夏玉米水、氮、鉀耦合效應(yīng)的量化指標研究.pdf

1、河北平原地區(qū)是全國最缺水的地區(qū)之一,并且年降水量不斷減少,水資源的虧缺已成為河北平原農(nóng)業(yè)高效持續(xù)發(fā)展的重要限制性因素。水資源不足限制了該地區(qū)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn),施肥不合理是制約水分潛力發(fā)揮的主要原因之一。在一定條件下,施肥可以大幅度提高作物的水分利用效率,因此農(nóng)業(yè)中水分和養(yǎng)分的關(guān)系問題當前農(nóng)業(yè)的研究熱點。水肥耦合是爭取作物高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)高效的必由之路。因地制宜調(diào)節(jié)水分和肥料,使水肥產(chǎn)生協(xié)同作用,達到“以水促肥”和“以肥促水”的目的,是實現(xiàn)河北平原區(qū)農(nóng)

2、業(yè)生產(chǎn)節(jié)水節(jié)肥和高產(chǎn)高效的主要途徑。
　　 本文通過在河北省石家莊市辛集試驗基地進行的盆栽試驗,以華北山前平原區(qū)夏玉米為研究對象,采用盆栽試驗和室內(nèi)分析相結(jié)合的方法,探討了水肥耦合效應(yīng)的一些特點和規(guī)律,重點研究了旱棚條件下,不同水分,氮肥和鉀肥配合對玉米的生長發(fā)育和產(chǎn)量的影響,并提出了實現(xiàn)一定產(chǎn)量目標的最佳水肥投入指標,可作為指導實踐的參考。
　　 研究水分,氮肥和鉀肥耦合作用時,設(shè)計全生育期極豐水年型、豐水年型、平水年

3、型、貧水年型、欠水年型五種水分年型,分別與五種氮鉀肥水平按照三因素五水平二次通用旋轉(zhuǎn)回歸設(shè)計,試驗共20個處理。分析了不同水分處理、不同氮鉀肥處理以及水肥耦合對玉米生長發(fā)育和產(chǎn)量的影響。建立了產(chǎn)量與水分、氮肥和鉀肥三因子的數(shù)學回歸模型,表明水、氮和鉀對玉米增產(chǎn)具有顯著的正耦合效應(yīng)。其研究結(jié)果表明:
　　 (1)在玉米生長發(fā)育各個時期,水分對其株高,單株葉面積及莖粗的影響極顯著正相關(guān)。對玉米影響順序為:水分＞鉀＞氮,而N效應(yīng)不顯著

4、。
　　 (2)在不同水肥耦合條件下,夏玉米每個時期的株高,單株葉面積及莖粗各處理影響差異顯著。以平水年中等氮鉀處理玉米最高,處理欠水年中等氮鉀最低。當水分增加到W4(450mm)、W5(520mm)時,玉米的株高,單株葉面積及莖粗反而降低。由此表明在氮、鉀肥用量一定時,玉米株高、單株葉面積及莖粗在一定范圍內(nèi)隨著水分的增加而增加,但是當水分過大時,玉米生長會因為土壤濕度大導致通氣性不良,植株生長受到限制,株高降低。
　　

5、 (3)不同水肥耦合條件下,夏玉米生物量與水肥的回歸模型分析,求得玉米生物量與各因素回歸方程為:Y=-28.03+53.10W+8.92N+17.53K,回歸系數(shù)顯著性檢驗結(jié)果表明,W、N、K對玉米生物量的影響為正效應(yīng),各因素效應(yīng)系數(shù)大小依次為W＞K＞N。
　　 (4)在玉米的營養(yǎng)生長時期,以欠水年中等氮鉀處理根冠比最高,極豐水年中等氮鉀處理次之,平水年中等氮鉀處理條件下的根冠比最低。在玉米的生殖生長階段,根冠比的總體趨勢和營養(yǎng)

6、生長階段的趨于相同,與平水年中等氮鉀處理根冠比相比,欠水年中等氮鉀處理和極豐水年中等氮鉀處理的根冠比分別增加了87.64％和86%。
　　 (5)不同水氮鉀條件下對玉米各處理間的產(chǎn)量、穗重、穗長和百粒重的影響差異比較顯著。其中平水年中等氮鉀處理在產(chǎn)量、穗重、穗長和百粒重都是最高。
　　 (6)以產(chǎn)量為目標變量,以水分,氮和鉀三因子為因變量,得到夏玉米產(chǎn)量對三因變量的回歸模型:Y=81.96+3.75W+2.75N+1.1

7、3K-1.08W2-3.68N2-1.65K2+0.03WN-0.05WK-1.95NK,回歸模型偏回歸系數(shù)表明,水分與N、K肥施用量均對玉米具有明顯增產(chǎn)作用,其影響顯著性依次為水＞N＞K(3.75＞2.75＞1.13),表明水,氮,鉀三因素是對夏玉米產(chǎn)量影響的主要因素,但影響作用相異。
　　 (7)水分,氮和鉀與夏玉米產(chǎn)量之間均呈開口向下拋物線關(guān)系。得知Yi到極大值時,三因子單獨施用的最適量,表明夏玉米對需水量較敏感,并且對氮

8、鉀也有一定最適合的需求量。
　　 (8)水和氮對玉米產(chǎn)量效應(yīng)呈拋物線性,符合報酬遞減定律。然而水和鉀肥的交互效應(yīng)遠遠不如水氮交互明顯,呈平穩(wěn)拋物線曲面。氮、鉀交互作用對玉米產(chǎn)量的影響的曲面呈緩斜坡狀,即水氮＞水鉀＞氮鉀。當水肥配合施用時,令灌水量為0碼值(中等水平350mm)時,N=0,即180kg/hm2,K=0,即120kg/hm2,玉米產(chǎn)量達到最高,此時為最佳水肥配比。
　　 (9)最高產(chǎn)量選優(yōu)回歸分析水,氮,鉀三