不同栽培模式及氮肥用量對旱地及半旱地土壤氮素礦化及水分利用的研究.pdf

1、氮素和水分是影響作物產(chǎn)量的兩個關鍵因素。因此，有效地利用有限的水、氮素資源是農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的保證。在我國北方一些水資源缺乏，又缺乏灌溉條件的地區(qū)，多實施了旱地栽培方式；而在一些灌溉條件的地區(qū)，多采用“大水大肥”的種植方式，種植強度相對較高，水、肥和熱等矛盾突出，作物產(chǎn)量不穩(wěn)。從資源利用和可持續(xù)發(fā)展考慮，采取有限灌溉(非充分灌溉)與旱地蓄水保墑栽培措施相結(jié)合的半旱地農(nóng)業(yè)栽培模式是這一地區(qū)農(nóng)業(yè)發(fā)展的方向。因此，旱地和半旱地農(nóng)業(yè)在我國北方的農(nóng)

2、業(yè)生產(chǎn)中占有十分重要的地位。為此，本研究以陜西關中地區(qū)小麥一休閑及冬小麥一夏玉米輪作體系為研究對象，運用田間定位試驗與實驗室培等方法相結(jié)合，研究了不同栽培模式(覆草、壟溝、節(jié)水和常規(guī))下施用氮肥對土壤氮素礦化特性，土壤貯水量和水分、氮肥利用效率以及硝態(tài)氮在土壤剖面累積等的影響，旨在為該地區(qū)冬小麥和夏玉米優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、高效提供理論和實踐。取得的主要結(jié)果有： 1.采用田間原位培養(yǎng)方法比較了旱地不同栽培模式及施用氮肥對土壤水分、溫度及氮

3、素礦化的影響。結(jié)果表明，與常規(guī)栽培模式相比，秸稈覆蓋和地膜覆蓋均不同程度提高了土壤0～20cm土層水分含量；地膜覆蓋明顯地提高了0～20cm土層的土壤溫度，而秸稈覆蓋模式土壤溫度一直處在較低水平。施用氮肥顯著提高了土壤硝態(tài)氮的含量，也提高了從0～20cm土柱淋出的硝態(tài)氮數(shù)量。施用氮肥顯著增加了培養(yǎng)期間土壤氮素礦化量，不同模式相比，覆草模式土壤氮素礦化量最低；覆膜增加了土壤溫度，但與常規(guī)模式相比，土壤氮素礦化量并未增加。 2.對田

4、間原位培養(yǎng)一個月和兩個月的土壤進行室內(nèi)礦化培養(yǎng)，研究了土壤氮素的礦化特性。結(jié)果表明，施用氮肥顯著增加了培養(yǎng)期間土壤氮素的凈礦化數(shù)量和礦化速率；隨著培養(yǎng)時期的推移土壤氮素礦化量和礦化速率均呈現(xiàn)增加趨勢。不同模式相比，不施氮處理和施氮處理土壤氮素的礦化量均為常規(guī)>覆草>覆膜；不同栽培模式對土壤呼吸作用的影響為覆草>常規(guī)>覆膜。與原位培養(yǎng)相比，室內(nèi)培養(yǎng)法得到的不同處理土壤氮素礦化量明顯增加，平均是田間原位培養(yǎng)的5.61～7.83倍。這與室內(nèi)培

5、養(yǎng)法為微生物的活動提供了適宜的水分和溫度有關。 3.利用大田試驗研究了關中地區(qū)有限灌溉與旱地蓄水保墑栽培相結(jié)合的不同栽培模式和施氮量對冬小麥-夏玉米輪作體系中硝態(tài)氮殘留的影響。結(jié)果表明，施用氮肥顯著提高了土壤剖面硝態(tài)氮的累積量，施用240kgN/hm2的作用尤為明顯。施用240kgN/hm2硝態(tài)氮的殘留量是施用120 kgN/hm2硝態(tài)氮殘留量的4倍。施用120kgN/hm2氮肥，累積的硝態(tài)氮在土壤剖面分布的變化較?。皇┯?40

6、kg/tm2氮肥，第七季作物收獲后，除壟溝模式外，常規(guī)、節(jié)水、覆草模式在0-200cm的剖面上均出現(xiàn)了兩個硝態(tài)氮的累積峰，大體位置在60era和160cm，壟溝模式在60cm也有一個累積峰；第九季作物收獲后，硝態(tài)氮的累積峰遷移到200cm或200cm以下。在干旱年份，壟溝、覆草和節(jié)水都可降低土層內(nèi)硝態(tài)氮的殘留量，降低幅度壟溝>覆草>節(jié)水。在多雨年份壟溝、覆草和節(jié)水可增加硝態(tài)氮的殘留量，增加幅度壟溝>覆草>節(jié)水。 4.以在陜西關中

7、地區(qū)進行的冬小麥．夏玉米輪作田間試驗為研究對象，研究了不同栽培模式、施氮量對這一輪作體系中土壤貯水量、作物產(chǎn)量以及水分氮肥利用效率的影響。結(jié)果表明，不同種植年限土壤剖面貯水量與降雨量有密切關系。壟溝、覆草和常規(guī)等栽培模式雖然對0～2m土壤剖面貯水量有不同影響，但差異均未達顯著水平。施用氮肥顯著增加了作物對土壤0～2m土層，特別是1～2m土層水分的消耗；施用氮量顯著增加了夏玉米的產(chǎn)量和水分利用效率，但當施氮為240kg/hm2時作物產(chǎn)量和