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黄土高原旱地主要作物氮肥减施增效途径与技术

文献类型： 获奖成果

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获奖名称： 科技进步奖

获奖等级： 二等奖

第一完成单位： 西北农林科技大学

获奖时间： 2017

摘要： 　　自2006年起，在国家自然科学基金委员会、科技部、农业部、西北农林科技大学等部门的资助下，项目组以旱地农田生态系统氮素循环及其调控为主线，以优化旱地作物氮高效管理为核心，系统研究了旱地土壤和植物系统中氮素行为。 　　主要研究内容包括： 　　（1）黄土高原土壤供氮能力测定方法的比较研究； 　　（2）大气氨营养对玉米基因型根冠特征和氮利用率的影响； 　　（3）降雨对夏玉米冠层氮素淋失的研究； 　　（4）旱地水、氮空间互作机制； 　　（5）构建黄土高原旱作春玉米高产高效栽培体系研究； 　　（6）黄土高原旱作春玉米高产高效栽培体系的环境效应评价。 　　技术关键及创新点： 　　（1）在作物氮素营养理论上，提出了大气氨可作为营养物质，完全可被作物吸收利用的学术观点，同时发现大气氨的营养效果与作物基因型、生育期及介质供氮水平有关；发现作物冠层氮素也会发生淋溶损失，淋溶形态主要包括硝态氮及小分子有机氮，淋溶强度与降雨pH、作物基因型及生育期有关，该研究结果对进一步深化作物氮素营养理论具有重要学术价值。 　　（2）在旱地氮素供应测定方法上，提出了既简单、又比较符合黄土高原土壤水环境的通气培养4周法、干湿交替通气培养2周法等两种土壤供氮能力生物培养测定方法；以及酸性高锰酸钾法、硫酸－高锰酸钾法（我们提出的修订方法）和KCl水浴法等3种化学方法均可有效用于估算黄土高原旱地农田土壤供氮能力，完善了旱地土壤氮素供应能力测定方法，为合理施氮提供了方法保证。 　　（3）在对旱地水肥关系认识上，定量了冬小麦生育期的根系提水作用及上层养分供应对其促进效应，明确了旱地作物不同生育期根系提水作用的大小及水势差、养分供应对根系提水作用、根系特性和产量的影响，拓展了“以肥促根，以根供水，实现土壤剖面空间水肥协同供应”的观点，对提高旱地农田生态系统作物生产力、水分和养分效率，具有实践意义，深化了对旱地水肥关系的认识。 　　（4）在生产实践上，以旱作春玉米单作体系为对象，验证了Hybrid-Maize模型覆膜模块的适用性；以验证后的覆膜Hybrid-Maize模型为指导，以模型估算的产量潜力为目标产量，量化并成功构建了耦合大气—作物—土壤旱地春玉米高产高效栽培体系，该体系主要包括科学的地膜覆盖、合理播种期、增密及分期施氮，在生产上已大规模应用，取得了显著经济效益。 　　

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