Site		163.1**		178.3**
处理Treatment		28.0**		23.6**

同行数据后的不同小写字母表示处理间差异在P<0.05水平显著。*和**表示方差在P<0.05和P<0.01水平显著。下同
Different small letters after the values in a row indicate significant difference among treatments at P<0.05. * and ** indicate statistical significance of variance at P<0.05 and P<0.01, respectively. The same as below

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基于有机质推荐施肥对冬小麦的穗数、千粒重影响显著（P<0.05）,而对穗粒数无显著影响（表5）。基于有机质推荐施肥下3年平均穗数和千粒重分别为511万穗/hm²和39.1 g,与农户习惯施肥相比均显著增加,其增幅分别为6.7%、2.9%。可见有机质推荐施肥是通过提高冬小麦的穗数与千粒重实现小麦增产的。

Table 5
表5
表5各试验点2014—2017年冬小麦产量构成要素
Table 5Yield components of winter wheat at different experimental sites during 2014-2017

生长季 Growing season	试验地点Experimental site	穗数 Spike number (×104·hm-2)		穗粒数 Grain number per spike		千粒重 1000-kernel weight (g)
		农户习惯施肥FP	推荐施肥OFP	农户习惯施肥FP	推荐施肥OFP	农户习惯施肥FP	推荐施肥OFP
2014—2015	彬县BX	686a	759a	31a	29a	31.9a	32.9a
	凤翔FX	475a	499a	38a	37a	38.6a	39.4a
	合阳HY	636a	618a	25a	28a	32.4b	35.6a
	蒲城PC	519a	503a	30a	32a	36.0a	38.4a
	耀州YZ	573a	584a	26a	25a	38.0b	40.1a
	永寿YS	560a	594a	42a	43a	27.5a	27.7a
	平均Mean	575a	593a	32a	33a	34.1b	35.7a
2015—2016	彬县BX	734b	910a	20 a	30a	41.9a	40.1a
	凤翔FX	431a	465a	34a	29b	43.5b	51.7a
	合阳HY	378a	430a	23a	23a	36.9a	37.8a
	蒲城PC	245a	295a	24a	22a	33.4a	33.3a
	耀州YZ	380a	383a	33a	34a	46.3a	46.6a
	永寿YS	301a	332a	36a	38a	42.0a	40.7a
	平均Mean	411b	469a	28a	29a	40.7a	41.7a
2016—2017	彬县BX	701a	676a	21a	24a	43.0a	43.2a
	凤翔FX	516b	589a	32a	30a	35.7a	35.3a
	合阳HY	409a	347a	24a	28a	38.4a	40.4a
	蒲城PC	227a	236a	22a	23a	35.3a	35.9a
	耀州YZ	298a	353a	23a	20a	46.4a	48.1a
	永寿YS	546a	616a	31a	31a	36.7a	36.8a
	平均Mean	449a	470a	25a	26a	39.2a	39.9a
2014—2017	彬县BX	707a	782a	24b	28a	38.9a	38.7a
	凤翔FX	474b	518a	34a	32a	39.3b	42.1
	合阳HY	474a	465a	24a	26a	35.9b	37.9a
	蒲城PC	330a	345a	25a	26a	34.9a	35.8a
	耀州YZ	417a	440a	27a	26a	43.6a	44.9a
	永寿YS	469a	514a	36a	37a	35.4a	35.1a
	平均Mean	479b	511a	29a	29a	38.0b	39.1a
变异来源 Source of variance
生长季Growing season		50.0**		24.4**		82.8**
地点Site		71.7**		47.0**		85.4**
处理Treatment		6.8*		1.40		21.7**

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2.3 冬小麦氮吸收量、氮收获指数及氮肥偏生产力

与农户习惯施肥相比,基于有机质推荐施肥对冬小麦氮吸收量、氮肥偏生产力影响显著（P< 0.05）,而对氮收获指数无显著影响（表6）。基于有机质推荐施肥3年氮吸收量平均为177.0 kg·hm^-2,较农户习惯施肥（166.9 kg·hm^-2）显著提高了6.1%。基于有机质推荐施肥的氮收获指数3年平均为74.3%,与农户习惯施肥相比无显著差异。基于有机质推荐施肥较农户习惯施肥可显著提高氮肥偏生产力,3年分别提高37.8%、27.0%、24.2%,平均增幅为30.3%。上述结果表明,基于有机质推荐施肥可以在提高小麦籽粒产量的基础上,同时提高小麦氮吸收量与氮肥偏生产力。

Table 6
表6
表6各试验点2014—2017年冬小麦的氮吸收量、氮收获指数、氮肥偏生产力
Table 6N uptake, N harvest index, and N partial productivity of winter wheat at different experimental sites during 2014-2017

生长季 Growing season	试验地点Experimental site	氮吸收量 Shoot N uptake (kg·hm-2)		氮收获指数 N harvest index (%)		氮肥偏生产力 N partial productivity (kg·kg-1)
		农户习惯施肥FP	推荐施肥OFP	农户习惯施肥FP	推荐施肥OFP	农户习惯施肥FP	推荐施肥OFP
2014—2015	彬县BX	213.5b	258.4a	63.7a	56.7b	27.9b	37.5a
	凤翔FX	184.1a	185.2a	75.6a	80.9a	29.9a	34.7a
	合阳HY	179.8a	176.9a	64.8a	70.9a	38.2b	59.8a
	蒲城PC	169.2a	169.5a	73.4a	75.3a	26.0b	45.1a
	耀州YZ	182.1a	171.2a	70.3a	69.9a	37.4b	47.8a
	永寿YS	281.5a	293.4a	46.3a	46.9a	34.6b	42.0a
	平均Mean	201.7a	209.1a	65.7a	66.8a	32.3b	44.5a
2015—2016	彬县BX	252.5b	303.5a	68.8a	61.7b	33.3b	43.4a
	凤翔FX	160.0a	166.3a	83.2a	83.9a	32.2a	32.2a
	合阳HY	110.6a	123.6a	81.7a	81.8a	20.8b	31.6a
	蒲城PC	81.6a	85.7a	80.0a	79.5a	10.8a	14.2a
	耀州YZ	185.1a	202.1a	83.2a	81.1a	42.0b	53.8a
	永寿YS	136.7a	151.7a	85.0a	84.9a	30.1b	39.4a
	平均Mean	154.4b	172.1a	80.3a	78.8a	28.2b	35.8a
2016—2017	彬县BX	217.6a	237.6a	68.2a	68.1a	28.8b	34.5a
	凤翔FX	141.6a	145.5a	75.2a	75.7a	28.6a	30.8a
	合阳HY	129.3a	112.8a	83.3a	83.4a	26.8b	37.0a
	蒲城PC	64.9a	69.3a	77.8a	78.4a	11.6a	11.3a
	耀州YZ	105.0a	113.6a	82.9a	80.4a	20.7a	23.9a
	永寿YS	208.4a	220.3a	74.1a	77.9a	32.4b	47.2a
	平均Mean	144.5a	149.8a	76.9a	77.3a	24.8b	30.8a
2014—2017	彬县BX	227.9b	266.5a	66.9a	62.2b	30.0b	38.5a
	凤翔FX	161.9a	165.7a	78.0a	80.2a	30.2a	32.6a
	合阳HY	139.9a	137.8a	76.6a	78.7a	28.6b	42.8a
	蒲城PC	105.2a	108.2a	77.1a	77.7a	16.1b	23.5a
	耀州YZ	157.4a	162.3a	78.8a	77.1a	33.4b	41.8a
	永寿YS	208.8a	221.8a	68.5a	69.9a	32.3b	42.9a
	平均Mean	166.9b	177.0a	74.3a	74.3a	28.4b	37.0a
变异来源 Source of variance
生长季Growing season		54.4**		90.0**		60.5**
地点Site		118.8**		90.4**		91.6**
处理Treatment		7.4*		0		222.9**

