兩種種植制度下土壤—作物體系的氮養(yǎng)分調(diào)控技術(shù)研究.pdf

1、土壤-作物體系對人類社會(huì)的生存、發(fā)展、繁榮和穩(wěn)定發(fā)揮著基礎(chǔ)性作用。肥料是糧食的“糧食”，施用化肥在過去、現(xiàn)在和將來都是我國最有效的糧食增產(chǎn)措施之一。當(dāng)前形勢下，化肥施用（尤其氮肥）不僅要求進(jìn)一步提高作物產(chǎn)量、品質(zhì)、增加農(nóng)民收益，還要求兼顧保護(hù)生態(tài)環(huán)境和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展等多重目標(biāo)。如何實(shí)現(xiàn)施肥目標(biāo)的多元化，提高肥料利用率，是擺在農(nóng)業(yè)科學(xué)工作者面前的重大技術(shù)問題。本文選擇山西糧食主產(chǎn)區(qū)代表兩種種植制度（一年一作、一年兩作）的忻州市忻府區(qū)和臨汾

2、市堯都區(qū)的農(nóng)田作為研究對象，通過田間試驗(yàn)與室內(nèi)分析相結(jié)合的方法，探索研究了當(dāng)前兩種種植制度下土壤-作物體系內(nèi)氮養(yǎng)分的調(diào)控技術(shù)，旨在實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)、高效、優(yōu)質(zhì)和環(huán)境友好等多重目標(biāo)，取得了如下主要結(jié)果與新的進(jìn)展:
　　1.一年一作的春玉米種植制度下施肥結(jié)果顯示:(1)在當(dāng)前普施105kg P2O5/hm2、120kg K2O/hm2的生產(chǎn)條件下，增施氮肥（240kg N/hm2）仍是提高產(chǎn)量、增加收益的重要措施。施氮處理與不施氮肥處理比較，

3、產(chǎn)量和收益均達(dá)到極顯著水平，每公頃增產(chǎn)2342-3752kg，增產(chǎn)率達(dá)30.5％-48.8％，增收幅度為2577-4692元/hm2。氮肥的農(nóng)學(xué)效益為9.8-15.6kg/kg。但不同氮肥分配方式存在差異，表現(xiàn)在產(chǎn)量、收益及氮肥農(nóng)學(xué)效益等指標(biāo)上。處理4的產(chǎn)量、純收益和氮肥利用率均表現(xiàn)最高，分別為11440kg/hm2、15234元/hm2、15.6kg/kg;而處理1則表現(xiàn)最低，分別為10030kg/hm2、13119元/hm2、9.8

4、kg/kg。按從高到低的排序?yàn)?處理4（1/2N作基肥+1/2N作追肥）＞處理5(1/2N作追肥+1/2N作追肥)＞處理3（1/3N作基肥+1/3N作追肥+1/3N作追肥）＞處理2（1/3N作基肥+2/3N作追肥）＞處理1（全部氮肥作基肥，農(nóng)民習(xí)慣方式）。(2)氮肥施用促進(jìn)春玉米的生長發(fā)育和對養(yǎng)分的吸收。處理4氮養(yǎng)分吸收量最高，為239.6kg/hm2，處理1氮養(yǎng)分吸收量最低，為205.8kg/hm2;氮肥利用率也表現(xiàn)為處理4最高，為4

5、2.1％，處理1的氮肥利用率最低，為28.0％。不同氮肥處理的養(yǎng)分吸收量和氮肥利用率由高到低的排序?yàn)樘幚?＞處理5＞處理3＞處理2＞處理1，與產(chǎn)量和收益的表現(xiàn)一致。從氮素表觀平衡來看，處理4基本上收支平衡，其它四個(gè)施氮處理均有不同程度的盈余。而處理6由于不施氮肥表現(xiàn)大量虧缺，為-138.6kg/hm2。(3)從整個(gè)春玉米生育期土壤NO3--N含量的監(jiān)測結(jié)果看，土壤表層NO3--N含量主要隨施氮量的變化而變化。在0-120cm土層中，硝態(tài)

6、氮積累量不同處理均表現(xiàn)從上到下依次呈降低的態(tài)勢，在0-40cm的硝態(tài)氮積累量最高，占到整個(gè)垂直剖面的60％以上。處理4在0-120cm土壤剖面硝態(tài)氮含量和積累量均低于其它處理。(4)以上結(jié)果綜合顯示，一年一作的春玉米種植制度下，施氮240kg N/hm2，以1/2N底施、1/2N拔節(jié)期追施效果最好，可以實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)、高效、環(huán)境友好的多重目標(biāo)。
　　2.一年兩作的冬小麥/夏玉米種植制度下施肥結(jié)果顯示:(1)在當(dāng)前普施150kgP2O5/

7、hm2、150kg K2O/hm2的生產(chǎn)條件下，增施氮肥（小麥?zhǔn)┯?25kg N/hm2、夏玉米施用195kg N/hm2）仍是提高作物（冬小麥/夏玉米）產(chǎn)量、增加收益的重要措施。施氮處理與不施氮肥處理比較，冬小麥每公頃增產(chǎn)2774-3381kg，增產(chǎn)率達(dá)54.3％-66.2％，增收幅度為3367-4262元/hm2;夏玉米每公頃增產(chǎn)1461-2299kg，增產(chǎn)率達(dá)20.4％-32.1％，增收幅度為1080-2336元/hm2。(2)不

