冀中南部冬小麦-夏玉米水肥一体化肥料利用效率及环境效应的研究

摘要

在我国华北平原地区，冬小麦-夏玉米轮作是主要的作物种植方式，近年来，随着劳力价格的提高、水资源的短缺、肥料利用率低及环境污染的问题都迫使人们对水肥一体化技术越来越重视。目前在农业生产活动过程中由于追求高产和高利润，灌水和施用氮肥存在着很大的盲目性和随机性，氮肥过量施用不仅会造成作物减产，肥料、水资源的浪费，还会使得土壤、水体和大气等都受到严重污染。为了寻求既能够保证作物产量、提高氮素吸收利用又能有效减少水资源浪费的管理方式，文章以冬小麦-夏玉米轮作体系作为研究对象，结合田间试验和室内分析方法设置了三个处理;农民习惯NPK处理、NPK水肥处理、1/2NPK水肥处理，对冬小麦-夏玉米两个轮作系统中的四茬作物的产量、氮素吸收利用，养分吸收、土壤氮素时空动态变化规律及其氮素平衡等。最后，综合分析作物产量和土壤氮素表观损失，确定最佳经济效益且减少环境污染的氮肥管理方式。得到的主要结论如下:
　　(1)与当前农民习惯NPK处理相比，水肥处理的冬小麦产量均有不同程度提高，各年份产量均表现为NPK水肥处理＞1/2NPK水肥处理＞NPK处理，以NPK水肥处理增产效果最为明显，1/2NPK水肥处理增效效果最为明显，如何在NPK水肥处理的基础上提高肥效，在1/2NPK水肥处理的基础上提高增产率是今后主要的研究方向。
　　(2)与当前农民习惯NPK处理相比，水肥处理的夏玉米产量均有不同程度提高，各年份产量均表现为NPK水肥处理＞1/2NPK水肥处理＞NPK处理，以NPK水肥处理增产效果最为明显，1/2NPK水肥处理增效效果最为明显，如何在NPK水肥处理的基础上提高肥效，在1/2NPK水肥处理的基础上提高增产率是今后主要的研究方向。
　　(3)水肥一体化处理的施肥方式以及加强花后氮肥追肥可明显的增加冬小麦主要生育时期的氮素、磷素和钾素的累积量。
　　(4)水肥一体化处理的施肥方式以及加强花后氮肥追肥可明显的增加夏玉米主要生育时期的氮素、磷素和钾素的累积量。
　　(5)各土层土壤硝态氮含量随着土壤深度增加有降低趋势，1/2NPK水肥处理在小麦季各生育期变化平缓，其他处理变化明显。施氮量越多，土壤中硝态氮含量越高。三个处理以1/2NPK水肥处理硝态氮含量最低。
　　(6)各土层土壤硝态氮含量随着土壤深度增加有降低趋势，1/2NPK水肥处理在玉米季各生育期变化平缓，其他处理变化明显。施氮量越多，土壤中硝态氮含量越高。三个处理以1/2NPK水肥处理硝态氮含量最低。
　　(7)对比三种水肥管理模式可以发现，1/2NPK水肥处理的氮素表观损失量均最小，显著低于另外两个模式。而NPK水肥处理虽然氮素表观损失量低于NPK处理，但两个处理未构成显著性的差异。
　　综合分析表明1/2NPK水肥处理的作物产量、经济效益较好，土壤氮素表观损失少，该水肥管理方式在保证作物稳定高产的同时，有效降低环境污染的风险，可作为推荐农民使用的一种施肥方式。

目录

声明

摘要

1 引言

1．1 研究背景

1．2 国内研究进展

1．3 国外研究进展

1．4 研究区自然地理概况

1．5 研究区水资源状况

1．5．1 水资源状况

1．5．2 节水农业发展情况

1．6 研究目标、内容及方法

1．6．1 研究目标

1．6．2 研究内容

1．6．3 拟解决的关键问题

1．6．4 技术路线

2 材料与方法

2．1 试验地概况

2．2 试验设计

2．3 测定项目与方法

2．4 数据分析与计算

3 结果与分析

3．1 不同水肥处理对冬小麦产量及肥料利用效率的影响

3．2 不同水肥处理对冬小麦养分吸收的影响

3．2．1 不同水肥处理对冬小麦氮素吸收的影响

3．2．2 不同水肥处理对冬小麦磷素吸收的影响

3．2．3 不同水肥处理对冬小麦钾素吸收的影响

3．3 不同水肥处理对冬小麦季主要生育期土壤硝态氮累积的影响

3．3．1 不同水肥处理下土壤硝态氮的时间动态变化规律

3．3．2 不同水肥处理下土壤硝态氮的空间动态变化规律

3．4 不同水肥处理对夏玉米产量及肥料利用效率的影响

3．5 不同水肥处理对夏玉米养分吸收的影响

3．5．1 不同水肥处理对夏玉米氮素吸收的影响

3．5．2 不同水肥处理对夏玉米磷素吸收的影响

3．5．3 不同水肥处理对夏玉米钾素吸收的影响

3．6 不同水肥处理对夏玉米季主要生育期土壤硝态氮累积的影响

3．6．1 不同水肥处理下土壤硝态氮的时间动态变化规律

3．6．2 不同水肥处理下土壤硝态氮的空间动态变化规律

3．7 不同水肥处理对0-60cm土壤氮素平衡的影响

4 讨论

5 结论与展望

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

作者简历

致谢