施氮模式对冬小麦/夏玉米农田土壤硝态氮变化及产量的影响

论文摘要

大田条件下,连续两年（2008—2010）以封丘县潮土为研究对象,在小麦季和玉米季分别施氮250 kg.hm-2与200 kg.hm-2和对应处理减施20 %的供氮水平下,结合当地常规施肥处理,研究了施用金阳牌有机复合肥、红四方纳米控失肥和改变基追比施肥等不同施氮模式对土壤硝态氮的时空动态变化和冬小麦/夏玉米产量及氮素利用率的影响,研究结果如下:1、施氮模式对土壤硝态氮的影响研究表明,与对照相比,常规施肥、有机无机复合肥、控失肥和改变基追比施肥均能增加冬小麦-夏玉米季0180 cm土层硝态氮的含量与累积量,而且逐层下降。施肥显著增加030 cm表层土壤硝态氮含量,而对150180 cm深层影响较小。常规施肥、有机无机复合肥、控失肥和改变基追比施肥处理在冬小麦-夏玉米生育期间土壤硝态氮时空变化总体趋势基本一致,均为施肥之后土壤硝态氮增加,随着生育期的进展,土壤硝态氮呈降低趋势,但土壤硝态氮含量存在年际间差异。常规施氮水平下,常规施肥、有机无机复合肥、控失肥和改变基追比施肥在小麦/玉米轮作生育时期土壤硝态氮平均值相差较小,其中改变基追比处理最高,大小顺序依次为有机无机复合肥处理﹥控失肥处理﹥常规施肥处理。减氮20 %水平下,常规施肥、有机无机复合肥、控失肥和改变基追比施肥处理各层土壤硝态氮含量差异不显著。通过对不同施氮模式下作物收获期土壤硝态氮累积量的分析得到,同一施氮水平,常规施肥、有机无机复合肥、控失肥和改变基追比施肥处理土壤各层硝态氮残留量均较高于对照。土壤硝态氮累积量主要累积在030 cm、3080 cm土层,尤其在3080 cm土层累积量最高,而在80 cm以下土层处理间差异不明显。改变基追比处理在小麦和玉米收获期0180 cm土层土壤硝态氮残留量最高,其次为有机无机复合肥处理﹥纳米控失肥﹥常规施肥。减氮20 %水平下,常规施肥、有机无机复合肥、控失肥和改变基追比施肥处理土壤剖面各层土壤硝态氮残留量差异较小。2、土壤水分与土壤硝态氮累积量间的相关分析本研究表明,相同施氮水平下,常规施肥、有机无机复合肥、控失肥和改变基追比施肥处理在0180土层土壤含水量和硝态氮累积量相关性密切。030 cm层对照、常规施肥、有机无机复合肥、控失肥和改变基追比施肥处理表现为负相关;3080 cm层常规施肥为正相关,对照、改变基追比、有机无机复合肥和控失肥表现负相关;80120 cm对照负相关,常规施肥、有机无机复合肥、控失肥和改变基追比施肥处理表现正相关;120180 cm层都对照、常规施肥、有机无机复合肥、控失肥和改变基追比施肥处理为正相关。进一步分析可知,对照处理在030 cm、3080 cm、80120 cm相关性较为密切,常规施肥处理和控失肥处理在3080 cm和120180 cm土层密切,其余层次相关性较差,改变基追比处理在土壤剖面层次相关性较差。3、施氮模式对冬小麦/夏玉米氮素吸收与累积量以及氮肥利用率的影响本试验表明,对照不施肥处理植株氮素累积量显著低于其它施肥处理。对照、有机无机复合肥、控失肥和改变基追比施肥在冬小麦季植株氮素累积在整个生育期呈现增加的趋势。常规施氮水平下,控失肥处理在两季小麦氮素积累最高,最低为改变基追比处理;有机无机复合肥处理在两季玉米氮素积累最高,常规施肥处理最低。减氮20 %水平下,常规施肥、有机无机复合肥、控失肥和改变基追比施肥收获期各处理之间氮累积差别较小。本试验研究还表明,冬小麦/夏玉米生育期氮素表观矿化量较高,平均占施肥量的37.7 %。常规施氮水平下,与传统常规处理相比,控失复合肥、有机无机复合肥和改变基追处理在冬小麦/夏玉米季氮肥利用率、氮肥农学利用效率和氮肥偏生产力均提高。减氮20 %水平下,常规施肥、有机无机复合肥、控失肥和改变基追比施肥氮肥利用率、氮肥农学利用效率和氮肥偏生产力均高于常规施氮水平,而表观损失量低于常规施氮水平下,平均占施氮量的34.05 %。4、施氮模式对冬小麦/夏玉米产量及产量构成的影响本试验研究表明,与不施肥对照相比,常规肥料、有机无机复合肥、控失肥和改变基追比施肥在冬小麦/夏玉米轮作体系下作物产量均有增加。改变基追比处理、有机无机复合肥和控失肥处理较常规肥料也提高冬小麦/夏玉米产量。各处理以控失肥处理小麦和玉米产量最高,有机无机复合肥次之,改变基追比处理第三。减氮20 %水平下,有机无机复合肥、控失肥和常规肥料改变基追比施肥较对照和常规肥料处理提高小麦季和玉米季产量。减氮20 %水平下,施氮模式处理产量差异不显著综上所述,与常规施氮相比,在减氮20 %条件下,控失肥、有机无机复合肥、常规肥料改变基追比和常规肥料均能降低氮素矿化损失量和土壤剖面各层硝态氮残留量,提高作物氮肥利用率,处理间产量差异不显著,实现了减氮增效的目的。采用控失肥、有机无机复合肥、常规肥料改变基追比和常规肥料,同时减氮20 %条件下,可作为研究区域小麦/玉米季轮作体系的主要氮肥施用模式。