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2.4 收获期0—100 cm土层硝态氮残留

收获期1 m土层硝态氮残留量计算结果表明（图4）,基于有机质含量推荐施肥1 m土层硝态氮残留量3年平均为99 kg·hm^-2,显著低于农户习惯施肥（138 kg·hm^-2）,3个生长季降幅分别为28.3%、31.5%、25.9%。在各试验点（彬县、凤翔、合阳、蒲城、耀州、永寿）,基于有机质推荐施肥收获期1 m土层硝态氮平均残留量与农户习惯施肥相比分别降低了38.3%、30.4%、15.5%、37.0%、19.1%、35.7%。除合阳、彬县试验点外,其余4个试验点两处理间1 m土层硝态氮残留量达显著性差异。可见,基于有机质推荐施肥有效降低了收获期土壤硝态氮残留量,从而降低氮素淋溶风险。

图4

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图4各试验点2014—2017年收获期0—1 m土层硝态氮残留量

误差线表示标准差,其上标注的不同字母表示同一生长季同一地点处理间差异在P<0.05水平显著。下同
Fig. 4Nitrate N residues in 0-1 m soil layers at harvest of winter wheat at different experimental sites during 2014 to 2017

The error bar indicates standard deviation, above which different letters indicate significant difference among treatments at P<0.05 for a site in the same growing season. The same as below

2.5 经济效益

基于有机质推荐施肥可以显著增加经济效益（图5）,3年平均收益为8 949元/hm²,较农户习惯施肥（7 498元/hm²）显著增加19.3%,且基于有机质推荐施肥3年试验期间每年的平均收益均较农户施肥习惯显著增加,3年分别增加18.9%、19.2%、20.3%。不同试验点（彬县、凤翔、合阳、蒲城、耀州、永寿）的平均效益较农户习惯施肥分别增加16.4%、9.3%、37.7%、44.8%、16.4%、19.5%。说明基于有机质推荐施肥可以减少肥料投入、降低成本、提高农民的收入。

图5

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图5各试验点2014—2017年冬小麦的经济效益

Fig. 5Economic benefits of winter wheat at different experimental sites during 2014-2017

3 讨论

合理的施氮量是保证小麦高产及环境友好的重要措施^[15,34]。当前农民习惯施肥量却存在较高的环境风险,如造成土壤硝酸盐残留量较高^[15,35]。主要原因一是农民为追求高产盲目且过量施用氮素化肥的现象非常普遍^[2,3];二是在施肥过程中未考虑土壤有机质自身的矿化。植物吸收的养分70%以上来自于土壤本身,包括土壤有机质的矿化和残留的化学氮肥^[36]。我们前期基于文献数据汇总发现土壤有机质年矿化量与土壤有机质含量呈显著的线性相关（图2）,当土壤有机质从10 g·kg^-1增加到20 g·kg^-1时,土壤有机质年矿化量由34.7 kg·hm^-2 增加到74.4 kg·hm^-2。这说明土壤有机质矿化可以为农作物提供大量的氮素,施肥时不考虑这部分氮素的供应必然会增加收获期土壤硝酸盐的残留量。研究认为,为兼顾下一季作物高产与环境安全,在华北平原及欧洲地区小麦收获后0—90 cm土层硝态氮也应维持在90—100 kg·hm^-2的范围内^[37,38],超过此范围会增加硝态氮的淋溶损失,造成资源浪费和环境风险^[7,39]。我们统计结果发现当前农户小麦收获期0—100 cm土层硝态氮的含量为10.0—437.5 kg·hm^-2,其中47.1%的农户超过了100 kg·hm^-2,且随着表层土壤有机质含量的增加而增加（图3）。因此合理施氮量的确定应考虑土壤有机质的矿化量。

本研究基于土壤有机质含量进行推荐施氮量,3年田间试验验证结果表明,3年6县基于有机质推荐施肥施氮量平均为161 kg N·hm^-2,较农户习惯施肥的施氮量降低15.2%（表3）,且小麦产量较农户习惯施肥增产9.0%（表4）,氮肥偏生产力较农户习惯施肥提高30.3%（表6）,收获期1 m土层硝态氮残留量（99 kg·hm^-2）较农户习惯施肥（138 kg·hm^-2）降低28.3%（图4）,农民的经济效益显著增加19.3%（图5）。这说明通过测定土壤有机质含量推荐施氮量可行可靠。同时,本试验在其中4个试验点（永寿、彬县、蒲城、合阳）的同一块田块进行了3年的定位试验,即基于第一年测定的土壤有机质含量连续进行了3年的氮肥施用量推荐,3年内均达到了较好的减氮并增产效果。可见,由于土壤有机质相对较稳定,可以至少在3年内只进行一次土壤表层有机质的测定而推荐氮肥施用量,这样就大大减少了测试工作量,利于推广。

渭北旱塬地区小麦收获后0—100 cm土层硝态氮残留量安全阈值为55 kg·hm^-2[14,15],而本研究中基于有机质含量推荐施氮处理大部分试验点小麦收获后的1 m土体硝态氮残留量高于55 kg·hm^-2,原因是基于土壤有机质推荐施氮方法时并未考虑播前土壤硝酸盐残留量。HUANG 等^[40]研究表明基于上一季作物收获后或播前土壤硝酸盐残留量进行推荐施肥可显著降低硝酸盐残留量,且连续3年多点土壤硝酸盐残留量均低于55 kg·hm^-2。因此,后期应结合1 m土层硝酸盐含量对基于土壤有机质含量推荐施氮方法进行优化。此外,本研究中合阳、蒲城和永寿3个试验点表现出小麦收获后1 m土体硝态氮残留量逐年增加的趋势（图4）,原因可能主要是年际间冬小麦籽粒产量差异较大造成的,如蒲城试验点3年有机质推荐施肥籽粒产量分别为6 139、2 309和1 939 kg·hm^-2。该试验点在2015—2016与2016—2017年试验期间夏闲期降雨量较低（图1）,导致冬小麦籽粒产量下降且远低于当年预测的目标产量。当预测的目标产量高于实际产量时,基于有机质含量推荐施肥方法计算出的氮肥用量则高于小麦实际氮素需求量,从而增加收获后土壤硝态氮残留量。已有大量研究表明,土壤播前水分蓄积量对旱地小麦产量具有重要影响^[41,42],CAO等^[43]通过统计渭北旱塬六县52个试验点4年试验结果发现,可依据夏闲期的降雨量来预测下一年度小麦产量。因此,结合夏闲期降雨量预测目标产量,再根据目标产量和土壤有机质含量,可获得较为精准氮肥推荐用量。

