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半旱地不同栽培模式下小麦—玉米轮作体系作物水肥利用特性研究

作　者: 张宏
导　师: 周建斌
学　校: 西北农林科技大学
专　业: 肥料学
关键词: 半旱地冬小麦—夏玉米轮作体系水肥利用特性
分类号: S513
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

肥和水是半旱地和旱地农业生产的两大限制因子。水资源总量不足,时空分布不均匀,是限制我国北方地区粮食产量提高的主要因素之一。高效利用水、肥资源是农业可持续发展的保证。因此,采取蓄水保墒栽培措施与有限灌溉相结合的半旱地农业栽培模式是北方夏玉米—冬小麦轮作地区农业发展的方向。为此,本研究以关中地区冬小麦—夏玉米轮作为研究对象,采用多年连续定位试验的方法研究了不同栽培模式下施用氮肥对夏玉米和冬小麦的籽粒产量和水分利用效率,作物收获后土壤硝态氮在土壤剖面累积和分布,以及冬小麦和夏玉米不同生长时期氮素的累积和转移,旨在为冬小麦和夏玉米轮作体系下作物高产及资源高效利用提供理论依据。取得的主要结果有:1.通过6年平均产量来看,与常规模式相比,垄沟(垄上覆膜,沟内覆草)和覆草模式均显著增加了玉米籽粒产量,而对于小麦的增产未达显著水平,控水模式降低了玉米和小麦的产量。四种不同栽培模式对玉米-小麦6年总产量的贡献大小顺序为:垄沟>覆草>常规>控水,差异达显著水平。垄沟模式显著提高了玉米和小麦的水分利用效率;覆草和控水模式显著提高了玉米的水分利用效率,但对小麦水分利用效率的提高未达显著水平;不同栽培模式下玉米和小麦的总水分利用效率的大小顺序为:垄沟>覆草>控水>常规,差异达显著水平。与未施氮肥(N0)相比,施氮120 kg/hm2(N120)和240 kg/hm2(N240)显著提高了玉米、小麦的产量和水分利用效率,而两种施肥处理之间产量和水分利用效率差异不大。2.经过5年的种植,不同栽培模式对土壤有机质和全氮含量的影响为:覆草>垄沟>常规>控水,其中覆草的增加幅度达显著水平;增施氮肥也不同程度提高了土壤有机质和全氮含量。经过12季玉米-小麦的轮作,不同栽培模式0~200 cm土壤剖面残留硝态氮数量的高低顺序为:垄沟>控水>覆草>常规,垄沟和控水比常规栽培硝态氮累积量增加达显著水平。随着种植年限和施氮量的增加,0~200 cm土壤中硝态氮累积量逐年增加;N240处理0~200 cm土壤硝态氮显著高于N120处理。不同施氮量下硝态氮在0~200 cm土壤剖面的分布趋势存在差异,与不施氮和N120处理相比,N240处理下各栽培模式在120 cm以下随深度的增加而显著增加。3.通过对第十一季和十二季作物氮素的研究表明,除垄沟栽培模式显著增加了成熟期夏玉米的氮素累积量外,其余处理下成熟期夏玉米和冬小麦的氮素累积量差异未达显著水平。垄沟模式显著提高了玉米各个器官的氮素累积量;不同栽培模式下,小麦的各器官除叶片的氮素累积量差异达显著外,其余器官的氮素累积量均未达到显著水平。不同栽培模式下小麦各器官对籽粒氮素的贡献为:垄沟>常规>覆草>控水。与不施氮肥相比较,施氮处理(N120和N240)显著增加了作物氮素累积量;两个施氮肥水平相比,高氮处理显著提高了氮素累积量,但小麦花后营养器官氮素向籽粒转运和分配两个水平间无显著差异;随着氮肥用量的增加,氮肥利用效率和氮肥农学效率均呈现降低趋势。

全文目录

摘要  5-7
ABSTRACT  7-11
第一章文献综述  11-17
  1.1 选题依据  11-12
  1.2 垄沟栽培的研究  12-13
    1.2.1 垄沟栽培对土壤水分的影响  12
    1.2.2 垄沟栽培对地温的影响  12-13
    1.2.3 垄沟栽培对作物产量的影响  13
  1.3 秸秆覆盖研究  13-15
    1.3.1 秸秆覆盖对土壤水分的影响  13-14
    1.3.2 秸秆覆盖对土壤温度的影响  14
    1.3.3 秸秆覆盖对土壤微生物、养分的影响  14
    1.3.4 秸秆覆盖对作物产量的影响  14
    1.3.5 秸秆覆盖存在的主要问题  14-15
  1.4 控水栽培的研究  15
  1.5 存在的问题及展望  15-17
第二章栽培模式及施氮对冬小麦-夏玉米体系产量与水分利用效率的影响  17-25
  2.1 材料与方法  18-19
    2.1.1 试验区概况  18
    2.1.2 田间试验设计与管理  18
    2.1.3 取样和分析方法  18-19
    2.1.4 分析方法  19
  2.2 结果与分析  19-23
    2.2.1 长期不同栽培模式及施氮量对夏玉米-冬小麦产量的影响  19-21
    2.2.2 不同栽培模式及施氮量对玉米和小麦的作物水分利用效率的影响  21-23
  2.3 讨论  23-25
第三章不同栽培模式及施氮对玉米-小麦轮作体系土壤肥力及硝态氮累积的影响  25-31
  3.1 材料与方法  26
    3.1.1 试验区概况  26
    3.1.2 田间试验设计与管理  26
    3.1.3 取样和分析方法  26
    3.1.4 数据处理  26
  3.2 结果与分析  26-31
    3.2.1 不同栽培模式及施氮量对耕层土壤有机质和全氮的影响  26-27
    3.2.2 不同栽培模式对土壤硝态氮累积量的影响  27
    3.2.3 不同施氮量对土壤残留硝态氮累积量的影响  27-28
    3.2.4 不同栽培模式及施氮量对残留硝态氮在土壤剖面分布的影响  28-31
第四章不同栽培模式及施氮量对半旱地夏玉米-冬小麦氮素累积、分配及氮肥利用率的影响  31-39
  4.1 材料与方法  32
    4.1.1 试验区概况  32
    4.1.2 田间试验设计与管理  32
    4.1.3 取样和分析方法  32
    4.1.4 数据处理  32
  4.2 结果与分析  32-37
    4.2.1 不同栽培模式及施氮量对夏玉米-冬小麦氮素累积量的影响  32-34
    4.2.2 不同栽培模式及施氮量对夏玉米-冬小麦成熟期不同器官氮素分配的影响  34-36
    4.2.3 开花后冬小麦各营养器官贮存氮素向籽粒的转运  36-37
    4.2.4 不同栽培模式及施氮量对夏玉米-冬小麦氮肥利用率的影响  37
  4.3 讨论  37-39
第五章结论  39-41
参考文献  41-47
致谢  47-48
作者简介  48

半旱地不同栽培模式下小麦—玉米轮作体系作物水肥利用特性研究

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