不同栽培模式對(duì)半旱地輪作體系下作物水肥利用效應(yīng)的研究.pdf

1、水分和養(yǎng)分是影響作物產(chǎn)量的兩個(gè)關(guān)鍵因素，有效地利用有限的水、肥資源是農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的保證。我國(guó)北方冬小麥-夏玉米輪作的廣大地區(qū)，目前多采用“大水大肥”的種植方式，種植強(qiáng)度相對(duì)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)栽培模式是北方冬小麥-夏玉米輪作地區(qū)農(nóng)業(yè)發(fā)展的方向。因此，本研究以陜西關(guān)中地區(qū)冬小麥-夏玉米輪作體系為研究對(duì)象，采用定位試驗(yàn)的方法

2、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(duì)冬小麥和夏玉米不同生長(zhǎng)時(shí)期的干物質(zhì)累積量和籽粒產(chǎn)量，冬小麥不同生長(zhǎng)時(shí)期的氮素累積和轉(zhuǎn)移，土壤貯水量和水分利用效率以及硝態(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(shí)踐。取得的主要結(jié)果有： 1．施用氮肥顯著增加了冬小麥地上部分干物質(zhì)的累積量和籽粒產(chǎn)量，但當(dāng)施氮量由120 kg/hm<'2>增加到240 kg/hm<'2>時(shí)，冬小麥地上部分干

3、物質(zhì)的累積量和籽粒產(chǎn)量并未繼續(xù)增加。與施用氮肥相比，不同栽培模式對(duì)冬小麥生長(zhǎng)期間地上部分干物質(zhì)累積量的影響相對(duì)較小，且效應(yīng)因小麥生長(zhǎng)時(shí)期的不同而異。四種栽培模式之間相比較，拔節(jié)期至灌漿期壟溝栽培模式地上部分干物質(zhì)的累積量最大；而灌漿期至收獲期，覆草栽培模式地上部分干物質(zhì)累積量的增加最大。施用氮肥雖然增加了夏玉米地上部分干物質(zhì)的累積量和籽粒產(chǎn)量，但未達(dá)差異顯著水平。在夏玉米生長(zhǎng)期間，壟溝和覆草這兩種栽培模式始終高于常規(guī)和節(jié)水栽培模式，但是

4、隨著玉米生長(zhǎng)時(shí)期的延長(zhǎng)，這種差距呈縮小趨勢(shì)。 2．與施用氮肥相比，不同栽培模式對(duì)冬小麥生長(zhǎng)的各時(shí)期氮素累積量的影響相對(duì)較??；節(jié)水模式下2004和2005年小麥葉片和莖稈殘留的氮素量較其他模式低，殘留氮的比例也相對(duì)較低，而籽粒中氮素累積量占地上部分氮素累積量的比例卻相對(duì)較高。施用氮肥顯著增加了小麥葉片、莖稈、穎殼和穗軸以及籽粒等器官各生長(zhǎng)時(shí)期氮素的累積量；當(dāng)?shù)适┯昧坑?20 kg/hm<'2>增加到240 kg/hm<'2>，收

5、獲時(shí)小麥葉片、莖稈、穎殼+穗軸的氮素殘留量隨之明顯增加，但籽粒氮素累積量并未明顯增加；施用氮肥對(duì)氮素在不同器官分配的影響相對(duì)較小。隨著氮肥施用量的增加，氮肥利用率、氮肥農(nóng)學(xué)效率和氮肥生理效率均呈降低趨勢(shì)。不同模式相比，連續(xù)兩年中節(jié)水模式下小麥的氮肥利用率、氮肥農(nóng)學(xué)效率以及氮肥生理效率相對(duì)較高，而其他三種栽培模式下這三個(gè)指標(biāo)年際間的變化較大。 3．隨著冬小麥生育時(shí)期的延長(zhǎng)，不同栽培模式土壤0-1米貯水量均呈減小趨勢(shì);隨著種植年限的

6、增加，不同栽培模式表現(xiàn)出了不同的保水、蓄水效果，大小依次為：壟溝>覆草>常規(guī)和節(jié)水栽培模式。夏玉米生長(zhǎng)期間不同栽培模式之間土壤0-1米貯水量沒有明顯的差異，這與夏玉米生長(zhǎng)期間正好是該地區(qū)的雨季有關(guān)。隨著種植年限的增加，不同栽培模式土壤0-2米的保水、蓄水的能力逐漸呈現(xiàn)出一定的規(guī)律性，即壟溝>覆草>常規(guī)和節(jié)水栽培模式。施用氮肥增加了作物對(duì)土壤0-2米土壤水分的消耗，其中對(duì)冬小麥?zhǔn)斋@后土壤1-2米貯水量的影響達(dá)顯著水平。在一定施氮水平下，隨

7、著施氮量的增加，冬小麥和夏玉米的產(chǎn)量和水分利用效率均呈增加趨勢(shì)；覆草栽培模式下冬小麥的產(chǎn)量和水分利用效率均最高，壟溝栽培模式次之，常規(guī)和節(jié)水栽培模式最低；而壟溝栽培模式下夏玉米的產(chǎn)量和水分利用效率最高，覆草栽培模式次之，常規(guī)和節(jié)水栽培模式最低。 4．種植五季作物后不同栽培模式0～200 cm土壤剖面殘留硝態(tài)氮平均在218～329kg/hm<'2>之間，且殘留的硝態(tài)氮主要集中在100～200 cm土層。不同栽培模式相比，壟溝模式0

8、～200 cm土層的硝態(tài)氮?dú)埩袅孔罡?。隨著種植年限和施氮量的增加，0～200 cm土層硝態(tài)氮?dú)埩袅侩S之顯著增加。施用240 kg/hm<'2>氮肥，第五季作物收獲后0～200 cm土層硝態(tài)氮的殘留量達(dá)477 kg/hm<'2>；從第三季作物收獲到第五季作物收獲，殘留硝態(tài)氮的增加量占這一時(shí)期氮肥施用量的比例高達(dá)51.6％。種植作物五季后，常規(guī)、節(jié)水和覆草模式在0～80 cm土層硝態(tài)氮?dú)埩袅肯鄬?duì)較低，而80 cm以下土層硝態(tài)氮?dú)埩袅侩S著施氮