田間雜草對(duì)冬小麥產(chǎn)量及氮素利用效率的影響.pdf

1、對(duì)于半濕潤(rùn)冬小麥農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)，C<,3>植物和C<,4>植物并存，作物為C<,3>植物，雜草多為C<,4>植物，而C<,4>植物會(huì)吸收部分肥料養(yǎng)分。因此雜草的存在對(duì)土壤礦質(zhì)氮?dú)埩衾鄯e、作物產(chǎn)量、氮素利用、氮素?fù)p失以及對(duì)植物吸氮量等可能會(huì)產(chǎn)生一定影響。本研究采用田間試驗(yàn)，以期回答以上問(wèn)題。試驗(yàn)設(shè)施肥、雜草清除處理和播種密度等3個(gè)因子。施肥設(shè)不施肥、單施氮、單施磷、不同水平氮磷配施等;草清除處設(shè)全生育期不除雜草、越冬前清除雜草、返青期清除雜

2、草和拔節(jié)期清除雜草;播種密度設(shè)正常密度和低密度。對(duì)正常播種密度施肥處理設(shè)不施肥(P<,0>N<,0>)，單施磷肥(PN<,0>)，在施磷的基礎(chǔ)上每公頃施氮45 kg、90 kg、135 kg和180 kg(即PN<,45>，PN<,90>，PN<,135>，PN<,180>);對(duì)低播種密度，施肥處理設(shè)不施肥(P<,0>N<,0>)、單施磷(PN<,0>)、單施氮(P<,0>N<,135>)和同時(shí)施氮磷(PN<,135>)等。通過(guò)以上試驗(yàn)

3、處理，系統(tǒng)研究了在不同施氮水平下雜草吸氮量對(duì)氮素?fù)p失和氮肥利用效率的影響，探索了不同播種密度冬小麥不同生育期雜草吸氮量對(duì)氮素?fù)p失及其氮肥利用效率的影響。 通過(guò)研究獲得以下結(jié)論： 1．對(duì)于施用尿素農(nóng)田土壤NH<,3>揮發(fā)損失研究表明，在半干旱農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中，隨施氮量的增加，NH<,3>揮發(fā)量增加，且揮發(fā)峰值提前，揮發(fā)的時(shí)間也隨之延長(zhǎng)，施肥PN<,180>處理NH<,3>揮發(fā)在第2d與第4d達(dá)到高峰，15d后幾乎結(jié)束；施肥P

4、N<,135>處理在第3d達(dá)到高峰，15d后幾乎結(jié)束；施肥PN<,90>與PN<,45>處理在第4d達(dá)到高峰，12d后基本結(jié)束；PN<,0>處理NH<,3>揮發(fā)的量第3d達(dá)到高峰，8d后基本結(jié)束；總體上，NH<,3>揮發(fā)量在第4d達(dá)到最高，為5.62 kg·hm<'-2>，隨后NH<,3>揮發(fā)量逐漸降低，9d后NH<,3>揮發(fā)量趨向低而平穩(wěn)的趨勢(shì)。前9d NH<,3>揮發(fā)量8.98 N kg·hm<'-2>占29dNH<,3>揮發(fā)總量的

5、77.4％；磷肥配合氮肥施用土壤能明顯減少尿素NH<,3>揮發(fā)損失，減少9.9％；溫度與NH<,3>揮發(fā)量有明顯的相關(guān)性，呈指數(shù)關(guān)系；溫度10～15℃時(shí)，溫度與NH<,3>揮發(fā)通量的相關(guān)性較高。 2．進(jìn)一步明確了半濕潤(rùn)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)冬小麥不同生育期土壤剖面礦質(zhì)氮，特別是硝態(tài)氮的變化規(guī)律及其與施肥和播種密度的關(guān)系。對(duì)土壤剖面礦質(zhì)氮的研究表明，土壤剖面NO<,3><'->-N累積量在冬小麥各個(gè)生育期隨施氮量增加而增加，與施氮量呈線性相

6、關(guān);增加作物密度和施磷能有效減小NO<,3><'->-N在土壤剖面中的殘留累積。小麥?zhǔn)斋@后低氮處理(PN<,45>，PN<,90>)的土壤NO<,3><'->-N含量經(jīng)小麥生長(zhǎng)吸收利用下降到一個(gè)比較低的水平。然而，當(dāng)施氮量大于135 kg·hm<'-2>，收獲后土壤0～100cm土體中NO<,3><'->-N仍殘留冗余。對(duì)土壤NH<,4><'+>-N剖面進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)NH<,4><'+>-N與施肥量關(guān)系不大，在越冬期NH<,4><'+>

