不同耕作与施肥措施对渭北旱塬土壤养分性状和小麦产量的影响

摘要

渭北旱塬地处黄土高原南部，黑垆土为主要耕作土壤，粮食作物以冬小麦和春玉米为主，是典型的旱作雨养农业区，存在着降雨短缺及季节分布不均的问题，严重制约着冬小麦和春玉米的生长及产量。耕作对这一地区土壤肥力、蓄水保墒等都有重要影响，采取何种耕作和轮作系统以更好的提高土壤肥力水平和作物产量，受到普遍关注。为此，本文在渭北旱塬长期不同耕作定位试验站，研究了在3种施肥水平下（平衡施肥、低肥、常规施肥），6种耕作方式（连年免耕（NN）、连年深松（SS）、连年翻耕（CC）、免耕/深松（NS）、深松/翻耕（SC）、翻耕/免耕（CN））对不同土层土壤有机碳、氮磷钾养分以及小麦产量的影响，从而为渭北旱塬小麦生产筛选出适宜的耕作和施肥方式。主要研究结果如下： 3种施肥水平下，0～50cm各土层土壤有机碳含量均以平衡施肥条件下最高，比低肥增加10.04～13.33%，其中以20～35cm土层增加最多；土壤有机碳储量在平衡施肥下最高，常规施肥次之，低肥处理最小。耕作对土壤有机碳含量和储量有显著影响，在0～10cm土层，保护性耕作处理比翻耕（CC）处理土壤有机碳高3.46～42.38%，轮耕（NS、SC、CN）、免耕（NN）、深松（SS）处理的0～50cm土层总有机碳储量与翻耕处理相比均有所增加，其中NS处理比CC处理高7.65%。 不同施肥水平下常规施肥土壤全氮含量显著高于低肥，增幅为6.37～25.1%，碱解氮含量也以常规施肥最高，比低肥增加3.25～27.36%；不同耕作处理引起0～10cm土层全氮、碱解氮含量差异显著；0～50cm土层全氮储量整体表现为常规施肥（CF）＞平衡施肥（BF）＞低肥（LF）。3种施肥水平下，土壤有机碳、全氮的分层比（SR1、SR2、SR3）均差异不明显；不同耕作处理下NS处理提高了有机碳的分层比（SR1、SR2、SR3）与CC处理相比，分别增加了62.66%、54.53%和51.65%。 在0～10cm土层，3种施肥水平下土壤全磷含量表现为常规施肥（CF）＞平衡施肥（BF）＞低肥（LF），且CF与LF间差异显著，而在10～20cm土层，常规施肥、平衡施肥显著高于低肥；3种施肥水平下0～10cm土层速效磷含量表现为常规施肥显著高于低肥，增幅52%，而在20～35cm土层，平衡施肥比常规施肥高51%。不同耕作处理下0～50cm各土层土壤全磷含量表现为NS、NN处理最大；土壤速效磷在0～10、10～20、20～35m各土层均以NN处理含量最高，CC处理最小。3种施肥水平下，0～50cm各土层土壤全钾含量差异不显著，土壤速效钾在3种施肥下以平衡施肥最高，比常规施肥增加17.62～86.39%，其中0～10cm土层差异最大。不同耕作处理下土壤速效钾含量在0～10cm土层以NN处理为最高，比CC处理增加了36.86%，在10～50cm土层，土壤速效钾含量以NN处理最大，SC处理最小。 3种施肥条件下，穗数、穗粒数、千粒重及产量均表现为平衡施肥最高，平衡施肥下穗数较低肥和常规施肥分别增加了13.24%和6.71%，产量增加了27.60%和10.56%；不同耕作处理下以免耕-深松（NS）轮耕方式下产量最高。对土壤肥力进行的主成分分析，提取了3个主成分，其累计贡献率88.53%，第1主成分为氮素因子，第2主成分为有机质因子，第3主成分为钾素因子；其中小麦产量与有机碳相关性更高。 综上所述，在3种施肥水平下以平衡施肥小麦产量最高，在不同耕作下免耕-深松（NS）轮耕处理具有较高的土壤有机碳含量和氮素养分含量，小麦产量也最高，因此，在渭北旱塬地区，平衡施肥结合免耕-深松轮耕措施是更适合当地的施肥与耕作模式。

