不同水氮处理对大豆生长、产量及水氮利用的影响

来源 :河北农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:chenmingak47
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华北地区是我国的主要农业种植区,但农业灌溉水资源相对匮乏,使该地区的农业发展受到限制,如何高效合理利用水资源,避免肥料浪费,一直是急需解决的问题。本试验针对华北地区水土资源状况,研究不同水氮处理对大豆生长、产量及水氮利用的影响,为本地区种植高产高效大豆水肥管理方案提供科学依据。本研究于2019年4月至9月和2020年4月至9月在河北省巨鹿县河北农业大学综合试验站展开大田试验,研究了不同水氮处理对大豆生长、产量及水氮利用的影响。试验设置灌水量和施氮量两个因素,灌水量设置充分灌溉(W4:灌水量为1.0 I)和亏缺灌溉(W3:0.8 I,W2:0.6 1,W1:0.4I,W0:0I)共5个灌水水平,充分灌溉(W4)的灌水量采用土壤含水率上下限控制,灌水下限为75%田间持水量,上限为95%田间持水量,该灌水量记为I,3个追氮水平(低氮N1:75 kg/hm2,中氮N2:150 kg/hm2,高氮N3:225 kg/hm2),同时设置空白处理(W0N0),共计16个处理,每个处理重复三次并随机排列。主要研究结果如下:1)大豆株高、茎粗、叶面积指数(LAI)均随着灌水量的增加呈上升趋势,其中灌水因素是影响大豆生长的主要因素,LAI皆随着时间呈先增大后减少的趋势,表现为花荚期>鼓粒期>分枝期>苗期。充分灌溉(W4)和少量亏缺灌溉(W3)增加施氮量可显著增加大豆生长,而施过量氮肥(N3)反而抑制大豆生长。大豆叶绿素含量以花荚期最高,其次是鼓粒期和分枝期,进行少量亏缺灌水可以提高大豆叶绿素含量,而过量施用氮肥会降低大豆叶绿素含量。2)大豆全生育期0~60 cm 土壤水分变化在花荚期最大,各生育期作物耗水量随着灌水量的增加而增加,高灌水处理(W3、W4)施氮量增多会降低大豆的耗水强度。耗水模数以花荚期最大,耗水强度最大的时期为鼓粒期。主要影响耗水量、耗水强度和耗水模数的因素是灌水因素。大豆各生育时期作物系数Kc以鼓粒期为最高,为1.27(2019)和1.20(2020),其次为花荚期。3)大豆鼓粒期各部分干物质量差异显著,基本表现为荚>茎>叶,植株干物质量的变化趋势为随着灌水量的增加,大豆各部分干物质量也增加。低灌水处理W0、W1随着施氮量的增加,干物质量也增加,中高灌水处理随着施氮量的增加,干物质量先增加后减少。充分灌溉条件下施中氮处理干物质量最佳,施低氮次之,施高氮各器官干物质量最少。两年大豆产量最大的均为W4N2处理,最高产量分别为1968.05 kg/hm2(2019)和 3 091.99 kg/hm2(2020),W3N3 处理产量相比于 W4N2 处理分别减少5.73%(2019)和6.26%(2020),无显著差异。4)2019年和2020年产量水分利用效率WUE最大的处理为W3N3处理。干物质水分利用效率WUEd最大的处理为W4N2处理,与W3N3处理相比分别提高22.66%(2019)和9.96%(2020),表明大豆在少量亏缺灌溉下施225 kg/hm2氮肥即W3N3处理下能保证大豆具有较好的水分利用效率和干物质利用效率。随着施肥和灌水量的增加,氮素积累量皆呈增大趋势,氮素积累量最大的为W4N2处理,比W3N3处理分别提高39.24%(2019)和18.31%(2020),随着灌水量的增加,氮肥偏生产力也增大,而随着施氮量的增加,氮肥偏生产力呈下降趋势。综合考虑大豆生长指标、产量、水分利用效率及氮素利用等指标,在进行少量亏缺灌溉下(W3)追施225 kg/hm2氮肥,可以获得较好的产量和水分利用效率及氮素利用,与充分灌溉(W4)相比节约188.26 m3/hm2左右的灌水量,为本地区大豆种植高产高效水肥管理方案提供科学依据和参考。
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