秸秆还田和氮肥对小麦、玉米产量及氮效率的影响研究

发布时间：2020-06-08 13:24

【摘要】：作物秸秆是农业生产中重要的有机资源,而化肥更是国民粮食安全的重要保证。近年来,秸秆利用不当与过量施肥的情况日趋严重,造成巨大资源浪费和环境污染,因此合理利用秸秆与化肥对实现农业绿色发展具有重要意义。陕西关中地区是我国重要的粮食产区,区域农业生产中长期面临着资源低效利用的问题,严重影响农业发展。本论文基于当地农业生产现状,于2015-2017年在西北农林科技大学校内试验田开展研究,选择当地典型的小麦-玉米复种体系为研究对象,采用二因素裂区试验设计,主区设置3个秸秆还田水平(秸秆全量还田:S_1,秸秆半量还田:S_(0.5),秸秆不还田:S_0),副区设置3个施氮水平(常规施氮:N_1,减量施氮:N_(0.8),不施氮:N_0),共计九个处理组合(S_0N_0为CK处理),应用多年研究数据,系统分析了秸秆还田和施氮对小麦-玉米产量、干物质转运及水氮利用的影响,为实现粮食作物增产增效兼顾环境效益,促进农业的可持续发展提供理论基础与技术支撑。主要试验结果如下:(1)小麦穗数与玉米粒重均受秸秆还田与氮肥的影响显著。小麦及玉米产量均随秸秆还田量与施氮量的增加而提高,均以S_1N_1处理最高,较CK增产44.4%-48.5%(小麦)和29.4%-35.2%(玉米),但S_1N_1处理与S_1N_(0.8)处理间三年产量差异均不显著。(2)麦玉花后同化物转运量、转运率及其对籽粒的贡献率均高于花前。秸秆还田配施氮肥处理显著提高了麦玉花前、花后同化物转运量与转运率,显著降低花前而提高花后同化物对籽粒的贡献率。其中,S_1N_1或S_1N_(0.8)处理下两作物物花前、花后同化物转运量、转运率及花后同化物对籽粒的贡献率表现最佳,两处理间差异不显著。(3)秸秆还田配施氮肥明显提高了麦玉播种前及收获后0-100cm土层土壤储水量,且秸秆全量还田配合施氮显著提高了麦玉水分利用率(WUE),三年中S_1N_(0.8)或S_1N_1处理下WUE最高,分别较CK提高43.2%-53.5%(麦)和25.2%-39.7%(玉)。(4)麦玉收获期籽粒氮素积累量约占地上部氮素总积累量的57.0%-75.2%(麦)和56.8%-63.9%(玉)。三年中均以S_1N_1处理下植株地上部氮素积累量最大,同时,S_1N_(0.8)处理下麦玉氮肥利用率(NUE)、偏生产力(PEP_N)和农学效率(AE_N)均达到最高,分别较S_0N_1处理增加43.7%-44.4%(麦)和30.2%-33.2%(玉)、33.9%-36.3%(麦)和31.3%-35.9%(玉)、35.8%-42.1%(麦)和30.1%-39.1%(玉)。综合来看,秸秆还田与氮肥配施提高了麦玉产量、同化物转运和水氮利用效率。其中,秸秆全量还田配施减量氮肥处理在保证作物产量的同时,提高了水分利用率、氮肥利用率、偏生产力和农学效率,是实现作物的增产增效与环境效益的兼顾有效途径。
【图文】：

路线图,试验技术,路线,秸秆还田

1.4.3 秸秆还田和氮肥配施对麦玉水分利用效率的影响测定两作物播种前及收获后 0-100cm 土层土壤含水量，计算土壤储水量及水分利效率，并结合各年气象数据具体分析不同秸秆还田与施氮条件下作物水分利用情况的异，明确提高作物水分利用效率的有效途径，筛选出处理中最优组合。1.4.4 秸秆还田和氮肥配施对麦玉氮利用效率的影响测定麦玉收获期植株各器官氮素含量，，计算氮素积累量、氮肥利用效率、偏生产和农学效率，分析比较不同秸秆还田与施氮条件下作物氮利用情况的差异及其产生原明确提高作物氮利用效率的有效途径，筛选出能够有效提高作物氮利用率的处理组合1.5 技术路线本研究技术路线如图 1-1 所示：

试验区,月平均气温,农林科技,定位试验

第二章材料与方法2.1 试验区概况在 2011-2014 年定位试验的基础上，于 2015 年至 2017 年在西北农林科技大学校内试验田（E108°07′ , N34°17′）进行。多年平均降水量约为 637.6mm，多集中在 7-9 月，为暖温带半湿润季风气候。年平均气温 12.9°C，最热月月平均气温 23.4°C，最冷月月平均气温0.4°C，年日照时数2163.5h，平均蒸发量993.2cm，湿润指数0.64，无霜期211d，土壤类型为X土。试验期间，试验地气温与降雨量变化情况如图 2-1 所示。
【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S513;S512.1

【参考文献】