施氮磷肥对黄土高原不同生长阶段紫花苜蓿叶片养分重吸收的影响

发布时间：2020-05-05 09:19

【摘要】：黄土高原地区土壤质地疏松,水土流失严重,土壤肥力低,作物生长和生产受到了极大的限制。施肥是提高作物生产力的主要措施之一,但过度施肥会引起土壤养分的不平衡和环境问题,从而影响土壤质量和长期可持续生产。因此,近年来,肥料的减施和优化配施受到越来越多的关注。施肥不仅使整个系统的养分循环及养分限制发生变化,还必然导致植物体内的养分循环改变。养分重吸收是养分从枯叶转移到其他组织的过程,是植物体内养分循环的重要环节,也是植物重要的养分保留机制。研究表明,施肥对植物养分重吸收的影响受植物自身遗传特性、环境因素等影响,但氮磷肥配施和一次性施磷肥后土壤养分动态变化对养分重吸收及植物适应性影响的研究较少,尤其针对多年生牧草作物因不同生长阶段养分需求和利用导致的差异性响应的相关研究尚无。在甘肃定西和庆阳两个试验地,研究了施氮(N)、磷(P)肥条件下,建植后不同年龄、茬次、生育时期紫花苜蓿(Medicago sativa)叶片氮、磷、钾(K)重吸收效率(NRE、PRE、KRE)的变化,分析了叶片和土壤养分含量与叶片养分重吸收之间的偶联关系,并探究了牧草的地上生物量和品质变化特征及其与养分重吸收的关系,主要得到以下结果:1)随年龄增大(1-3龄),紫花苜蓿叶片NRE、PRE逐渐增大,但两地KRE变化不一致。施肥对NRE和PRE的影响随年龄的增大逐渐减弱,对KRE的影响不一致。定西试验地,施肥对NRE无影响;施肥提高1龄PRE,单施氮或氮磷配施降低2龄PRE;施肥提高1龄KRE,对2、3龄KRE影响不一致。庆阳试验地,施氮对NRE无影响,施磷或氮磷配施提高1、2龄NRE;施肥对1龄PRE无一致影响,但降低2龄PRE;施肥提高1龄KRE,对2、3龄KRE无一致影响。追施磷肥提高庆阳4龄紫花苜蓿叶片NRE和PRE,对定西叶片养分重吸收无影响。叶片养分重吸收与土壤硝态氮(NN)有较强的相关性,PRE与土壤速效磷(AP)、速效钾(AK)也相关,但受到年龄影响。施肥对庆阳试验地叶片养分重吸收的影响强于定西试验地,叶片养分重吸收与庆阳试验地土壤养分的相关性更强。2)紫花苜蓿叶片NRE、PRE和KRE均为一茬高于二茬。施肥对各茬养分重吸收均有影响,且在茬次间变化不一致。在定西,施肥对各茬苜蓿NRE无影响;单施磷对各茬PRE无影响,单施氮和氮磷配施使一茬紫花苜蓿PRE降低,二茬出现相反变化;施肥后各茬KRE均有降低趋势。在庆阳,施肥对一茬NRE和KRE无影响,提高二茬NRE和KRE;施肥降低一茬PRE,单施磷对二茬PRE无影响,单施氮或氮磷配施提高PRE。叶片养分重吸收与土壤NN有较强的相关性,NRE与土壤铵态氮(AN),PRE与土壤AP也相关,但存在地域差异。3)紫花苜蓿叶片NRE、PRE和KRE均表现为现蕾期显著高于初花期。施肥提高现蕾期NRE及现蕾和初花期PRE,但降低现蕾和初花期KRE。叶片养分重吸收与土壤AN有较强相关性,与土壤NN也相关,但受生育时期影响。4)随年龄增大(1-3龄),紫花苜蓿地上生物量逐渐增大,品质先降低后提高;随茬次增加,地上生物量显著减少,品质提高;随生育时期延长,地上生物量增加,品质降低。施肥对紫花苜蓿地上生物量和品质的影响随年龄增大、茬次增加、生育时期延长而逐渐减弱。在不同生长阶段,紫花苜蓿叶片养分重吸收与地上生物量间存在相关性,且表现出随生长发育的推进相关性增强的趋势。在定西,PRE与2、3龄地上生物量负相关,KRE与2龄地上生物量负相关;PRE和KRE与一茬地上生物量负相关,PRE与二茬地上生物量正相关。在庆阳,NRE与1龄地上生物量正相关,PRE与2龄地上生物量负相关,但与3龄地上生物量正相关,KRE与3龄地上生物量负相关;PRE与一茬地上生物量负相关,但在二茬关系相反;PRE仅与初花期地上生物量正相关,KRE与不同生育时期地上生物量均负相关。总体而言,随紫花苜蓿年龄增大、茬次增加、生育时期延长,施肥对叶片养分重吸收的影响减弱。一次性施磷肥在紫花苜蓿3龄时后效近乎于无。在紫花苜蓿叶片养分重吸收过程中,土壤NN扮演重要角色。随年龄、茬次及茬内生长,紫花苜蓿地上生物量增加更依赖于PRE,追施磷肥会提高紫花苜蓿叶片养分重吸收,进一步证明黄土高原地区紫花苜蓿生长受磷限制较严重。紫花苜蓿建植早期可根据土壤肥力施氮磷肥,以调节养分重吸收能力,增强其适应性。在紫花苜蓿生产中,配合一次性施磷肥后在紫花苜蓿3-4龄时适量追施磷肥,可提高养分利用率,提高草地生产力。
【图文】：

