耕作模式與施氮量對(duì)土壤理化性狀及小麥玉米產(chǎn)量、品質(zhì)的影響.pdf

1、本研究主要結(jié)果如下：1秸稈還田與施氮量對(duì)土壤理化性狀影響及小麥、玉米產(chǎn)量、品質(zhì)1.1秸稈還田對(duì)小麥玉米產(chǎn)量、品質(zhì)及土壤理化性狀的影響與秸稈不還田處理相比，秸稈還田處理提高了0～40cm土層全氮、堿解氮、速效鉀、速效磷以及有機(jī)質(zhì)的含量，能將更多的硝態(tài)氮截留在0～60cm層次，有利于作物的吸收，減少氮肥淋失。在高產(chǎn)條件下(0～20cm土層土壤有機(jī)質(zhì)含量為1.712％、堿解氮含量88.73 mg·kg<'-1>、速效磷含量43.27 mg·

2、kg<'-1>、速效鉀含量88.33 mg·kg<'-1>)，短期(2年)秸稈還田對(duì)小麥、玉米增產(chǎn)效果不顯著，但可以提高小麥蛋白質(zhì)含量和延長(zhǎng)面團(tuán)穩(wěn)定時(shí)間。 1．2秸稈還田條件下的適宜氮肥用量麥季240 kg·hm<'-2>(N2)施氮量和減氮處理168 kg·hm<'-2>(N1)對(duì)小麥的產(chǎn)量無(wú)顯著影響，麥季氮肥后效對(duì)玉米季產(chǎn)量無(wú)顯著影響。試驗(yàn)第一年N1、N2處理對(duì)作物籽粒品質(zhì)無(wú)顯著影響，試驗(yàn)第二年小麥籽粒濕面筋含量及淀粉含量N

3、1處理顯著高于N2處理，N2處理玉米籽粒的淀粉含量顯著高于Nl，改變了玉米籽粒直鏈淀粉/支鏈淀粉比例。綜合比較認(rèn)為在秸稈還田條件下，麥季氮肥用量采用168 kg·hm<'-2較適宜。2耕作模式對(duì)土壤理化性狀的影響2．1耕作模式對(duì)耕層構(gòu)造的影響0-10cm土層，旋耕、耙耕和常規(guī)土壤耕作模式土壤容重、孔隙度無(wú)顯著差異。在10-20cm，旋耕和耙耕模式容重明顯高于常規(guī)耕作模式。免耕模式土壤容重在0～20cm均逐漸增高，最終顯著高于常規(guī)耕作模式

4、。 2．2耕作模式對(duì)土壤水分的影響0～20cm土層旋耕、耙耕和免耕模式土壤貯水量與同期降雨量顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)皆大于常規(guī)耕作模式，耙耕相關(guān)系數(shù)為0.70**，達(dá)到極顯著水平，土壤保水性好于常規(guī)耕作模式。在O～60cm土壤層次，旋耕、耙耕和免耕模式尤其是耙耕模式在0～60cm土壤表層，較常規(guī)耕作能夠涵養(yǎng)更多的水分，減少水分的下滲與蒸發(fā)。在作物不同生育時(shí)期，尤其是作物開花期，旋耕、耙耕和免耕模式的土壤貯水量高于常規(guī)耕作處理，這說(shuō)明

5、這三種模式可抑制作物開花前土壤無(wú)效蒸發(fā)，有利于促進(jìn)籽粒灌漿。模式之間比較，旋耕和耙耕模式土壤貯水量差異不顯著，免耕模式小于旋耕和耙耕模式，表明在灌溉條件下，免耕模式由于地表秸稈覆蓋加之土壤表層容重變大，不利于土壤水分的下滲。 土壤耕作影響土壤水分的滲漏，50cm處土壤灌溉水滲漏量常規(guī)耕作>旋耕>耙耕>免耕，與土壤耕作深度成正比，這表明土壤耕作深度對(duì)灌溉水的滲漏有顯著影響。 2．3耕作模式對(duì)土壤0～40cm養(yǎng)分狀況的影響隨

6、定位試驗(yàn)時(shí)間延長(zhǎng)，0～20cm土層旋耕和耙耕模式土壤全氮含量和速效氮、磷、鉀含量逐漸高于常規(guī)耕作模式，免耕模式速效氮、鉀高于常規(guī)耕作模式，全氮和速效磷含量低于常規(guī)耕作模式，這與免耕模式的氮肥表施方式有關(guān)。土壤20～40cm層次，常規(guī)耕作處理土壤全氮含量和速效氮、磷、鉀含量顯著高于旋耕、耙耕和免耕模式。 2．4對(duì)土壤有機(jī)物質(zhì)及離子交換性能的影響三年試驗(yàn)后，0～20cm土壤旋耕、耙耕和免耕模式土壤表層土壤有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)合程度高，重組有機(jī)