目录

声明

第一章 文献综述

1.1 研究背景和意义

1.2 国内外保护性耕作的起源及发展

1.2.1 国外保护性耕作的发展

1.2.2 国内保护性耕作的发展

1.3 不同耕作方式对土壤有机碳、氮含量的影响

1.4 不同耕作措施对土壤磷、钾含量的影响

1.5 不同耕作措施对作物产量的影响

1.6 研究内容

1.6.1 施肥与耕作措施对土壤有机碳、氮的影响

1.6.2 施肥与耕作措施对土壤养分分布的影响

1.6.3 施肥与耕作措施对冬小麦产量及构成的影响

1.7 技术路线图

第二章 试验设计与研究方法

2.1 试验地概况

2.2 试验设计

2.2.1 施肥处理

2.2.2 耕作处理

2.3 测定项目及方法

2.3.1 土壤样品采集和土壤养分的测定

2.3.2 冬小麦产量构成因素和产量测定

2.4 数据处理与统计方法

第三章 不同施肥与耕作措施对土壤有机碳和氮素含量的影响

3.1 不同耕作与施肥措施对土壤有机碳含量的影响

3.1.1 不同耕作对土壤有机碳含量的影响

3.1.2 不同施肥对土壤有机碳含量的影响

3.1.3 施肥与耕作对有机碳的交互作用

3.1.4 不同耕作措施对土壤有机碳分层比的影响

3.2 不同耕作与施肥措施对土壤有机碳储量的影响

3.2.1 不同耕作措施土壤有机碳储量的影响

3.2.2 不同耕作措施对0~50cm土层土壤碳储量的影响

3.3 不同耕作与施肥措施对土壤氮素的影响

3.3.1 不同耕作对土壤全氮含量的影响

3.3.2 不同施肥对土壤全氮含量的影响

3.3.3 不同耕作措施对土壤碱解氮含量的影响

3.3.4 不同施肥对土壤碱解氮含量的影响

3.3.5 施肥与耕作对氮素的交互作用

3.3.6 不同耕作措施对土壤全氮分层比的影响

3.4 不同耕作措施对土壤全氮储量的影响

3.5 不同耕作措施对土壤碳氮比的影响

3.6 讨论

3.7 小结

第四章 不同施肥与耕作措施对土壤磷、钾养分的影响

4.1 不同施肥与耕作措施对土壤磷素的影响

4.1.1 不同耕作措施对土壤全磷含量的影响

4.1.2 不同施肥方式对土壤全磷含量的影响

4.1.3 不同耕作措施对土壤速效磷含量的影响

4.1.4 不同施肥方式对土壤速效磷含量的影响

4.1.5 施肥与耕作对磷素的交互作用

4.2 不同施肥与耕作措施对土壤钾素的影响

4.2.1 不同耕作措施对土壤全钾含量的影响

4.2.2 不同施肥方式对土壤全钾含量的影响

4.2.3 不同耕作措施对土壤速效钾含量的影响

4.2.4 不同施肥方式对土壤速效钾含量的影响

4.2.5 施肥与耕作对钾素的交互作用

4.3 讨论

4.4 小结

第五章 不同施肥与耕作对冬小麦产量、构成因素的影响及产量与养分间的关系

5.1 不同施肥与耕作对冬小麦产量及构成因素的影响

5.2土壤肥力的的主成分分析及其与产量间的关系

5.3 讨论

5.4 小结

第六章 结论与展望

6.1 主要结论

6.1.1 施肥水平与耕作措施引起土壤有机碳、氮的含量及层次分布具有较大差异

6.1.2 施肥水平与耕作措施对土壤磷、钾含量及分布的影响

6.1.3 平衡施肥和免耕/深松可提高小麦产量

6.2 展望

参考文献

致谢

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