4 结论

渭北旱塬连续3年田间试验结果表明,与农户习惯施肥相比,基于土壤有机质含量推荐施氮量可有效降低氮肥施用量,提高冬小麦产量、氮肥偏生产力和经济效益,且显著降低了1 m土层硝酸盐的残留量。这说明基于有机质含量推荐施氮的方法具有可行性。与其他氮肥推荐方法相比,基于土壤有机质含量推荐施氮量的方法简便、快速,且测定一次有机质含量可满足2—3年氮肥用量的推荐。可作为旱地冬小麦推荐施氮的方法用于实际生产。

参考文献 View Option 原文顺序
文献年度倒序
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DOI:10.3864/j.issn.0578-1752.2015.23.021URL [本文引用: 1]
【目的】距离中国第二次土壤普查已有近30年的时间,受种植活动、作物品种、耕作方式等变化的影响,农田土壤肥力已发生了巨大的变化。为实现土地资源的有效利用和种植业的可持续发展,必须明确农田土壤养分的现状与变化特征。【方法】通过对2005—2010年吉林省测土配方施肥项目中大量的土壤养分数据进行分析,研究吉林省农田土壤肥力现状,并与第二次普查数据对比以了解农田土壤养分的变化特征。【结果】目前,吉林省农田土壤的pH平均为6.6,有机质含量平均为26.1 g·kg^-1,碱解氮含量平均为146.8 mg·kg^-1, 有效磷含量平均为26.7 mg·kg^-1,速效钾含量平均为121.9 mg·kg^-1。吉林省不同区域土壤养分存在显著差异,pH自东向西逐渐升高,而有机质、碱解氮和有效磷含量从东到西逐渐降低,速效钾含量东部地区显著低于其他地区。与第二次土壤普查结果相比,目前吉林省农田土壤有机质含量明显下降,碱解氮和有效磷含量大幅提高,速效钾含量略有降低。【结论】在长期耕作和较高施肥量条件下,吉林省农田土壤养分变化明显。建议今后在作物种植过程中大力推广科学施肥技术,重视有机肥与化肥配施,适当控制氮、磷肥施用,推进秸秆还田,以实现吉林省农田土壤肥力的提高和养分的平衡供应。
YAN L, WANG Y, FENG G Z, GAO Q . Status and change characteristics of farmland soil fertility in Jilin province
Scientia Agricultura Sinica, 2015,48(23):4800-4810. (in Chinese)
DOI:10.3864/j.issn.0578-1752.2015.23.021URL [本文引用: 1]
【目的】距离中国第二次土壤普查已有近30年的时间,受种植活动、作物品种、耕作方式等变化的影响,农田土壤肥力已发生了巨大的变化。为实现土地资源的有效利用和种植业的可持续发展,必须明确农田土壤养分的现状与变化特征。【方法】通过对2005—2010年吉林省测土配方施肥项目中大量的土壤养分数据进行分析,研究吉林省农田土壤肥力现状,并与第二次普查数据对比以了解农田土壤养分的变化特征。【结果】目前,吉林省农田土壤的pH平均为6.6,有机质含量平均为26.1 g·kg^-1,碱解氮含量平均为146.8 mg·kg^-1, 有效磷含量平均为26.7 mg·kg^-1,速效钾含量平均为121.9 mg·kg^-1。吉林省不同区域土壤养分存在显著差异,pH自东向西逐渐升高,而有机质、碱解氮和有效磷含量从东到西逐渐降低,速效钾含量东部地区显著低于其他地区。与第二次土壤普查结果相比,目前吉林省农田土壤有机质含量明显下降,碱解氮和有效磷含量大幅提高,速效钾含量略有降低。【结论】在长期耕作和较高施肥量条件下,吉林省农田土壤养分变化明显。建议今后在作物种植过程中大力推广科学施肥技术,重视有机肥与化肥配施,适当控制氮、磷肥施用,推进秸秆还田,以实现吉林省农田土壤肥力的提高和养分的平衡供应。

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中国农业科学, 2015,48(22):4483-4492.
DOI:10.3864/j.issn.0578-1752.2015.22.009URL [本文引用: 2]
【目的】探求冬小麦-夏玉米轮作体系科学施肥技术。【方法】采用田间试验研究了小麦、玉米养分专家系统和国际农化服务中心（Agro Services International Inc,ASI）法推荐施肥对冬小麦-夏玉米轮作周期产量、经济效益、养分积累量、肥料利用效率及周年磷钾素平衡的影响。【结果】施肥显著增加冬小麦、夏玉米产量,新郑市航空港区和鹤壁轮作周年分别增产24.75%—65.26%和8.18%—35.53%,施氮分别增产31.14%和24.40%、施磷增产11.62%和9.42%、施钾增产11.52%和8.64%,施氮、磷和钾肥平均增收9 369、4 095和3 923元/hm²。养分专家系统推荐施肥较习惯施肥,植株氮、磷和钾积累量分别增加了7.87%、12.72%和4.79%,分别增产6.63%和4.63%,增收18.27%和20.48%,产投比为4.01,与ASI推荐施肥效果相当。基于养分专家系统推荐施肥的周年氮、磷和钾肥平均农学效率分别为10.99、10.67和10.69 kg·kg^-1,氮、磷和钾肥当季利用率分别为35.82%、22.30%和45.33%。冬小麦、夏玉米秸秆全量还田下,推荐磷钾肥量可实现周年磷钾素分别盈余49.6和71.5 kg·hm^-2。【结论】小麦（玉米）养分专家系统推荐施肥优化了氮磷钾肥配比,促进了冬小麦和夏玉米对氮、磷、钾养分的吸收利用,在冬小麦-夏玉米轮作体系中较习惯施肥具有增产增收效果,肥料利用效率较高,实现了周年磷钾素养分盈余,方便快捷,可在冬小麦-夏玉米轮作区推广应用。
WANG Y L, BAI Y L, WANG L, LIU J, HAN Y L, TAN J F . Effects of recommended fertilization based on nutrient expert in winter wheat and summer maize rotation system
Scientia Agricultura Sinica, 2015,48(22):4483-4492. (in Chinese)
DOI:10.3864/j.issn.0578-1752.2015.22.009URL [本文引用: 2]
【目的】探求冬小麦-夏玉米轮作体系科学施肥技术。【方法】采用田间试验研究了小麦、玉米养分专家系统和国际农化服务中心（Agro Services International Inc,ASI）法推荐施肥对冬小麦-夏玉米轮作周期产量、经济效益、养分积累量、肥料利用效率及周年磷钾素平衡的影响。【结果】施肥显著增加冬小麦、夏玉米产量,新郑市航空港区和鹤壁轮作周年分别增产24.75%—65.26%和8.18%—35.53%,施氮分别增产31.14%和24.40%、施磷增产11.62%和9.42%、施钾增产11.52%和8.64%,施氮、磷和钾肥平均增收9 369、4 095和3 923元/hm²。养分专家系统推荐施肥较习惯施肥,植株氮、磷和钾积累量分别增加了7.87%、12.72%和4.79%,分别增产6.63%和4.63%,增收18.27%和20.48%,产投比为4.01,与ASI推荐施肥效果相当。基于养分专家系统推荐施肥的周年氮、磷和钾肥平均农学效率分别为10.99、10.67和10.69 kg·kg^-1,氮、磷和钾肥当季利用率分别为35.82%、22.30%和45.33%。冬小麦、夏玉米秸秆全量还田下,推荐磷钾肥量可实现周年磷钾素分别盈余49.6和71.5 kg·hm^-2。【结论】小麦（玉米）养分专家系统推荐施肥优化了氮磷钾肥配比,促进了冬小麦和夏玉米对氮、磷、钾养分的吸收利用,在冬小麦-夏玉米轮作体系中较习惯施肥具有增产增收效果,肥料利用效率较高,实现了周年磷钾素养分盈余,方便快捷,可在冬小麦-夏玉米轮作区推广应用。

