米慧玲等
摘要:通過(guò)2年的田間試驗(yàn),對(duì)不同苗情下冬小麥的氮肥最佳追施時(shí)期和追施量進(jìn)行研究。結(jié)果表明,返青期群體較大(主莖≥1 050萬(wàn)株/hm2)時(shí),以拔節(jié)期追施純氮75 kg/hm2處理的產(chǎn)量最高,且0~90 cm 土壤剖面硝態(tài)氮累積量最低,氮素表觀損失也最低,基本接近平衡;返青期群體較?。ㄖ髑o≤750萬(wàn)株/hm2)時(shí),以返青至起身期追施純氮135 kg/hm2處理產(chǎn)量最高,同時(shí)提高了小麥成熟期0~30 cm土層的硝態(tài)氮累積量,降低了30~90 cm土層的硝態(tài)氮累積,從而降低了向深層淋溶的風(fēng)險(xiǎn),且氮素表觀損失較低。綜合比較可知,小麥返青期群體較大時(shí),以拔節(jié)期追施純氮75 kg/hm2為最佳;返青期群體較小時(shí),以返青至起身期追施純氮135 kg/hm2為最佳。
關(guān)鍵詞:冬小麥;壯苗;弱苗;產(chǎn)量;土壤硝態(tài)氮;施肥量;施肥時(shí)期
中圖分類(lèi)號(hào): S512.1+10.6文獻(xiàn)標(biāo)志碼: A文章編號(hào):1002-1302(2014)10-0062-04
收稿日期:2014-01-17
基金項(xiàng)目:公益性行業(yè)(農(nóng)業(yè))科研專項(xiàng)(編號(hào):201103003)。
作者簡(jiǎn)介:米慧玲(1989—),女,河北石家莊人,碩士研究生,主要從事環(huán)境生態(tài)與水土資源研究。E-mail:578715320@qq.com。
通信作者:魏靜,博士,教授,主要從事環(huán)境生態(tài)與養(yǎng)分資源的管理研究。E-mail:weijing_199@163.com。氮素作為小麥生長(zhǎng)過(guò)程中關(guān)鍵的營(yíng)養(yǎng)元素之一,其施用量的高低和施用時(shí)期的早晚會(huì)對(duì)小麥的產(chǎn)量產(chǎn)生影響,如果施用不當(dāng)還會(huì)造成環(huán)境污染和資源浪費(fèi),特別是會(huì)引起土壤硝態(tài)氮的淋溶,進(jìn)而污染地下水環(huán)境。傳統(tǒng)的小麥生產(chǎn)只重視基肥,很少注重生長(zhǎng)后期的氮肥施用,而且一次性的施肥方式由于操作簡(jiǎn)便、省時(shí)省工而得到了大面積的應(yīng)用。施入土壤中的氮肥極易發(fā)生淋溶,加上冬小麥在越冬期基本不吸氮的規(guī)律,使得傳統(tǒng)的氮肥利用率低,損失大。近年來(lái),國(guó)內(nèi)外已有諸多關(guān)于氮肥追施時(shí)期和施用量對(duì)小麥產(chǎn)量及土壤剖面硝態(tài)氮含量影響的研究報(bào)道[1-5]。許多專家和學(xué)者根據(jù)冬小麥各生育時(shí)期的生長(zhǎng)發(fā)育規(guī)律對(duì)小麥追肥技術(shù)展開(kāi)了大量的研究,并提出了氮肥后移技術(shù),對(duì)各區(qū)域小麥的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)具有重要的理論和實(shí)踐意義。
近年來(lái),同一區(qū)域不同農(nóng)戶間的群體差異過(guò)大,使得如何定量化不同群體數(shù)量下的最佳追肥時(shí)期與追肥量成為當(dāng)下亟待解決的問(wèn)題。氮肥后移作為一項(xiàng)追肥技術(shù),雖然已有大量研究,但是在同一地區(qū)不同的小麥群體數(shù)量下如何實(shí)施應(yīng)用還不清楚。因此本研究通過(guò)對(duì)返青期小麥群體進(jìn)行調(diào)查,分析冬小麥不同群體數(shù)量下的氮肥最佳追施時(shí)期及追施量,以期為建立河北省山前平原區(qū)冬小麥高產(chǎn)栽培技術(shù)體系提供理論依據(jù)。
1材料與方法
1.1試驗(yàn)材料與設(shè)計(jì)
試驗(yàn)小麥品種為濟(jì)麥22,購(gòu)自當(dāng)?shù)厥袌?chǎng)。
