东北地区西部燕麦带状间作模式构建及氮素利用机制研究

发布时间：2017-12-25 19:00

本文关键词：东北地区西部燕麦带状间作模式构建及氮素利用机制研究　出处：《中国农业大学》2017年博士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：构建集约化的可持续带状间作模式是优化东北地区种植制度、确保其农业安全战略地位的重要技术手段;氮肥的高效利用则是此过程中需要解决的关键问题。本研究于2014~(-2)015年在东北地区西部的白城市进行了带状间作模式筛选试验,比较了燕麦(AvenanudaL.)与玉米(Zeamays L.)、向日葵(Helianthus sannuus L.)、绿豆(Vigna radiateL.)3种带状间作模式的产量及氮素吸收效应和经济效益,并通过边行效应的研究探讨其增产机制。于2015~(-2)016年通过大田定位试验及微区15N同位素示踪技术研究了筛选模式的最佳施氮量及氮肥高效利用机制。得出以下主要结论:(1)东北地区西部燕麦Ⅱ向日葵带状间作模式具有较高的土地利用集约度以及经济效益。土地当量比及氮素吸收当量比分别为1.23～1.38、1.29～1.44;净经济效益(12515～13209RMB·hm~(-2))、收益成本比(3.32～3.45)、边际效益(1382%～1484%)以及货币优势指数(2343～3604)两年内均为最高。(2)燕麦Ⅱ向日葵带状间作模式中燕麦、向日葵均具有籽粒产量及氮素吸收边行优势。间作燕麦边行籽粒产量以及吸氮量分别较单作及间作中间行显著提高了 5 8.6%～88.1%、24.9%～77.9%(P0.05),边行对间作燕麦籽粒产量及吸氮量的贡献率分别为44.2%～45.1%、44.8%～47.1%,高于边行所占比例(1/3)。间作向日葵边行籽粒产量以及吸氮量分别较单作和间作中间行显著提高了 16.6%～68.3%、18.5%～64.6%(P0.05),边行对间作向日葵籽粒产量及吸氮量的贡献率分别为69.9%～70.8%、70.3%～71.1%,高于边行所占比例(2/3)。。(3)燕麦Ⅱ向日葵带状间作模式的最佳施氮量为100 kg·N·hm~(-2)。在该施氮量下,间作燕麦、向日葵均可获得较高的籽粒产量、生物产量以及地上部吸氮量。此外土地当量比(1.14～1.24)、氮素吸收当量比(1.10～1.29)、氮肥农学效率(12.98～14.46 kg·kg~(-1))以及表观利用效率(76.32%～67.78%)在三个施氮量下也均以100kg·hm~(-2)时最高。(4)随施氮量的增加,间作燕麦边行籽粒产量及氮素吸收优势均呈降低趋势,间作向日葵边行籽粒产量及氮素吸收优势随施氮量的增加呈增加趋势;向日葵在间作系统中处于竞争优势地位,当施氮量为100 kg·N·hm~(-2)时向日葵优势最大。在对当季氮肥的竞争中,低氮条件下(50 kg·N·hm~(-2))燕麦边行处于优势地位,高氮条件下(100、150kg·N·hm~(-2))则向日葵占据优势;对上季氮肥的竞争在所有施氮量下间作燕麦边行均占据优势地位。(5)间作降低了燕麦收获后向日葵0-60cm 土壤硝态氮的淋溶。单作向日葵土壤硝态氮绝对累积量的比例在各施氮量下均以40-60cm为最高(39.95%～50.5%);间作向日葵边行及中间行则主要分布于 20-40cm 土层(35.43%～41.85%)。(6)间作提高了燕麦边行对上季氮肥以及向日葵边行对当季氮肥的利用率。各施氮量下单作与间作燕麦边行植株氮素来自于当季氮肥的比例(量)无显著差异(P0.05);在施氮量为150 kg·N·hm~(-2)时间作燕麦边行植株氮素来自于上季氮肥的比例(量)显著高于单作燕麦(P0.05)。在施氮量为150 kg·N·hm~(-2)时间作向日葵边行植株氮素来自于当季氮肥的量显著高于单作向日葵(P0.05);施氮量为100、150 kg·N·hm~(-2)时,间作向日葵边行植株氮素来自于上季氮肥的比例(量)均显著低于单作(P0.05)。(7)各施氮量下,间作燕麦、间作向日葵边行氮肥回收率(50.9%～81.2%,68.9%～88.5%)均高于相应的单作燕麦(46.0%～57.9%)、单作向日葵(60.1%～67.7%)。当施氮量为100kg·N·hm2时单作燕麦化肥氮的损失率最高,为50.7%;施氮量为150 kg·N·hm2时间作向日葵边行化肥氮损失率最低,为7.7%。
【学位授予单位】：中国农业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：S512.6;S344.2

【参考文献】