[3] 赵护兵, 王朝辉, 高亚军, 张卫峰 . 陕西省农户小麦施肥调研评价
植物营养与肥料学报, 2016,22(1):245-253.
DOI:10.11674/zwyf.14243URL [本文引用: 2]
【目的】明确陕西省小麦施肥现状,对陕西省小麦养分资源管理进行科学指导。【方法】选取2个小麦主产区一年一熟区渭北旱塬和一年两熟区关中平原连续5年进行农户施肥调查。【结果】渭北旱塬小麦产量由于年季间降水不均表现出低而不稳的趋势,年均产量3473 kg/hm²; 关中平原由于补灌小麦产量年季间波动较小,年均5882 kg/hm²。渭北和关中绝大多数农户施氮过量,渭北20.2%农户施氮偏高,43.5%很高,施氮合理的仅占29.7%,偏低的占4.6%,很低的仅有2.0%,氮肥平均用量为N 197.6 kg/hm²; 关中20.3%农户施氮偏高,37.5%很高,施氮合理的仅占17.5%,偏低的占14.2%,很低的仅有10.5%,平均施氮量为N 199.2 kg/hm²。陕西省农户磷肥投入总量基本合理,但投入偏低和偏高并存,渭北磷肥平均投入量适中的农户占12.0%,偏低的占41.5%,很低的10.7%,偏高的26.7%,很高的9.2%,磷肥投入平均P₂O₅123.4 kg/hm²; 关中磷肥平均投入量适中的农户占14.3%,偏低的占27.2%,很低的13.8%,偏高的31.0%,很高的13.7%,平均为P₂O₅ 141.6 kg/hm²。渭北旱塬小麦钾投入平均K₂O 32.9 kg/hm²,关中平原为K₂O 37.3 kg/hm²,渭北和关中超过90%农户钾肥投入不足。陕西省冬小麦养分投入以基施为主,追施为辅,渭北和关中冬小麦氮素平均基施量为N 189.9和185.4 kg/hm²,占氮素总投入的96.1%和93.1%,追施量N 7.7和13.8 kg/hm²,仅占3.9%和6.9%。陕西省冬小麦氮磷养分投入以化肥为主,有机肥为辅,渭北和关中有机肥投入的氮素平均仅有N 4.7和3.1 kg/hm²,仅占全部氮素投入的2.4%和1.6%,P₂O₅平均2.4和1.7 kg/hm²,占1.9%和1.2%,而化肥投入的氮、 磷相对较大,渭北和关中氮素平均N 192.9和196.0 kg/hm²,P₂O₅平均120.8和139.9 kg/hm²来自化肥。渭北N、 P₂O₅ 和 K₂O平均PFP(化肥偏生产力)分别为20.0 kg/kg、 33.3 kg/kg和83.5 kg/kg; 关中PFP分别为36.8 kg/kg、 53.9 kg/kg和131.8 kg/kg。陕西省渭北旱塬冬小麦基肥中尿素和碳铵是农户较为喜欢的氮肥品种,平均有55.7%和47.2%的农户选用; 而关中农户较为喜欢的氮肥品种为尿素,有42.8%农户选用。普钙是渭北农户较为喜欢的磷肥品种,平均有50.2%的农户施用; 而关中农户较为喜欢的磷肥品种为磷酸二铵,有40.2%的农户施用。复合肥施肥面积逐年增加,渭北和关中平均有30.8%和40.2%的农户施用。有机肥施肥农户较少且在逐年下降,渭北和关中由2008~2009年的10.0%和11.7%减少到2012~2013年的0.8%和0.8%。【结论】陕西省农户小麦施肥存在氮肥过量,磷肥施用过量和不足并存,钾肥重视不足,有机肥投入偏少,追肥偏少等问题。
ZHAO H B, WANG C H, GAO Y J, ZHANG W F . Investigation and evaluation of household wheat fertilizer application in Shaanxi Province
Journal of Plant Nutrition and Fertilizer, 2016,22(1):245-253. (in Chinese)
DOI:10.11674/zwyf.14243URL [本文引用: 2]
【目的】明确陕西省小麦施肥现状,对陕西省小麦养分资源管理进行科学指导。【方法】选取2个小麦主产区一年一熟区渭北旱塬和一年两熟区关中平原连续5年进行农户施肥调查。【结果】渭北旱塬小麦产量由于年季间降水不均表现出低而不稳的趋势,年均产量3473 kg/hm²; 关中平原由于补灌小麦产量年季间波动较小,年均5882 kg/hm²。渭北和关中绝大多数农户施氮过量,渭北20.2%农户施氮偏高,43.5%很高,施氮合理的仅占29.7%,偏低的占4.6%,很低的仅有2.0%,氮肥平均用量为N 197.6 kg/hm²; 关中20.3%农户施氮偏高,37.5%很高,施氮合理的仅占17.5%,偏低的占14.2%,很低的仅有10.5%,平均施氮量为N 199.2 kg/hm²。陕西省农户磷肥投入总量基本合理,但投入偏低和偏高并存,渭北磷肥平均投入量适中的农户占12.0%,偏低的占41.5%,很低的10.7%,偏高的26.7%,很高的9.2%,磷肥投入平均P₂O₅123.4 kg/hm²; 关中磷肥平均投入量适中的农户占14.3%,偏低的占27.2%,很低的13.8%,偏高的31.0%,很高的13.7%,平均为P₂O₅ 141.6 kg/hm²。渭北旱塬小麦钾投入平均K₂O 32.9 kg/hm²,关中平原为K₂O 37.3 kg/hm²,渭北和关中超过90%农户钾肥投入不足。陕西省冬小麦养分投入以基施为主,追施为辅,渭北和关中冬小麦氮素平均基施量为N 189.9和185.4 kg/hm²,占氮素总投入的96.1%和93.1%,追施量N 7.7和13.8 kg/hm²,仅占3.9%和6.9%。陕西省冬小麦氮磷养分投入以化肥为主,有机肥为辅,渭北和关中有机肥投入的氮素平均仅有N 4.7和3.1 kg/hm²,仅占全部氮素投入的2.4%和1.6%,P₂O₅平均2.4和1.7 kg/hm²,占1.9%和1.2%,而化肥投入的氮、 磷相对较大,渭北和关中氮素平均N 192.9和196.0 kg/hm²,P₂O₅平均120.8和139.9 kg/hm²来自化肥。渭北N、 P₂O₅ 和 K₂O平均PFP(化肥偏生产力)分别为20.0 kg/kg、 33.3 kg/kg和83.5 kg/kg; 关中PFP分别为36.8 kg/kg、 53.9 kg/kg和131.8 kg/kg。陕西省渭北旱塬冬小麦基肥中尿素和碳铵是农户较为喜欢的氮肥品种,平均有55.7%和47.2%的农户选用; 而关中农户较为喜欢的氮肥品种为尿素,有42.8%农户选用。普钙是渭北农户较为喜欢的磷肥品种,平均有50.2%的农户施用; 而关中农户较为喜欢的磷肥品种为磷酸二铵,有40.2%的农户施用。复合肥施肥面积逐年增加,渭北和关中平均有30.8%和40.2%的农户施用。有机肥施肥农户较少且在逐年下降,渭北和关中由2008~2009年的10.0%和11.7%减少到2012~2013年的0.8%和0.8%。【结论】陕西省农户小麦施肥存在氮肥过量,磷肥施用过量和不足并存,钾肥重视不足,有机肥投入偏少,追肥偏少等问题。