試驗(yàn)于2011年10月至2013年6月在河北省清苑縣石橋鄉(xiāng)黃陀村進(jìn)行,供試土壤為壤質(zhì)潮土。根據(jù)該區(qū)域冬小麥季施肥狀況和返青期群體數(shù)量的調(diào)查結(jié)果,于每年冬小麥返青期選擇群體差異較大的農(nóng)戶地塊分別作為壯苗和弱苗區(qū)(返青期主莖≥1 050萬(wàn)株/hm2為壯苗,返青期主莖≤750萬(wàn)株/hm2為弱苗),進(jìn)行追肥試驗(yàn)設(shè)計(jì)。
壯苗試驗(yàn)區(qū)的基本理化性質(zhì)見(jiàn)表1,該試驗(yàn)區(qū)共設(shè)5個(gè)處理,按隨機(jī)區(qū)組排列,每個(gè)處理3次重復(fù),小區(qū)面積 44.7 m2。該試驗(yàn)區(qū)農(nóng)戶分別于2011年和2012年的10月7日播種,播種量270 kg/hm2,底肥施入純氮110 kg/hm2,試驗(yàn)方案見(jiàn)表2。
2.1.2壯苗區(qū)不同追肥處理對(duì)成熟期土壤0~90 cm硝態(tài)氮累積的影響土壤無(wú)機(jī)氮由硝態(tài)氮和銨態(tài)氮組成,但本試驗(yàn)區(qū)域冬小麥生育期內(nèi)土壤銨態(tài)氮含量很低,因此本試驗(yàn)只考慮土壤硝態(tài)氮的變化。由圖1可以看出,壯苗區(qū)冬小麥成熟期0~90 cm土壤的硝態(tài)氮累積量在62.2~289.0 kg/hm2之間。通過(guò)顯著性檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn),后期追肥處理S2、S3、S4和S5處理顯著高于不追肥處理S1(P<0.05),說(shuō)明施用氮肥是造成土壤硝態(tài)氮積累的主要原因。后期追施氮肥的4個(gè)處理中以S5處理的硝態(tài)氮平均累積量為最高,可達(dá)到289 kg/hm2,顯著高于S2、S3、S4處理。S2、S3、S4處理間沒(méi)有顯著差異,但2年試驗(yàn)結(jié)果基本上以拔節(jié)期(6葉期)追施純氮75 kg/hm2的S4處理各土層硝態(tài)氮累積量為最低。
2.1.3壯苗區(qū)不同追肥處理對(duì)土壤氮素平衡的影響小麥季土壤氮素可以通過(guò)各種途徑而損失[9]。利用養(yǎng)分平衡原理,根據(jù)試驗(yàn)區(qū)農(nóng)戶基肥用量、后期試驗(yàn)追肥用量、成熟期冬小麥吸氮量和土壤硝態(tài)氮的累積量,計(jì)算壯苗區(qū)不同追肥處理從播種到成熟期整個(gè)階段的氮素表觀平衡。結(jié)果發(fā)現(xiàn)2年試驗(yàn)結(jié)果相似,對(duì)2012—2013年冬小麥季試驗(yàn)結(jié)果展開(kāi)分析,由表7可以看出,不追施氮肥的S1處理氮素表觀損失最為嚴(yán)重,即氮素表觀損失最多,高達(dá)173.9 kg/hm2,而S4處理
由表9看出,弱苗試驗(yàn)區(qū)追施氮肥(W2、W3、W4、W5處理)與不追氮肥(W1處理)相比,穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒質(zhì)量均達(dá)到顯著水平,說(shuō)明小麥季追施氮肥對(duì)小麥增產(chǎn)潛力巨大。對(duì)于后期追肥的4個(gè)處理,2年的試驗(yàn)結(jié)果中穗粒數(shù)和千粒質(zhì)量基本呈現(xiàn)相同的趨勢(shì),即W4最高,W5以最低,起身期至返青期追肥均高于拔節(jié)期追肥,并以起身至返青期追施純氮135 kg/hm2 的W4處理為最高。穗數(shù)在后期追肥的4個(gè)處理中沒(méi)有顯著差異,說(shuō)明追肥早晚對(duì)冬小麥穗數(shù)影響不大。表9不同追肥處理對(duì)冬小麥產(chǎn)量構(gòu)成的影響
