麥-玉-豆套作體系的生產(chǎn)力和磷養(yǎng)分利用特征研究.pdf

1、小麥/玉米/大豆周年套作是四川地區(qū)主要早地作物體系，研究該體系生產(chǎn)力及土壤養(yǎng)分變化，對麥/玉/豆套作體系的高產(chǎn)高效及養(yǎng)分科學(xué)管理具有重要意義。本研究通過2011-2013連續(xù)3年田間定點定位試驗，以小麥/玉米/大豆套作及相應(yīng)單作為研究對象，設(shè)5個磷(P)用量水平（小麥:0、20、40、60、80 kg Pha-1，記為WP0、 WP1、WP2、 WP3、WP4;玉米:0、16、32、48、64 kgP ha-1，記為MP0、MP1、MP

2、2、MP3、MP4;大豆不施肥以當(dāng)季土壤耕層速效磷含量為準(zhǔn)記為:SP0、SP1、SP2、 SP3、SP4)，對小麥/玉米/大豆套作、小麥-大豆輪作體系的產(chǎn)量、干物質(zhì)積累分配轉(zhuǎn)移、養(yǎng)分吸收利用效率及土壤氮磷養(yǎng)分變化進行分析，比較了套作、輪作體系的生產(chǎn)力、資源效率、土壤養(yǎng)分變化、及農(nóng)業(yè)可持續(xù)性間的差異。
　　主要研究結(jié)果如下:
　　(1)套作小麥3年平均產(chǎn)量WP0-WP4處理分別比相應(yīng)單作增加23.9％、24.2％、26.1％、

3、23.9％和36.8％，施磷促進套作小麥產(chǎn)量比單作小麥增加。邊行貢獻了整個套作小麥60％的產(chǎn)量，套作邊行產(chǎn)量平均比單作增產(chǎn)46.3％。套作小麥花前營養(yǎng)器官同化物向籽粒轉(zhuǎn)運量顯著高于單作，但隨著施磷量的增加并不能增加花前干物質(zhì)積累量對籽粒的貢獻率。套作小麥地上部氮、磷、鉀養(yǎng)分積累量高于單作，養(yǎng)分積累量隨施磷量的增加先增加后降低。套、單作小麥的施磷量與產(chǎn)量的臨界值分別為53 kg P ha-1、46 kg P ha-1，施磷量與地上部磷積累

4、量的臨界值分別為50 kg P ha-1、40 kgP ha-1。
　　(2)玉米3年產(chǎn)量用線性平臺函數(shù)擬合（R2=0.76**）發(fā)現(xiàn)當(dāng)施磷量高于32kgP ha-1時，玉米產(chǎn)量不再隨施磷量的增加而增加，最高產(chǎn)量為6.19 Mg ha-1。施磷顯著增加玉米苗期地上部生物量，但是隨著生育期推進直到成熟期，玉米地上部生物量隨施磷量的增加呈先增加后降低的趨勢。施磷促進花前營養(yǎng)器官同化物向籽粒轉(zhuǎn)運，以施磷32 kgP ha-1、48 kg

5、 P ha-1效果最佳。當(dāng)施磷量為48 kg P ha-1時玉米氮磷鉀投入量與地上部帶走量的比值分別為1.76、1.91、1.09，而施磷量為32 kg P ha-1時比值分別為1.83、1.31、1.10。該體系玉米氮素投入量高于吸收量，鉀投入量比較合適，磷可以根據(jù)產(chǎn)量需求調(diào)整用量。
　　(3)套、單作大豆產(chǎn)量均隨土壤磷含量的增加先增加后降低，套作平均比單作增產(chǎn)34.8％。當(dāng)土壤磷含量高于10 mg kg-1套作大豆產(chǎn)量將不再增

6、加，而單作大豆產(chǎn)量在土壤磷含量在0-27 mg kg-1范圍內(nèi)隨土壤磷含量的增加而增加，超出這一范圍大豆產(chǎn)量隨之下降。套作大豆與玉米共生期生長率為12.10 kg ha-1 d-1比單作大豆低13.5％，玉米收獲后到成熟期套作大豆的生長率為55.99 kg ha-1 d-1比單作大豆高34.7％。套作大豆后期生長率增加主要是套作籽粒干重大于單作，套作大豆的收獲指數(shù)高于單作，單作大豆的收獲指數(shù)隨土壤磷含量的增加顯著下降。套、單作大豆地上部

7、養(yǎng)分積累規(guī)律和生物量積累規(guī)律相似，但單作大豆莖、葉的磷積累量隨土壤磷含量增加而增加，且高于套作大豆，單作大豆對磷存在奢侈吸收現(xiàn)象。
　　(4)小麥/玉米/大豆套作體系平均比小麥-大豆輪作增產(chǎn)2.84 Mg ha-1。套作體系最佳施磷量為71.5 kgP ha-1（小麥-大豆帶40 kgP ha-1，玉米帶32 kg P ha-1），輪作體系為43.0 kg P ha-1。在最佳施肥量下套作體系的磷肥表觀利用效率為28.0％，磷表觀

8、平衡為-0.5 kg P ha-1;輪作體系磷表觀利用效率為25.5％，磷表觀平衡為-34.7 kgP ha-1;種植方式并不能顯著改變小麥、玉米、大豆磷生理利用效率，隨著施磷量的增加作物的PHI呈下降趨勢，套作作物的PHI/HI值低于單作。
　　(5)套作體系土壤磷含量變化幅度低于單作，單作、套作P0、P1處理耕層土壤速效磷含量逐年降低，P3、 P4處理逐年增加，套作P2處理耕層土壤速效磷含量維持在20 mg kg-1左右，年際

9、間變化不明顯。施入土壤磷主要集中在0-20 cm土層，P3、 P4處理土壤全磷含量以0.11和0.15 g kg-1yr-1的速度增加。套作體系的土壤硝態(tài)氮含量低于單作，同時隨著施磷量的增加土壤耕層硝態(tài)氮呈降低趨勢。土壤全磷與速效磷的臨界值為0.55 g kg-1，速效磷與水溶性磷含量的臨界值為40mg kg-1。土壤速效磷含量與小麥、玉米、大豆產(chǎn)量的臨界值分別為12.6、16.5和8.8 mg kg-1。
　　綜上，通過合理的磷