[4] JU X T, XING G X, CHEN X P, ZHANG S L, ZHANG L J, LIU X J, CUI Z L, YIN B, CHRISTIE P, ZHU Z L, ZHANG F S . Reducing environmental risk by improving N management in intensive Chinese agricultural systems
Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 2009,106(9):3041-3046.
[本文引用: 1]

[5] 张国荣, 李菊梅, 徐明岗, 高菊生, 谷思玉 . 长期不同施肥对水稻产量及土壤肥力的影响
中国农业科学, 2009,42(2):543-551.
URL [本文引用: 1]
【Objective】 The objective of this study was to probe the effects of chemical and organic fertilizers on rice yield, soil organic matter and soil nutrients. 【Method】 Field investigation and soil sample analysis methods were adopted on a long-term experiment in Qiyang, Station, Hunan province, China. 【Result】 The combined use of chemical and organic fertilizers was an optimum way for high yield and improvement of soil fertility. Application of both chemical and organic fertilizers significantly increased soil organic matter, and application of organic fertilizers increased soil organic matter by 48% compared with the chemical fertilizer. Organic fertilizers made a great contribution to improvement of soil total nitrogen and hydrolysable nitrogen than chemical fertilizer N, but less contribution to soil total P and available P than that of chemical fertilizer phosphorus. The organic fertilizer increased soil total N by 30% and hydrolysable N by 16% while the chemical P fertilizer increased 30% more total P and 115% more available P than did the organic fertilizer. 【Conclusion】 Combined use of chemical fertilizer and manure is important for high yield of rice and improvement of soil fertility.


ZHANG G R, LI J M, XU M G, GAO J S, GU S Y . Effects of chemical fertilizer and organic manure on rice yield and soil fertility
Scientia Agricultura Sinica, 2009,42(2):543-551. (in Chinese)
URL [本文引用: 1]
【Objective】 The objective of this study was to probe the effects of chemical and organic fertilizers on rice yield, soil organic matter and soil nutrients. 【Method】 Field investigation and soil sample analysis methods were adopted on a long-term experiment in Qiyang, Station, Hunan province, China. 【Result】 The combined use of chemical and organic fertilizers was an optimum way for high yield and improvement of soil fertility. Application of both chemical and organic fertilizers significantly increased soil organic matter, and application of organic fertilizers increased soil organic matter by 48% compared with the chemical fertilizer. Organic fertilizers made a great contribution to improvement of soil total nitrogen and hydrolysable nitrogen than chemical fertilizer N, but less contribution to soil total P and available P than that of chemical fertilizer phosphorus. The organic fertilizer increased soil total N by 30% and hydrolysable N by 16% while the chemical P fertilizer increased 30% more total P and 115% more available P than did the organic fertilizer. 【Conclusion】 Combined use of chemical fertilizer and manure is important for high yield of rice and improvement of soil fertility.


[6] WANG X Y, TONG Y A, GAO Y M, GAO P C, LIU F, ZHAO Z P, PANG Y . Spatial and temporal variations of crop fertilization and soil fertility in the Loess Plateau in China from the 1970s to the 2000s
Plos One, 2014,9(11):e112273.
DOI:10.1371/journal.pone.0112273URL [本文引用: 1]

[7] DAI J, WANG Z H, LI F C, HE G, WANG S, LI Q, CAO H B, LUO L C, ZAN T L, MENG X Y, ZHANG W W, WANG R H, MALHI S S . Optimizing nitrogen input by balancing winter wheat yield and residual nitrate-N in soil in a long-term dryland field experiment in the Loess Plateau of China
Field Crops Research, 2015, 181:32-41.
DOI:10.1016/j.fcr.2015.06.014URL [本文引用: 2]

[8] 何萍, 金继运, Mirasol F. Pampolino, Adrian M. Johnston . 基于作物产量反应和农学效率的推荐施肥方法
植物营养与肥料学报, 2012,18(2):499-505.
DOI:10.11674/zwyf.2012.11248URL [本文引用: 1]
当前农民过量和不平衡施用化肥现象严重，导致肥料利用率降低，影响到农田的可持续利用。因此，发展适合我国农业生产特点的养分管理和施肥方法尤为重要。本文介绍了基于作物产量反应和农学效率的推荐施肥新方法，该方法是以改进的SSNM （Site-specific Nutrient Management）和改进的QUEFTS （Quantitative Evaluation of the Fertility of Tropical Soils）模型为指导的养分管理和推荐施肥为原则，同时考虑大、中微量元素的全面平衡，并应用计算机软件技术把复杂和综合的养分管理原则智能化形成可为当地技术推广人员掌握的Nutrient Expert推荐施肥专家系统软件。Nutrient Expert推荐施肥专家系统软件在用户回答一些简单问题后就能给出基于作物栽培管理措施的推荐施肥套餐，包括作物种植密度、目标产量、推荐的养分用量及其可选用的物化的肥料用量，同时根据预知的作物生长季节推荐施肥的最佳时间和次数。通过跨区域田间多点验证试验证明，基于作物产量反应和农学效率的推荐施肥方法是一种简单的易于掌握的作物增产增收、提高肥料利用率和保护环境的新方法。
HE P, JIN J Y, PAMPOLINO M F, JOHNSTON A M . Approach and decision support system based on crop yield response and agronomic efficiency
Journal of Plant Nutrition and Fertilizer, 2012, 18(2):499-505. (in Chinese)
DOI:10.11674/zwyf.2012.11248URL [本文引用: 1]
当前农民过量和不平衡施用化肥现象严重，导致肥料利用率降低，影响到农田的可持续利用。因此，发展适合我国农业生产特点的养分管理和施肥方法尤为重要。本文介绍了基于作物产量反应和农学效率的推荐施肥新方法，该方法是以改进的SSNM （Site-specific Nutrient Management）和改进的QUEFTS （Quantitative Evaluation of the Fertility of Tropical Soils）模型为指导的养分管理和推荐施肥为原则，同时考虑大、中微量元素的全面平衡，并应用计算机软件技术把复杂和综合的养分管理原则智能化形成可为当地技术推广人员掌握的Nutrient Expert推荐施肥专家系统软件。Nutrient Expert推荐施肥专家系统软件在用户回答一些简单问题后就能给出基于作物栽培管理措施的推荐施肥套餐，包括作物种植密度、目标产量、推荐的养分用量及其可选用的物化的肥料用量，同时根据预知的作物生长季节推荐施肥的最佳时间和次数。通过跨区域田间多点验证试验证明，基于作物产量反应和农学效率的推荐施肥方法是一种简单的易于掌握的作物增产增收、提高肥料利用率和保护环境的新方法。

