DENNIS R.KEENEY
美国威斯康星大学
影响作物产量和N使用的因子
为了使作物最大限度地吸收N,任何农业管理制度都必须直接或间接地采用系统管理方法,那就是一定要考虑整个系统对作物产量的影响。关于影响作物产量的许多因子,包括作物对N肥的反应,已有一些卓越的评论(Viets,1965;Pierre等,1960;Black,1967;Ingestad,1977;Frisse1,1977;Barber,1974的材料和本书第十五章)。表16-9总结了这些因子,这些因子仅能按照特定的作物和地区进行定量。基本上不可预报的天气因子为拥有不同数量的管理技术、可用的劳动力和资本的农民必须作出表16-9中所列的短期和长期的管理决策(包括N肥的使用)提出了应当考虑的有关问题。最大的需要是能够正确地预测于某一农场某一作物来说N的用量与施N反应之间的关系。表16-10总结了涉及农场上作物对N肥的实地反应的有关因子。
(表:表16-9 影响作物产量的土壤、气候和管理因子 )
土壤及其所处地点的特性 | 根区的土壤水供应 | 天气 | 短期管理 | 长期管理 |
坡度,排水,质地,结构,渗透度,渗入性能,性层次,表土厚度 | 生长季前-秋季和春季降水,以前的耕作状况 | 降雨分布状况温度 | 前作物耕作,地面覆盖 | 瓦管或地表排水土壤保持措施 |
植物营养的有效性 | 生长季降雨,蒸散作用根系深度,杂草 | 暴风雨临生长期的天气 | 作物品种植株密度 | 灌溉制度 |
根区水分保持,土壤通气性(人工排水的需要) | 枯霜期 | 种植日期施肥适期和施肥量 | 可用的土地,土地的价格,耕作制度 | |
对积水的敏感性 | 杂草和虫害控制 | 石灰的使用 | ||
机械及装备 |
(表:表16-10 影响非豆科作物对N肥的产量效应的因子 )
因子 | 有关的变量 |
根区土壤有机N和无机N的有效性 | 土壤通气性和温度;根区有机N的数量和种类;前作物;粪便和残体; 淋溶和(或)反硝化作用;以前的N肥施用 |
植物积累N的速率 | 天气、土壤和管理因子,遗传特性 |
根系生长深度和密度 | 遗传特性,天气,土壤性质,肥料施用位置 |
作物中N的最终含量 | 遗传特性,天气,管理,其它营养的有效性 |
肥料配方 | 肥料类型和施肥时期,缓慢释放或抑制剂特性 |
肥料N的有效性 | |
固持作用 | 固持NH4+的粘土矿物,残体的C/N比率 |
NH3挥发 | 液态NH3使用于即将干燥或变湿的土壤或砂土,或者用量太高;尿素或低压溶液使用于土壤表而未混入土中 |
反硝化作用 | 土壤通气(性),温度,pH,有机N的有效性,NO3-的存在 |
NO3-的淋溶 | 土壤水分移动的速率和数量,植物的吸收,反硝化作用 |
杂草,行间作物的竞争性吸收 | 杂草,固持作用 |
秋季使用肥料 | 春季土壤温度,降雨量 |
肥料用量与施肥反应之间关系的一个重要因子是植物积累N的速率。例如,玉米的特点是自发芽后约一个月开始的时期大量地积累N(Hanway,1960)。在该时期以前,由淋溶或反硝化作用造成的N损失会引起环境污染和减产。应用具有早期生长阶段就能迅速吸收N的特点的作物或品种,适时施肥使之与迅速吸收期相同一致,都能促使更有效地利用肥料。同样,采用适宜的施肥位置以促进根系扎得更深和生长得更茂密,从而可以在N被从根区淋出之前增加对N的吸收,虽然选用何种N肥类型通常很少产生不同的结果,但在某些情况下使用的N肥类型也能影响到作物的反应曲线(Viets,1965)。能够降低N肥利用率的其它因子还包括由于加入富C残体而发生的N肥固持作用,使用技术不当,例如表施NH3溶液或尿素;施用时间不宜或秋季施用液态NH3。
能够影响作物产量的变量的数目是很大的,但这里所讨论的许多因于是对作物利用N肥的效率有重大影响的那些因子。由于由许多不确定的因子和不可能把同时起作用的多种因子的影响一一分开,因此,通常也就不可能采用通过试验获得的施肥和作物产量反应之间的关系来定量地预测在任何特定农场实地条件下施肥的效果(Swanson,1957)。