论文目录

• 摘要
• 1.文献综述
• 1.1 氮肥施用对土壤硝态氮变化的研究
• 1.1.1 氮肥种类
• 1.1.2 氮肥用量
• 1.1.3 施氮时期
• 1.1.4 其它影响因素
• 1.1.4.1 降雨
• 1.1.4.2 灌水
• 1.1.4.3 土壤类型
• 1.1.4.4 土壤质地
• 1.1.4.5 土壤肥力
• 1.1.4.6 植被类型
• 1.1.4.7 耕作方式
• 1.1.4.8 其它因素
• 1.2 氮肥施用对小麦/玉米轮作体系氮素吸收、积累的研究
• 1.2.1 冬小麦
• 1.2.2 夏玉米
• 1.3 氮肥施用对小麦/玉米轮作体系氮肥利用率的研究
• 1.4 氮肥施用对小麦/玉米轮作体系产量的研究
• 1.4.1 施肥种类
• 1.4.2 施肥量
• 1.4.3 施肥时期
• 1.4.4 施肥与其他措施相结合的研究
• 2. 引言
• 3. 材料与方法
• 3.1 试验材料
• 3.2 试验地点概况
• 3.2.1 试验点土壤基本性质
• 3.2.2 试验设计
• 3.3 测定指标和方法
• 3.3.1 作物群体动态调查
• 3.3.2 土壤水分和硝态氮测定
• 3.3.3 干物质积累的测定
• 3.3.4 籽粒产量及产量构成的分析
• 3.4 数据处理与分析
• 4. 结果与分析
• 4.1 施氮模式对小麦/玉米季土壤硝态氮的影响
• 4.1.1 施氮模式下土壤硝态氮的动态变化
• 4.1.2 施氮模式下土壤硝态氮累积量的动态变化
• 4.1.3 土壤含水量与硝态氮累积量之间相关性
• 4.1.4 收获期的硝态氮累积量的分布
• 4.2 施氮模式对小麦/玉米季N 素吸收、积累、利用率的影响
• 4.2.1 植株氮吸收、积累
• 4.2.2 氮肥利用率
• 4.2.3 氮素表观损失
• 4.3 施氮模式对小麦/玉米季产量及产量构成要素的影响
• 5. 结论与讨论
• 5.1 氮肥供应模式对土壤硝态氮的影响
• 5.2 土壤含水量与硝态氮累积量的相关性分析
• 5.3 不同施氮模式下冬小麦/夏玉米地上部氮素积累量和氮肥利用率的研究
• 5.4 氮肥模式对冬小麦/夏玉米产量以及产量构成要素的影响
• 5.5 存在的难题和展望
• 参考文献
• ABSTRACT
• 研究生期间发表的论文