7、-N各施肥處理以及各土層間沒(méi)有差異，從返青期后到拔節(jié)期，各施肥處理與對(duì)照均存在極顯著差異，但是各施肥之間沒(méi)有差異；增施磷肥能夠減少NH<,4><'+>-N在土壤剖面殘留，密度對(duì)NH<,4><'+>-N殘留影響不大。土壤剖面礦質(zhì)氮總體上，土壤礦質(zhì)氮量前期以NO<,3><'->-N為主，而后期以NH<,4><'+>-N為主。在作物生長(zhǎng)前期，土壤礦質(zhì)氮量在各個(gè)施氮間差別明顯，在拔節(jié)期后土壤礦質(zhì)氮量在各個(gè)施肥間差別不明顯；1 m土體剖面礦質(zhì)氮累

8、積量從越冬期至拔節(jié)期累積量逐漸下降；但收獲時(shí)與拔節(jié)期相比，礦質(zhì)氮累積量增加。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因可能與拔節(jié)前作物對(duì)土壤剖面中NO<,3><'->-N的吸收利用，成熟期根系對(duì)NO<,3><'->-N的吸收基本停止，而土壤有機(jī)氮礦化仍繼續(xù)礦化有關(guān)。 3．進(jìn)一步研究了施氮對(duì)各種氮效率衡的影響。在本試驗(yàn)條件下，施肥顯著影響作物產(chǎn)量，NP配施產(chǎn)量(5237.5 kg·hm<'-2>)極顯著高于單施N處理產(chǎn)量(4406.2 kg·hm<'-2

9、>)和單施P處理產(chǎn)量(3808.2 kg·hm<'-2>)，單施N處理產(chǎn)量極顯著高于單施P處理產(chǎn)量，施磷處理高于不施磷肥處理；對(duì)NP配施，施氮量在0～180 kg N·hm<'-2>范圍內(nèi)，施氮處理間籽粒差異顯著，施氮量為135 kg N·hm<'-2>時(shí)產(chǎn)量最高；作物吸氮量也隨施氮量增加呈增加趨勢(shì)，但當(dāng)施氮量大于135 kg N·hm<'-2>，繼續(xù)增加氮肥，小麥植株氮素積累量無(wú)顯著增加；隨氮肥用量的增加，氮肥利用率、氮素利用效率、氮

10、肥農(nóng)學(xué)效率和氮肥生理效率均隨施氮量增加而降低。氮肥損失量隨施氮量增加而呈線性相關(guān)，考慮雜草時(shí)，相關(guān)系數(shù)R<'2>=0.980。不同雜草處理間氮素表觀損失量為59.9～96.1 kg N·hm<'-2>，不同施氮處理間表觀損失量為32.9～128.0 kg N·hm<'-2>。 4．明確了農(nóng)田不同雜草清除時(shí)間對(duì)土壤剖面NO<,3><'->-N、作物產(chǎn)量、氮效率及農(nóng)田氮素平衡的影響及其與施肥的關(guān)系。農(nóng)田清除雜草時(shí)間不同，對(duì)土壤剖面礦

11、質(zhì)氮，特別是NO<,3><'->-N的影響不同，雜草存在可顯著減少NO<,3><'->-N在土壤剖面的殘留累積；而雜草處理對(duì)NH<,4><'+>-N的影響不明顯；不同雜草處理對(duì)產(chǎn)量影響比較顯著，以越冬期清除雜草為基準(zhǔn)，隨清除雜草時(shí)間后移，低施氮肥(PN<,45>和PN<,90>)處理籽粒產(chǎn)量增加，而高施氮肥(PN<,135>和PN<,180>)小區(qū)籽粒產(chǎn)量呈現(xiàn)下降趨勢(shì)；對(duì)拔節(jié)期清除雜草，施氮量越低，增產(chǎn)越明顯，施氮量越高，減產(chǎn)也越明顯，

12、而氮磷配施(PN<,135>)處理均為相對(duì)減產(chǎn)，單施氮肥在正常密度減產(chǎn)，低密度時(shí)增產(chǎn)，單施磷肥處理均為相對(duì)增產(chǎn)。越冬期清除雜草，氮素利用程度和氮肥的產(chǎn)量效率較高；返青期清除雜草處理氮肥利用率最低，為26.3％：氮肥利用效率以越冬期清除雜草處理最高，為42.8 kg·kg<'-1> N，全生育期不清除雜處理最低，為40.6 kg·kg<'-1>N;氮肥生理效率以返青期清除雜草處理最高，為57.5 kg·kg<'-1> N，全生育期不清除雜