春小麦—青贮玉米周年氮素高效利用研究

发布时间：2020-09-28 18:48

　　随着滴灌与免耕技术在生产中的应用,“小麦-青贮玉米”的种植模式在北疆得到了认可。该模式不仅充分利用了北疆地区“一熟有余,两熟不足”的热量资源,而且解决了粮草争地的矛盾,有利于推动新疆农业结构的调整,为实现“稳粮、调棉、增饲、发展特色”提供了技术支持。提高“小麦-青贮玉米”种植模式的氮肥利用率,降低氮肥损失,是提高该模式效益,推进该模式在北疆大面积推广应用的关键技术之一。本研究分别对前茬小麦和后茬青贮玉米进行了13组氮素处理,通过测试两茬作物和茬口土壤中氮素的分配、循环、利用效率,以及作物产量和效益,得出如下结果:(1)茬口土壤氮素时空分布特征:随生育时期的推进,同一土层氨态氮含量均呈现先上升后下降、再上升的趋势,且在小麦孕穗期达到最大值;而同一土层硝态氮含量随生育进程推进呈现出稳定上升的趋势。青贮玉米苗期0-20cm土层土壤氨态氮含量随后茬施氮量的增加而增大,但前茬在NW1施氮处理下后茬青贮玉米土壤氨态氮含量随着土层的加深呈降低趋势,而土壤氨态氮时空分布规律性不强;其余各生育期各土层氨态氮含量大幅度降低,在大喇叭口期有少量回升后继续下降;除苗期土壤硝态氮含量显著高于土壤氨态氮含量。从空间分布而言,同一生育时期小麦茬口各处理土壤氨态氮和硝态氮含量均随着土层深度的加深而降低。(2)后茬青贮玉米不同生育时期氮素分配特征:拔节期植株叶的氮素分配比例最大;大喇叭口期茎的氮素分配比例有所提高,至开花期各处理茎的氮素分配均达最高;而叶的氮素分配比例则较低;灌浆期穗的氮素分配比例普遍超过50%,茎、叶氮素分配比例基本相同,占25%左右。整体来看,拔节期—灌浆期植株全氮积累量都呈稳定上升趋势,而灌浆期-成熟期各处理氮素积累表现出差异,其中NW2NC1处理全株全氮积累量峰值最大,达到388.13kg/hm2。(3)二茬作物产量变化:随着前茬滴灌春小麦施氮量的增加,小麦产量增加,分别增产579kg/hm2、588kg/hm2、669kg/hm2;但氮肥偏生产力及氮肥农学效率均表现出降低,最大降幅达到49.3%。相同前茬施氮条件下,青贮玉米产量随后茬氮肥施用量的增加而增加,较后茬不施氮处理,NW2NC1增产18000t/hm2;氮肥偏生产力则随后茬施氮量的增加而降低,以NW2NC1最高,达到447.55kg/kg;氮肥农学效率在NW0、NW1前茬施氮处理下,均随后茬施氮量的增加而增加,而在NW2、NW3前茬施氮处理下则随后茬施氮量的增加而减少,以NW2NC1最高,达到79.89kg/kg。(4)通过对氮素表观损失量的研究得出,在本试验中NW1NC0在整个种植周期结束后土壤残留全氮含量最低,显著低于其他各处理,NW0NC1、NW1NC1、NW2NC1处理土壤氮素残留量略高NW1NC0,也较低。可见在总施氮量不变的情况下对前后茬施氮量进行合理搭配,有助于在作物营养生长和生殖生长的重要时期补足植株所需氮,确保植株的良好生长发育,同时也可在确保土壤氮素不过量淋溶的前提下尽量满足土壤氮库补充的需求,提高土壤肥力。(5)本研究中,NW2NC1处理经济收益最大,前后茬作物产量、两茬作物植株全氮积累量、氮素利用率、氮肥偏生产力及氮肥农学效率都表现较好。因此,从经济效益和氮肥高效利用角度出发,NW2NC1净收益达30 419元/hm2,后茬氮肥偏生产力和农学效率分别达到447.55kg/kg和79.89kg/kg,是本研究最佳氮肥运筹。
【学位单位】：石河子大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2016
【中图分类】：S513;S548;S512.12
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章绪论
    1.1 研究目的与意义
        1.1.1 选题背景
        1.1.2 研究意义
    1.2 国内外研究综述
        1.2.1 氮素运筹对作物产量及氮素吸收的影响的相关研究
        1.2.2 氮素在土壤中的损失途径的相关研究
        1.2.3 氮肥的残留效应的相关研究
        1.2.4 氮素周年高效利用的相关研究
    1.3 研究目标、研究内容和技术路线
        1.3.1 研究目标
        1.3.2 研究内容
        1.3.3 技术路线
第二章材料与方法
    2.1 试验区概况
    2.2 田间试验设计
    2.3 研究方法
        2.3.1 作物生长发育及产量结构调查
        2.3.2 植株干物质量测定
        2.3.3 土壤基础养分测定
        2.3.4 植株全氮含量测定
        2.3.5 土壤速效氮含量测定
        2.3.6 土壤含水量测定
第三章复播体系土壤氮素时空分布特征
    3.1 前茬滴灌小麦土壤氮素积累
        3.1.1 前茬滴灌小麦土壤氨态氮土壤时空分布特征
        3.1.2 前茬滴灌小麦土壤硝态氮土壤时空分布特征
    3.2 后茬青贮玉米土壤氮素积累
        3.2.1 后茬青贮玉米土壤氨态氮时空分布特征
        3.2.2 后茬青贮玉米土壤硝态氮时空分布特征
    3.3 后茬青贮玉米周年土壤氮素时空分布
        3.3.1 后茬青贮玉米土壤氨态氮时空分布特征
        3.3.2 后茬青贮玉米土壤硝态氮时空分布特征
    3.4 结论与讨论
        3.4.1 结论
        3.4.2 讨论
    3.5 本章小结
第四章后茬青贮玉米植株氮动态变化研究
    4.1 后茬青贮玉米各时期植株各器官全氮分配比例
    4.2 后茬青贮玉米全株全氮累积量
    4.3 施氮量对青贮玉米收获期吸氮量的影响
    4.4 结论与讨论
        4.4.1 结论
        4.4.2 讨论
    4.5 本章小结
第五章不同氮素处理复播体系氮素循环平衡
    5.1 不同氮素处理复播体系氮素循环平衡结果分析
    5.2 结论与讨论
        5.2.1 结论
        5.2.2 讨论
    5.3 本章小结
第六章产量、周年氮素利用效率和经济效益分析
    6.1 前茬春小麦及后茬青贮玉米产量及氮素利用率
    6.2 不同施氮处理复播体系经济效益分析
    6.3 结论与讨论
        6.3.1 结论
        6.3.2 讨论
    6.4 本章小结
第七章结论与展望
    7.1 结论
    7.2 研究展望
参考文献
致谢
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附件

【参考文献】