不同耕作方式對(duì)豫東南砂姜黑土區(qū)小麥氮素利用效率影響研究.pdf

1、為明確砂姜黑土區(qū)小麥產(chǎn)量和品質(zhì)形成的耕作方式及施氮量最優(yōu)組合，在大田試驗(yàn)條件下以深松、旋耕和常規(guī)耕作三種耕作方式為主區(qū)，0、120、225、330kg·hm-2四個(gè)施氮量為副區(qū)，本試驗(yàn)從砂姜黑土土壤物理、化學(xué)及生物學(xué)性狀，小麥拔節(jié)后的氮代謝，氮素的積累、分配、轉(zhuǎn)運(yùn)及利用效率，籽粒產(chǎn)量和蛋白質(zhì)含量等方面系統(tǒng)的研究了不同耕作方式及施氮量對(duì)砂姜黑土土壤氮素轉(zhuǎn)化作用和小麥氮素利用及其生理機(jī)制的影響，主要研究結(jié)果如下:
　　深松耕作主要降低

2、了10-40cm土層的土壤容重，增大了10-40cm土層的土壤含水量和總空隙度，擴(kuò)大了根量。旋耕降低了表層(0-10cm)的土壤容重，根系量在表層較高，常規(guī)翻耕改變了土壤的原有土層，粘土上移，增大了表層上壤的容重，但兩者均未能改善砂姜黑土根際層土壤粘重的狀況，旋耕甚至增大了10-20cm土層的土壤容重，造成根系量減少?？梢?jiàn)，深松耕作可以打破犁底層，改善根際層土壤狀況，促進(jìn)小麥根系的下扎。
　　旋耕能提高小麥在拔節(jié)期和開(kāi)花期表層土壤

3、（0-20cm）的硝態(tài)氮供應(yīng)量，深松能在小麥整個(gè)生育期持續(xù)保持根系生長(zhǎng)層(0-40cm)的土壤氮素供應(yīng)量。除開(kāi)花期常規(guī)耕作和深松0-20cm土層的硝態(tài)氮含量N225顯著最高外，其它時(shí)期三種耕作方式在0-20cm和20-40cm土層土壤的硝態(tài)氮含量、銨態(tài)氮含量和全氮含量均隨施氮量的增加而增加。增加施氮量能顯著提高土壤的硝態(tài)氮含量，銨態(tài)氮的含量和全氮含量的變化相對(duì)比較穩(wěn)定。
　　土壤氮素轉(zhuǎn)化微生物氨化細(xì)菌和硝化細(xì)菌在開(kāi)花期和灌漿盛期較

4、為活躍，土壤反硝化細(xì)菌的活性則相反，在拔節(jié)期和成熟期較高。根際土壤的脲酶和蛋白酶活性在拔節(jié)期和開(kāi)花期活性較高，且脲酶活性遠(yuǎn)大于其它微生物及酶的活性。根際土壤的氨化細(xì)菌、脲酶和蛋白酶活性在各時(shí)期均以深松最高，而硝化細(xì)菌活性在拔節(jié)期和開(kāi)花期為旋耕最高，花后20天和成熟期以深松最高。深松耕作土壤中的氮素水平較高，能夠滿足根系的吸收，故對(duì)反硝化細(xì)菌的抑制作用不明顯。土壤氫化細(xì)菌、硝化細(xì)菌、反硝化細(xì)菌、脲酶和蛋白酶的活性，三種耕作方式均為中高氮處

5、理(N225和N330)顯著高于低氮處理(N120)和不施氮處理，反硝化細(xì)菌三種耕作方式均以N225最高。深松耕作隨施氮量的增加，氮化細(xì)菌、硝化細(xì)菌、脲酶和蛋白酶的活性顯著增加，各時(shí)期均以N330最高，但是對(duì)于常規(guī)和旋耕耕作，增加施氮量土壤氮素轉(zhuǎn)化微生物和酶活性的提高幅度不顯著，甚至部分時(shí)期在施氮量超過(guò)225kg·hm-2以后，反而有降低趨勢(shì)。
　　耕作方式對(duì)小麥葉片GS活性的大小及活性持續(xù)的時(shí)間影響顯著，并且不同耕作方式下小麥葉

6、片的GS活性對(duì)施氮量的響應(yīng)不同。在深松耕作中，葉片GS活性顯著高于另外二種耕作方式，并在較高水平的施氮量(225 kg·hm-2、330 kg·hm-2)配合下，GS活性持續(xù)上升至灌漿初期（花后10天）達(dá)到峰值，其它耕作方式和施氮處理葉片的GS峰值多在開(kāi)花期。葉片游離氨基酸、可溶性蛋白含量和全氮含量對(duì)不同耕作方式與施氮量的組合響應(yīng)也與GS活性基本一致。功能葉的葉綠素含量、葉面積指數(shù)、籽粒的GS活性、游離氨基酸、可溶性蛋白和全氮含量為深松

