氮肥运筹对土壤—小麦系统氮素时空分布及氮素利用效率的影响

论文摘要

施用氮肥是提高小麦籽粒产量及品质的重要措施,但不合理施氮不仅降低了产量和品质,还会降低氮肥利用率,增加环境污染压力。如何优化氮肥管理,在提高产量和氮肥利用效率的同时,又能保护环境是小麦生产中亟待解决的问题。基于土壤供氮能力和小麦吸氮特性确定合理施肥量和施肥时期,是实现氮肥优化管理,保证作物高产高效的重要途径。本研究在大田条件下,研究了氮肥运筹对土壤-小麦系统氮素时空分布及氮素利用效率的影响,主要研究结果如下:1、研究了氮肥运筹对冬小麦产量及氮素利用效率的影响。结果表明,籽粒产量随施氮量的增加而增加。相同施氮量下,适当增加追肥比例,可以提高籽粒产量。氮素利用效率随施氮量的增加而降低,增加追肥比例提高了氮素利用效率。相关分析表明,籽粒产量与氮素农学效率、氮素吸收效率和氮素生理效率均呈极极显著负相关,而与氮素收获指数相关性则比较差。2、明确了氮肥运筹对土壤氮素时空分布及氮素表观盈亏量的影响。结果表明,不同生育时期各处理土壤碱解氮含量随土层深度的增加而降低,但不同氮肥处理和生育时期存在差异。硝态氮和铵态氮含量在冬前最高,拔节期追肥,提高了药隔期各土层225kg/ha和300kg/ha施氮量处理硝态氮含量;追施孕穗肥显著提高了开花期各施氮处理硝态氮含量。追施拔节肥和孕穗肥显著提高了药隔期和开花期0-40cm土层土壤铵态氮含量,40-60cm土层没有显著变化。各施氮处理在播种-冬前阶段均表现为氮素表观盈余,而在冬前-拔节阶段均表现为氮素亏缺;低氮处理在拔节-开花和开花-成熟阶段表现为氮素亏缺,而高氮处理则出现氮素表观盈余。3、探明了氮肥运筹对冬小麦不同生育期氮素吸收、分配及利用的影响。结果表明,植株氮积累量随施氮量的增加显著增加,拔节至开花阶段累积量和累积比例均最高,为小麦氮素积累的高峰期。随施氮量的增加,氮素在籽粒中的分配比例呈降低趋势,而在茎和叶中的分配比例则呈升高趋势。施氮可以显著促进氮素在籽粒中的积累,而氮素运转效率则随施氮量的增加而降低,两品种氮素运转量对籽粒氮的贡献率无显著差异。全生育期氮肥利用率随施氮量的增加而降低,但植株对不同阶段的氮肥利用率存在差异,小麦对后期的氮肥利用率较高,而对基肥的利用率较低,表明应当控制基肥的用量,适当增加后期追肥的比例。4、揭示了冬小麦冠层氮素时空分布特征及其与氮素利用效率的关系。结果表明,两品种叶片和茎鞘氮含量的时间分布表现一致,不施氮处理叶片及茎鞘氮含量拔节期最高,拔节后呈不断下降趋势,施氮处理叶片氮含量药隔期最高,而茎鞘拔节期最高,其后均呈下降趋势.茎鞘氮素垂直梯度变化不如叶片明显,宁麦9号梯度大小、生育期内变化不如豫麦34号显著。植株氮含量随施氮水平增加而增加,随生育进程而降低。两品种叶片氮素垂直梯度值与籽粒蛋白质含量间的相关性存在差异,其中豫麦34号第三梯度值与蛋白质含量相关性达极显著水平。宁麦9号氮素利用效率的高低易受开花期下部叶片的影响。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1 土壤中氮素转化与损失研究现状
• 1.1 土壤中氮素的存在形式
• 1.2 土壤中氮素的转化
• 1.2.1 土壤有机氮的矿化
• 1.2.2 氮的固定
• 1.2.3 硝化与反硝化过程
• 1.2.4 尿素的水解
• 1.3 土壤中氮素的损失
• 1.3.1 土壤氮素的淋溶损失
• 1.3.2 土壤氮素的径流损失
• 1.3.3 气态氮的挥发损失
• 1.4 土壤中肥料氮的转化与去向
• 2 小麦冠层氮素时空分布研究现状
