滴灌施肥对华北小麦—玉米种植体系水分利用效率的影响

发布时间：2020-04-10 07:41

【摘要】：冬小麦-夏玉米轮作是华北平原的典型种植制度,每年全国有50%的小麦和35%的玉米产自华北地区。但由于水资源短缺,过量灌溉和过量施氮造成地下水位下降和面源污染等问题日益突出。本研究于2015-2017年在河北省农林科学院旱作节水农业试验站进行,试验设置滴灌次数和施氮量两因素三水平的裂区试验,另加农民常规灌溉施肥方式作为对照(FP),共10个处理。滴灌次数在小麦季设置为滴灌1、2次和不滴灌处理,玉米季设置为滴灌2、3次和不滴灌处理,分别用D1、D2、D3和D0表示;2015-2016年施氮量3个水平分别设置为冬小麦:137、228、319kgN~?hm~(-2),夏玉米:135、225、315kgN~?hm~(-2)分别用N1、N2、N3表示;2016-2017年3个施氮量水平为冬小麦:0、137、228kgN~?hm~(-2);夏玉米:0、135、225kg~?hm~(-2),分别用N0、N1、N2表示。通过定期测定小麦和玉米的生态指标、N_2O排放和土壤氮残留和产量等指标,分析水肥一体化条件下滴灌次数与施氮量对作物生长和产量及其环境效应的影响。本研究主要结论如下:1.小麦试验结果表明,滴灌施肥可促进株高增加和叶片生长,开花期滴灌施肥能减缓小麦叶面积指数(LAI)下降速率,增加生殖生长阶段干物质积累量和速率,叶绿素含量随施氮量增加而增加,但不同施氮量之间干物质累积量差异不明显,表明滴灌施肥条件下在一定程度减少施氮量并不影响干物质积累;增加滴灌施肥次数可显著增加小麦产量,2016年滴灌次数对WUE没有显著影响,但2017年滴灌处理WUE显著低于D0,滴灌施肥下施氮量对WUE没有显著影响;与FP比较,滴灌施肥处理WUE高于FP,两季小麦的水分利用效率分别提高14.8%和19.6%以上,施氮量对小麦产量和水分利用效率没有显著影响(除N0);滴灌施肥处理提高小麦产量的途径主要是通过促进千粒重和穗数增加而实现。2.玉米试验结果显示,营养生长阶段滴灌施肥处理可增加LAI和叶绿素含量,减氮40%可减缓花后叶片衰老和花后叶绿素含量下降速率,但滴灌施肥次数对地上部干物质积累没有显著影响;产量随滴灌施肥次数增加而增加,但WUE随滴灌次数增加而减少;与FP比较,滴灌施肥处理WUE高于FP,两季玉米的水分利用效率均提高12.8%以上。滴灌施肥下施氮量对玉米产量和WUE没有显著影响,滴灌施肥处理提高小麦产量的途径主要是通过促进千粒重增加而实现。在目前施肥水平基础上减少40%施氮量不会造成产量损失。3.降雨、施肥和滴灌施肥都会导致N_2O排放通量产生波动,降雨产生波动明显低于施氮和滴灌施肥,滴灌施肥后N_2O排放特征基本一致。小麦和玉米N_2O排放通量随施氮量增加而增加,小麦季N_2O排放总量明显低于玉米季。小麦和玉米滴灌次数对N_2O排放总量的影响规律不一致,滴灌施肥技术下小麦2次滴灌施肥比D1处理显著增加了29.4%的N_2O排放量,且D2处理N_2O排放强度高于D1处理22.8%;而玉米2次滴灌施肥处理N_2O排放量比D3处理增加了30.7%以上,且2次滴灌施肥N_2O排放强度显著高于D3处理。4.小麦和玉米0-40cm土层硝态氮残留量随施氮量增加而增加;小麦和玉米减少40%施氮量可显著减少0-100cm硝态氮残留量,在N1下随滴灌施肥次数增加而显著减少。
【学位授予单位】：中国农业科学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S513;S512.1

【参考文献】