氮肥施用和覆盖对黄土高原旱作春玉米籽粒产量和品质的影响

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玉米是我国最主要的粮食作物之一,在干旱地区水分和养分是限制玉米产量和品质的主要因素。覆膜和施氮作为当前旱作区最有效的增产措施,也存在其不可忽视的缺点。长期使用普通塑料地膜会导致耕地土壤质量下降,地膜残留会造成严重的环境污染;不合理的氮肥施用也会产生一系列的资源浪费和环境问题。前人研究主要集中在氮肥运筹及农艺措施对玉米籽粒产量的影响,对于籽粒品质的研究更多集中在其对施氮量的响应,忽视了其他农艺措施对玉米籽粒营养品质的影响。本研究以黄土高原旱作春玉米为对象,通过田间试验探究氮肥用量、氮肥类型和覆盖方式对旱作春玉米籽粒产量、品质以及地上部干物质累积和氮素吸收的影响,确定该地区最佳施氮量和氮肥类型以及覆盖方式,为旱作区春玉米绿色高产优质提供理论依据。本研究获得以下主要结果:(1)砂砾覆盖、降解膜覆盖和普通地膜覆盖均能提高春玉米籽粒产量和粗蛋白含量。砂砾覆盖条件下籽粒产量显著低于普通地膜覆盖,降解膜覆盖可以保持春玉米籽粒产量和粗蛋白含量与普通地膜覆盖下持平并获得更高的氮收获指数,可以替代普通地膜在黄土高原旱作区实现春玉米的高产优质。(2)氮肥施用和地膜覆盖及二因素互作显著影响春玉米籽粒产量和干物质累积及氮素吸收量。同一覆盖条件下,施氮量小于250 kg/ha时,籽粒产量与施氮量呈正相关,施氮量>250 kg/ha时,籽粒产量、干物质累积和氮素吸收量都不再显著增加。在地膜覆盖条件下施氮量为250 kg/ha时籽粒产量和粗蛋白含量均达到较高水平,分别为18.73t/ha和9.35%,过量施氮不利于籽粒产量和品质的进一步提高。(3)传统分次追肥、控释尿素掺混一次施肥和秸秆还田均保持了春玉米高产,产量分别为17.36 t/ha、17.19 t/ha和16.71 t/ha,籽粒粗蛋白、粗脂肪和粗淀粉含量也分别保持在8.64%-9.21%、4.65%-5.32%和75.98%-76.52%。与传统分次追肥相比,控释肥掺混一次施肥处理和秸秆还田对于春玉米干物质累积没有显著影响,但显著提高了吐丝前、吐丝后和总氮素累积。控释肥掺混一次施肥处理在简化田间氮肥管理基础上保持了春玉米籽粒高产和高品质。本研究结果表明,降解膜覆盖在黄土高原旱作区可以获得与普通地膜持平的籽粒产量和品质;在覆盖条件下施氮量达到250 kg/ha即可获得更高的籽粒产量和品质;控释肥掺混普通尿素一次施入在简化氮肥管理的同时获得了籽粒的高产优质。
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