山西省典型农业生态区冬小麦/夏玉米轮作养分资源管理 ——以永济为例

论文摘要

永济地区位于山西省南部,主要种植方式为冬小麦/夏玉米轮作。施用肥料是主要的农业增产措施,适量施用化肥对提高作物产量和维持土地生产力具有重要的意义。近几年来,化肥投入量增加并未使产量随之同步增长,甚至出现了产出下降的现象,这主要是因为在该地区,氮肥过量施用相当普遍,而磷钾肥的重视程度不够,农民对此已经成为习惯。过量的施用氮肥,不仅造成大量的经济损失,更重要的是引起一系列环境问题。本研究通过大田试验,研究了不同施肥条件下冬小麦/夏玉米轮作作物植株对氮、磷、钾养分的吸收规律,以及对土壤养分、作物产量、氮肥利用率、硝态氮含量、氮肥利用率的影响,旨在了解和掌握永济地区最佳的氮磷钾配比方式,为合理施肥提供科学依据。主要的研究结果如下:1.不同施肥处理对耕层土壤养分含量有不同影响。张桂兰的试验指出:适量氮磷钾化肥配合施用,有利于提高土壤氮磷钾养分的含量。本试验通过对冬小麦和夏玉米一个轮作周期内耕层土壤养分含量变化研究结果表明:NPK肥配合施用能提高土壤全氮、有效磷、速效钾含量,不均衡施肥（Con、NK、NP、PK）将导致相应的养分元素的耗竭。当磷钾肥施用量确定时,提高氮肥用量,可增加土壤全氮和有效磷含量,但土壤速效钾含量随施氮量增加而下降。从各施肥处理土壤养分变化来看,优化处理（OPT）处理较其它处理较好的改善了土壤养分含量。2.研究结果表明,施氮处理硝态氮含量明显高于不施氮处理,且随施氮量增加各层土壤硝态氮含量也随之增加;不均衡施肥（Con、OPT-P和OPT-K）处理、N300和N240处理土壤中硝态氮含量明显高于优化处理,尤其是N300、N240处理,60-90cm、90-120cm土层硝态氮含量高于优化处理,说明优化处理能有效地减少土壤硝态氮的淋洗,提高氮肥的利用率。3.研究结果表明,氮磷钾肥配施对叶绿素含量和叶面积指数的影响高于氮磷、氮钾、磷钾肥配施处理。随施氮量增加,作物叶绿素和叶面积指数成增大的趋势,施氮水平和叶绿素含量和叶面积指数呈正相关。当施氮水平达到180kg/hm2时,冬小麦和夏玉米叶绿素含量和叶面积指数增加不明显,N300、N240和N180处理差异不显著。4.研究结果表明,不同施肥处理能明显促进作物的生长和增加地上部生物量的积累。优化处理地上部生物量明显高于氮、磷、钾肥两两配合几个处理,作物地上部生物量随氮肥用量的增加而增加。各处理中优化处理与N240、N300处理地上部生物量最高,三处理间差异不显著,表明过量施用氮肥对提高冬小麦和夏玉米地上部生物量作用不明显。5.研究结果表明,优化处理冬小麦和夏玉米产量构成要好于不均衡施肥（Con、NK、NP、PK）处理,表现在各产量构成因子较不均衡施肥处理都有所增加。随施氮量增加产量各构成因子有明显增高。当施氮量超过180 kg/hm2时,N300、N240和N180处理产量各构成因子差异均不显著,表明过量施氮对提高冬小麦和夏玉米产量构成作用不明显。优化处理产量和经济效益高于不均衡施肥处理。冬小麦优化处理产量和经济效益分别达到3546.6kg/hm2和4656.73元/hm2,较OPT-N增加1132.6kg/hm2和1105.51元/hm2、较OPT-P处理增加648.2kg/hm2和854.16/hm2元、较OPT-K处理增加242.6kg/hm2和290.41元/hm2、较Con处理增加183.4kg/hm2和452.77元/hm2;夏玉米优化处理产量和经济效益分别达到6196.1kg/hm2和8300元/hm2,较OPT-N处理增加1243.44kg/hm2和1118.99元/hm2、较OPT-P处理增加459.52kg/hm2和666.3元/hm2、较OPT-K处理增加165.11kg/hm2和239.41元/hm2、较Con处理增加198.89kg/hm2和403.3元/hm2。