水肥调控对苹果-玉米间作系统种间互作的影响

发布时间：2020-06-10 17:10

【摘要】：为探求适于晋西黄土区果农间作系统的水肥管理制度。以该地区典型的苹果×玉米间作系统为研究对象,设置了双因素三水平水肥耦合试验。试验研究了不同水肥调控措施对间作系统土壤水分、养分含量及分布的影响;分析了水肥调控对间作系统作物生长生理特性、产量及水分利用效率的影响;建立了灌水量、施肥量与各生长生理指标及水分利用效率间的回归关系。试验设置了灌水量上限三水平:田间持水量(Fc)的50%(W_1)、65%(W_2)和85%(W_3),施肥量三水平分别为:N 289kg·ha~(-1)+ P_2O_5118 kg·ha~(-1)+ K_2O 118 kg·ha~(-1)(F1,70%标准施肥量)、N 412.4 kg·ha~(-1)+P_2O_5168.8 kg·ha~(-1)+K_2O 168.8 kg·ha~(-1)(F2,100%标准施肥量)、N 537 kg·ha~(-1)+P2O 219 kg·ha~(-1)+K_2O 219kg·ha~(-1)(F3,130%标准施肥量)。结果显示:(1)灌浆期试验组较对照组土壤含水量最高提高7.6%,成熟期最高可提高10.9%,试验组较对照组土壤含水量水平分布差异变小;灌溉和施肥可显著提高作物生育后期30～60cm 土层土壤含水量。因此,水肥补给可显著提高间作系统土壤含水量,增强储水能力,缓解种间水分竞争。(2)土壤硝态氮、铵态氮、速效磷、速效钾含量均随着灌水量和施肥量的增加而增加。各个试验处理的速效养分含量显著高于对照:硝态氮含量提高3.98%～70.69%,铵态氮含量提高22.22%～114.73%,速效磷含量提高0.23%～35.20%,速效钾含量提高6.58%～17.67%,而各处理有机质含量差异不显著。随着灌水施肥量的增加,土壤硝态氮逐渐向下层累积;其他速效养分表现为明显的表聚现象。因此,水肥补给可已显著提高间作系统速效养分的含量,主要提高作物吸收层(0～20cm)土壤养分含量,但是过量的施肥和灌溉会加剧土壤养分的深层渗漏,从而不利于植物生长。(3)不同水肥调控方式对光合指标日变化趋势无明显影响,但水肥补给可提高作物净光合速率的峰值,降低作物日水分利用效率最大值,延长气孔开放时间,影响胞间C02浓度最低值的出现及维持时间;蒸腾速率和气孔导度与距树行距离呈极显著负相关(P0.01),水分利用效率和光能利用效率则与距树行距离呈显著正相关(P0.05),但各试验组变化率明显大于对照组;水肥补给对作物叶片叶绿素含量影响较弱,对叶水势影响较强,并且弱化了叶绿素水平分布的差异性;叶水势的水平分布特征因灌溉因素而表现出极大的差异。因此,水肥补给显著提高了间作系统作物的光合性能,改善作物生理状况,但也加剧地上部分的光竞争,降低了作物叶片水分利用效率。(4)作物的水分利用性能受灌水因素影响较大,作物生长指标受施肥因素影响较大;过多的灌水和施肥会抑制植物的株高、叶面积和产量的提高;灌溉水分利用效率及水分利用效率随着灌水量的增加而减小。经多元回归分析得出:最适用于本研究区苹果-玉米间作系统的施肥制度为:抽雄期施肥N144.5kg·ha~(-1)、P_2O_559 kg·ha~(-1)、K_2O59kg·ha~(-1),灌浆初期施肥 N144.5kg·ha~(-1)、P_2O_559kg·ha~(-1)、K_2O59kg·ha~(-1)。而当灌水上限设定为田间持水量的85%时,间作系统可获得最好的土壤水分状况、光合性能以及最大产量;受当地资源及灌溉基础设施的限制,灌水上限设定为田间持水量的50%时,可使晋西黄土区苹果-玉米间作系统净经济收益最大,同时也可提高间作系统作物的水分利用性能。本研究表明良好的水肥制度可以改善土壤肥力,提升作物生理性能,缓解种间竞争,增加系统经济收益,但是过量的施肥和灌溉会造成环境污染和资源浪费甚至加剧间作系统种间竞争。本研究结果可以为晋西黄土区苹果-玉米间作系统水肥管理措施的制定以及不同水肥管理条件下间作系统种间互作机制探究提供理论基础。
【图文】：

