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(guó)北方半干旱地區(qū)水資源匱乏，合理、高效開(kāi)發(fā)利用降水資源成為旱地農(nóng)業(yè)可持續(xù)高產(chǎn)發(fā)展的重要途徑。溝壟系統(tǒng)通過(guò)改變田間微地形，可以使降水疊加、集蓄進(jìn)入種植溝內(nèi)，為旱區(qū)作物高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)奠定了較好的水分基礎(chǔ)。我國(guó)已對(duì)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(chǎn)量效應(yīng)及水分集蓄特性進(jìn)行了大量研究，而對(duì)于高效經(jīng)濟(jì)作物在溝壟覆膜系統(tǒng)內(nèi)的水分運(yùn)動(dòng)、分布及利用效率研究較少。因此，本研究針對(duì)高寒半干旱區(qū)栗鈣土農(nóng)田旱薄相隨、水肥俱缺、土壤粗骨的障

2、礙因素，通過(guò)積聚熟土層、壟溝覆膜與集中培肥措施，創(chuàng)建農(nóng)田微域聚土集水技術(shù)模式，進(jìn)而探討該模式對(duì)稀植經(jīng)濟(jì)作物小南瓜產(chǎn)量、水氮利用效率、土壤水分、養(yǎng)分的運(yùn)移分布規(guī)律及經(jīng)濟(jì)效益的影響。主要研究結(jié)果如下： (1)壟覆膜方式集流到溝內(nèi)的水分?jǐn)?shù)量較多，但因蒸發(fā)和側(cè)滲，在溝內(nèi)下滲深度較淺，與聚土措施結(jié)合使剖面土壤水分呈“上潤(rùn)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(nóng)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?yàn)闇夏?壟膜、施肥(N<,60>P<,45>)>無(wú)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(jié)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(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)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(jīng)濟(jì)產(chǎn)量顯著高于20cm、60cm熟土處理。溝膜處理經(jīng)濟(jì)產(chǎn)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(jié)合并配施N<,60>P<,45>處理(FF2)產(chǎn)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(chǎn)量的同時(shí)，使土壤有機(jī)

5、質(zhì)、全氮含量略下降。土壤有效氮、磷含量以開(kāi)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?yàn)闇夏?壟膜>無(wú)膜，施肥<無(wú)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(chǎn)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(wú)膜處理，促進(jìn)了幼苗早發(fā)和壯苗；開(kāi)花后低于壟膜和無(wú)膜，減弱了莖葉的徒長(zhǎng)。 (5)覆膜、培肥條件下，小南瓜的平均生物產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量均

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

7、、培肥條件下，小南瓜在開(kāi)花-成熟階段耗水明顯多于其它時(shí)期；溝膜比壟膜和無(wú)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(jī)無(wú)機(jī)培肥相結(jié)合，水分利用效率高達(dá)42.53 kg．mm<'-1>·hm<'-2>。 (7)覆膜、培肥條件下，土壤有機(jī)質(zhì)、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(jī)肥可增加表層土壤有機(jī)質(zhì)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(jī)、無(wú)機(jī)培肥相結(jié)合，氮響應(yīng)度均值達(dá)到156.41kg·kg<'-1>N。