不同土壤養(yǎng)分供應(yīng)強(qiáng)度和配比下作物生產(chǎn)力變化與平衡施肥——以北方旱作系統(tǒng)為例.pdf

1、我國(guó)糧食生產(chǎn)經(jīng)歷了依靠品種更新和肥料施用而到達(dá)高產(chǎn)的發(fā)展階段。當(dāng)前的高產(chǎn)農(nóng)業(yè)基本上以高肥料投入為代價(jià)。但這帶來(lái)了肥料利用率不斷下降，養(yǎng)分資源流失而加劇農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染。因此，配方施肥和精確施肥成為我國(guó)農(nóng)業(yè)養(yǎng)分利用與施肥技術(shù)發(fā)展的方向。對(duì)于北方旱地農(nóng)業(yè)，已經(jīng)有許多關(guān)于合理施肥促進(jìn)旱作物高產(chǎn)高效的研究。本文主要以山西旱地土壤-作物系統(tǒng)為對(duì)象，從傳統(tǒng)的最小因子理論為基本依據(jù)和出發(fā)點(diǎn)，通過(guò)改進(jìn)施肥試驗(yàn)的設(shè)計(jì)方法，同時(shí)考慮養(yǎng)分供應(yīng)量與供應(yīng)比例，在不

2、同地區(qū)和不同土壤上設(shè)計(jì)和實(shí)施了玉米、小麥和煙草(部分)的多點(diǎn)田間實(shí)驗(yàn)，研究了土壤養(yǎng)分供應(yīng)狀況與氮磷施肥比例、施肥量與產(chǎn)量的函數(shù)關(guān)系、最大施肥量與邊際產(chǎn)量的依變關(guān)系，并探討了旱地作物對(duì)土壤養(yǎng)分的吸收利用特點(diǎn)及其與旱作物營(yíng)養(yǎng)遺傳特性的關(guān)系，得到如下結(jié)果： 1、在所研究的區(qū)域和土壤類型上，土壤養(yǎng)分供應(yīng)狀況可以分為養(yǎng)分平衡供應(yīng)與不平衡供應(yīng)狀況，特別是在貧瘠土壤或養(yǎng)分損耗下這些狀況尤其明顯。因此，在旱地土壤不同養(yǎng)分供應(yīng)狀況下，玉米、小麥及

3、煙草等旱作物的施肥不但需要解決氮、磷、鉀養(yǎng)分的最佳供應(yīng)量，而且需要考慮其最佳施肥比例。施肥比例的作用在于調(diào)整土壤養(yǎng)分供應(yīng)由不平衡供應(yīng)轉(zhuǎn)化為平衡供應(yīng)或保持土壤養(yǎng)分供應(yīng)的均衡性，使作物能高效利用所供應(yīng)的養(yǎng)分，而施肥量則主要是滿足作物苗期所要求的土壤供肥強(qiáng)度。試驗(yàn)表明，氮、磷施肥比例顯著影響玉米對(duì)氮、磷養(yǎng)分的吸收及秸稈中氮素的積累和利用。在最佳氮、磷施肥比試驗(yàn)下，不同處理玉米的氮素利用率在44.8％-48.2％之間，每kg氮素的玉米產(chǎn)量貢獻(xiàn)率

4、為38.9-41.4kg；而以磷定氮試驗(yàn)下，玉米對(duì)氮素的利用率隨施氮量增加而降低。在氮磷施用比例合理?xiàng)l件下，施肥量小于最大施肥量則很少發(fā)生肥料氮磷養(yǎng)分的土壤積累，而施肥量大于最大施肥量時(shí)則有利于土壤有機(jī)質(zhì)的積累和N、P養(yǎng)分的土壤保持。氮、磷施用比例不協(xié)調(diào)或氮肥過(guò)量施用，則減少玉米對(duì)土壤氮、磷的吸收，形成磷肥在土壤中的積累，從而降低磷肥利用率。 2、以磷定氮與氮、磷等比例兩種試驗(yàn)方案下試驗(yàn)得到的玉米最大施氮量存在一定差異，且明顯受

5、試驗(yàn)氮、磷設(shè)計(jì)比例的影響，其產(chǎn)量效應(yīng)可以用不同的函數(shù)方程描述。在實(shí)際施肥量小于最大施肥量下，玉米邊際產(chǎn)量隨施肥量的變化較小，且以氮、磷最佳比例下為最高，但施肥量大于最大施肥量時(shí)則顯著降低。產(chǎn)量效應(yīng)的數(shù)學(xué)模擬表明，作物產(chǎn)量與施肥量的關(guān)系可以用帶有極點(diǎn)的兩條相交直線來(lái)表征，以此求得的作物最高產(chǎn)量施肥量更好地反映了邊際產(chǎn)量與施肥量的依變關(guān)系，因而可能更符合田間實(shí)際施肥需要。看來(lái)，作物最高產(chǎn)量施肥量主要是由土壤肥力水平和土壤中不同養(yǎng)分的配比關(guān)系

6、決定的，并不受氣象因素的制約，但氣象狀況顯著影響最大施肥量的農(nóng)學(xué)效率。 3、對(duì)參加北方玉米區(qū)試的一系列玉米品種進(jìn)行了平衡與不平衡的對(duì)比施肥試驗(yàn)，表明不同玉米品種因其營(yíng)養(yǎng)遺傳特性不同而影響其對(duì)養(yǎng)分的利用能力與產(chǎn)量潛力：1)一些在土壤養(yǎng)分供應(yīng)不平衡條件下區(qū)試增產(chǎn)不明顯的品種，改在平衡供應(yīng)條件下種植則可能有高產(chǎn)潛力；2)能適應(yīng)土壤養(yǎng)分平衡與不平衡供應(yīng)種植的品種，在不平衡供應(yīng)條件下種植的增產(chǎn)效果更明顯；3)在不平衡土壤養(yǎng)分類型上表現(xiàn)出較

7、大增產(chǎn)潛力的品種，在養(yǎng)分平衡供應(yīng)條件下增產(chǎn)效果可能很有限。品種選育中施肥是否合理，在很大程度上影響所選育品種的產(chǎn)量潛能，并可能影響所形成的品系或區(qū)系材料的產(chǎn)量遺傳穩(wěn)定性。根據(jù)土壤養(yǎng)分供應(yīng)類型選擇種植相應(yīng)的品種，是土壤養(yǎng)分有效利用的一個(gè)新途徑。 本文的研究試圖說(shuō)明，在傳統(tǒng)土壤-植物營(yíng)養(yǎng)研究上，田間試驗(yàn)仍是獲得肥料與作物產(chǎn)量關(guān)系的主要途徑，但是作物產(chǎn)量與施肥量的關(guān)系可能不是簡(jiǎn)單的拋物線關(guān)系，考慮施肥量和施肥養(yǎng)分的不同配比關(guān)系，這種關(guān)