论文部分内容阅读
如何优化施肥方式以提升小麦产量及水肥利用效率,是实现农业可持续发展亟需解决的关键问题。将肥料施于土壤适宜的深度,不仅能够提高小麦产量,而且可以减少养分损失,实现节约资源和保护环境的目的。另外,年际间降水变幅较大,且降水量对土壤矿质元素转运及作物养分利用影响显著。但关于不同降水量下施肥深度对小麦产量形成及水肥利用的影响,迄今认识尚少。为充分发挥不同降水年型下施肥技术的增产潜力,本试验于2019年9月至2021年6月在西北农林科技大学旱区节水农业研究院进行,试验设三个降水量水平:125 mm（T1,模拟欠水年）、200 mm（T2,模拟平水年）和275 mm（T3,模拟丰水年）;每个降水量下设4个施肥深度:5 cm（D5）、15 cm（D15）、25 cm（D25）、35 cm（D35）。通过分析不同降水量下施肥深度对冬小麦生长发育和产量及土壤水分、养分的影响,明确了不同降水量下改变施肥深度对冬小麦生长发育及水肥利用的调控效应。研究结果可为不同降水年型下制定冬小麦施肥策略提供科学依据与技术支撑。主要研究结果如下:（1）不同降水年型下施肥深度对冬小麦生长指标影响显著。欠水年,D35处理的株高、叶面积指数分别显著高于D5、D15、D25。D35处理成熟期干物质积累量分别较D5和D15处理显著增加27.86%和13.66%,较D25处理增加5.26%。平水年,D25处理成熟期株高分别较D35、D15和D5处理显著提高2.58%、2.58%和4.59%,干物质积累量显著增加16.18%、3.83%和18.55%,叶面积指数显著增加62.44%、30.57%和49.78%。在丰水年,D15处理成熟期株高分别较D25和D35处理显著增加5.41%和5.73%,叶面积指数显著增加11%和43.47%,干物质积累量显著增加13.21%和18.55%,D15和D5处理的株高、叶面积指数和干物质积累量无显著差异。（2）施肥深度在不同降水年型下对冬小麦穗数、穗粒数和产量有显著影响,对千粒重的影响较小。欠水年,D35处理的产量分别较D5和D15处理显著提高25.08%和12.26%,较D25处理提高3.31%;平水年,D25处理的产量较D5、D15和D35处理分别显著提高18.66%、4.04%和17.48%;丰水年,D15处理的产量较D25和D35处理分别显著提高9.83%和14.76%,较D5处理增加1.10%。（3）不同降水年型下各施肥深度对冬小麦水分利用情况影响不同。欠水年,与D5处理相比,其他处理降低了0-200 cm土层的平均土壤含水量,降低幅度达1.54%-7.36%;提高了耗水量和水分利用效率,D15、D25和D35处理分别显著提高耗水量2.86%、7.38%和6.03%,提高水分利用效率8.56%、14.23%和16.57%,D25和D35处理之间无显著差异。在平水年,与其他处理相比,D25处理降低了0-200 cm土层的平均土壤含水量,D25处理较D5和D35处理耗水量分别显著提高5.96%和4.32%,水分利用效率较D5、D15和D25处理分别显著提高12.02%、12.02%和12.35%。在丰水年,D15处理0-200 cm土层平均含水量低于其他处理,较D25和D35处理的耗水量分别显著提高2%和6.45%,水分利用效率分别提高6.67%和6.89%,与D5处理无显著差异。（4）无论何种降水年型,0-100 cm土层硝态氮含量均随土层深度加深呈现降低趋势。相同降水年型下,所有深施处理0-100 cm土壤硝态氮含量均显著高于表施（D5）处理,深施促进土壤硝态氮累积。在欠水年、平水年及丰水年0-20 cm土层,均以D5硝态氮含量最高;20-40 cm土层,以D25土壤硝态氮含量最高;40-100 cm土层,以D35土壤硝态氮含量最高。（5）丰水年冬小麦氮素吸收较欠水年和平水年分别增加26.17%和6.8%。不同降水年型下适宜的施肥深度能促进作物对养分的吸收。在欠水年,D35处理的氮素养分吸收量分别较D5和D15处理显著增加18.67%和8%,较D25处理增加1.13%。在平水年,D25处理的氮素吸收量最多,分别较D5、D15和D35处理显著增加10.36%、3.17%和9.43%。在丰水年,D15处理氮素吸收量显著高于D25（6.44%）和D35（9.52%）处理,和D5处理无显著性差异。（6）不同降水年型下,氮肥产量贡献率、氮肥偏生产力和氮素回收效率对施肥深度的响应均呈现出一致的规律。在欠水年D35处理的氮素回收效率为40.36%,分别较D5和D15处理显著提高16.65个百分点和7.84个百分点,较D25处理提高1.18个百分点。在平水年,D25处理的氮素回收效率为36.75%,分别较D5、D15和D35处理显著提高11.63个百分点、3.16个百分点和10.68个百分点。在丰水年,D15处理的氮素回收效率为33.20%,分别较D25和D35处理显著提高7.91个百分点和11.37个百分点,较D5处理增长1.18个百分点。对两年试验结果综合分析发现,不同降水年型下适宜的施肥深度能加强冬小麦对养分的吸收利用,促进作物生长发育,从而提高冬小麦产量和水肥利用效率。综合来看不同降水年型下,最优产量出现在不同施肥深度,欠水年、平水年和丰水年分别为35 cm,25cm和15 cm。