不同栽培模式對半旱地輪作體系下作物水肥利用效應的研究.pdf

1、水分和養(yǎng)分是影響作物產量的兩個關鍵因素，有效地利用有限的水、肥資源是農業(yè)可持續(xù)發(fā)展的保證。我國北方冬小麥-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，種植強度相對較高，水、肥和熱等矛盾突出，作物產量不穩(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合的半旱地農業(yè)栽培模式是北方冬小麥-夏玉米輪作地區(qū)農業(yè)發(fā)展的方向。因此，本研究以陜西關中地區(qū)冬小麥-夏玉米輪作體系為研究對象，采用定位試驗的方法

2、研究了不同栽培模式(覆草、壟溝、節(jié)水和常規(guī))下施用氮肥對冬小麥和夏玉米不同生長時期的干物質累積量和籽粒產量，冬小麥不同生長時期的氮素累積和轉移，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、高產、高效提供理論和實踐。取得的主要結果有： 1．施用氮肥顯著增加了冬小麥地上部分干物質的累積量和籽粒產量，但當施氮量由120 kg/hm<'2>增加到240 kg/hm<'2>時，冬小麥地上部分干

3、物質的累積量和籽粒產量并未繼續(xù)增加。與施用氮肥相比，不同栽培模式對冬小麥生長期間地上部分干物質累積量的影響相對較小，且效應因小麥生長時期的不同而異。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的累積量和籽粒產量，但未達差異顯著水平。在夏玉米生長期間，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、隨著玉米生長時期的延長，這種差距呈縮小趨勢。 2．與施用氮肥相比，不同栽培模式對冬小麥生長的各時期氮素累積量的影響相對較?。还?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時期氮素的累積量；當氮肥施用量由120 kg/hm<'2>增加到240 kg/hm<'2>，收

5、獲時小麥葉片、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；施用氮肥對氮素在不同器官分配的影響相對較小。隨著氮肥施用量的增加，氮肥利用率、氮肥農學效率和氮肥生理效率均呈降低趨勢。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、氮肥農學效率以及氮肥生理效率相對較高，而其他三種栽培模式下這三個指標年際間的變化較大。 3．隨著冬小麥生育時期的延長，不同栽培模式土壤0-1米貯水量均呈減小趨勢;隨著種植年限的

6、增加，不同栽培模式表現出了不同的保水、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，這與夏玉米生長期間正好是該地區(qū)的雨季有關。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土壤0-2米土壤水分的消耗，其中對冬小麥收獲后土壤1-2米貯水量的影響達顯著水平。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量和水分利用效率均呈增加趨勢；覆草栽培模式下冬小麥的產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)氮殘留量最高。隨著種植年限和施氮量的增加，0～200 cm土層硝態(tài)氮殘留量隨之顯著增加。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期氮肥施用量的比例高達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)氮殘留量相對較低，而80 cm以下土層硝態(tài)氮殘留量隨著施氮