不同覆盖方式对旱地冬小麦产量和氮素利用的影响

来源 :西北农林科技大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:kingstarKS
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我国黄土高原属于典型的雨养地区,降水较少且年际间分布不均,亟需寻找有效的栽培措施保障旱地小麦稳产高产。地膜覆盖和秸秆覆盖可以有效蓄积自然降水,减少土壤水分无效蒸发,提高作物产量,促进作物吸氮量,但不同覆盖方式在不同降水年型下产量和氮素利用缺少长期研究。因此,本研究在典型的旱作农业区陕西省永寿县进行长期定位试验,设置无氮对照(CK)、常规播种(NM)、垄覆沟播(RM+FS)、全膜穴播(PM)和秸秆覆盖(SM)共5个处理,其中各施氮处理施氮量相同,研究不同覆盖方式对冬小麦产量和氮素利用情况以及土壤硝态氮累积量的影响;并在长期定位试验小区设置微区试验,通过15N示踪技术,定量分析不同覆盖方式下小麦对氮肥的吸收利用情况。取得的主要结果有:1.长期定位试验结果表明,与常规播种相比,在丰水年、平水年和干旱年中,全膜穴播和秸秆覆盖产量分别提高9.8%和6.8%、14.9%和12.7%、15.7%和15.1%;地上部吸氮量分别提高14.2%和15.4%、2.1%和5.8%、4.8%和6.2%;籽粒吸氮量分别提高7.0%和9.8%、4.0%和5.4%、5.6%和9.3%;氮肥表观利用率分别提高22.9%%和24.8%、3.0%和8.0%、7.4%和9.6%%;氮肥农学利用率分别提高20.6%和14.1%、25.0%和21.3%、30.6%和29.4%。在丰水年、平水年和干旱年中,垄覆沟播较常规播种产量分别提高0.1%、2.3%和11.5%;氮肥农学利用率分别提高1.5%、3.9%和22.4%。在丰水年和平水年中,垄覆沟播较常规播种地上部吸氮量分别降低1.2%和20.4%;籽粒吸氮量分别降低5.4%和19.0%;氮肥表观利用率分别降低2.0%和28.3%;在干旱年中,地上部吸氮量提高2.7%;籽粒吸氮量提高4.8%;氮肥表观利用率提高4.3%。与秸秆覆盖相比,9年试验期间全膜穴播产量提高0.5%~2.9%,氮肥农学利用率提高0.9%~5.7%;地上部吸氮量降低1.0%~3.5%,籽粒吸氮量降低1.4%~3.4%,氮肥表观利用率降低1.5%~4.7%。9年试验期间垄覆沟播较秸秆覆盖产量、地上部吸氮量、籽粒吸氮量、氮肥表观利用率和氮肥农学利用率均降低。因此,无论降水多寡,全膜穴播和秸秆覆盖均能提高小麦产量和氮素利用率;且全膜穴播与秸秆覆盖的效果相当。2.15N微区试验结果表明,与常规播种相比,垄覆沟播、全膜穴播和秸秆覆盖小麦产量分别提高4.9%、15.4%和12.4%,其中全膜穴播和秸秆覆盖增产显著;地上部总生物量分别提高4.6%、23.9%和16.8%。籽粒氮素累积量和地上部氮素总累积量在不同覆盖方式下变化趋势一致,全膜穴播和秸秆覆盖的籽粒氮素累积量较常规播种分别提高6.0%和5.6%,地上部氮素总累积量分别提高8.0%和5.5%,而垄覆沟播籽粒氮素累积量和地上部氮素总累积量较常规播种分别降低13.9%和10.8%。垄覆沟播、全膜穴播和秸秆覆盖籽粒氮素中肥料氮的比例较常规播种分别提高22.5%、29.8%和16.3%,籽粒中肥料氮累积量分别提高4.2%、39.3%和20.5%;地上部肥料氮累积量分别提高7.1%、38.8%和19.3%;氮肥利用率分别提高7.1%、38.8%和19.3%。因此,垄覆沟播、全膜穴播和秸秆覆盖均可以促进小麦增产、肥料氮累积和氮肥高效利用。3.在冬小麦播前和收获后两个时期中,与常规播种相比,垄覆沟播、全膜穴播和秸秆覆盖0~200 cm土壤硝态氮累积量分别降低29.5%和32.4%、30.8%和48.8%、11.9%和23.2%;两个时期中,全膜穴播硝态氮累积量降低效果显著。与全膜穴播相比,播前和收获后秸秆覆盖硝态氮累积量均增加,但差异不显著。从上季小麦收获后到下季播前的夏闲期,不同覆盖方式下夏闲期硝态氮量均增加,能够为下季小麦生长提供氮素养分。在分析0~200 cm土壤硝态氮累积量时发现,小麦播前与0~120 cm土壤中的累积量显著线性相关,收获后与0~60 cm土壤中的累积量显著线性相关。因此,垄覆沟播、全膜穴播和秸秆覆盖均可以降低生育期土壤硝态氮累积量,提高夏闲期土壤硝态氮含量。总的来看,全膜穴播和秸秆覆盖较常规播种均可以提高冬小麦产量和氮素利用,同时降低生育期土壤中硝态氮累积量。综合考虑其环境效益,秸秆覆盖更符合绿色发展战略,更适合在西北旱地进行推广应用。
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