冬小麥-夏玉米輪作體系下作物養(yǎng)分吸收利用與累積規(guī)律及優(yōu)化施肥.pdf

1、冬小麥/夏玉米輪作是陜西省關(guān)中地區(qū)作物的主要耕作方式?；蕦ψ魑锏脑霎a(chǎn)作用毋庸置疑，但近幾年來，隨著化肥投入量的增加，產(chǎn)量并未隨之而同步增長，而出現(xiàn)了化肥利用率下降及產(chǎn)出下降的現(xiàn)象。在關(guān)中地區(qū)，氮肥的過量施用相當(dāng)普遍，農(nóng)民施肥已成習(xí)慣，而磷鉀肥的重視程度不夠。過量的施用氮肥，不僅造成大量的經(jīng)濟(jì)損失，更重要的是引起一系列環(huán)境問題。本研究在扶風(fēng)縣新集村(高肥力)和楊陵區(qū)孟家寨村(中肥力)通過大田試驗(yàn)，研究了冬小麥/夏玉米輪作條件下作物對氮、

2、磷、鉀養(yǎng)分的吸收、累積及轉(zhuǎn)運(yùn)規(guī)律，以及不同施氮量對作物產(chǎn)量、氮肥利用率、硝態(tài)氮累積、氮平衡及氮效率的影響，旨在了解和掌握作物對養(yǎng)分的吸收及累積規(guī)律，為合理施肥提供科學(xué)依據(jù)。主要的研究結(jié)果如下： 1.新集冬小麥/夏玉米輪作試驗(yàn)結(jié)果表明，玉米籽粒產(chǎn)量為7000～7700kg/hm2，施氮增產(chǎn)效果很低，最高只有9％，氮肥利用率僅為10.2～17.9％。小麥籽粒產(chǎn)量5400～6800kg/hm2，施氮可顯著增產(chǎn)16～24％；氮肥利用率為

3、34.2～38.3％，隨施氮量增加而略有降低。冬小麥和夏玉米生物量累積動(dòng)態(tài)曲線都呈“S”型。夏玉米地上部氮和磷累積至成熟期達(dá)最大，而鉀在灌漿期累積量就達(dá)最大。冬小麥氮、磷、鉀養(yǎng)分最大累積量出現(xiàn)的時(shí)期分別是灌漿、成熟和開花期。夏玉米養(yǎng)分的累積階段主要在苗期至拔節(jié)期和大喇叭口期至灌漿期；而冬小麥養(yǎng)分累積的關(guān)鍵期是苗期、拔節(jié)期和開花期。隨著施氮量的增加，夏玉米氮和磷的轉(zhuǎn)運(yùn)量、轉(zhuǎn)運(yùn)效率及在籽粒中的比例都降低。冬小麥氮轉(zhuǎn)運(yùn)效率為59～71％，隨施

4、氮量增加而降低，轉(zhuǎn)運(yùn)氮對籽粒氮的貢獻(xiàn)率為69～87％。小麥磷轉(zhuǎn)運(yùn)效率高達(dá)82～90％，轉(zhuǎn)運(yùn)的磷占籽粒的比例和秸稈轉(zhuǎn)運(yùn)量隨施氮量增加而增加?？傮w來說，過量施氮不利于氮、磷養(yǎng)分向作物籽粒轉(zhuǎn)運(yùn)。 2.孟家寨冬小麥/夏玉米輪作試驗(yàn)結(jié)果表明，小麥籽粒產(chǎn)量在5300～6700kg/hm2之間，氮肥利用率為20.4～66.4％，施氮可增產(chǎn)20～25％。玉米籽粒產(chǎn)量在5400～6500kg/hm2之間，氮肥利用率在9.2～22.6％之間，增施氮

5、肥都有顯著的增產(chǎn)效果，平均增產(chǎn)18％左右。小麥季氮肥利用率要高于玉米季，最高達(dá)66.4％，但都隨施氮量增加而明顯降低。夏玉米和冬小麥地上生物量累積動(dòng)態(tài)都呈“S”型，符合生物量累積的一般規(guī)律。作物氮、磷、鉀養(yǎng)分含量隨生育期的延長而降低，而地上部養(yǎng)分累積量總體是增加趨勢。冬小麥地上部磷累積在其全生育期內(nèi)一直增加，氮在灌漿期累積達(dá)最大，而鉀在開花期就達(dá)最大。夏玉米地上部氮、磷養(yǎng)分累積量也是在其全生育期持續(xù)增加，至成熟期達(dá)最大，而鉀在灌漿期已達(dá)

6、最大。冬小麥苗期就有大量的養(yǎng)分累積，拔節(jié)期是養(yǎng)分吸收量的最大時(shí)期，開花期養(yǎng)分吸收亦不容忽視。夏玉米地上部氮、磷、鉀養(yǎng)分累積主要集中在苗期至拔節(jié)期及大喇叭口期至灌漿期兩個(gè)階段。 3.無論高肥力或低肥力田塊，在夏玉米和冬小麥季施氮都會(huì)造成0～60cm土層N03--N大量殘留，施氮量高，殘留量也高。孟家寨試驗(yàn)氮平衡結(jié)果表明，經(jīng)過一個(gè)輪作周期后，兩季作物土壤總礦化氮高達(dá)227.0kg/hm2。不施氮處理兩季作物的吸氮量依然可達(dá)246.2

7、kg/hm2，其它處理的吸氮量在324.2～333.9kg/hm2之間。輪作體系下，氮素總殘留量和表觀損失量都隨總施氮量的增加而增加。夏玉米季、冬小麥季或是整個(gè)輪作體系下，氮肥的表觀利用率都是隨施氮量的增加而降低。冬小麥季和輪作體系下氮肥的表觀殘留率都是隨施氮量的增加而增加，而夏玉米季以N250處理為最高。冬小麥季氮肥的表觀損失率比夏玉米季低，整個(gè)輪作體系下，約51％～65％的氮肥通過各種途徑損失掉了。 4.無論冬小麥或夏玉米，

8、其氮肥利用率(REN)、氮肥生理利用率(PEN)、氮肥農(nóng)學(xué)利用率(AEN)及氮肥偏生產(chǎn)力(PFPN)總體都是隨施氮量的增加而降低。同一施氮量下，新集和孟家寨玉米的PEN和AEN差異很大，孟家寨要高于新集。同一小麥品種，在不同肥力條件下的氮效率也表現(xiàn)出很大的差異。每生產(chǎn)100kg小麥籽粒，新集試驗(yàn)地平均消耗N2.58kg、P0.48kg、K2.42kg；孟家寨平均消耗N2.80kg、P0.45kg、K2.12kg。隨著施氮量的增加，小麥氮

9、和鉀的養(yǎng)分消耗量及比例都增加。對玉米而言，新集養(yǎng)分平均消耗量為N1.96kg、P0.34kg、K2.39kg，孟家寨平均為N2.20kg、P0.37kg、K2.01kg。新集玉米對鉀的需求量要大于孟家寨，而對氮和磷的需求量卻相對較低。 5.綜合考慮籽粒養(yǎng)分累積與轉(zhuǎn)運(yùn)、產(chǎn)量、氮肥利用率、氮平衡等因素，夏玉米季施氮量控制在125kg/hm2左右，新集冬小麥氮肥用量應(yīng)控制在105～210kg/hm2之間，孟家寨小麥在75kg/hm2左