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河套灌区春小麦减肥增效增产技术研究
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  • 用途:硕士毕业论文 Master Thesis
  • 编辑:若诗
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  • 论文编号:el2021042118301722072
  • 日期:2021-04-24
  • 来源:上海论文网
本文是农学论文,随着施氮量减少,氮肥农学效率、氮肥偏生产力、氮素及磷素生理效率均呈增加趋势,而氮、磷素表观利用率、磷肥农学效率、磷肥偏生产力则呈先升高后降低趋势;随着施磷量的减少,氮、磷素表观利用率、氮肥农学效率、氮肥偏生产力、磷素生理效率均呈先升高后降低趋势,而磷肥农学效率和磷肥偏生产力表现为增加趋势,氮素生理效率无明显变化规律。相关分析表明,氮、磷肥施用量与植株氮磷含量、氮磷吸收量均呈显著正相关,而与多数氮磷肥利用指标呈显著负相关。有机肥替代部分化肥试验也得出相似的结论。回归分析优化求解得出,河套灌区小麦获得较高氮、磷肥农学效率的适宜施氮量(纯N)为99.7、施磷量(P205)为94.2kghm2。无论是否施用有机肥,在农户常规施肥量基础上,随氮肥用量减少,小麦株高降低,茎粗、上三叶面积则呈先增加后降低趋势;随磷肥用量减少株高、茎粗及上三叶面积无明显变化。本研究以河套灌区春小麦为研究对象,在农户施肥基础上,设置有机肥替代部分化肥试验研究结果表明,在施入有机肥基础上,随氮、磷肥用量降低小麦穗数无明显变化,但穗粒数、千粒重及产量较农户常规施肥模式均有所增加。

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1引言

面对人口与资源矛盾日益突出的问题,要保障我国农业可持续发展,减少化肥投入、提高肥料利用率并减少环境污染是实现我国粮食安全、生态良好的重要途径。大量研究表明,作物本身的特性以及不同地域特征,包括土壤状况、气候条件等都是影响作物肥料用量的因素。因此,研究确定区域合理肥料用量和配比对提高小麦产量、肥料利用率及减少环境污染均具有重要的指导意义。此外,作物生产中采用有机肥替代部分化肥的方式,也可抑制日益增长的化肥施用量,从而实现作物产量和经济效益同步提高[75]。在拔节期增加追氮比例可显著提高小麦籽粒蛋白质含量和湿面筋含量[69]。彭永欣等[7°]研究认为,在一定范围内随着施肥量増加,小麦籽粒蛋白质含量与籽粒产量的变化趋势相同,超出这个施肥范围后,籽粒产量降低,而蛋白质含量依旧呈升高趋势。关于磷肥对小麦籽粒品质影响的研究结果不尽一致。郭振升等研究发现,当施磷量为180kg/hm2时,小麦籽粒蛋白质含量、湿面筋含量比不施肥处理分别提高了11.3%、5%;而张麦生等[72]则认为,小麦籽粒品质随施磷量增加并无显著变化;也有研究表明,籽粒蛋白质含量会随施磷量的增加而降低[66]。除氮肥外,单施磷、钾肥都会使籽粒蛋白质含量降低[67],氮磷钾肥配施对小麦籽粒品质的提升有显著作用[73]。张海竹等[43]研究表明,氮磷钾肥配施比单施对籽粒蛋白质的影响更显著,氮磷钾配施条件下籽粒蛋白质含量最高能达15.37%。

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2材料与方法

 

2.1试验地概况
本试验于2018-2019年在内蒙古巴彦淖尔市五原县新公中镇永联村和杭锦后旗双庙镇尖子地村进行。五原县位于巴彦淖尔市中东部,地理坐标为东经107°3570〃?108°3730〃,北纬40°46”30m1°16〃45\属于中温带大陆性气候,年平均降雨量170,蒸发量2578.9mm;昼夜温差大、无霜期相对较短。杭锦后旗位于巴彦淖尔市中西部,地理坐标为东经106°34'、107°34',北纬40°26'-41°13',属于温带大陆性气候,年平均降雨量138.2mm,蒸发量2096.4mm;昼夜温差大、无霜期长。2018年五原县新公中镇永联村试验地的基础肥力为:有机质19.63g/kg,碱解氮53.74mg/kg,速效磷25.86mg/kg,速效钾147.98mg/kg,Ph值7.67。2019年杭锦后旗双庙镇尖子地村试验地的基础肥力为:有机质21.37g/kg,碱解氮60.37mg/kg,速效磷23.42mg/kg,速效钾183.47mg/kg,Ph值7.58。此外,有机肥养分含量较为均衡,对小麦籽粒品质提升也有一定促进作用。而且,有机肥与氮、磷肥配施对小麦籽粒品质的提升明显大于单一化肥与有机肥配施及单施化肥的作用,其中沉降值、干面筋含量、评价值分别较单施化肥氮提高了253.5%、136.2%、74.1%[74]。
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2.2试验设计
本试验设施氮量和施磷量2个因素,憐肥作种肥,使用过磷酸钙(18%P205);氮肥作追肥,使用尿素(46%N)于拔节期随灌水一次性施入。其中施憐量(P)设5个水平,施用量分别为723.6kg/hm2(农户水平)、542.7kg/hm2、361.8kg/hm2、180.9kg/hm2;施氮量(N)设5个水平,施用量分别为521.7kg/hm2(农户水平)、391.4kg/hm2、260.9kg/hm2、130.5kg/hm2。共25个处理组合(表1),3次重复,75个小区,小区面积为20m2,采用随机区组设计。播种日期为2018年3月15日,播种量为450kg/hm2,行距15cm,采用手工开沟播种。试验地前茬作物为高粱。其它管理措施同常规栽培小麦。本研究以河套灌区春小麦为研究对象,以増效増产为目标,根据小麦的营养吸收规律、土壤养分供应特点与肥料效应,在农户施肥基础上,通过减量施用化肥及有机肥替代化肥等试验研究,阐明春小麦的生长发育、光合特性、物质积累、产量形成与肥料利用的关系,明确春小麦实现高产、高肥效的适宜施肥量范围及相应的施肥措施,为建立河套灌区春小麦减肥増效增产技术体系提供依据。
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2材料与方法................6
2.1试验地概况.............6
2.2试验设计.............6
2.3测定项目及方法.............8
2.4数据统计与分析.............9
3结果与分析.............10
3.1化肥减施对小麦养分吸收利用及产量形成的影响.............10
3.2有机肥替代部分化肥对小麦产量及肥料利用效率的影响.............29
4讨论与结论....................42