灌溉量,月降水量

Ｆｉｇ．２－１邋Ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ邋ａｎｄ邋ｉｒｒｉｇａｔｉｏｎ邋ｆｒｏｍ邋Ｊｕｎｅ邋ｔｏ邋Ｏｃｔｏｂｅｒ邋ｉｎ邋２０１４逡逑根据双因素三水平试验设置，共设９个处理，另设一组空白对照处理，每个处逡逑理重复３次，随机区组设计，试验小区分布如图２－２，试验共设３０个小区，小区均逡逑在同一田块上布设，，各小区之间设置２米的缓冲带。试验苹果树为４年生，株高２．２逡逑ｍ，胸径４．２ｃｍ，冠幅１．５ｍ，冠高１．２ｍ，尚未开始坐果，株行距为４ｍ＞＜５ｍ，树行逡逑为东西走向；玉米株行距为０．５ｍｘ0．６ｍ，每个小区共４颗果树，小区边缘距离树ｌｍ逡逑（图２－３），小区面积为４２ｍ２。逡逑２．２指标测定逡逑土壤水分测定：采用ｌ0５°Ｃ烘干法测土壤重量含水量。在垂直于果树行方向上布设逡逑３条取样线（图２－３），样线上布设取样点。土壤水分采样点从距树行０．５ｍ开始，每逡逑隔ｌｍ布设１个取样点，取样深度为０￣１０、１０？２０、２０？３０、３０？４０、４０？５０和５０？６０ｃｍ。逡逑分别在灌浆期（８．２７）和成熟期（９．２５）进行了邋２次土壤水分监测。逡逑土壤养分测定：土壤养分取样线与土壤水分相同，土壤养分采样点为距树0．５ｍ、１．５ｍ、逡逑２．５ｍ

分布图,试验小区,灌水量,施肥量

表２－１试验设计逡逑Ｔａｂ．２－１邋Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ邋ｄｅｓｉｇｎ逡逑逦拔节期（６．１１）逦抽雄期（７．２５）逦灌浆期（８．１８）逦逡逑处理灌水量逦施肥量逦灌水量逦施肥量逦灌水量逦施肥量逡逑ｍ３．ｈａ－１逦ｋｇ－ｈａ＂１逦ｍ＇ｈａ－１逦ｍ３．ｋｇ－丨逦ｍ＾ｈａ＂１逦ｍ＇ｋｇ－１逡逑逦Ｎ邋Ｐ邋Ｋ逦Ｎ邋Ｐ邋Ｋ逦Ｎ邋Ｐ邋Ｋ逡逑Ｗ＾，逦１００逦０逦０逦０逦１００逦１４４．５逦５９．０逦５９．０逦１００逦１４４．５逦５９．０逦５９．０逡逑Ｗ２Ｆ，逦２００逦０逦０逦０逦２００逦１４４．５逦５９．０逦５９．０逦３００逦１４４．５逦５９．０逦５９．０逡逑Ｗ３Ｆ！逦３００逦０逦０逦０逦３００逦１４４．５逦５９．０逦５９．０逦７００逦１４４．５逦５９．０逦５９．０逡逑Ｗ！Ｆ２逦１００逦８２．４逦３３．８逦３３．８逦１００逦１６５．０逦６７．５逦６７．５逦１００逦１６５．０逦６７．５逦６７．５逡逑Ｗ２Ｆ２逦２００逦８２．４逦３３．８逦３３．８逦２００逦１６５．０逦６７．５逦６７．５逦３００逦１６５．０逦６７．５逦６７．５逡逑Ｗ３Ｆ２逦３００逦８２．４逦３３．８逦３３．８逦３００逦１６５．０逦６７．５逦６７．５逦７００逦１６５．０逦６７．５逦６７．５逡逑Ｗ！Ｆ３逦１００逦１０７．４逦４３．８逦４３．８逦１００逦２１４．８逦８７．６逦８７．６逦１００逦２１４．８逦８７．６逦８７．６逡逑Ｗ２Ｆ３逦２００逦１０７．４逦４３．８逦４３．８逦２００逦２１４．８逦８７．６逦８７．６逦３００逦２１４．８逦８７．６逦８７．６逡逑Ｗ３Ｆ３逦３００逦１０７．４逦４３．８逦４３．８逦３００逦２１４．８逦８７．６逦８７．６逦
【学位授予单位】：北京林业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：S513;S661.1

【参考文献】