水氮互作对川中丘区玉米叶片生理功能、肥水利用与产量的影响

来源 :四川农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:piaoye2008
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水和氮是影响作物生长发育和产量形成的两个重要生活因素,二者之间存在显著的互作效应。滴灌水肥一体化是当今世界最先进的水肥管理方式,可以实现以水促肥,以肥调水,发挥水肥协同和耦合效应,从而提高作物产量和肥水利用效率。川中丘区是四川省的玉米主产区,过量施用氮肥和季节干旱频发是本区玉米生产的主要问题之一,集雨补灌和减氮增效是其绿色发展的方向。为此,本文设置了不同氮肥水平和滴灌量的两因素试验,A因素为氮肥施用量(减氮25%N180和全氮N240),B因素为滴灌量(设不滴灌B0,滴灌375m~3/hm~2B1,滴灌750m~3/hm~2B2,滴灌1125 m~3/hm~2B3),以不施氮肥、不滴灌处理为对照(N0),研究了水氮互作对土壤理化性状、叶片生理功能、水肥吸收利用、物质积累分配和产量构成的影响,以期为本区玉米的合理肥水运筹提供理论依据。主要结果如下:1.增施氮肥可以促进玉米生长,增加株高、茎粗和吐丝期叶面积指数(LAI);随滴灌量的增加,茎粗和吐丝期LAI增加,其中减氮(N180)条件下灌水增加LAI的效果大于全氮(N240),表明氮肥水平和灌水量之间存在一定的互补、协同效应。2.增施氮肥可以增加各时期干物质速率和积累量,并在一定程度上提高籽粒分配率即收获指数,两年平均,N180和N240大口期、吐丝期和成熟期单株干物质积累量分别较N0高18.9%和54.6%、22.8%和42.2、26.4%和48.9%;随灌溉量的增加,各时期的干物质积累速率和积累量也不同程度增加,增加的幅度在不同氮肥水平间存在一定差异,减氮条件下灌溉的作用更大;N180B3各时期的干物质积累量与N240B0无显著差异。3、水氮互作可以延缓玉米生育后期叶片的衰老,维持碳氮代谢平衡。增施氮和适量滴灌总体有利于提高叶绿素含量,SOD、CAT、POD等抗氧化酶和SPS、SS和GS碳氮代谢酶活性,降低MDA含量,但过量灌溉(B3)会导致某些时期部分抗氧化酶和碳氮代谢酶活性,降低叶片的生理功能,尤其是正常氮(N240)条件下。4.施氮量和滴灌量的增加,吐丝期和成熟期氮素积累量均逐渐上升,其中氮肥水平的影响程度大于灌溉,减氮(N180)条件下灌水的影响程度大于全氮(N240),N180B3各时期的氮素积累量与N240B0无显著差异。施氮量增加,氮肥的农学利用率、氮肥偏生产力、氮素利用效率和干物质生产率降低,表观氮损失量和损失率则增加;随滴灌量增加,氮素利用效率和干物质生产率、表观氮损失量和损失量均降低,氮肥的农学利用率和偏生产力在减氮(N180)条件下升高,在全氮(N240)条件下则先升后降。5.总体而言,不同土层的水分含量为10-20cm>20-30cm>0-10cm。滴灌量增加,土壤水分含量相应提高(尤其是大口期和10-20cm层土壤),田间耗水量也随之增加,单位水分的玉米籽粒生产率(即水分利用效率1)则降低,但单位水分的干物质生产率(即水分利用效率2)降低不多,减氮条件下甚至还有所增加;增施氮肥因促进了玉米生长,增加了土壤水分的吸收利用,因而有降低土壤水分的趋势,但可以提高水分利用率。6.随着施氮量和滴灌量的增加,玉米穗长、穗粗、穗粒数和千粒重均呈上升趋势,秃尖长呈下降趋势,产量则有同程度提高,其中氮肥的效应大于灌溉,有的产量性状还存在氮肥与灌溉的互作效应,随滴灌量的增加,减氮(N180)条件下玉米的籽粒产量逐渐增加,而全氮(N240)条件下则先增后减,水和氮之间表现出一定的互促作用和耦合协同效应,N180B2和N180B3的产量与N240B0无显著差异。大肥大水并不一定能获得玉米的高产,反而会增加生产成本,降低肥水利用率和经济效益。本试验条件下的推荐肥水管理方式为施纯氮180kg/hm~2滴灌750-1125 m~3/hm~2。
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