7、耕作最高。深松耕作不僅提高了小麥的氮素同化能力，而且對(duì)氮素同化的時(shí)間長(zhǎng)短和氮素同化物含量也有顯著的促進(jìn)作用。在深松耕作的基礎(chǔ)上，增加施氮量，葉片的氮代謝能力顯著增強(qiáng)，各時(shí)期均為N330最高，而常規(guī)和旋耕耕作，當(dāng)施氮量超過(guò)225 kg·hm-2以后，部分時(shí)期反而降低。籽粒的GS活性和游離氨基酸含量，三種耕作方式均隨施氮量的增加而增加，而可溶性蛋白含量和全氮含量在花后10天和花后20天深松耕作以N330最高，花后30天以N225最高，常規(guī)耕

8、作和旋耕在整個(gè)灌漿期均以N225最高。
　　開(kāi)花期地上部各器官的氮素積累量和總氮素積累量為深松最高，旋耕最低，葉片的氮素分配率以旋耕最高，穗和莖稈的分配率以深松最高。深松耕作花前營(yíng)養(yǎng)器官吸收氮素向籽粒的轉(zhuǎn)運(yùn)量和轉(zhuǎn)運(yùn)效率較高，花后對(duì)氮素的吸收量和花后吸收氮素對(duì)籽粒氮素的貢獻(xiàn)率也較高，形成了成熟期較高的籽粒氮素積累量和分配率。旋耕方式花前營(yíng)養(yǎng)器官吸收氮素向籽粒的轉(zhuǎn)運(yùn)量、轉(zhuǎn)運(yùn)效率和花后吸收氮素量為三種耕作方式中最低，因此在成熟期旋耕方式

9、的籽粒氮積累量和分配率為最低，而葉片、莖稈和穗軸+穎殼的分配率則為最高。三種耕作方式下，開(kāi)花期和成熟期地上部總氮積累量和各器官的氮積累量和分配率（除籽粒外）均隨施氮量的增加而增加。籽粒的氮素積累量以N225處理最高，隨施氮量的增加，深松耕作較其它二耕作方式，對(duì)籽粒氮素積累的正向促進(jìn)作用更顯著。三種耕作方式開(kāi)花前吸收氮素向籽粒的轉(zhuǎn)運(yùn)量隨施氮量的增加而增加，但轉(zhuǎn)運(yùn)率、花前轉(zhuǎn)運(yùn)氮對(duì)籽粒氮素的貢獻(xiàn)率、花后吸收氮素及其對(duì)籽粒的貢獻(xiàn)率隨施氮量的增加

10、變化趨勢(shì)不同。
　　耕作方式和施氮量對(duì)籽粒產(chǎn)量和蛋白質(zhì)含量影響顯著，籽粒產(chǎn)量和蛋白質(zhì)含量以深松耕作最高，旋耕方式最低。三種耕作方式下小麥產(chǎn)量和蛋白質(zhì)含量均隨施氮量增加而增加，深松耕作的成穗數(shù)、千粒重、穗粒數(shù)和產(chǎn)量均以施氮量330kg·hm-2最高，但常規(guī)和旋耕耕作方式則以225kg·hm-2最高。三種耕作方式下籽粒蛋白質(zhì)含量均以施氮225 kg·hm-2最高。
　　由于深松耕作小麥根系對(duì)氮素的高吸收，葉片和籽粒較高的同化能力

11、和營(yíng)養(yǎng)器官氮素向籽粒的高轉(zhuǎn)運(yùn)，有效地提高了土壤氮貢獻(xiàn)率、氮肥回收效率、氮肥偏生產(chǎn)力、氮收獲指數(shù)和氮素產(chǎn)投比，而旋耕方式下小麥的吸收的氮素量有限，但被吸收的氮素在植株體內(nèi)的生理利用效率較高。小麥的氮素吸收效率、植株氮素利用效率、土壤氮貢獻(xiàn)率、氮肥回收效率、氮素生理利用效率、氮肥偏生產(chǎn)力、氮收獲指數(shù)和氮素產(chǎn)投比，三種耕作方式均表現(xiàn)為隨施氮量的增加而減小，主要是因?yàn)殡S著施氮量的增加，氮素在籽粒中的分配率相對(duì)減少，而在莖稈中的分配率增加，造成氮