不同栽培模式小麥玉米輪作體系土壤-作物養(yǎng)分特征研究.pdf

1、本研究以河北省太行山?jīng)_擊平原秸稈還田條件下,小麥-玉米輪作體系為研究對象,設(shè)置不同栽培管理模式(A,農(nóng)民習(xí)慣種植方案,簡稱農(nóng)戶習(xí)慣;B,當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)部門的優(yōu)化方案,簡稱模式B;c,在B處理基礎(chǔ)上再高產(chǎn)、土壤生產(chǎn)力提高方案,簡稱模式C;D,再高產(chǎn)、水肥高效、環(huán)境友好集成方案,簡稱模式D),采用跟蹤調(diào)查和作物關(guān)鍵生育期多層取樣的研究方法,解析高產(chǎn)條件下小麥-玉米生物量累積與養(yǎng)分吸收規(guī)律,探討土壤-作物系統(tǒng)養(yǎng)分特征,明確不同栽培管理模式對土壤養(yǎng)分

2、質(zhì)量的影響,初步追蹤高產(chǎn)培育及其環(huán)境效應(yīng),嘗試高產(chǎn)高效培育措施的農(nóng)戶水平驗(yàn)證,探索小麥.玉米高產(chǎn)、高效與環(huán)境友好的實(shí)現(xiàn)途徑,為保障河北省糧食生產(chǎn)安全、提高養(yǎng)分資源利用率提供理論依據(jù)和技術(shù)支撐。主要研究結(jié)果如下:
　　 (1)三種高產(chǎn)栽培管理模式B、C、D、與農(nóng)戶傳統(tǒng)種植模式相比,作物產(chǎn)量均得到提高,模式C、D增產(chǎn)率較大,其中模式D冬小麥平均增產(chǎn)20％左右,夏玉米平均增產(chǎn)23%左右;產(chǎn)量構(gòu)成因素中,冬小麥產(chǎn)量與穗數(shù)呈密切相關(guān),與千

3、粒重和穗粒數(shù)也有一定相關(guān)性,夏玉米產(chǎn)量與千粒重顯著相關(guān),受有效穗數(shù)影響也較大。
　　 (2)與農(nóng)戶傳統(tǒng)栽培模式相比,模式B、C、D作物干物質(zhì)積累量均有不同程度提高,模式C、D表現(xiàn)明顯,在2011年冬小麥成熟期模式C、D干物質(zhì)積累量分別高達(dá)24418、22240kg/hm2,夏玉米成熟期模式C、D干物質(zhì)積累量分別高達(dá)18210、19250kg/hm2;模式B、c、D氮、磷、鐘養(yǎng)分積累較農(nóng)戶傳統(tǒng)模式也有所增加,依然以模式C、D變化較

4、大,且在花后表現(xiàn)出較高的積累,尤其是鉀的累積;成熟期作物植株養(yǎng)分吸收率以模式D表現(xiàn)最高;D栽培管理模式對作物養(yǎng)分吸收和積累促進(jìn)效果明顯。
　　 (3)經(jīng)過不同栽培管理模式多年輪作培育,農(nóng)戶習(xí)慣模式與試驗(yàn)之初相比土壤養(yǎng)分耗竭嚴(yán)重;模式B僅在有效鉀養(yǎng)分上有所積累,有機(jī)質(zhì)沒有提高,有效磷耗竭嚴(yán)重,至第四輪作季平均有效磷濃度為8.9mg/kg,對土壤養(yǎng)分的循環(huán)利用作用不大;模式C、D的土壤養(yǎng)分提高,兩模式至第四輪作季有效磷濃度達(dá)到36.

5、3mg/kg和16.7mg/kg,有機(jī)質(zhì)濃度達(dá)到16.9和16.4g/kg,模式D耕層土壤有效鉀養(yǎng)分提高最為明顯,四個模式在第四輪作季表現(xiàn)出D＜C＜B＜A趨勢,模式D隨輪作年限土壤有效鉀逐漸提升,由第一輪作季84mg/kg上升到第四輪作季108mg/kg;模式C、D對土地的可持續(xù)利用起積極作用,但以模式D的優(yōu)良栽培管理措施對土壤養(yǎng)分提高、土壤的可持續(xù)利用作用更大。
　　 (4)經(jīng)過4周期輪作,土壤硝態(tài)氮向下淋移現(xiàn)象明顯,而且具有

6、小麥季累積玉米季淋失的特征。在140～160cm土層各處理均出現(xiàn)累積峰,ABCD各模式累積峰值分別為58.65、28.98、105.89、45.29mg/kg;栽培管理模式C在各土層硝態(tài)氮保持較高含量,淋溶趨勢明顯;模式D土壤硝態(tài)氮含量整體水平偏低。ABCD四個模式0-400cm硝態(tài)氮總累積量分別達(dá)到724.27、711.92、1324.30、730.70kg/hm2,模式D的栽培方式能更好的減少土壤硝態(tài)氮的殘留,在一定程度上有效緩解環(huán)