陕西关中地区小麦玉米养分资源管理及其高产探索研究

论文摘要

陕西关中地区土壤肥沃,光热资源丰富,水肥资源相对充足,是陕西省粮食主产区,近1520年的统计数据表明,陕西粮食单产与全国粮食单产差距在拉大,陕西的粮食安全急需在单产上进行跨越或突破。冬小麦/夏玉米轮作体系是关中地区粮食生产的主要种植体系,在该轮作体系中,肥料的合理施用一直是植物营养学者研究的重点。近年来,在这一轮作体系中,氮、磷、钾肥的施用存在许多问题。冬小麦/夏玉米轮作体系下作物的产量与氮、磷、钾养分状况密切相关,对该轮作体系下三大养分资源进行科学的管理对于提高小麦玉米产量具有非常重要的作用。因此该研究旨在通过大田试验和室内测定实验相结合,利用作物水、肥、品种、密度等栽培管理措施,探索关中地区小麦-玉米轮作体系土地的最大生产潜力,研究高产条件下小麦玉米氮、磷、钾养分资源的吸收和累积规律,找出优化的氮、磷、钾肥料配比,为科学施肥和氮、磷、钾养分资源优化管理提供理论依据,为实现粮食产量稳步提高提供技术支撑。1.陕西关中平原小麦玉米施肥现状评价及存在问题为全面了解陕西关中平原小麦玉米养分资源管理状况以及施肥存在的问题,2008年底随机选取陕西省关中地区的高陵县、武功县以及杨凌农业示范区220户农户调查了农户家庭经营情况、小麦玉米田间管理情况和施肥状况。调查结果表明,夏玉米氮肥施用量比冬小麦高47.6%。冬小麦氮磷肥投入量合理的农户分别占36.8%和27.4%,夏玉米氮肥投入量偏高的农户占70%以上,磷肥投入量合适的农户占36.1%。冬小麦氮肥和磷肥以基肥方式投入比例基本一致,都占养分投入总量的80%以上,钾肥全部以基肥方式施入。夏玉米氮肥主要以基肥方式施入,基肥和追肥分别占72.6%和27.4%,磷肥和钾肥基肥投入分别占各养分投入总量的95%以上。冬小麦N、P2O5、K2O养分投入比例分别为52.4%、35.9%和11.7%。夏玉米施肥主要以氮肥为主,N养分投入比例为77.6%,磷钾肥投入量较小,投入比例分别为15.3%和7.1%。2.氮磷钾平衡施肥对冬小麦产量及养分吸收、累积的影响20072008年通过陕西省扶风县殿背湾村的大田试验,研究了氮磷钾平衡施肥对冬小麦产量及养分吸收、累积的影响。结果表明,氮磷钾平衡施肥可以显著提高冬小麦籽粒产量和生物量。氮肥增产效果最明显,使籽粒产量从5974 kg/hm2增加到8218 kg/hm2,其次为磷肥和钾肥,磷钾肥对小麦的增产效果基本一致。氮磷钾平衡施肥可以显著提高冬小麦穗数、穗粒数和千粒重。冬小麦穗数多少顺序与产量高低顺序基本一致。氮磷钾平衡施肥可以显著提高冬小麦籽粒吸氮量和秸秆吸氮量,冬小麦氮肥利用率以氮磷钾平衡施肥处理最高,为35.3%,其他处理在12.2%18.7%之间,有72.3%77.8%的氮肥未被当季作物吸收利用。每生产100 kg小麦籽粒平均消耗N 2.74 kg,P 0.42 kg,K 2.17 kg。增施氮肥促进了小麦对氮吸收,磷携出量变化不大,钾携出量降低。总体而言,每生产100 kg小麦籽粒氮磷钾配施氮的携出量有所增加,磷和钾的携出量均有所降低。3.不同施肥条件下冬小麦氮素吸收、转运及累积的研究20082009年以小偃22为试验材料,通过田间试验研究了不同施肥条件下冬小麦氮素吸收、转运和累积特点,旨在为陕西关中地区冬小麦合理施用氮肥提供理论基础。结果表明,氮磷钾和有机肥配合施用可明显提高小麦籽粒产量,其中在基施有机氮150 kg/hm2的基础上,施氮量为150225 kg/hm2时小麦籽粒产量接近或达到9000 kg/hm2超高产水平;在不施有机肥、施氮量为270300 kg/hm2时,小麦籽粒产量与农民习惯施肥处理差异不明显,说明有机肥具有明显的增产作用。氮磷钾配施可显著提高小麦氮素累积量,有机肥和化肥配合施用氮素累积量最高,达到249.3283.0 kg/hm2。与农民习惯施肥处理相比,氮磷钾配施小麦生育中期和后期氮素累积量增加,开花后营养器官氮素转运量也随着增加,但施肥处理间氮素转运效率差异不明显。陕西关中地区冬小麦在氮磷钾和有机肥配合施用的情况下,氮肥用量应控制在150225 kg/hm2之间为宜。4.不同施肥方式对玉米产量和养分平衡的影响2009年通过大田试验研究了不同施肥模式对夏玉米产量、养分吸收和平衡的影响。结果表明,氮磷钾和有机肥配施可显著提高玉米籽粒产量。