高产条件下麦—稻轮作磷钾肥料周年运筹技术

论文摘要

采用田间试验方法，以小麦、水稻为供试作物，在砂姜黑土上开展了麦稻轮作磷钾肥料周年运筹试验。研究了水旱轮作周期内肥料总量不变的前提下，小麦、水稻磷钾不同分配比例对作物产量构成因素及产量、养分吸收、养分生产效率和养分平衡的影响，为建立合适的磷、钾周年运筹分配技术和共同实现小麦水稻高产、稳产提供依据。通过对麦稻生物量和经济产量的研究表明，增加小麦季磷肥比例、增加水稻季钾肥比例可提高作物的生物量积累和经济产量。作物地上部生物量逐渐呈上升趋势，麦稻都以拔节期-抽穗期增幅显著。轮作期间麦稻成熟期生物量皆以小麦季磷钾分配比例70％-30％，水稻季磷钾分配比例30％-70％的处理T5最高，小麦不施磷、水稻不施钾的处理T2最低。T5的麦稻平均每季成熟期生物量分别为12907.2kg hm-2、23329.5kg hm-2。小麦越冬期、拔节期、抽穗期基本也是T5生物量最高， T2生物量较低。在经济产量上，麦稻平均单季产量以及轮作周期平均总产量也均以T5产量最高，T2产量最低。T5周年产量平均为15386.9kg hm-2，比磷钾平均分配的T1高3.0％；T2周年产量平均为14172.4kg hm-2，比T1低5.3％。小麦季磷钾分配比例30％-70％，水稻季磷钾70％-30％的处理T4小麦、水稻平均单季产量及周年产量分别比T1高0.5％，低2.6％，低4.4％。通过对麦稻产量性状显著性差异分析、相关性分析和通径分析表明：小麦季提高施磷比例显著增加小麦有效穗数。小麦有效穗、千粒重与产量间极显著正相关，千粒重与有效穗数显著正相关。小麦有效穗数对产量的直接作用为0.848，千粒重通过有效穗对产量的间接作用为0.332。水稻季提高施钾比例显著增加水稻穗粒数。水稻千粒重与产量相关性极显著，穗粒数和千粒重显著正相关。水稻千粒重对产量直接作用为1.060，穗粒数通过千粒重对产量的间接作用为0.590。通过对2010年小麦和2009年水稻的养分含量及养分吸收研究表明，生育期内植株养分含量总体呈下降趋势，作物养分累积吸收总体呈上升趋势。小麦成熟期氮、磷、钾累积吸收量皆以小麦季磷钾分配比例70％-30％钾的处理T5最高，分别为200.77kg hm-2、22.51kg hm-2、71.05kg hm-2。小麦氮磷钾吸收的关键时期都是拔节-抽穗期，此期间小麦吸收的氮、磷、钾量各自占对应养分吸收总量的39.9％～52.1％、46.3％～66.1％、50.4％～59.3％。抽穗期-成熟期小麦植株钾有部分外排。各生育期小麦养分阶段吸收与施肥比例无显著关系。水稻成熟期氮、磷、钾累积吸收量也是以T5（水稻季磷钾比例30％-70％）最高，抽穗期磷钾累积吸收除外。水稻氮磷钾吸收的关键时期都是拔节-抽穗期，此期间水稻吸收的氮、磷、钾量各自占对应养分吸收总量的21.7％～43.5％、22.3％～52.4％、14.5％～40.8％。通过对麦稻每生产100kg籽粒所需吸收的养分总量及养分生产效率的研究表明，所有季小麦、水稻每生产100kg籽粒需吸收的N皆以小麦季不施磷、水稻季不施钾的处理T2最高，即其麦稻的N养分生产效率都最低，T2平均每季小麦、水稻N生产效率分别为29.97kg/kgN、31.15kg/kgN。小麦每生产100kg籽粒所需吸收的P2O5以小麦季完全施磷肥的T3最高，所需吸收的K2O也以T2最高。小麦季施磷比例70％的T5P2O5、K2O养分生产效率最高，但其N养分生产效率较低。水稻每生产100kg籽粒所需吸收的P2O5、K2O皆以水稻施钾比例70％的T5较高。水稻施钾处理N养分生产效率较高。通过对周期Ⅰ的养分平衡研究表明，各处理氮、钾分别亏缺17～73kg/hm2，234～273kg/hm2，磷有所盈余，26～34kg/hm2。