限量灌溉和施氮对石羊河流域春玉米生长及根区水氮迁移的影响

摘要

石羊河流域位于甘肃省河西地区东部，属大陆性温带干旱气候，生态环境十分恶劣，地表水较为缺乏，地下水开采过度。农业的可持续发展依赖于水资源的合理利用，在开源难以维继的状况下，节水灌溉是今后农业可持续发展主要措施之一。本试验在甘肃省石羊河流域武威市沙漠公园试验站进行，研究了春玉米在不同的灌水、施氮条件下的生长、光合特性、叶水势的变化特性以及灌水和施氮对产量和水分利用效率的影响。试验设5个因素：施氮量(A)、苗期灌水(B)、拔节期灌水(C)、抽雄期灌水(D)、灌浆期灌水(E)；4个供水水平：337m3/hm2(1)、675m3/hm2(2)、1012m3/hm2(3)、1350m3/hm2(4)；4个施氮水平：75kgN/hm2(1)、150kgN/hm2(2)、225kgN/hm2(3)、300kgN/hm2(4)；各因素之间为正交组合L16(45)，重复2次；播前一次性施入氮肥，每小区按560kg/hm2施入磷肥(普通过磷酸钙)，小区面积为5m×4m，共32个小区。研究结果表明，施氮量是影响玉米苗期叶面积和株高的关键因素，高氮和充分供水不利于玉米的生长。促进玉米苗期生长的最佳组合为A2B2。 施氮量对玉米根系生长的影响均达到极显著水平。苗期灌水、拔节期灌水、抽雄期灌水、灌浆期灌水对根系生长的影响未达到显著水平.与当地施氮水平A4相比，A3水平、A2水平、A1水平玉米根重分别减少了4％、13.4％，31.3％。A3水平比A4少施氮肥75kgN/hm2，根重仅减少了4％。苗期灌水量水平为A3时，玉米的根重最大；灌水量水平为A1时，玉米根重量最小。 施氮量和苗期灌水对玉米苗期光合速率的影响达到极显著水平，全生育期内玉米光合速率随施氮量的增加而升高，随灌水量的增加而增大。 施氮量是影响玉米产量的最主要因素，各个因素对玉米产量的影响作用由大到小的位次依次是A＞D＞B＞C＞E，各因素对玉米产量的影响均达到极显著水平，与当地的施氮水平A4相比，A3、A2、和A1水平施氮比A4水平分别减少了25％、50％和75％，产量分别下降了6.9％、12％和34.8％。为获得最大经济产量，建议玉米全生育期内各个因素组合模式为施氮肥225kg/hm2，苗期灌水1012m3/hm2，拔节期灌水1350 m3/hm2，抽雄期灌水1012 m3/hm2，灌浆期灌水337 m3/hm2。 施氮量是影响玉米水分利用效率的最主要因素，其次是拔节期灌水，各因素对玉米水分利用效率影响作用的位次依次为A＞C＞B＞D＞E，获得最大水分利用效率的最优组合为A483C2D3EI。 0～100cm土层的硝态氮含量随施肥量的增加而增加。高氮处理在整个lm土层硝态氮含量明显高于其他处理，特低氮处理和低氮处理10～100cm土层的NO3-N没有明显的变化；中氮和高氮处理0～40cm土层NO3-N有轻微累积，40～60cm有明显累积，60～100cm有轻微的累积。

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声明

第一章绪论

1.1研究的背景和意义

1.2国内外研究进展

1.2.1限水灌溉的概念及与其他灌溉方式的区别与联系

1.2.2限水灌溉的研究内容及取得的成果

1.3氮素运移理论的研究及取得的成果

1.3.1氮素运移理论和模型的建立过程

1.3.2氮肥的转化及利用

1.3.3春玉米水氮互作效应的研究

第二章试验材料与方法

2.1试验区概况

2.2试验设备

2.3试验目的与意义

2.4试验设计与布置

2.5观测项目

2.6技术路线

2.7数据分析及处理方法

第三章试验结果与分析

3.1不同灌水量和施氮对春玉米生长特性的影响

3.1.1不同灌水量和施氮对玉米苗期叶面积的影响

3.1.2不同灌水量和施氮对玉米苗期株高的影响

3.1.3不同灌水量和施氮对玉米根冠生长的影响

3.2不同灌水量和施氮对春玉米生理特性的影响

3.2.1不同灌水和施氮对春玉米光合速率的影响

3.2.2不同灌水和施氮对春玉米叶水势的影响

3.2.3不同灌水处理春玉米蒸腾效率的动态变化

3.4不同灌水量和施氮对春玉米产量及其形成过程的影响

3.4.1不同灌水量和施氮对春玉米产量的影响

3.4.2不同灌水量和施氮对春玉米地上部干物质积累的影响

3.4.3不同灌水量和施氮对春玉米水分利用效率的影响

3.5不同灌水量和施氮对春玉米氮素累积量的影响

3.6不同灌水和施氮对土壤硝态氮的累积及其对环境的影响

第四章讨论与结论

参考文献

致谢

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