随着种植密度增加,每公顷穗数增加,空秆率逐渐升高。在高密度条件下,较多的穗数降低了由于空秆对产量的影响。玉米干物质的累积速率大致呈现先加快后减缓的趋势,主要的生物量累积阶段是苗期至拔节期和大喇叭口期至灌浆期两个时期。玉米氮吸收总量随着施氮量的增加而增加,高产处理可以显著提高玉米氮吸收总量,主要提高了籽粒氮的吸收量,秸秆氮吸收量没有显著差异。玉米氮、磷和钾吸收总量最高分别为223.3 kg/hm2、26.0 kg/hm2和216.4 kg/hm2。高产施肥方式可以显著提高氮收获指数,磷和钾收获指数均有不同程度降低,氮、磷和钾收获指数最高分别为78.2%、82.8%和33.8%。同一施肥条件下,磷收获指数最大,其次为氮收获指数和钾收获指数。5.陕西关中地区夏玉米超高产尝试性研究2008年以郑单958为供试材料,通过大田试验研究了不同种植密度对夏玉米产量的影响,旨在探索陕西关中地区夏玉米超高产。结果表明,种植密度与产量的回归方程为:y = 5E-07x2 + 0.138x + 279.46（R2 = 0.8406）,随着种植密度的增加夏玉米籽粒产量和生物量显著增加,高密度处理可以显著提高玉米籽粒产量,种植密度为6500株/亩的产量最高,籽粒产量达到1172 kg/亩,比4500株/亩处理增产31.3%,高密度表现出明显的产量优势。穗行数和穗粒数随着密度增加先增加后减小,百粒重随着密度增加而减少,5500株/亩穗行数和穗粒数最大,4500株/亩百粒重最大。随着种植密度增大,株高和穗位高增加,茎粗减小,不利于玉米抗倒伏。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 研究背景
• 1.1.1 中国粮食生产现状
• 1.2 国内外研究进展
• 1.2.1 玉米小麦高产研究
• 1.2.2 作物对养分的吸收累积规律
• 1.2.3 作物对养分的转运规律
• 第二章 陕西关中平原小麦玉米施肥现状评价及存在问题
• 2.1 材料与方法
• 2.2 结果与分析
• 2.2.1 关中平原冬小麦夏玉米养分投入量
• 2.2.2 关中平原冬小麦夏玉米养分投入分布
• 2.2.3 冬小麦夏玉米不同时期养分投入数量及比例
• 2.2.4 冬小麦夏玉米施用肥料品种分布
• 2.2.5 冬小麦夏玉米施肥养分比例
• 2.3 讨论
• 第三章 氮磷钾平衡施肥对冬小麦产量及养分吸收、累积的影响
• 3.1 材料与方法
• 3.1.1 试验地概况
• 3.1.2 试验设计
• 3.1.3 测定项目与方法
• 3.2 结果与分析
• 3.2.1 不同施肥处理冬小麦产量以及产量构成
• 3.2.2 不同施肥处理对冬小麦氮累积量和氮肥利用率的影响
• 3.2.3 氮磷钾平衡施肥对冬小麦养分累积动态的影响
• 3.2.4 不同施肥处理冬小麦养分携出量
• 3.3 讨论
• 第四章 不同施肥条件下冬小麦氮素吸收、转运及累积的研究
• 4.1 材料与方法
• 4.1.1 试验地概况
• 4.1.2 试验设计
• 4.1.3 测定项目与方法
• 4.2 结果与分析
• 4.2.1 施肥对冬小麦产量及其构成的影响
• 4.2.2 不同生育时期冬小麦植株氮含量变化
• 4.2.3 不同生育时期冬小麦地上部氮素累积
• 4.2.4 不同施肥处理下小麦氮素转运
• 4.3 讨论
• 第五章 不同施肥方式对玉米产量和养分平衡的影响
• 5.1 材料与方法
• 5.1.1 试验地概况
• 5.1.2 试验设计
• 5.1.3 测定项目与方法
• 5.2 结果与分析
• 5.2.1 不同施肥方式对玉米产量的影响
• 5.2.2 不同施肥方式对玉米地上部生物量的影响
• 5.2.3 不同施肥方式对玉米养分吸收的影响
• 5.3 讨论
• 第六章 陕西关中地区夏玉米超高产尝试性研究
• 6.1 材料与方法
• 6.1.1 试验地概况
• 6.1.2 试验设计
• 6.1.3 测定项目与方法
• 6.2 结果与分析
• 6.2.1 不同种植密度对夏玉米农艺性状的影响
• 6.2.2 不同种植密度对夏玉米产量和收获指数的影响
• 6.2.3 种植密度与夏玉米产量的关系
• 6.2.4 不同种植密度对夏玉米产量构成的影响
• 6.3 讨论
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介