處理2011—2012年冬小麥2012—2013年冬小麥穗數(shù)(萬(wàn)穗/hm2)穗粒數(shù)(粒)千粒質(zhì)量(g)穗數(shù)(萬(wàn)穗/hm2)穗粒數(shù)(粒)千粒質(zhì)量(g)W1650b35b29.2c629b32c29.0cW2693a37a37.5a687a38a32.5bW3711a38a38.2a705a38a32.9bW4702a38a38.7a721a39a35.1aW5691a37a36.1b694a36b32.1b
2.2.2弱苗區(qū)不同追肥處理對(duì)成熟期土壤0~90 cm硝態(tài)氮累積的影響由圖2弱苗區(qū)冬小麥成熟期0~90 cm土壤的硝態(tài)氮累積量可以看出,W2、W3、W4、W5處理的土壤硝態(tài)氮平均累積量都顯著高于W1處理,W2、W3、W4、W5處理之間沒(méi)有顯著差異,但2年試驗(yàn)結(jié)果均以W3處理硝態(tài)氮累積量較低;與壯苗區(qū)結(jié)果相似,即隨著土層深度的增加,大部分處理的硝態(tài)氮累積量均逐漸降低。W4處理除耕層(0~30 cm)土壤硝態(tài)氮累積量明顯高于其他處理外,30~90 cm 土層的硝態(tài)氮累積量均較低,因此與其他處理相比,W4處理降低了硝態(tài)氮向深層土壤淋失的風(fēng)險(xiǎn)。
2.2.3弱苗區(qū)不同追肥處理對(duì)土壤氮素平衡的影響同上述壯苗區(qū)計(jì)算方法一致,弱苗區(qū)土壤氮素的表觀平衡見(jiàn)表10,可以看出氮素表觀損失大小為:W1>W5>W2>W3>W4,以W1處理最高,達(dá)到137.0 kg/hm2,顯著高于其他4個(gè)處理,說(shuō)明后期不追施氮肥不僅降低籽粒產(chǎn)量,而且對(duì)環(huán)境也會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重影響;還可以看出,W2、W3、W4、W5處理間氮素表觀損失量無(wú)明顯差異,以起身至返青期追施純氮135 kg/hm2 的W4處理為最低;從氮素表觀平衡的結(jié)果來(lái)看,弱苗區(qū)以起身至返青期追施純氮135 kg/hm2的W4處理為最合理的追肥方式。表10冬小麥整個(gè)生育時(shí)期土壤氮素平衡
處理氮輸入(kg/hm2)氮輸出(kg/hm2)施氮量起始無(wú)機(jī)氮凈礦化吸氮量殘留無(wú)機(jī)氮氮表觀損失
(kg/hm2)3結(jié)論
氮素作為冬小麥最重要的產(chǎn)量限制因子之一,不同追肥時(shí)期和追肥量對(duì)冬小麥產(chǎn)量構(gòu)成有很大影響。由于杜絕了以往“一炮轟”的施肥現(xiàn)象,后期追施氮肥表現(xiàn)出了明顯的增產(chǎn)效果。陳祥等認(rèn)為,要實(shí)現(xiàn)小麥高產(chǎn),比較合理的氮肥施用方式為50%作為基肥,50%作為返青后追施[8,10]。本研究發(fā)現(xiàn)冬小麥生產(chǎn)中氮肥的追肥時(shí)期和追肥量要因苗情而定,當(dāng)返青期小麥群體主莖較多時(shí),以拔節(jié)期追施純氮75 kg/hm2產(chǎn)量為最高;土壤剖面硝態(tài)氮累積量和深層淋溶量最少;氮素表觀損失量最低,氮素輸入輸出接近平衡。
小麥返青期群體主莖較少時(shí),以返青至起身期追施純氮135 kg/hm2產(chǎn)量為最高,同時(shí)提高了土壤耕層(0~30 cm)中的硝態(tài)氮累積量,降低了30~90 cm土層中的積累量,減少了地下土層淋溶風(fēng)險(xiǎn),且氮素?fù)p失量最低。
綜上可知,根據(jù)苗情調(diào)節(jié)追肥量至關(guān)重要,既可以增產(chǎn)保肥,降低資源消耗與環(huán)境排放,又易于農(nóng)民接受和推廣,對(duì)當(dāng)?shù)囟←溕a(chǎn)有很好的指導(dǎo)作用。
參考文獻(xiàn):
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[10]王月福,于振文,李尚霞,等. 土壤肥力和施氮量對(duì)小麥氮素吸收運(yùn)轉(zhuǎn)及籽粒產(chǎn)量和蛋白質(zhì)含量的影響[J]. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào),2003,14(11):1868-1872.