7、碳含量也明顯高于常規(guī)耕作模式，其對(duì)土壤0～20cm層次的培肥能力顯著高于常規(guī)耕作模式，耙耕模式在該層次的陽(yáng)離子交換量最高，說(shuō)明耙耕模式土壤表層供肥特性最好。在20～40cm土壤層次，土壤重組有機(jī)碳含量、土壤的復(fù)合量、陽(yáng)離子交換量皆為常規(guī)耕作模式顯著高于旋耕、耙耕和免耕模式，常規(guī)耕作模式土壤有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)合程度比少免耕模式的高，土壤肥力好。 2．5對(duì)脲酶、蔗糖酶活性的影響0～10cm土層土壤脲酶和蔗糖酶活性免耕、耙耕和旋耕模式顯著高于

8、常規(guī)耕作模式，免耕模式最高；10～20cm土層酶活性則相反。旋耕、耙耕和免耕模式兩層次酶活性差異大，常規(guī)耕作模式兩個(gè)層次之間酶活性差異較小，這說(shuō)明常規(guī)耕作模式有利于保持0～20cm土壤肥力的均勻性，少免耕模式易造成土壤層次間肥力的顯著差異，對(duì)作物生長(zhǎng)發(fā)育不利。 2．6對(duì)秸稈腐解及土壤呼吸的影響秸稈腐解一年后，常規(guī)耕作、旋耕和耙耕模式的秸稈腐解率差異不顯著，免耕顯著低于常規(guī)耕作、旋耕和耙耕模式。麥季旋耕、耙耕土壤呼吸速率與常規(guī)耕作模式無(wú)顯

9、著差異，免耕模式呼吸速率顯著低于常規(guī)耕作模式，玉米大口期常規(guī)耕作土壤呼吸大于少免耕模式，玉米收獲期少免耕模式土壤呼吸速率高于常規(guī)耕作。 2．7耕作模式與施氮量對(duì)土壤硝態(tài)氮含量的影響2．7．1耕作模式對(duì)土壤硝態(tài)氮含量的影響旋耕、耙耕土壤硝態(tài)氮移動(dòng)速度顯著低于常規(guī)土壤耕作，在0～60cm土層硝態(tài)氮含量高，積累量高，而60cm以下土層含量較常規(guī)耕作低。免耕模式土壤硝態(tài)氮含量顯著低于常規(guī)耕作模式、旋耕和耙耕模式。 土壤耕作影響硝

10、態(tài)氮的淋失，施肥后N1處理土壤50cm處滲漏水中硝態(tài)氮含量常規(guī)耕作模式>旋耕>耙耕>免耕，灌溉水氮肥合計(jì)表觀淋失率常規(guī)耕作模式最高。免耕模式灌溉水氮肥表觀淋失率低，其土壤硝態(tài)氮含量也低，肥料氮的揮發(fā)損失較其它耕作模式多。 2．7．2施氮量對(duì)土壤硝態(tài)氮含量的影響麥季N2處理的硝態(tài)氮積累量在0～60cm根區(qū)、60～100cm淋失危險(xiǎn)區(qū)及100～200cm淋失發(fā)生區(qū)皆顯著高于N1處理，N2處理100-200cm層次硝態(tài)氮積累量顯著高于

11、N1處理是其0～200cm土層硝態(tài)氮積累量比N1處理高的主要原因，這部分硝態(tài)氮幾乎不能被作物利用，易發(fā)生淋失。麥季土壤殘留硝態(tài)氮含量尤其是0～60cm層次硝態(tài)氮積累量對(duì)玉米季0～200cm土壤硝態(tài)氮的積累影響顯著，麥季該層次硝態(tài)氮積累量多，則玉米季土壤0～200cm土壤積累量多。 3耕作模式與施氮量對(duì)小麥、玉米生長(zhǎng)發(fā)育及產(chǎn)量的影響3．1耕作模式與施氮量對(duì)小麥生長(zhǎng)發(fā)育的影響在試驗(yàn)第二年，旋耕和耙耕模式在旗葉光合速率、旗葉衰老特性和

12、光合產(chǎn)物轉(zhuǎn)移量和轉(zhuǎn)移率，以及干物質(zhì)積累量上與常規(guī)耕作模式無(wú)顯著差異。在試驗(yàn)第三年，旋耕和耙耕模式光合產(chǎn)物轉(zhuǎn)移、植株干物質(zhì)積累量都明顯低于常規(guī)耕作模式。免耕模式在生育后期具有較高的光合特性和生理活性，而旗葉光合產(chǎn)物轉(zhuǎn)移量和轉(zhuǎn)移率顯著低于其它模式，說(shuō)明在本試驗(yàn)條件下，免耕模式栽培的小麥貪青晚熟，進(jìn)而抑制了植株?duì)I養(yǎng)器官中的碳水化合物向籽粒中轉(zhuǎn)移，其干物質(zhì)積累量也顯著低于其它模式。 N1和N2處理在試驗(yàn)第二年對(duì)小麥旗葉光合、衰老特性和光合產(chǎn)物轉(zhuǎn)

