南方紅壤旱地花生平衡施肥研究.pdf

1、花生是南方紅壤區(qū)主要經(jīng)濟(jì)作物之一。近年來由于化肥的大量投入，致使該區(qū)花生根系結(jié)瘤量大幅度減少甚至出現(xiàn)零結(jié)瘤現(xiàn)象，生物固氮能力急劇降低。而化肥的過量使用不僅導(dǎo)致了肥料利用率的下降，同時(shí)還帶來了農(nóng)業(yè)面源污染等一系列的后續(xù)環(huán)境問題。因此，研究怎樣通過恢復(fù)花生自身的固氮能力以減少化肥氮的投入也就成為該區(qū)亟待解決的問題。 本研究選擇了紅壤區(qū)典型種植模式(夏花生-冬蔬菜、夏花生-冬休閑)下的兩種不同土壤N素背景值(高、中)花生地為供試土壤，

2、通過兩年的田間試驗(yàn)研究了不同施氮水平下花生根系結(jié)瘤能力、根系固氮能力、根系形態(tài)學(xué)特征、植株各部干物質(zhì)累積量、葉片SPAD值以及氮素吸收利用規(guī)律。同時(shí)，為了達(dá)到通過平衡施肥，恢復(fù)土壤生態(tài)功能的目的，本試驗(yàn)還研究了施用根瘤菌肥料和硼、鉬兩種微量元素肥料對花生根系結(jié)瘤、根瘤發(fā)育、根系形態(tài)學(xué)特征以及植株干物質(zhì)累積量的影響。 試驗(yàn)結(jié)果表明： 1)花生生物固氮功能受外源無機(jī)氮投入量的影響。當(dāng)土壤 N 素背景值較高時(shí)，花生根系固氮酶活

3、性與施氮量呈極顯著(p=0.005)的負(fù)相關(guān)關(guān)系(R<'2>=0.88**)，花生單株根系結(jié)瘤數(shù)和單株根瘤干物質(zhì)重也隨著氮肥施用量的增加而顯著下降。土壤N素背景值為中等時(shí)，施入少量氮肥對生物固氮表現(xiàn)為促進(jìn)作用；當(dāng)施氮量大于一定數(shù)值后就表現(xiàn)為強(qiáng)烈的抑制作用。 2)花生根系形態(tài)學(xué)特征對外源無機(jī)氮的輸入反應(yīng)敏感。當(dāng)土壤N素背景值較高時(shí)，輸入無機(jī)態(tài)氮后根系向短粗方向發(fā)展。單株花生根系總長度、總表面積、總分叉數(shù)及總根尖條數(shù)均隨氮肥施用量

4、的增加而減小，根平均直徑呈增大趨勢。當(dāng)土壤N素背景值為中等時(shí)，適量施氮可促進(jìn)根系發(fā)育，主要表現(xiàn)為根系總長度、總表面積、總體積及總分叉數(shù)以及總根尖條數(shù)的增加。繼續(xù)提高施氮量時(shí)，以上指標(biāo)均表現(xiàn)出一定程度的減小。 3)土壤N素背景值較高時(shí)，施用氮肥對花生莢果產(chǎn)量、莖稈產(chǎn)量以及植株總生物量的影響均不顯著(p=0.091)。而土壤N素背景值為中等時(shí)，少量施氮可提高花生莢果產(chǎn)量和植株各部干物質(zhì)累積量；提高氮肥用量后，莢果產(chǎn)量及植株各部干物質(zhì)

5、累積量均呈現(xiàn)下降趨勢?；ㄉ~片SPAD值變化與莢果產(chǎn)量變化趨勢一致。 4)花生氮素利用規(guī)律在兩種土壤N素背景值下表現(xiàn)趨勢一致。均表現(xiàn)為：隨著外源無機(jī)氮輸入量的增加，氮素回收率(RE)與氮素農(nóng)學(xué)利用率(AE)顯著降低，而收獲指數(shù)(HI)及氮素內(nèi)部分配效率(IE)未得到相應(yīng)提高。 5)N<'15>示蹤試驗(yàn)結(jié)果中，中等土壤N素背景值條件下，花生植株對肥料N的攝取百分?jǐn)?shù)在23.99％～38.37％之間，其數(shù)值隨施氮量的提高而降低

6、；花生生物固氮量在52.58 kg·hm<'-2>～30.64 kg.hm<'-2>之間，其值隨施氮量的提高先緩慢增加后迅速下降；花生植株對土壤中N的攝取量在46.37 kg·hm<'-2>左右，提高施氮量其值變化不大。 6)施用根瘤菌肥料對單株花生結(jié)瘤量、根瘤干物質(zhì)重、根系固氮酶活性、根系形態(tài)特征以及花生莢果產(chǎn)量、生物量的影響均達(dá)不到顯著水平。 7)微量肥料硼、鉬配施可促進(jìn)根瘤的發(fā)生和發(fā)育，表現(xiàn)為根系結(jié)瘤量和根瘤干物