2.2.2弱苗區(qū)不同追肥處理對(duì)成熟期土壤0~90 cm硝態(tài)氮累積的影響由圖2弱苗區(qū)冬小麥成熟期0~90 cm土壤的硝態(tài)氮累積量可以看出,W2、W3、W4、W5處理的土壤硝態(tài)氮平均累積量都顯著高于W1處理,W2、W3、W4、W5處理之間沒(méi)有顯著差異,但2年試驗(yàn)結(jié)果均以W3處理硝態(tài)氮累積量較低;與壯苗區(qū)結(jié)果相似,即隨著土層深度的增加,大部分處理的硝態(tài)氮累積量均逐漸降低。W4處理除耕層(0~30 cm)土壤硝態(tài)氮累積量明顯高于其他處理外,30~90 cm 土層的硝態(tài)氮累積量均較低,因此與其他處理相比,W4處理降低了硝態(tài)氮向深層土壤淋失的風(fēng)險(xiǎn)。
2.2.3弱苗區(qū)不同追肥處理對(duì)土壤氮素平衡的影響同上述壯苗區(qū)計(jì)算方法一致,弱苗區(qū)土壤氮素的表觀平衡見(jiàn)表10,可以看出氮素表觀損失大小為:W1>W5>W2>W3>W4,以W1處理最高,達(dá)到137.0 kg/hm2,顯著高于其他4個(gè)處理,說(shuō)明后期不追施氮肥不僅降低籽粒產(chǎn)量,而且對(duì)環(huán)境也會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重影響;還可以看出,W2、W3、W4、W5處理間氮素表觀損失量無(wú)明顯差異,以起身至返青期追施純氮135 kg/hm2 的W4處理為最低;從氮素表觀平衡的結(jié)果來(lái)看,弱苗區(qū)以起身至返青期追施純氮135 kg/hm2的W4處理為最合理的追肥方式。表10冬小麥整個(gè)生育時(shí)期土壤氮素平衡
處理氮輸入(kg/hm2)氮輸出(kg/hm2)施氮量起始無(wú)機(jī)氮凈礦化吸氮量殘留無(wú)機(jī)氮氮表觀損失
(kg/hm2)3結(jié)論
氮素作為冬小麥最重要的產(chǎn)量限制因子之一,不同追肥時(shí)期和追肥量對(duì)冬小麥產(chǎn)量構(gòu)成有很大影響。由于杜絕了以往“一炮轟”的施肥現(xiàn)象,后期追施氮肥表現(xiàn)出了明顯的增產(chǎn)效果。陳祥等認(rèn)為,要實(shí)現(xiàn)小麥高產(chǎn),比較合理的氮肥施用方式為50%作為基肥,50%作為返青后追施[8,10]。本研究發(fā)現(xiàn)冬小麥生產(chǎn)中氮肥的追肥時(shí)期和追肥量要因苗情而定,當(dāng)返青期小麥群體主莖較多時(shí),以拔節(jié)期追施純氮75 kg/hm2產(chǎn)量為最高;土壤剖面硝態(tài)氮累積量和深層淋溶量最少;氮素表觀損失量最低,氮素輸入輸出接近平衡。
小麥返青期群體主莖較少時(shí),以返青至起身期追施純氮135 kg/hm2產(chǎn)量為最高,同時(shí)提高了土壤耕層(0~30 cm)中的硝態(tài)氮累積量,降低了30~90 cm土層中的積累量,減少了地下土層淋溶風(fēng)險(xiǎn),且氮素?fù)p失量最低。
綜上可知,根據(jù)苗情調(diào)節(jié)追肥量至關(guān)重要,既可以增產(chǎn)保肥,降低資源消耗與環(huán)境排放,又易于農(nóng)民接受和推廣,對(duì)當(dāng)?shù)囟←溕a(chǎn)有很好的指導(dǎo)作用。