[9] 串丽敏, 何萍, 赵同科 . 作物推荐施肥方法研究进展
中国农业科技导报, 2016,18(1):95-102.
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CHUAN L M, HE P, ZHAO T K . Recommended methods for optimal nitrogen application rate
China Agricultural Science and Technology Report, 2016,18(1):95-102. (in Chinese)
[本文引用: 1]

[10] 张亦涛, 王洪媛, 雷秋良, 张继宗, 翟丽梅, 任天志, 刘宏斌 . 农田合理施氮量的推荐方法
中国农业科学, 2018,51(15):117-127.
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ZHANG Y T, WANG H Y, LEI Q L, ZHANG J Z, ZHAI L M, REN T Z, LIU H B . Recommended methods of reasonable nitrogen application rate in farmland
Scientia Agricultura Sinica, 2018,51(15):117-127. (in Chinese)
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[11] 陈新平, 周金池, 王兴仁, 张福锁 . 应用土壤无机氮测试进行冬小麦氮肥推荐的研究
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CHEN X P, ZHOU J C, WANG X R, ZHANG F S . Studies of nitrogen recommendation for winter wheat using soil inorganic nitrogen
Soil and Fertilizers, 1997(5):19-21. (in Chinese)
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[12] 黄德明 . 测土施肥科学的发展及其前景
北京农业科学, 1985(6):4-7.
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[13] CUI Z L, ZHANG F S, CHEN X P, MIAO Y M, LI J L, SHI L W, XU J F, YE Y L, LIU C S, YANG Z P, ZHANG Q, HUANG S M, BAO D J . On-farm evaluation of an in-season nitrogen management strategy based on soil N_min test
Field Crops Research, 2008, 105(1/2):50-55.
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[14] 章孜亮, 刘金山, 王朝辉, 赵护兵, 杨宁, 杨荣, 曹寒冰 . 基于土壤氮素平衡的旱地冬小麦监控施氮
植物营养与肥料学报, 2012,18(6):1387-1396.
DOI:10.11674/zwyf.2012.12045URL [本文引用: 2]
试验选用6个杂交烤烟组合共13种基因型，研究了苗期营养特性的差异，并分析F1代烟苗营养特性与亲本之间的相关性和杂种优势。结果表明:&nbsp; 1）不同基因型烟苗的生物量、 根冠比、 养分（氮、 磷、 钾）含量和吸收量、 硝酸还原酶活性、 叶绿素含量、 根系活力差异显著，表现出多样性; 2）在F1代烟苗中，根系氮、 磷、 钾和地上部氮、 钾含量，以及干物质积累量、 根系活力和根冠比与父本和母本值之间相关性不显著，地上部磷含量与中亲值之间呈显著负相关，叶片硝酸还原酶活性与母本值之间呈显著正相关，叶绿素含量与父本值、 中亲值和低亲值之间呈极显著正相关; 3）烟苗根系磷、 钾含量、 地上部氮含量、 硝酸还原酶活性、 叶绿素含量、 根系活力、 根冠比、 干物质积累量具有一定的中亲优势。根系磷含量、 硝酸还原酶活性、 根系活力、 根冠比和干物质积累量具有超高亲优势。尽管根系氮含量和地上部磷、 钾含量无明显杂种优势，但有的试验组合也表现出中亲优势和超高亲优势。
ZHANG Z L, LIU J S, WANG Z H, ZHAO H B, YANG N, YANG R, CAO H B . Nitrogen recommendation for dryland winter wheat by monitoring nitrate in 1 m soil and based on nitrogen balance
Journal of Plant Nutrition and Fertilizer, 2012,18(6):1387-1396. (in Chinese)
DOI:10.11674/zwyf.2012.12045URL [本文引用: 2]
试验选用6个杂交烤烟组合共13种基因型，研究了苗期营养特性的差异，并分析F1代烟苗营养特性与亲本之间的相关性和杂种优势。结果表明:&nbsp; 1）不同基因型烟苗的生物量、 根冠比、 养分（氮、 磷、 钾）含量和吸收量、 硝酸还原酶活性、 叶绿素含量、 根系活力差异显著，表现出多样性; 2）在F1代烟苗中，根系氮、 磷、 钾和地上部氮、 钾含量，以及干物质积累量、 根系活力和根冠比与父本和母本值之间相关性不显著，地上部磷含量与中亲值之间呈显著负相关，叶片硝酸还原酶活性与母本值之间呈显著正相关，叶绿素含量与父本值、 中亲值和低亲值之间呈极显著正相关; 3）烟苗根系磷、 钾含量、 地上部氮含量、 硝酸还原酶活性、 叶绿素含量、 根系活力、 根冠比、 干物质积累量具有一定的中亲优势。根系磷含量、 硝酸还原酶活性、 根系活力、 根冠比和干物质积累量具有超高亲优势。尽管根系氮含量和地上部磷、 钾含量无明显杂种优势，但有的试验组合也表现出中亲优势和超高亲优势。