• 2.1 冠层氮素垂直分布梯度的研究方法
• 2.2 冠层叶片氮素垂直分布的影响因素
• 2.2.1 冠层光分布
• 2.2.2 冠层结构
• 2.2.3 氮素供应量
• 2.3 存在问题与展望
• 3 氮素利用效率研究进展
• 3.1 氮素利用效率的定义
• 3.2 氮素利用效率的评价指标
• 3.3 氮素利用效率的影响因素
• 3.3.1 土壤因素
• 3.3.2 作物因素
• 3.3.3 其它因素
• 3.4 提高氮素利用效率的技术途径
• 3.4.1 生产管理与施肥管理
• 3.4.2 新型肥料的研制与施用
• 4 本研究的目的及意义
• 参考文献
• 第二章 氮肥运筹对冬小麦产量及氮素利用效率的影响
• 1 材料与方法
• 1.1 试验设计
• 1.2 取样与测定方法
• 1.3 数据分析
• 2 结果与分析
• 2.1 氮肥运筹对冬小麦籽粒产量及产量构成因子的影响
• 2.2 氮肥运筹对冬小麦生物产量的影响
• 2.3 氮肥运筹对冬小麦氮素利用效率的影响
• 2.4 氮素利用效率与产量及其构成因素之间的关系
• 2.5 氮素利用效率指标间的关系
• 3 小结与讨论
• 参考文献
• 第三章 氮肥运筹对土壤氮素变化及表观盈亏量的影响
• 1 材料与方法
• 1.1 试验设计
• 1.2 田间取样与测定方法
• 1.3 计算方法
• 1.4 数据分析
• 2 结果与分析
• 2.1 氮肥运筹对土壤碱解氮含量的变化
• 2.2 氮肥运筹对土壤硝态氮含量变化的影响
• 2.2.1 不同生育时期土壤硝态氮含量的变化
• 2.2.2 氮肥运筹对不同土层土壤硝态氮含量的影响
• 2.3 氮肥运筹对土壤铵态氮含量变化的影响
• 2.3.1 不同生育时期土壤铵态氮含量的变化
• 2.3.2 氮肥运筹对不同土层土壤铵态氮含量的影响
• 2.4 氮肥运筹对0-60cm土层土壤无机氮积累的影响
• 2.5 土壤氮素表观盈亏量估算
• 3 小结与讨论
• 参考文献
• 第四章 氮肥运筹对冬小麦不同生育期氮素吸收、分配及利用的影响
• 1 材料与方法
• 1.1 试验设计
• 1.2 取样与测定方法
• 1.3 计算方法
• 1.4 数据分析
• 2 结果与分析
• 2.1 氮肥运筹对冬小麦氮素吸收的影响
• 2.1.1 不同生育时期小麦植株氮素积累量的变化
• 2.1.2 不同生育阶段小麦植株氮素积累量的变化
• 2.2 氮肥运筹对冬小麦氮素分配的影响
• 2.3 氮肥运筹对冬小麦氮素转运的影响
• 2.4 氮肥运筹对冬小麦氮肥利用率的影响
• 3 小结与讨论
• 参考文献
• 第五章 冬小麦冠层氮素时空分布特征及其与氮素利用效率的关系
• 1 材料与方法
• 1.1 试验设计
• 1.2 取样与测定方法
• 1.3 数据分析
• 2 结果与分析
• 2.1 叶片及茎鞘氮含量的时间变化
• 2.2 叶片及茎鞘氮含量的空间变化
• 2.3 植株氮含量的动态变化
• 2.4 叶片氮素与籽粒蛋白质含量及氮素利用效率的关系
• 3 小结与讨论
• 参考文献
• 第六章 讨论与结论
• 1 讨论
• 1.1 氮肥运筹对冬小麦产量和氮素利用效率的影响
• 1.2 氮肥运筹对土壤硝态氮、铵态氮时空分布及氮素表观盈亏的影响
• 1.3 氮肥运筹对冬小麦氮素吸收、分配及利用的影响
• 1.4 小麦冠层氮素时空分布特征及其与氮素利用效率的关系研究
• 1.5 本研究创新之处
• 1.6 今后的研究设想
• 2 结论
• 参考文献
• Diseussion and Conclusion
• 致谢
• 附录 在校期间发表或投稿的论文