減量施氮對(duì)玉米-大豆帶狀套作系統(tǒng)干物質(zhì)積累、轉(zhuǎn)移及氮肥吸收利用特性的影響.pdf

1、氮肥的過(guò)量施用和低效利用，造成資源浪費(fèi)和環(huán)境污染，不利于農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。為了減少氮肥的投入量，發(fā)揮氮肥的增產(chǎn)效益，本研究在玉米-大豆帶狀套作條件下，以玉米品種“川單418”和大豆品種“南豆12”為研究材料，設(shè)計(jì)了將玉米大喇叭口期追肥和大豆基肥同時(shí)施用的“減量一體化施氮”技術(shù)，并對(duì)施氮量和施肥距離進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整。通過(guò)兩年大田試驗(yàn)與池栽試驗(yàn)，研究了減氮36％(RN1)、減氮18％(RN2)及習(xí)慣施氮(CN)3種施氮水平和距離窄行玉米0 cm(

2、D1)、15 cm(D2)、30 cm(D3)、45cm(D4)4種施肥距離對(duì)玉米-大豆帶狀套作系統(tǒng)中作物的干物質(zhì)積累與運(yùn)轉(zhuǎn)，玉米、大豆的籽粒灌漿特性和氮素的吸收與利用，玉米、大豆及系統(tǒng)產(chǎn)量，大豆根系生長(zhǎng)和固氮能力的影響。確立了各指標(biāo)之間的相關(guān)關(guān)系，找出了玉米-大豆減量一體化施氮技術(shù)與帶狀套作復(fù)合群體生產(chǎn)水平相適應(yīng)的最優(yōu)施肥距離和最佳氮肥用量，為南方地區(qū)玉米-大豆帶狀套作系統(tǒng)的高效施肥技術(shù)提供理論與實(shí)踐依據(jù)。主要研究結(jié)果如下:
　

3、　1.玉米-大豆減量一體化施氮促進(jìn)了玉米、大豆植株地上部干物質(zhì)的積累，加大了干物質(zhì)向籽粒的轉(zhuǎn)運(yùn)，灌漿速率加快，單株粒數(shù)和單粒重提高。隨著生育時(shí)期的推移，玉米和大豆的干物質(zhì)積累遵循作物S型生長(zhǎng)曲線。玉米花后干物質(zhì)轉(zhuǎn)移量、轉(zhuǎn)移率和對(duì)籽粒的貢獻(xiàn)率隨施氮量的減少呈先增加后降低的變化趨勢(shì)，以減氮18％(RN2)處理的最高，兩年平均值比CN處理的分別高22.65％、18.75％、15.90％。大豆花前干物質(zhì)轉(zhuǎn)移量、轉(zhuǎn)移率和對(duì)籽粒的貢獻(xiàn)率均與玉米的變

4、化規(guī)律一致，也以減氮18％處理最高，兩年的平均值RN2比CN處理分別高47.83％、34.04％、27.07％。施肥距離以距離窄行玉米15～30cm施肥處理的效果最佳。與習(xí)慣施氮(CN)相比，減氮18％(RN2)提高了玉米和大豆的最大灌漿平均灌漿速率與最大灌漿速率，促進(jìn)了籽粒灌漿。其中，與CN處理相比，RN2處理下玉米的Ⅴ和Ⅴ max提高了9.79％和10.76％，大豆的Ⅴ和Ⅴ max提高了32.59％和32.44％。
　　2.玉

5、米-大豆減量一體化施氮促進(jìn)了植株對(duì)肥料氮素的吸收與積累，降低了作物對(duì)土壤氮素的吸收，提高了氮肥利用率。玉米、大豆各營(yíng)養(yǎng)器官的氮素積累量隨著生育時(shí)期的推移均呈現(xiàn)出單峰變化的趨勢(shì)。隨施氮量的減少，玉米、大豆和系統(tǒng)的籽粒吸氮量、地上部植株吸氮量、氮肥農(nóng)學(xué)利用率和氮肥吸收利用率均呈先增加再降低的趨勢(shì)，以RN2處理的最高。與CN處理相比，RN2處理的玉米、大豆籽粒吸氮量和系統(tǒng)植株總吸氮量分別提高了4.65％、6.91％和5.10％;氮肥農(nóng)學(xué)利用率

6、分別提高了58.03％、56.11％和59.79％，氮肥吸收利用率分別提高了35.13％、55.37％和43.62％。隨著施肥位點(diǎn)與窄行玉米的距離增加，玉米和大豆地上部各器官的氮素積累量、植株氮素總吸收量、氮肥農(nóng)學(xué)利用率和氮素的吸收利用率呈先上升后下降的趨勢(shì)，均以距離玉米15～30cm施肥處理較高。與常規(guī)穴施(CK1)相比，RN2D2處理下玉米、大豆及玉米-大豆系統(tǒng)的地上部植株吸氮量、籽粒吸氮量、氮素收獲指數(shù)、氮肥利用率和土壤總氮含量均

7、顯著提高，土壤氮素貢獻(xiàn)率顯著降低。
　　3.玉米-大豆減量一體化施氮有利于促進(jìn)大豆的根系生長(zhǎng)和提高大豆根瘤固氮能力。在V5～ R5時(shí)期，根瘤數(shù)、根瘤重、根干重、根體積、一級(jí)側(cè)根數(shù)、主根長(zhǎng)均以距離窄行玉米15 cm施肥處理最優(yōu)。大豆單株的豆血紅蛋白含量隨著生育時(shí)期的推移呈增加的變化趨勢(shì)，R5時(shí)期達(dá)最大值;大豆單株固氮酶活性隨著生育時(shí)期的推移呈先增加后降低的變化趨勢(shì)，R2時(shí)期達(dá)最大值。隨著施肥位點(diǎn)距離大豆越遠(yuǎn)，大豆的豆血紅蛋白的含量、

8、根瘤固氮酶活性和各器官的酰脲含量均呈先增加后降低的趨勢(shì)，均以距離窄行玉米15cm施肥處理的最高，與常規(guī)穴施(CK1)處理相比，V5、R2、R5三個(gè)時(shí)期的大豆單株豆血紅蛋白含量分別提高了87.50％、72.22％和51.23％;固氮酶活性提高了87.88％、18.68％和72.8％; R8期，大豆莢果的酰脲含量顯著提高了2.25％。
　　4.玉米-大豆減量一體化施氮提高了玉米和大豆的產(chǎn)量及周年總產(chǎn)。與常規(guī)穴施(CK1)和不施氮（CK

9、2）處理相比，玉米-大豆減量一體化施氮方式顯著提高了玉米和大豆的產(chǎn)量及周年總產(chǎn)，且各施氮距離處理間差異顯著。玉米、大豆產(chǎn)量和玉豆周年總產(chǎn)均以減氮18％處理最高，兩年平均值比CN處理分別提高了4.95％、7.74％和5.47％。施肥距離間以距離窄行玉米15～30 cm處理較高。一體化施氮方式通過(guò)增加玉米穗粒數(shù)和百粒重、大豆株粒數(shù)和百粒重提高玉米和大豆的產(chǎn)量。當(dāng)減氮18％(270N kg/km2)時(shí)，隨著施肥位點(diǎn)遠(yuǎn)離窄行玉米，玉米穗粒數(shù)、百