第一章 前言1.1 研究背景中国黄土高原是全球面积最大的黄土区，总面积达 64.62 万 km2，占世界分布区的 70%左右，属典型的干旱、半干旱地区，土壤质地差异较大，土型丰富（图 1.1）。黄土高原地区也是我国重要的雨养农业区，耕地面积005 年达到 17.3 万 km2(朱永超等, 2011)。黄土高原由于特殊的地理地貌、土气候条件，60%以上的土地遭受土壤和水分的流失(Shi and Shao, 2000)，加规模的传统粮食生产模式，导致土地严重侵蚀和退化（侵蚀面积达 39.08 m2），土壤肥力水平较低，抗御自然灾害能力降低。土壤养分供应不足，限植物的生长和干物质生产，成为区域农牧业可持续发展的制约因素，对当会经济的发展造成巨大影响。因此，土壤肥力水平的维持和提升是该区农生产管理的重要目标之一(康俊梅等, 2005; 单长卷等, 2012; 高海东等, 201hao et al., 2015; Fang et al., 2017; 葛楠楠等, 2017)。

究氮磷添加条件下，紫花苜蓿不同生育时期、茬次和年龄下土量的变化，明确紫花苜蓿叶片养分重吸收与土壤养分在不同生长系。磷肥条件下紫花苜蓿叶片养分重吸收与生产性能的关系究施氮磷肥条件下，不同生育时期、茬次和年龄下紫花苜蓿草地酸性洗涤纤维、中性洗涤纤维、粗蛋白和相对饲喂价值的变化，水平下紫花苜蓿叶片养分重吸收与生产性能的偶联关系。术路线甘肃陇中地区定西和陇东地区庆阳两地，以施氮磷肥为处理，研不同生长阶段（年龄、茬次、生育时期）的 N、P 和 K 含量及，探讨土壤肥力与紫花苜蓿养分重吸收间的关系，明确苜蓿的生养分重吸收的关系，揭示紫花苜蓿对施氮磷肥的响应及机制，， K 重吸收角度明确紫花苜蓿在黄土高原的适应性。体技术路线图如下（图 2.1）：
【学位授予单位】：兰州大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S541.9


本文编号：2649889