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2.2.2弱苗區(qū)不同追肥處理對(duì)成熟期土壤0~90 cm硝態(tài)氮累積的影響由圖2弱苗區(qū)冬小麥成熟期0~90 cm土壤的硝態(tài)氮累積量可以看出,W2、W3、W4、W5處理的土壤硝態(tài)氮平均累積量都顯著高于W1處理,W2、W3、W4、W5處理之間沒(méi)有顯著差異,但2年試驗(yàn)結(jié)果均以W3處理硝態(tài)氮累積量較低;與壯苗區(qū)結(jié)果相似,即隨著土層深度的增加,大部分處理的硝態(tài)氮累積量均逐漸降低。W4處理除耕層(0~30 cm)土壤硝態(tài)氮累積量明顯高于其他處理外,30~90 cm 土層的硝態(tài)氮累積量均較低,因此與其他處理相比,W4處理降低了硝態(tài)氮向深層土壤淋失的風(fēng)險(xiǎn)。
2.2.3弱苗區(qū)不同追肥處理對(duì)土壤氮素平衡的影響同上述壯苗區(qū)計(jì)算方法一致,弱苗區(qū)土壤氮素的表觀平衡見(jiàn)表10,可以看出氮素表觀損失大小為:W1>W5>W2>W3>W4,以W1處理最高,達(dá)到137.0 kg/hm2,顯著高于其他4個(gè)處理,說(shuō)明后期不追施氮肥不僅降低籽粒產(chǎn)量,而且對(duì)環(huán)境也會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重影響;還可以看出,W2、W3、W4、W5處理間氮素表觀損失量無(wú)明顯差異,以起身至返青期追施純氮135 kg/hm2 的W4處理為最低;從氮素表觀平衡的結(jié)果來(lái)看,弱苗區(qū)以起身至返青期追施純氮135 kg/hm2的W4處理為最合理的追肥方式。表10冬小麥整個(gè)生育時(shí)期土壤氮素平衡
處理氮輸入(kg/hm2)氮輸出(kg/hm2)施氮量起始無(wú)機(jī)氮凈礦化吸氮量殘留無(wú)機(jī)氮氮表觀損失
(kg/hm2)3結(jié)論
氮素作為冬小麥最重要的產(chǎn)量限制因子之一,不同追肥時(shí)期和追肥量對(duì)冬小麥產(chǎn)量構(gòu)成有很大影響。由于杜絕了以往“一炮轟”的施肥現(xiàn)象,后期追施氮肥表現(xiàn)出了明顯的增產(chǎn)效果。陳祥等認(rèn)為,要實(shí)現(xiàn)小麥高產(chǎn),比較合理的氮肥施用方式為50%作為基肥,50%作為返青后追施[8,10]。本研究發(fā)現(xiàn)冬小麥生產(chǎn)中氮肥的追肥時(shí)期和追肥量要因苗情而定,當(dāng)返青期小麥群體主莖較多時(shí),以拔節(jié)期追施純氮75 kg/hm2產(chǎn)量為最高;土壤剖面硝態(tài)氮累積量和深層淋溶量最少;氮素表觀損失量最低,氮素輸入輸出接近平衡。
小麥返青期群體主莖較少時(shí),以返青至起身期追施純氮135 kg/hm2產(chǎn)量為最高,同時(shí)提高了土壤耕層(0~30 cm)中的硝態(tài)氮累積量,降低了30~90 cm土層中的積累量,減少了地下土層淋溶風(fēng)險(xiǎn),且氮素?fù)p失量最低。
綜上可知,根據(jù)苗情調(diào)節(jié)追肥量至關(guān)重要,既可以增產(chǎn)保肥,降低資源消耗與環(huán)境排放,又易于農(nóng)民接受和推廣,對(duì)當(dāng)?shù)囟←溕a(chǎn)有很好的指導(dǎo)作用。
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