[15] 曹寒冰, 王朝辉, 师渊超, 杜明叶, 雷小青, 张文忠, 张璐, 蒲岳建 . 渭北旱地冬小麦监控施氮技术的优化
中国农业科学, 2014,47(19):3826-3838.
DOI:10.3864/j.issn.0578-1752.2014.19.011URL [本文引用: 5]
【目的】氮素是限制旱地小麦增产的主要养分因子，不合理施氮不仅难以增加小麦产量，还会造成土壤剖面硝态氮累积、氮素损失增大和氮素利用效率降低。优化氮肥用量推荐方法、解决旱地小麦不合理施氮问题，对旱地小麦可持续生产有重要意义。【方法】基于平衡土壤氮素携出，以稳定作物产量、培肥土壤和调控硝态氮残留为目标，对现有的土壤硝态氮监控施氮方案（施氮量=作物目标产量需氮量+肥料氮素损失量+收获/播前土壤硝态氮安全阈值（55.0/110.0 kg&bull;hm-2）-环境氮素投入量-秸秆还田带入氮素量-种子带入氮素量-生长季土壤氮素矿化量-收获/播前1 m土壤硝态氮）进一步优化，得出公式：施氮量=作物目标产量需氮量+收获/播前土壤硝态氮安全阈值（55.0/110.0 kg&bull;hm-2）-收获/播前1 m土壤硝态氮。应用这一方法在西北典型旱地冬小麦种植区渭北旱塬两年6县30个地块布置田间试验。【结果】在该区域由于不合理施氮或没有规范的氮肥推荐方法，不同试验地播种前1 m土壤累积硝态氮积累量变化较大，介于34.2&mdash;708.4 kg&bull;hm-2，平均为165.2 kg&bull;hm-2，其中有17块在小麦播种前超过110 kg&bull;hm-2。优化后的监控施氮技术确定的小麦氮肥用量介于30.0&mdash;247.3 kg&bull;hm-2，平均为128.4 kg&bull;hm-2，较农户习惯氮肥用量（171.6 kg&bull;hm-2）减少25.2%。监控施肥和农户习惯施肥的小麦籽粒产量平均分别为5 658和5 489 kg&bull;hm-2，籽粒氮含量为20.8和20.3 g&bull;kg-1，两者均无显著性差异。监控施肥能够显著提高氮素利用率和氮肥偏生产力，较农户习惯施肥分别提高24.0%（由46.3%提高到57.3%）和130.1%（由34.9 kg&bull;kg-1提高到80.3 kg&bull;kg-1）。收获时，农户习惯施肥0&mdash;100 cm土层的硝态氮残留量介于17.4&mdash;203.4 kg&bull;hm-2，地块间变幅大，平均为70.6 kg&bull;hm-2；而监控施肥介于15.6&mdash;113.9 kg&bull;hm-2，平均为51.4 kg&bull;hm-2，稍低于预期的55 kg&bull;hm-2的目标。在降水较多的夏闲期，优化的监控施氮技术可使0&mdash;100 cm土层的硝态氮淋失减少47.9%。【结论】优化后的旱地冬小麦监控施氮技术可以方便地确定和有效调控氮肥用量，稳定小麦籽粒产量，提高氮素利用效率和氮肥偏生产力，降低土壤硝态氮残留和淋溶。
CAO H B, WANG Z H, SHI Y C, DU M Y, LEI X Q, ZHANG W Z, ZHANG L, PU Y J . Optimization of nitrogen fertilizer recommendation technology based on soil test for winter wheat on Weibei dryland
Scientia Agricultura Sinica, 2014,47(19):3826-3838. (in Chinese)
DOI:10.3864/j.issn.0578-1752.2014.19.011URL [本文引用: 5]
【目的】氮素是限制旱地小麦增产的主要养分因子，不合理施氮不仅难以增加小麦产量，还会造成土壤剖面硝态氮累积、氮素损失增大和氮素利用效率降低。优化氮肥用量推荐方法、解决旱地小麦不合理施氮问题，对旱地小麦可持续生产有重要意义。【方法】基于平衡土壤氮素携出，以稳定作物产量、培肥土壤和调控硝态氮残留为目标，对现有的土壤硝态氮监控施氮方案（施氮量=作物目标产量需氮量+肥料氮素损失量+收获/播前土壤硝态氮安全阈值（55.0/110.0 kg&bull;hm-2）-环境氮素投入量-秸秆还田带入氮素量-种子带入氮素量-生长季土壤氮素矿化量-收获/播前1 m土壤硝态氮）进一步优化，得出公式：施氮量=作物目标产量需氮量+收获/播前土壤硝态氮安全阈值（55.0/110.0 kg&bull;hm-2）-收获/播前1 m土壤硝态氮。应用这一方法在西北典型旱地冬小麦种植区渭北旱塬两年6县30个地块布置田间试验。【结果】在该区域由于不合理施氮或没有规范的氮肥推荐方法，不同试验地播种前1 m土壤累积硝态氮积累量变化较大，介于34.2&mdash;708.4 kg&bull;hm-2，平均为165.2 kg&bull;hm-2，其中有17块在小麦播种前超过110 kg&bull;hm-2。优化后的监控施氮技术确定的小麦氮肥用量介于30.0&mdash;247.3 kg&bull;hm-2，平均为128.4 kg&bull;hm-2，较农户习惯氮肥用量（171.6 kg&bull;hm-2）减少25.2%。监控施肥和农户习惯施肥的小麦籽粒产量平均分别为5 658和5 489 kg&bull;hm-2，籽粒氮含量为20.8和20.3 g&bull;kg-1，两者均无显著性差异。监控施肥能够显著提高氮素利用率和氮肥偏生产力，较农户习惯施肥分别提高24.0%（由46.3%提高到57.3%）和130.1%（由34.9 kg&bull;kg-1提高到80.3 kg&bull;kg-1）。收获时，农户习惯施肥0&mdash;100 cm土层的硝态氮残留量介于17.4&mdash;203.4 kg&bull;hm-2，地块间变幅大，平均为70.6 kg&bull;hm-2；而监控施肥介于15.6&mdash;113.9 kg&bull;hm-2，平均为51.4 kg&bull;hm-2，稍低于预期的55 kg&bull;hm-2的目标。在降水较多的夏闲期，优化的监控施氮技术可使0&mdash;100 cm土层的硝态氮淋失减少47.9%。【结论】优化后的旱地冬小麦监控施氮技术可以方便地确定和有效调控氮肥用量，稳定小麦籽粒产量，提高氮素利用效率和氮肥偏生产力，降低土壤硝态氮残留和淋溶。

[16] CHEN X, ZHANG F, ROMHELD V, HORLACHER D, SCHULZ R, BONING-ZILKENS M, WANG P, CLAUPEIN W . Synchronizing N supply from soil and fertilizer and N demand of winter wheat by an improved N_min Method
Nutrient Cycling in Agroecosystems, 2006,74(2):91-98.
DOI:10.1007/s10705-005-1701-9URL [本文引用: 1]

[17] JU X T, CHRISTIE P . Calculation of theoretical nitrogen rate for simple nitrogen recommendations in intensive cropping systems: A case study on the North China Plain
Field Crops Research, 2011, 124(3):450-458.
DOI:10.1016/j.fcr.2011.08.002URL [本文引用: 1]
Nitrogen (N) is a crucial nutrient that requires careful management in intensive cropping systems because of its diverse beneficial and detrimental effects. Here we propose the concept of theoretical N rate (TNR) to answer the important question of how much fertilizer N should be applied to intensive systems based on the N fluxes due to transformation processes in the soil crop environment continuum. We define TNR as the theoretically calculated fertilizer N rate with the quantitative relationships of the core N fluxes among fertilizer N, soil N and crop uptake N in the crop root zone to obtain high target yield, maintain soil N balance and minimize environmental risk. We deduced one basic mathematical expression (N-fert = N-uptake - N-straw - N-fert3) and two simplified expressions [N-fert = (N-uptake - N-straw)/(1 - Coeff); N-fert congruent to N-uptake] for calculating the TNR. These expressions do not need much field experimentation or elaborate soil and plant testing to obtain information on crop N demand and soil N supply, and are simple to implement in farming practice to provide a very cost-effective approach. We consider this scheme to be a useful contribution to rational fertilizer practice, especially in developing countries where other N recommendation systems are usually not available and agricultural extension services are poorly developed or absent. (C) 2011 Elsevier B.V.

