本试验于2015-2016和2016-2017年冬小麦生长季,在泰安市道朗镇玄庄村(36°12′N,116°54′E)大田进行。供试品种是高产冬小麦山农29。试验采用三因素裂裂区设计,灌溉模式为主区,设置不灌水(W0)、畦灌(W1)和微喷补灌(W2);施氮水平为副区,设置传统施氮240 kg·hm~(-2)(N1)和减氮20%施氮192 kg·hm~(-2)(N2);拔节期追肥方式为副副区,设置深条施(T1)、均匀撒施(T2)和水肥一体化随水喷施(T3),研究灌溉模式与氮肥运筹对冬小麦产量和水氮利用效率的影响,同时采用~(15)N同位素示踪技术研究了灌溉模式与追氮方式对冬小麦氮素的吸收和利用特征的影响,主要结果如下:1不同处理对小麦耗水特性及水分利用效率的影响W2灌水模式单次灌水量和生长季总灌水量均低于W1灌水模式。两灌水模式下,N1水平各处理土壤贮水消耗量及总耗水量均显著高于N2水平各处理,W2灌水处理对30-80 cm土层土壤贮水的消耗量显著低于W1灌水处理,对120-200 cm土层土壤贮水的消耗量较高,W2N2处理灌溉水利用效率及水分利用效率均显著高于W1灌水方式各处理。说明在传统施氮水平上减少20%施氮量,可降低麦田耗水量,提高水分利用效率;与畦灌相比,微喷补灌灌水量减少,降低总耗水量,促进120 cm以下土层土壤贮水的利用,提高灌溉水利用效率和水分利用效率。2不同处理对麦田土壤硝态氮分布的影响拔节期补灌后,W2N1T3处理沿畦长方向硝态氮分布均匀度显著高于W1N1T2处理。W1灌水模式下,同一施氮水平,T2处理0-40 cm土层土壤硝态氮含量显著低于深条施处理施肥行(T1-Y),但显著高于深条施处理非施肥行(T1-N),100-200 cm土层土壤硝态氮含量显著低于T1-Y,与T1-N无显著差异;同一拔节期追肥方式下,N1处理20-100 cm土层土壤硝态氮含量显著高于N2处理。W2灌水模式下,同一施氮水平,T3处理0-40 cm土层土壤硝态氮含量显著低于T1-Y,但显著高于T1-N,40 cm以下无显著差异。说明无论是畦灌还是微喷补灌模式下,拔节期追肥深条施,施肥行与非施肥行土壤硝态氮分布不均,不利于小麦对追施氮肥的吸收。与畦灌追肥撒施处理相比,微喷补灌水肥一体化随水追氮能提高肥料养分分布均匀系数,减少土壤硝态氮向100 cm以下土层渗漏。3不同处理对小麦群体生长的调控W1灌水处理春季最大分蘖显著高于W2灌水处理。各灌水模式下,越冬期、返青期和拔节期群体均表现出N1水平显著高于N2水平。W1灌水模式下,两施氮处理的成穗数和成穗率均表现为T2处理高于T1和T3处理;W2灌水模式下,T1处理成穗数及成穗率均低于T2和T3处理。说明畦灌模式下,追肥撒施促进茎蘖成穗,可获得较高的成穗数和成穗率,减少20%施氮量,无效分蘖减少,成穗率提高。微喷补灌模式下,追肥深条施不利于茎蘖成穗,成穗数及成穗率降低。与畦灌相比,微喷补灌无效分蘖减少,成穗率提高,最终成穗数无显著差异。4不同处理对小麦花后旗叶光合与衰老特性的影响W1灌水模式下,N2T2处理花后20天和30天旗叶净光合速率、光系统Ⅱ实际光化学效率及衰老酶活性均显著低于N1T2处理。W2灌水模式下,N2T3处理花后旗叶净光合速率、光系统Ⅱ实际光化学效率及衰老酶活性均显著低于N1T3处理,与W2N2T3处理间无显著差异。说明畦灌模式下追肥撒施,减少20%施氮量,灌浆中后期旗叶光合同化能力降低,衰老加快,不利于花后同化物的合成;微喷补灌模式下追肥水肥一体随水喷施,减少20%施氮量,花后旗叶光合同化能力、衰老酶活性均较高,有利于花后干物质的积累。5不同处理对小麦氮素积累、转运及利用的影响W1灌水模式下,N1水平各处理植株氮素积累量及成熟期营养器官氮素积累量均高于N2处理,但营养器官氮素转移效率及氮素收获指数均较低;同一施氮水平下,T2处理开花期植株氮素积累量显著高于T1和T3处理,但营养器官氮素转移效率及氮素收获指数均显著低于T1处理。W2灌水模式下,同一施氮水平,T3处理成熟期植株氮素积累量显著高于T1和T2处理;N1水平各处理氮素利用率显著低于N2处理。说明畦灌模式下,减少20%的施氮量,降低植株氮素积累量,但营养器官氮素转移效率和氮素收获指数提高;拔节期追肥深条施,提高了营养器官氮素转移效率和氮素收获指数。微喷补灌模式下,拔节期追肥水肥一体化随水喷施有利于开花后植株氮素的积累,提高成熟期植株氮素积累量。6拔节期追施~(15)N标记尿素示踪小麦对氮素的吸收与利用W1灌水模式下,N2处理开花期和成熟期各器官~(15)N丰度、植株积累氮素来自追施氮肥的比例及~(15)N积累量均显著高于N1处理;同一施氮水平下,开花期T2处理各器官~(15)N积累量均显著高于T1处理,但成熟期T1处理显著高于T2处理。