黄土高原旱地与豆科绿肥轮作和施氮对小麦产量及籽粒矿质养分的影响及其土壤学机制

论文摘要

小麦是我国第二大粮食作物,也是北方的主要粮食作物,特别是在土壤微量元素缺乏的陕、甘、宁、青和新等地区,面食是居民最主要的食物来源。提高小麦籽粒矿质营养元素品质对黄土高原缺素区具有重要意义。本文以夏休闲-小麦为对照,研究了翻压不同豆科作物（绿豆、大豆、秋豆）和不同氮肥水平（0、108、135、162 kg/hm2）对小麦产量和籽粒矿质元素含量的影响;通过分析豆科作物和小麦不同生长时期0-40cm土壤营养元素含量变化,探讨了翻压豆科绿肥和施氮对小麦籽粒矿质养分影响的土壤机制。结果表明:1、第一年对绿肥种植土壤水分消耗明显,使后茬小麦生长期间土壤水分降低,产量降低9.7%26.6%,第二年对土壤水分无显著影响。翻压绿肥后,小麦籽粒营养元素锌、磷、钾、钙和镁分别平均增加22.0%、18.5%、8.8%、7.9%和7.8%。不同氮肥处理中,108 kg N/hm2获得了较高的小麦产量。随施氮量增加,小麦籽粒氮、硫、钙、铁、铜表现出增加趋势;磷、镁和锰含量呈降低趋势;钾、锌、硼、铝含量无显著变化。2、与休闲相比,种植和翻压豆科绿肥后,第一年和第二年小麦播前土壤有机质分别提高15.6%和9.1%, pH在第二年降低0.16。两季小麦播前040cm土层硝态氮分别增加93.4%和96.1%;速效磷增加8.1%和32.0%;速效钾增加11.6%和13.9%;有效锰、铜、锌含量分别提高10.7%、26.1%、96.9%和22.0%、9.0%、44.1%。交换性钙镁在第二年小麦播前增加分别增加48.2%和13.1%。小麦抽穗期,土壤速效磷、钾和有效锰比休闲提高64.3%、17.3%和15.4%,硝态氮和有效铜有增加趋势。小麦收获期,土壤速效磷、钾、有效锰、有效锌仍明显高于休闲处理。土壤铵态氮和有效铁无明显变化。3、施氮对于土壤矿质元素的影响主要发生在小麦生长前期。抽穗期,020cm土层硝态氮含量提高17.6%31.3%;施氮108 kg/hm2时,土壤铵态氮含量最高,施氮过多反下降。施氮135和162 kg/hm2时,020cm土层速效磷降低, 2040cm土层提高;040cm土层交换性镁平均提高5.2%和4.7%。随施氮量增加,020cm土层速效钾含量降低4.3%6.8%,2040cm交换性钙含量增加4.2%5.7%。除020cm土层有效锰含量降低17.0%19.0%外,施氮对土壤微量元素影响并不显著。小麦收获期,施氮处理与对照的土壤矿质元素含量差异不显著。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 植物矿质营养与人体健康的关系
• 1.2 改变作物矿质营养的措施
• 1.3 夏闲期翻压豆科绿肥对小麦产量和营养品质的影响
• 1.4 夏闲期翻压豆科绿肥对小麦产量及营养品质影响的机制
• 1.5 施氮对小麦产量和营养品质的影响
• 1.6 施氮对小麦产量和营养品质影响的机制
• 1.7 研究思路
• 第二章 黄土高原旱地与豆科绿肥轮作和施氮对小麦产量及籽粒养分的影响
• 2.1 引言
• 2.2 材料与方法
• 2.2.1 试验地点
• 2.2.2 试验设计
• 2.2.3 样品采集与测定
• 2.3 结果分析
• 2.3.1 与豆科绿肥轮作对小麦产量和生物量的影响
• 2.3.2 与豆科绿肥轮作对小麦籽粒大、中量营养元素含量的影响
• 2.3.3 与豆科绿肥轮作对小麦微量元素含量的影响
• 2.4 讨论与结论
• 第三章 夏闲期翻压豆科绿肥对小麦籽粒营养元素含量影响的土壤营养机制
• 3.1 引言
• 3.2 材料与方法
• 3.2.1 试验地点
• 3.2.2 试验设计
• 3.2.3 样品采集与测定
• 3.3 结果分析
• 3.3.1 夏闲期翻压豆科绿肥对旱地土壤水分的影响
• 3.3.2 夏闲期翻压豆科绿肥对旱地土壤理化性状的影响
• 3.3.3 夏闲期翻压豆科绿肥对土壤大量营养元素含量影响
• 3.3.4 夏闲期翻压豆科绿肥对土壤中量营养元素含量影响
• 3.3.5 夏闲期翻压豆科绿肥对土壤微量营养元素含量影响
• 3.4 讨论与结论
• 第四章 施氮对小麦籽粒营养元素含量影响的土壤营养机制
• 4.1 引言
• 4.2 材料与方法
• 4.2.1 试验地点
• 4.2.2 试验设计
• 4.2.3 样品采集与测定
• 4.3 结果分析
• 4.3.1 施氮对土壤理化性状的影响
• 4.3.2 施氮对土壤大量营养元素含量的影响
• 4.3.3 施氮对土壤中量营养元素含量的影响
• 4.3.4 施氮对土壤微量营养元素含量的影响
• 4.4 讨论与结论
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介