水氮管理对花生产量、水氮利用及农田碳平衡的影响

发布时间：2020-11-12 17:09

　　 为揭示旱地花生“土壤-植物”系统水、碳、氮的消耗与利用关系和构建科学的水氮农业管理方式,本文以“农花9号”为试验研究对象,采用裂区试验设计方法,以不同灌溉模式(全生育期充分灌溉,W0;花针期、饱果期进行调亏灌溉,W1)为主区,W0、W1的灌水上限均为田间持水率(占土壤体积百分比),W0的灌水下限为75%~80%θ_f,W1的灌水下限为55%~60%θ_f,其他生育期同W0,不同纯氮水平(N0,0 kg·hm~(-2)、N1,50 kg·hm~(-2)、N2,100 kg·hm~(-2)和N3,150 kg·hm~(-2))为子区。研究不同的灌溉模式和氮肥对花生生长、干物质和碳氮积累、产量、水分和氮素利用效率及农田碳平衡的影响。试验结果如下:(1)水分和氮肥对花生株高、叶面积及干物质积累具有显著影响。增施氮肥100kg·hm~(-2)可以显著提高花生株高、叶面积及干物质积累。调亏灌溉(W1)模式下更有利于干物质积累量,较充分灌溉(W0)模式提高了9.28%(2018)和5.90%(2019)。在调亏灌溉(W1)模式下,增施100 kg·hm~(-2)氮肥促进花生株高、叶面积生长的同时可显著提高花生干物质积累量。(2)水分和氮肥对花生产量、百果重、百仁重均具有显著影响。2018年和2019年花生产量均在调亏灌溉(W1)模式增施100 kg·hm~(-2)氮肥下最高,其值分别为5850.08kg·hm~(-2)(2018)和5930.88 kg·hm~(-2)(2019)。两年花生百果重、百仁重均在调亏灌溉(W1)模式增施50 kg·hm~(-2)氮肥下最高,两年花生百果重分别为198.41 g(2018)和199.05 g(2019),两年花生百仁重分别为85.43 g(2018)和85.78 g(2019)。(3)水分和氮肥对花生的碳氮积累均具有显著调控作用。调亏灌溉(W1)模式可显著提高叶片和茎部的碳氮含量及碳氮比(C/N)。随施氮量增加,叶片和茎部碳含量先增加后下降;而叶片和茎部氮含量呈增加的趋势。在全生育期花生叶片和茎部的碳氮比(C/N)表现不同,叶片的碳氮比(C/N),随施氮量增加先增加再降低,在增施100 kg·hm~(-2)氮肥时叶片的碳氮比(C/N)较高,可保持碳氮积累平衡,有利于花生增产;而花生茎部的碳氮比(C/N)则随着施氮量的增加而减小,在增施100 kg·hm~(-2)氮肥时茎部的C/N较低,有利于茎部对碳同化物的运输,保持源库关系平衡。叶片和茎部的碳氮含量与产量呈显著正相关,在调亏灌溉(W1)模式增施氮肥100 kg·hm~(-2),叶片和茎部的碳氮含量及产量均最高。(4)水分和氮肥对花生农田碳平衡具有显著影响。不同的水分和氮肥下花生农田生态系统均表现为碳汇。与充分灌溉(W0)相比,调亏灌溉(W1)降低了7.21%(2018)和7.45%(2019)土壤CO_2累积排放量,但提高了植株固碳量,促进了农田净生态系统生产力的增加。全生育期土壤CO_2累积排放量随施氮量增加呈增加的趋势,而植株固碳量先升高再降低,农田净生态系统生产力在增施氮肥100 kg·hm~(-2)时为最高值。在两种灌溉模式下增施氮肥均可显著提高农田净生态系统生产力,且调亏灌溉(W1)模式增施氮肥100 kg·hm~(-2)最为明显,两年农田净生态系统生产力分别为428.70 kg·hm~(-2)(2018)和456.97 kg·hm~(-2)(2019)。(5)水分和氮肥对花生水、氮利用率具有显著影响。增施氮肥100 kg·hm~(-2)时两年氮肥农学利用效率、籽粒氮肥吸收利用率和氮肥表观回收率最高,同时显著提高26.79%(2018)和28.10%(2019)水分利用率,且在调亏灌溉(W1)模式下可进一步提高花生的水、氮利用率。综上分析,调亏灌溉(W1)模式下向花生农田增施氮肥100 kg.hm~(-2)可显著促进花生对水氮的利用,提高花生产量,改善植株体内碳氮平衡,降低土壤CO_2排放,提高农田净生态系统生产力的能力,是实现节水节肥减排固碳稳产最优的水氮农业管理方式。
【学位单位】：沈阳农业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2020
【中图分类】：S565.2
【部分图文】：

技术路线图

沈阳农业大学硕士学位论文21图3-12018年水氮管理对花生株高的影响Figure3-1Effectsofwaterandnitrogenmanagementonpeanutplantheightin2018图3-22019年水氮管理对花生株高的影响Figure3-2Effectsofwaterandnitrogenmanagementonpeanutplantheightin2019

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本文编号：2881008