冀西北高原聚水土種植模式及水肥高效利用研究.pdf

1、中國北方半干旱地區(qū)水資源匱乏，合理、高效開發(fā)利用降水資源成為旱地農業(yè)可持續(xù)高產發(fā)展的重要途徑。溝壟系統(tǒng)通過改變田間微地形，可以使降水疊加、集蓄進入種植溝內，為旱區(qū)作物高產、穩(wěn)產奠定了較好的水分基礎。我國已對半干旱區(qū)小麥、玉米、谷子等大田作物在覆膜或溝覆蓋秸稈下的產量效應及水分集蓄特性進行了大量研究，而對于高效經濟作物在溝壟覆膜系統(tǒng)內的水分運動、分布及利用效率研究較少。因此，本研究針對高寒半干旱區(qū)栗鈣土農田旱薄相隨、水肥俱缺、土壤粗骨的障

2、礙因素，通過積聚熟土層、壟溝覆膜與集中培肥措施，創(chuàng)建農田微域聚土集水技術模式，進而探討該模式對稀植經濟作物小南瓜產量、水氮利用效率、土壤水分、養(yǎng)分的運移分布規(guī)律及經濟效益的影響。主要研究結果如下： (1)壟覆膜方式集流到溝內的水分數(shù)量較多，但因蒸發(fā)和側滲，在溝內下滲深度較淺，與聚土措施結合使剖面土壤水分呈“上潤下干”特征分布。溝膜處理“集流、減弱蒸發(fā)”作用明顯，各土層含水量一般均高于壟膜處理，但水分的分層分布特征不明顯。溝膜處理

3、小南瓜農田耗水量低于壟膜。小南瓜水分利用效率(Wator use efficiency,WUE)的大小順序為溝膜>壟膜、施肥(N<,60>P<,45>)>無肥(N<,0>P<,0>)。聚土處理以40cm熟土厚度所獲得的水分利用效率最高。溝膜結合聚土60cm并配施N<,60>P<,45>處理(FF3)的WUE值最高為31.25kg·mm<'-1>·hm<'-2> (2)溝膜比壟膜處理小南瓜生物產量和經濟產量均有不同程度的提高，積聚

4、40cm、60cm熟土可使干生物量分別比20cm熟土處理增加1.65％～67.87％。聚土處理中均以聚40cm熟土處理的經濟產量顯著高于20cm、60cm熟土處理。溝膜處理經濟產量顯著(P<0.05)高于壟膜處理。覆膜、聚土與施肥共同作用下，以溝膜與聚土40cm相結合并配施N<,60>P<,45>處理(FF2)產量最高為9812.5 kg·hm<'-2>(2004)。 (3)覆膜、聚土與施肥處理在提高小南瓜產量的同時，使土壤有機

5、質、全氮含量略下降。土壤有效氮、磷含量以開花座果期>收獲期>播前。氮素(吸收)利用效率(NUE)的平均大小順序為溝膜>壟膜>無膜，施肥<無肥處理；施肥降低了氮素生理效率(NPE)。溝膜比壟膜處理每1kg肥料氮多生產小南瓜10.65 kg。 (4)溝膜處理在小南瓜發(fā)芽期與幼苗期土壤溫度高于壟膜與無膜處理，促進了幼苗早發(fā)和壯苗；開花后低于壟膜和無膜，減弱了莖葉的徒長。 (5)覆膜、培肥條件下，小南瓜的平均生物產量和經濟產量均

6、以有機培肥>客土培肥>無機培肥，溝膜>壟膜；在壟、溝覆膜方式下，施化肥處理生物產量和經濟產量顯著高于N<,0>P<,0>處理。在生物產量的兩部分組成中，溝膜處理的經濟產量高于壟膜，而莖葉產量低于壟膜。兩種覆膜方式下，配施化肥分別增產5.58％～31.33％和5.13％～35.26％，溝膜比壟膜增產1.64％～15.43％。溝膜結合有機肥配施N<,60>P<,45>可獲得最高的經濟產量(14829.2 kg·hm<'-2>)。 (6)覆膜

7、、培肥條件下，小南瓜在開花-成熟階段耗水明顯多于其它時期；溝膜比壟膜和無膜處理可貯存較多的水分，耗水量以壟膜處理較大，平均比溝膜處理多耗水71.44mm，水分利用效率以溝膜處理均值最高，有機無機培肥相結合，水分利用效率高達42.53 kg．mm<'-1>·hm<'-2>。 (7)覆膜、培肥條件下，土壤有機質、全氮、有效氮及有效磷含量的剖面分布均呈現(xiàn)出典型的“上高下低”的特征，40cm以下土層養(yǎng)分匱乏；座果期土壤有效氮素比播前增加

8、了7.61％～150.18％；施用客土和有機肥可增加表層土壤有機質含量，且提高了氮素利用效率(NUE)和氮素生理效率(NPE)。以壟膜單施客土處理(RⅡ)氮素利用效率(NUE)最高，平均為33.29kg·kg<'-1>N。NUE均值以壟膜高于溝膜，N<,60>P<,45>處理低于N<,0>P<,0>處理。溝膜處理植株比壟膜處理平均多吸收了13.84％的有效氮素。有機、無機培肥相結合，氮響應度均值達到156.41kg·kg<'-1>N。