8、同氮肥分配方式存在差異，冬小麥季各處理相比較，以處理5（1/3N作基肥，2/3N返青期作追肥）獲得最高產(chǎn)量和收益，分別為8489kg/hm2和9744元/hm2;處理4（1/4N作基肥+1/4N返青期作追肥+1/4拔節(jié)期作追肥+1/4N抽穗期作追肥）產(chǎn)量與收益分別為8382 kg/hm2和9554元/hm2，與處理5差異不顯著。處理5與處理1全部氮肥底施（農(nóng)民習(xí)慣施肥方式）比較，增產(chǎn)607kg/hm2，增產(chǎn)率為7.7％，增收995元/h

9、m2。處理5每形成100kg籽粒吸收的N最高，為2.68kg，氮肥利用率及氮肥農(nóng)學(xué)效率均為處理5最高，分別為56.7％和15.0kg/kg。夏玉米季表現(xiàn)為處理4（1/4N5-6葉期追施+1/4N拔節(jié)期追施+1/4N大喇叭期追施+1/4N抽雄期追施）可以獲得最高產(chǎn)量、收益，分別為9464kg/hm2和13085元/hm2;比處理1全部氮肥一次追施（農(nóng)民習(xí)慣方式）增產(chǎn)838kg/hm2，增產(chǎn)率為9.7％，產(chǎn)量差異達(dá)10％水平顯著，增收125

10、7元/hm2。氮肥利用率及氮肥農(nóng)學(xué)效率也是處理4最高，分別為37％和11.8kg/kg，比處理1分別高14.2％和4.0 kg/kg，并且土壤硝態(tài)氮含量和積累量在環(huán)境安全范圍內(nèi)。(3)氮肥不同調(diào)控方式對冬小麥/夏玉米輪作體系存在顯著影響，1/4N分四次施肥和1/3N作基肥+2/3N作一次追肥處理，冬小麥/夏玉米輪作體系可以獲得最高產(chǎn)量，分別為17846kg/hm2和17671kg/hm2;收益也最高，為22638元/hm2和22391元

11、/hm2;并獲得最高養(yǎng)分吸收量413kg/hm2和424kg/hm2;氮肥效益分別為13.3kg/kg和12.9kg/hm2;肥料利用率也最高，為47.6％和50.2％，明顯高于農(nóng)民習(xí)慣方式(37.6％);土壤剖面硝態(tài)氮含量和積累量符合環(huán)境安全的要求。(4)以上結(jié)果綜合顯示，一年兩作的冬小麥/夏玉米種植制度下，施氮420kgN/hm2，以1/4N分四次施肥和1/3N作基肥+2/3N作一次追肥效果最好，可以實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)、高效、環(huán)境友好的多重目

12、標(biāo)。
　　3.兩種種植制度下的氮肥結(jié)果顯示:在不同土壤類型下氮素養(yǎng)分調(diào)控對作物產(chǎn)量、農(nóng)民收益、土壤養(yǎng)分消耗及氮肥利用率影響顯著，主要表現(xiàn)在:(1)兩種種植制度下的作物氮素養(yǎng)分吸收規(guī)律:春玉米整個(gè)生育期以抽雄期為界，前、后養(yǎng)分吸收大體上各占50％;而冬小麥以抽穗期-乳熟期吸收最多，占39.3％，其次是返青期-拔節(jié)期(18.3％)和乳熟期-成熟期(16.4％)，拔節(jié)期-抽穗期吸收15％的養(yǎng)分，從播種到返青期共吸收11％;夏玉米以苗期-

13、拔節(jié)期和拔節(jié)期-大喇叭口期吸收最高，分別占31.2％和32.7％，灌漿期-成熟期為21.7％，其余三個(gè)時(shí)期總和占14.4％.(2)兩種種植制度下土壤-作物體系氮養(yǎng)分調(diào)控對作物產(chǎn)量的影響:春玉米和冬小麥/夏玉米都是以處理四產(chǎn)量最高，說明1/2N底施+1/2N追施和分四次施肥最能滿足春玉米和冬小麥/夏玉米生長需求，也與作物氮素養(yǎng)分吸收規(guī)律相吻合。(3)兩種種植制度下土壤-作物體系氮肥調(diào)控對農(nóng)民收益的影響:冬小麥/夏玉米輪作體系總收益明顯高于

14、春玉米一年一作種植體系，在一年一作（春玉米）種植系統(tǒng)中，以處理4（1/2N底施+1/2N拔節(jié)期追施）獲得最高收益，為15234元/hm2;在冬小麥/夏玉米輪作種植系統(tǒng)中以1/4N分四次施肥和1/3N作基肥+2/3N作一次追肥兩個(gè)處理，獲得最高收益，為22638元/hm2和22391元/hm2。(4)兩種種植制度下土壤-作物體系氮養(yǎng)分調(diào)控對土壤養(yǎng)分消耗的影響:除不施氮肥處理6表現(xiàn)明顯虧缺外，春玉米種植系統(tǒng)和冬小麥/夏玉米輪作系統(tǒng)中其他施氮

15、處理表現(xiàn)略有盈余，其中不同氮肥分配方式下土壤養(yǎng)分消耗有所差異。春玉米種植系統(tǒng)中以處理4（1/2N底施+1/2N追施）表現(xiàn)最好，冬小麥/夏玉米輪作系統(tǒng)中以處理5表現(xiàn)最好;而兩種種植制度下都以處理1（全部底施的農(nóng)民習(xí)慣施肥）盈余最高。(5)兩種種植制度下土壤-作物體系氮肥調(diào)控對氮肥利用率的影響:兩種種植制度下由于復(fù)種指數(shù)不同，一年兩作種植制度下明顯高于一年一作種植制度下的氮肥利用率。在同一種植制度下，不同氮肥分配方式的氮肥利用率也有差異。春