随氮肥施用量的增加,冬小麦和夏玉米产量和经济效益增大。当施氮量超过180kg/hm2时,N180、N240和N300处理冬小麦和夏玉米产量差异均不显著,N180处理获得经济效益高于N240和N300处理。6.研究结果表明,无论冬小麦或夏玉米,其氮肥利用率、氮肥生理利用率、氮肥农学利用率及氮肥偏生产力随施氮量的增加而降低;优化处理氮肥利用效率高于不均衡施肥处理、N240、N300处理,表明优化处理较其它处理较好的提高了氮肥的利用效率。7.从作物产量、经济效益和环境效益方面综合分析,与其它施肥处理比较,优化处理是适宜在永济地区推广的一种较好的施肥模式。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 前言
• 1.1 选题目的及意义
• 1.2 国内外研究动态
• 1.2.1 农业生态系统中的养分资源管理
• 1.2.2 农业生态系统中的氮素循环
• 1.2.3 农业生态系统中的磷循环
• 1.2.4 农业生态系统中的钾循环
• 1.3 拟解决问题
• 1.4 研究内容
• 第二章 材料与方法
• 2.1 试验点基本概况
• 2.2 试验设计与方法
• 2.3 样品的采集与测定
• 2.3.1 土壤样品的采集时间及处理
• 2.3.2 植物样品的采集时间与处理
• 2.3.3 样品的测定项目与测定方法
• 2.4 其它项目的测定
• 2.4.1 叶面积指数
• 2.4.2 叶绿素含量
• 2.4.3 小麦株高的测定
• 2.4.4 地上生物量的测定
• 2.4.5 产量构成的调查
• 2.4.6 产量的测定
• 2.4.7 数据处理与统计分析
• 2.4.8 说明
• 第三章 结果与分析
• 3.1 不同施肥处理对土壤养分含量的影响
• 3.1.1 不同施肥处理对耕层土壤有效磷、钾及全氮含量的影响
• 3.1.2 不同施肥处理对土壤中硝态氮含量和分布的影响
• 3.2 不同施肥处理对冬小麦/夏玉米生理特性的影响
• 3.2.1 不同施肥处理对冬小麦/夏玉米叶面积指数的影响
• 3.2.2 不同施肥处理对冬小麦/夏玉米叶绿素含量的影响
• 3.3 不同施肥处理对冬小麦/夏玉米生长发育的影响
• 3.3.1 不同施肥处理对冬小麦株高生长动态的影响
• 3.3.2 不同施肥处理对冬小麦/夏玉米地上生物量的影响
• 3.3.3 不同施肥处理对冬小麦/玉米产量构成的影响
• 3.4 不同施肥处理对冬小麦/夏玉米产量和经济性状的分析
• 3.4.1 不同施肥处理对冬小麦/夏玉米产量的影响
• 3.4.2 不同施肥处理冬小麦/夏玉米产量方差分析
• 3.4.3 不同施肥处理对冬小麦/夏玉米氮效率的影响
• 3.4.4 不同施肥处理对冬小麦/夏玉米经济效益的影响
• 第四章 讨论与结论
• 4.1 不同施肥处理对土壤养分含量的影响
• 4.2 不同施肥处理土壤硝态氮含量的变化
• 4.3 不同施肥处理对叶面积指数和叶绿素含量的影响
• 4.4 不同施肥处理对冬小麦/夏玉米地上部生物量的影响
• 4.5 不同施肥处理对冬小麦/夏玉米产量构成因子和产量及经济性状的影响
• 4.6 氮肥的利用效率
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士研究生期间发表的论文
• 个人简历
• 承诺书