[18] STANFORD G, CARTER J N, WESTERMANN D T, MEISINGER J J . Residual nitrate and mineralizable soil nitrogen in relation to nitrogen uptake by irrigated sugarbeets
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DOI:10.2134/agronj1977.00021962006900020025xURL [本文引用: 1]

[19] 王常慧, 邢雪荣, 韩兴国 . 草地生态系统中土壤氮素矿化影响因素的研究进展
应用生态学报, 2004(11):2184-2188.
URL [本文引用: 1]
氮素是各种植物生长和发育所需的大量营养元素之一,也是牧草从土壤吸收最多的矿质元素.土壤中的氮大部分以有机态形式存在,而植物可以直接吸收利用的是无机态氮.这些有机态氮在土壤动物和微生物的作用下,由难以被植物直接吸收利用的有机态转化为可被植物直接吸收利用的无机态的过程就是土壤氮的矿化.氮素矿化受多种因子的影响,这些因子可以归结为生物因子和非生物因子.生物因子包括:土壤动物、土壤微生物和植物种类.土壤动物可以促进土壤有机质的矿化;土壤微生物种类、结构及功能与氮的分解、矿化有密切的关系;不同的植物种类对土壤氮素的矿化作用是不相同的,一般来说,有豆科植物生长的土壤比其它种类土氮素矿化的作用大.非生物因素一般可以分为环境因子和人类活动干扰.环境因子中土壤温度和含水量对土壤氮素矿化的影响是国内外众多科学家研究的方向.尽管如此,在此方面的研究还没有取得一致意见,仍然需要进行这方面的研究,而在其他诸如:不同的土壤质地与土壤类型方面,研究报道的结论也很不一致.草地生态系统中人类活动对土壤氮素矿化的影响主要包括,不同强度的放牧,割草以及施肥、火烧强度等.非生物因子对氮素矿化的影响非常直接和明显,尤其是人类活动.本文综述了近年来影响草地生态系统土壤氮素矿化有关因素的一些进展.
WANG C H, XING X R, HAN X G . Advances in study of factors affecting soil N mineralization in grassland ecosystems
Chinese Journal of Applied Ecology, 2004(11):2184-2188. (in Chinese)
URL [本文引用: 1]
氮素是各种植物生长和发育所需的大量营养元素之一,也是牧草从土壤吸收最多的矿质元素.土壤中的氮大部分以有机态形式存在,而植物可以直接吸收利用的是无机态氮.这些有机态氮在土壤动物和微生物的作用下,由难以被植物直接吸收利用的有机态转化为可被植物直接吸收利用的无机态的过程就是土壤氮的矿化.氮素矿化受多种因子的影响,这些因子可以归结为生物因子和非生物因子.生物因子包括:土壤动物、土壤微生物和植物种类.土壤动物可以促进土壤有机质的矿化;土壤微生物种类、结构及功能与氮的分解、矿化有密切的关系;不同的植物种类对土壤氮素的矿化作用是不相同的,一般来说,有豆科植物生长的土壤比其它种类土氮素矿化的作用大.非生物因素一般可以分为环境因子和人类活动干扰.环境因子中土壤温度和含水量对土壤氮素矿化的影响是国内外众多科学家研究的方向.尽管如此,在此方面的研究还没有取得一致意见,仍然需要进行这方面的研究,而在其他诸如:不同的土壤质地与土壤类型方面,研究报道的结论也很不一致.草地生态系统中人类活动对土壤氮素矿化的影响主要包括,不同强度的放牧,割草以及施肥、火烧强度等.非生物因子对氮素矿化的影响非常直接和明显,尤其是人类活动.本文综述了近年来影响草地生态系统土壤氮素矿化有关因素的一些进展.

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植物营养与肥料学报, 2002(2):162-167.
DOI:10.11674/zwyf.2002.0206URL [本文引用: 1]
利用原状土柱田间培养法 ,测定了冬小麦、夏玉米农田土壤氮 (N)素的年净矿化量 ;利用氯仿熏蒸浸提茚三酮反应氮法测定了土壤微生物量氮的数量 ;利用连续流动分析仪测定了土壤表层无机氮的含量。结果表明 ,在冬小麦秸秆覆盖、夏玉米秸秆翻埋的土壤中 ,第 1年土壤氮净矿化量为N 210kg/hm²,第 2年为 179kg/hm²,2年的净矿化量均基本与同期施氮量相当。在秸秆不还田的土壤中 ,第 1年土壤氮净矿化量为N 164kg/hm²,第 2年为248kg/hm²,年际变化较大。翻埋玉米秸秆导致小麦季土壤表层无机氮数量增加 ,引发土壤氮矿化的正激发效应 ;表层覆盖小麦秸秆对玉米季土壤表层无机氮的影响不明显。秸秆还田后 ,每个生育期开始时 ,土壤微生物量氮比不还田土壤的增加 72 %～ 2.34% ,每个生育期结束时增加 34%～ 72%。在实施秸秆还田的最初 2年内 ,土壤微生物量但氮处于动态调整阶段 ,尚未达到新的稳定状态
LI G T, ZHAO Z J, HUANG Y F, LI B G . Effect of straw returning on soil nitrogen transformation
Journal of Plant Nutrition and Fertilizer, 2002(2):162-167. (in Chinese)
DOI:10.11674/zwyf.2002.0206URL [本文引用: 1]
利用原状土柱田间培养法 ,测定了冬小麦、夏玉米农田土壤氮 (N)素的年净矿化量 ;利用氯仿熏蒸浸提茚三酮反应氮法测定了土壤微生物量氮的数量 ;利用连续流动分析仪测定了土壤表层无机氮的含量。结果表明 ,在冬小麦秸秆覆盖、夏玉米秸秆翻埋的土壤中 ,第 1年土壤氮净矿化量为N 210kg/hm²,第 2年为 179kg/hm²,2年的净矿化量均基本与同期施氮量相当。在秸秆不还田的土壤中 ,第 1年土壤氮净矿化量为N 164kg/hm²,第 2年为248kg/hm²,年际变化较大。翻埋玉米秸秆导致小麦季土壤表层无机氮数量增加 ,引发土壤氮矿化的正激发效应 ;表层覆盖小麦秸秆对玉米季土壤表层无机氮的影响不明显。秸秆还田后 ,每个生育期开始时 ,土壤微生物量氮比不还田土壤的增加 72 %～ 2.34% ,每个生育期结束时增加 34%～ 72%。在实施秸秆还田的最初 2年内 ,土壤微生物量但氮处于动态调整阶段 ,尚未达到新的稳定状态

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