土壤—小麥植株系統(tǒng)氮素運移及高效利用的生態(tài)基礎(chǔ).pdf

1、長江中下游地區(qū)是典型的稻麥兩熟輪作區(qū)，在小麥生產(chǎn)中，氮肥的大量施用及不合理的施氮方法不僅導(dǎo)致氮肥利用率降低，氮肥損失加劇，還造成了對環(huán)境的污染。實現(xiàn)氮肥高效利用對于持續(xù)提高小麥產(chǎn)量、效益和保護環(huán)境均具有重要意義，而深入研究氮素在土壤—小麥體系中的行為和去向，是提高氮肥利用效率，減少氮素損失的關(guān)鍵。因此，本文在大田環(huán)境和田間15N微區(qū)環(huán)境下，通過兩年的施氮量、基追比試驗和兩年的施氮量和密度試驗，系統(tǒng)地研究了氮肥及氮肥密度互作對土壤—小麥系

2、統(tǒng)氮素平衡特征、氮肥的流向、植株氮素分配和轉(zhuǎn)運、根系生長發(fā)育及產(chǎn)量、氮素利用效率的影響，主要研究結(jié)果如下:
　　 1.明確了稻茬小麥土壤無機氮運移規(guī)律及氮素表觀平衡特征。施用氮肥能顯著提高0-60cm土層硝態(tài)氮含量和0-40cm土層銨態(tài)氮含量，拔節(jié)前無機氮含量隨基肥用量的增加而顯著增加，且施氮量越高，拔節(jié)前硝態(tài)氮淋洗越多;而拔節(jié)后無機氮含量則隨追肥施用量的增加而顯著增加。種植密度對土壤無機氮的影響較小，但相同施氮量下隨種植密度的

3、增加土壤無機氮含量呈現(xiàn)下降趨勢。土壤氮素盈虧具有明顯的階段性，播種至拔節(jié)期是氮素出現(xiàn)盈余的主要時期。全生育期氮素盈余量隨施氮量和基肥比例的增加而增加，隨種植密度的增加先降后增。在一定施氮量的基礎(chǔ)上，適當增加追肥比例和種植密度有利于減少氮素淋洗損失，維持土壤—小麥系統(tǒng)氮素平衡。
　　 2.探明了土壤—小麥系統(tǒng)的氮肥流向和不同生育階段氮肥平衡特征。隨施氮量的增加，氮肥回收率和土壤殘留率顯著降低，而損失率增加;適當增加追肥比例提高了氮

4、肥回收率和土壤殘留率，降低氮肥損失率;相同施氮量下適當增加種植密度，提高了氮肥回收率，而降低了土壤殘留率及損失率。平均各處理，追施氮的利用率和土壤殘留率顯著高于基施氮，損失率則相反。播種至拔節(jié)期是小麥基施氮吸收和損失的主要階段，拔節(jié)至開花期是追施氮吸收和損失的主要階段，且積累量和損失量均隨各自施氮量的增加而增加，拔節(jié)前基施氮的大量損失是肥料氮損失的主要原因?；┑妥肥┑乱浦?0-100cm土層，且隨基（追）施量增加肥料氮殘留量增加

5、，但均主要殘留在0-20cm土層。0-100cm肥料氮總殘留量隨施氮量、追肥比例的增加而增加，隨種植密度的增加而降低;平均各處理，追施氮殘留量顯著高于基施氮。一定施氮量的基礎(chǔ)上，適當增加追肥比例和種植密度有利于提高氮肥吸收，減少氮肥損失。
　　 3.明確了冬小麥植株氮轉(zhuǎn)運及代謝特征。研究表明各處理不同來源氮素均以拔節(jié)至開花期為氮素積累速率高峰期?？偟谧蚜Ｖ械姆峙浔壤S施氮量和追肥比例的增加而降低，隨種植密度的增加而增加，而不同

6、來源氮素在不同器官中積累分配處理間表現(xiàn)不一致。植株花前肥料氮和土壤氮轉(zhuǎn)運量隨施氮量和種植密度的增加而增加，隨追肥比例的增加先增后降。但氮素轉(zhuǎn)運效率及其對籽粒氮素貢獻率則隨施氮量和追肥比例增加而下降，隨種植密度增加而增加。各處理追施氮的轉(zhuǎn)運效率高于基施氮，肥料氮的轉(zhuǎn)運效率高于土壤氮，表明肥料氮特別是追施氮更易于向籽粒轉(zhuǎn)運。植株花后氮素積累隨施氮量和追肥比例的增加而增加，隨種植密度的增加而下降，土壤氮是花后植株積累的主要來源。分析表明提高花

7、后肥料氮積累量和土壤氮轉(zhuǎn)運效率是進一步提高氮素利用的基礎(chǔ)。
　　 4.闡明了冬小麥根系生長特征及其與產(chǎn)量、氮素利用的關(guān)系。增加施氮量及追肥比例增加了0-20cm土層的根重比例，而降低了20cm土層以下的根重比例，而增加種植密度則呈相反趨勢。總根長、根體積、根表面積均隨施氮量的增加而增加，隨追肥比例和種植密度的增加呈先增加后下降的趨勢，但不同土層間表現(xiàn)趨勢不一致。相關(guān)分析表明，增加根干重、總根長、根體積和根表面積均有利于提高產(chǎn)量和

8、植株氮素積累。根系主要生長于0-20cm的上層土壤，其對植株氮素積累和產(chǎn)量的貢獻率均最高。越冬期根系只擴增至0-20cm土層，因此前期根系生長不能吸收或截獲更多土壤氮素，從而會導(dǎo)致拔節(jié)前較多的硝態(tài)氮素下移至根區(qū)以外及基施氮大量損失。在拔節(jié)至開花期，根系生長擴增迅速（峰值出現(xiàn)在開花期）特別根系主要集中在0-20cm的上層土壤，因此拔節(jié)期追施氮肥會迅速被植株吸收或被表層大量根系截獲，因而追施氮比基施氮有較高的回收和殘留，而損失較低。