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3结果与分析

 

3.1化肥减施对小麦养分吸收利用及产量形成的影响
由表6可知,同等施氮条件下,随施磷量减少磷肥农学效率和磷肥偏生产力均呈逐渐升高趋势,磷素表观利用率、磷素生理效率和生产效率均呈先升高后降低趋势;在相同施磷量条件下,隨施氮量减少磷素表观利用率、磷肥农学效率、磷肥偏生产力呈先升高后降低趋势,磷素生理效率、生产效率呈直线升高趋势。相关分析表明,施氮量与植株含磷量、吸磷量呈极显著正相关,与磷素生理效率、磷素生产效率呈极显著负相关,与磷素表观利用率、磷肥农学效率、磷肥偏生产力相关不显著;施磷量与植株含磷量呈显著正相关,与磷肥农学效率、磷素生理效率、磷素生产效率、磷肥偏生产力呈显著或极显著正相关,与植株吸磷量、磷素表观利用率相关不显著。由表10可知,不同施肥处理下,随着生育进程的推进小麦叶面积指数呈单峰曲线变化,抽穗至开花期达到峰值。随氮、磷肥用量的减少,小麦各生育时期叶面积指数均呈先升高后降低趋势,在P2N2处理时叶面积指数达最大值(图8)。

 

3.2有机肥替代部分化肥对小麦产量及肥料利用效率的影响
方差分析表明,小麦各生育时期,P2N2处理叶面积指数均显著高于其他处理,不同氮、磷肥施用量及氮磷互作对各生育时期叶面积指数的影响均达到极显著水平(表11)。由表12可知,随生育进程推进,不同施肥处理下小麦干物质积累在拔节期迅速增加,灌浆后期缓慢积累直至成熟期达到最大值。方差分析(表13)表明,不同氮、磷肥施用量对各生育时期干物质积累的影响均达到极显著水平。抽穗之前,氮磷互作对干物质积累存在极显著影响;开花至成熟期,氮磷互作对干物质积累的影响未达显著水平。除分蘖期外,P2处理干物质积累量明显高于其他处理;随氮肥用量减少,各生育时期小麦干物质积累量差异显著,且N2处理明显高于其他处理。说明,适量减施化肥可促进小麦群体干物质积累。本研究结果表明,在同等施磷水平下,随施氮量减少多数籽粒品质指标并未出现显著下降趋势,这可能与本试验设计的最大施氮量未达到品质上限有关。关于憐肥对小麦品质影响的研究其结果表现不一:施磷与蛋白质含量呈负相关关系磷肥施用量对蛋白质含量无显著影响;在一定施肥范围内磷肥施用量与蛋白质含量呈二次曲线关系。与农户常规施肥相比,适量减施化肥处理下小麦灌浆期叶片衰老相对缓慢,叶片SPAD值、FV/Fm值及净光合速率较高,保持较大的群体绿叶面积和叶片光合活性,促进了籽粒灌浆及群体干物质积累,这是河套灌区小麦化肥减施增产的生理基础。

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4讨论与结论

 

本研究发现,随氮肥用量减少小麦穗数和穗粒数均呈先升高后降低趋势,而对千粒重无明显影响;随磷肥用量减少穗数、穗粒数、千粒重均呈先升高后降低趋势,氮磷互作对穗粒数、千粒重影响均达到极显著水平,这与吴克宁等[84]研究结果一致;张睿等[78]研究发现,氮磷肥与有机肥配施对小麦产量构成因素均有显著提高作用,进而提高籽粒产量;而徐汉亿等[85]则认为,有机肥替代化肥只会增加有效穗数和千粒重,对穗粒数无明显影响。河套灌区由于养殖规模小,农家粪肥施用量及施用频率受到限制,因此除有机小麦田会施用商品有机肥外,普通农户基本不施用有机肥,对该地区有机肥施用的研究也较少胃。上述结果进一步证明,在农户常规施肥基础上适量减施化肥或采用有机肥替代部分化肥的方式均有利于小麦增产。河套灌区具有优质小麦生长的光、热、水等环境条件,但由于当地施肥不合理且缺乏优质高产品种及配套栽培技术,使小麦品质进一步提高受到限制。国内外关于氮肥对小麦品质影响的研究较多且研究结果也较为一致,认为在一定施肥范围内,氮肥对小麦籽粒品质的提升有促进作用,尤其对籽粒蛋白质含量的影响最为显著,且随施氮量降低蛋白质含量呈先升高后降低趋势。
参考文献(略)