小麦施70％磷30％钾，水稻施30％磷70％钾的T5，氮钾亏缺最大，磷盈余最少。麦季只施磷肥（T3）和稻季只施钾肥（T3）的处理周期氮素亏缺都居中，钾亏缺较少，T2磷盈余较多，T3磷盈余较少。磷钾平均分配的处理T1，氮周期亏缺最少，磷周期盈余最多，钾亏缺也较少。通过对周期Ⅰ的麦稻经济效益分析表明，小麦施磷钾比例70％-30％，水稻施磷钾比例30％-70％的处理T5小麦、水稻收益和周期总收益都是最高，分别为14042.6元、23877.4元和37920.0元，并且其小麦季、水稻季及周期产投比也是最高，分别为13.0、16.9、15.2。与磷钾平均分配的T1相比，T5可使农民平均每年增加收入1545元/hm2。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 文献综述
• 1.1 水旱轮作
• 1.1.1 水旱轮作概况
• 1.1.2 水旱轮作优势
• 1.1.3 水旱轮作的问题
• 1.2 土壤耕作措施
• 1.2.1 翻耕法
• 1.2.2 少免耕法
• 1.2.3 其它土壤耕作法
• 1.2.4 耕作方式的研究进展
• 1.3 水旱轮作下的养分调控
• 1.3.1 养分调控措施及研究进展
• 1.3.2 磷钾肥在水旱轮作制中的分配
• 1.3.3 主要养分及其作用
• 1.4 麦稻两熟条件下的养分平衡
• 1.4.1 养分循环研究进展
• 1.4.2 氮磷钾循环与养分平衡
• 1.5 氮磷钾肥发展概况
• 2 引言
• 2.1 研究目的与意义
• 2.2 研究内容和技术路线
• 2.2.1 研究内容
• 2.2.2 技术路线
• 2.3 课题来源
• 3 材料与方法
• 3.1 田间试验
• 3.1.1 试验地点自然状况
• 3.1.2 试验材料
• 3.1.3 试验设计
• 3.2 取样方法与分析项目
• 3.3 数据处理方法
• 3.3.1 数据结果的表述
• 3.3.2 试验数据处理方法
• 3.3.3 数据计算方法
• 4 结果与分析
• 4.1 麦稻轮作制下小麦和水稻群体生物量变化
• 4.1.1 不同施肥处理对小麦各生育期生物量的影响
• 4.1.2 不同施肥处理对水稻各生育期生物量的影响
• 4.1.3 不同施肥处理对麦稻成熟期生物量积累的影响
• 4.2 麦稻轮作制下小麦和水稻产量及产量构成因素变化
• 4.2.1 不同施肥处理对麦稻产量的影响
• 4.2.2 麦稻产量构成因素与产量及产量构成因素之间的相关分析
• 4.2.3 麦稻产量构成因素与产量及产量构成因素之间的通径分析
• 4.2.4 不同施肥处理麦稻产量构成因素显著性差异分析
• 4.3 麦稻轮作制下小麦和水稻养分吸收变化
• 4.3.1 不同施肥处理对小麦养分含量的影响
• 4.3.2 不同施肥处理对水稻养分含量的影响
• 4.3.3 不同施肥处理对小麦的养分吸收的影响
• 4.3.4 不同施肥处理对水稻的养分吸收的影响
• 4.3.5 轮作周期内不同施肥处理成熟期养分吸收与分配
• 4.3.6 不同施肥处理对小麦养分生产效率的影响
• 4.3.7 不同施肥处理对水稻养分生产效率的影响
• 4.4 麦稻轮作制下小麦和水稻养分平衡
• 4.5 麦稻轮作不同磷钾分配的经济效益分析
• 5 讨论与结论
• 5.1 讨论
• 5.1.1 磷钾在水旱轮作制中的合理分配
• 5.1.2 小麦和水稻群体生物量变化
• 5.1.3 小麦和水稻产量变化
• 5.1.4 麦稻产量与干物质积累、产量构成因素之间的关系
• 5.1.5 不同磷钾分配对小麦、水稻养分含量及养分吸收的影响
• 5.1.6 养分平衡
• 5.1.7 麦稻轮作不同磷钾分配的经济效益分析
• 5.2 结论
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介