13、移情況沒(méi)有顯著影響，在試驗(yàn)第三年，旗葉光合產(chǎn)物轉(zhuǎn)移量和轉(zhuǎn)移率N2顯著高于N1。 3．2耕作模式與施氮量對(duì)作物產(chǎn)量的影響短期(2年)土壤旋耕和耙耕，小麥產(chǎn)量與常規(guī)耕作無(wú)顯著差異，第三年產(chǎn)量顯著低于常規(guī)耕作模式，免耕模式三年產(chǎn)量皆顯著低于常規(guī)耕作、旋耕和耙耕模式。試驗(yàn)前兩年N1、N2處理對(duì)小麥產(chǎn)量無(wú)顯著影響，第三年N1產(chǎn)量低于N2，在N2處理下，常規(guī)耕作顯著高于旋耕耙耕和免耕模式，在N1處理下，耙耕顯著高于常規(guī)耕作，旋耕與常規(guī)耕作無(wú)

14、顯著差異。 麥季氮肥后效對(duì)玉米產(chǎn)量有顯著影響，N2>N1，試驗(yàn)第二、第三年差異達(dá)到顯著水平。在N2處理下，旋耕和耙耕模式高于常規(guī)耕作模式，N1處理下，旋耕和耙耕模式產(chǎn)量不如常規(guī)耕作模式。免耕模式兩氮肥處理下皆低于常規(guī)耕作模式。 麥季氮肥用量對(duì)全年產(chǎn)量有顯著影響，N2>N1，差異顯著。在N2處理下，旋耕和耙耕模式尤其是旋耕模式產(chǎn)量高于常規(guī)耕作模式，在N1處理下，旋耕和耙耕模式產(chǎn)量相當(dāng)，免耕模式在兩個(gè)氮肥處理下均顯著低于常規(guī)

15、耕作模式。 4耕作模式與施氮量對(duì)小麥、玉米品質(zhì)的影響4．1耕作模式對(duì)小麥、玉米品質(zhì)的影響耕作模式對(duì)小麥蛋白質(zhì)含量、濕面筋含量和面筋指數(shù)無(wú)顯著影響，蛋白質(zhì)組分中球蛋白受耕作模式影響最顯著，清蛋白次之。耙耕和旋耕模式的沉降值含量、面團(tuán)穩(wěn)定時(shí)間大于常規(guī)耕作模。小麥籽粒直鏈淀粉受耕作因素的影響比支鏈淀粉敏感，旋耕模式小麥籽粒淀粉含量的高于常規(guī)耕作，免耕和耙耕模式淀粉含量低于常規(guī)模式，免耕模式的淀粉含量最低。玉米籽粒淀粉和蛋白質(zhì)含量，旋耕

16、和耙耕式與常規(guī)耕作無(wú)顯著差異。免耕模式玉米籽粒淀粉含量年度間變化幅度大，蛋白質(zhì)含量隨試驗(yàn)時(shí)間延長(zhǎng)逐漸較常規(guī)耕作模式變少。 4．2氮肥用量對(duì)小麥、玉米品質(zhì)的影響小麥籽粒蛋白質(zhì)含量N2、N1處理之間差異不顯著。免耕在試驗(yàn)第二、第三年度，耙耕在試驗(yàn)第三年度，蛋白質(zhì)含量N1處理顯著低于N2處理。蛋白質(zhì)組分中，球蛋白受氮肥用量影響最顯著，清蛋白次之。小麥籽粒沉降值N2>N1，N1、N2處理對(duì)濕面筋含量、面筋指數(shù)和粉質(zhì)儀參數(shù)無(wú)顯著影響，說(shuō)明

17、N1、N2處理對(duì)小麥蛋白質(zhì)品質(zhì)無(wú)顯著影響。籽粒直鏈淀粉和支鏈淀粉N1、N2處理含量不同，總淀粉含量N1>N2。麥季氮肥后效對(duì)玉米籽粒淀粉含量和蛋白質(zhì)含量影響不顯著。說(shuō)明在本試驗(yàn)條件下，和N2相比N1處理對(duì)作物品質(zhì)無(wú)顯著影響。 5長(zhǎng)期耕作和施氮量對(duì)小麥、玉米氮素吸收利用的影響2005年<'15>N測(cè)定結(jié)果表明，耙耕模式小麥的氮肥利用率最高，免耕模式氮肥利用率最低，但其顯著提高了對(duì)土壤來(lái)源氮素的吸收。耙耕模式還顯著提高小麥氮肥表觀利

18、用率和氮肥生產(chǎn)效率。麥季氮肥對(duì)玉米季的氮肥利用效率有顯著影響，旋耕和耙耕模式的氮肥利用率高于免耕模式和常規(guī)耕作模式。全年氮肥利用效率，耙耕模式優(yōu)于其它三種耕作模式，常規(guī)耕作模式最差。兩種氮肥處理，常規(guī)耕作和旋耕氮肥利用效率N2>N1，耙耕和免耕模式N1>N2處理。6耕作模式的適應(yīng)性及合理氮肥用量初步認(rèn)為在旋耕和耙耕模式可以在高產(chǎn)及有灌溉條件下短期(1～2年)應(yīng)用，免耕模式不適宜。麥季氮肥用量在168kg·hm<'-2>可保證小麥高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)