论文部分内容阅读
玉米是我国第一大粮食作物。黄土台塬区是我国重要的春玉米种植产地,春玉米的产量对黄土台塬区的粮食安全具有重要的意义。但是,降雨少而不均、土壤瘠薄,严重制约了当地春玉米的生产。虽然施肥可以增加春玉米的产量,但是过量施肥会增加土壤中的氮素残留造成环境污染与资源浪费。保护性耕作能改善土壤水分状况,优化土壤养分,受到广泛的关注。但保护性耕作随气候环境、土壤肥力等因素改变而表现不同。本研究于2016-2017春玉米生长季在黄土高原长武生态研究站开展了2年连续田间试验,研究了保护性耕作对春玉米水氮吸收利用的影响。试验采用裂区试验设计,主区为传统耕作(CT)、覆膜(FM)、垄作(RT)和垄作覆膜(RTF)等4种耕作方式;副区为施氮(N225)和不施氮(N0)2个施氮处理,共计8个处理,3次重复。分析了不同耕作方式和氮肥对黄土台塬春玉米籽粒产量与产量构成、植株形态、水分利用、氮素吸收转运及利用、土壤速效氮含量等的影响。主要研究结果如下:(1)耕作方式和施肥处理显著影响春玉米产量及构成要素。与传统耕作相比,覆膜和垄作覆膜处理具有显著的增产效应,其中穗粒数分别显著增加62和61;百粒重分别显著增加4g和2.5g;籽粒产量的增幅分别为45.4%和37.6%;与不施氮(N0)相比,施氮(N225)可显著提高籽粒产量。施氮(N225)处理平均籽粒产量为8933 kg/hm~2,比不施氮(N0)的6475 kg/hm~2,显著提高2458 kg/hm~2。(2)耕作方式和施肥处理显著影响春玉米生长发育。与传统耕作相比,覆膜和垄作覆膜的株高显著增高5.7cm和4.57cm;干物质累积量显著增加5053 kg/hm~2和4613kg/hm~2。施氮处理干物质累积量为18259 kg/hm~2,比不施氮的13547 kg/hm~2,显著提高4712 kg/hm~2。(3)耕作方式显著影响地上部氮素累积量及水氮利用率。覆膜、垄作覆膜、垄作的地上部吸氮量较传统耕作分别显著提高45.5 kg/hm~2,33.9 kg/hm~2和25.5kg/hm~2,覆膜和垄作覆膜的水分利用效率较传统耕作分别显著增加8.05kg/(hm~2·mm)和6.68 kg/(hm~2·mm);覆膜和垄作覆膜的氮肥利用率较传统耕作分别显著增加11.5%和16.1%。(4)与不施氮(N0)相比,施氮可显著提高氮素累积量。施氮(N225)处理平均值为158.6 kg/hm~2,比不施氮(N0)的85.1 kg/hm~2显著提高73.5 kg/hm~2;施氮(N225)能够提高春玉米的水分利用效率,施氮(N225)处理水分利用效率的平均值为25.04kg/(hm~2·mm),与不施氮(N0)的19.00 kg/(hm~2·mm)相比,显著提高6.04 kg/(hm~2·mm)。(5)不同耕作方式春玉米生育期耕层土壤动态变化不同。垄作覆膜、覆膜处理更有利于土壤耕层水分、温度的稳定。与传统耕作相比,垄作覆膜、覆膜显著提高耕层土壤含水量、温度。综上所述,在本地区气候条件下,覆膜及垄作覆膜能够提高黄土台塬区春玉米产量及水氮利用率。因此,可推荐其在黄土台塬区推广使用。