W2灌水模式下,开花期和成熟期N2T3处理各器官~(15)N丰度及~(15)N积累量均显著高于其余处理。说明畦灌模式下,减少20%施氮量,有利于开花后小麦对追施氮素的吸收,氮肥撒施促进拔节期到开花期植株氮素积累,但开花期到成熟期植株氮素积累量降低,追肥利用率降低。微喷补灌模式下,减少20%施氮量,拔节期追氮水肥一体化随水追施促进小麦对追施氮素的吸收与利用。7不同处理对小麦产量及产量构成因素的影响W1灌水模式下,2015-2016年,N2T2处理较N1水平各处理,穗粒数减少,成穗数提高,籽粒产量无显著差异。2016-2017年,N2T1处理与N1水平各处理籽粒产量无显著差异。W2灌水模式下,N2T1处理籽粒产量显著低于N2T2和N2T3处理,成熟期穗数显著低于N2T2处理,穗粒数显著低于N2T3处理;N2水平各处理籽粒产量无显著差异,但均显著低于N1水平T2和T3处理。说明畦灌模式下,减少20%施氮量不会对产量造成负面影响;微喷补灌模式下,减少20%施氮量,追肥撒施或水肥一体化随水喷施均可获得较高产量,但氮肥深条施不利于籽粒产量的提高。综上所述,两灌水模式下,传统施氮水平上减少20%施氮量均能保持较高的籽粒产量和水氮利用效率。微喷补灌水肥一体化随水喷施氮肥可保持较高产量水平的同时显著提高水分利用效率。
【学位单位】：山东农业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：S512.1
【部分图文】：
微喷补灌水肥一体化管理对小麦产量和水氮利用效率调节的生理基础3.1.3 全生育期麦田 0-200 cm 土层土壤贮水消耗量如图 3 所示，2015-2016 年，W0 灌水模式下 N1 处理 40-140 cm 土层土壤贮水消耗显著高于 N2 处理；W1 灌水模式下 N1 处理 30-80 cm 土层土壤贮水消耗显著高于 N2 处理；W2 灌水模式下 N1 处理 20-100 cm 土层土壤贮水消耗显著高于 N2 处理。2016-201年，W0 灌水模式下 N1 处理 40-180 cm 土层土壤贮水消耗显著高于 N2 处理；W1 灌水模式 N1 处理 40-140 cm 土层土壤贮水消耗显著高于 N2 处理；W2 灌水模式下 N1 处理10-140cm 土层土壤贮水消耗显著高于 N2 处理。综上所述说明，相同灌水模式下，减少 20%施氮量，降低土壤贮水消耗量。不灌水模式下，施氮量减少降低 40-140 cm 土层土壤贮水的消耗；畦灌模式下，施氮量减少降低 40-80 cm 土层土壤贮水的消耗；微喷补灌模式下，施氮量减少降低 20-100 cm 土层土壤贮水消耗。
图 4 冬小麦生长季 0-200 cm 土层土壤贮水消耗Fig.4 Soil water consumption amount in the 0-200 cm soil layers生育阶段麦田耗水量 4 可知，2015-2016 年，W0 灌水模式下，播种至拔节期间两施氮处理异，拔节至开花和开花至成熟期间 N1 处理显著高于 N2 处理。W1 灌冬期间两施氮处理间耗水量无显著差异，越冬至拔节、拔节至开花和1 处理显著高于 N2 处理，同一施氮水平不同拔节期追肥模式处理间
3.2 灌溉模式与氮肥运筹对麦田土壤硝态氮分布的影响3.2.1 拔节期灌水后麦田 0-100 cm 土层土壤硝态氮分布如图 5 所示，2016-2017 年，W1N1T2 处理拔节期灌水后距离畦首 60m 处 0-40 cm土层土壤硝态氮含量显著高于距离畦首 20m 和 40m 处，但 60-100 cm 土层土壤硝态氮含量随距离畦首的距离越远显著降低；W2N1T3 处理拔节期灌水后距离畦首 8 m 和 16 m处 0-100 cm 土层土壤硝态氮含量无显著差异。W1N1T2 处理拔节期灌水后距离畦边缘第一行间和第二行间 0-40 cm 土层土壤硝态氮含量显著高于第三行间和第四行间；W2N1T3 处理拔节期灌水后 0-40 cm 土层土壤硝态氮分布规律表现为距离畦边缘第二行间>第三行间> 第四行间>第一行间。综上所述说明，畦灌模式下，拔节期追肥随水撒施随着水分的流动会增大畦尾处和畦边缘处土壤硝态氮含量；微喷补灌模式下，沿畦长土壤硝态氮分布较均匀，有利于土壤养分的吸收。
【参考文献】
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本文编号：
2852797
