不同栽培管理模式對(duì)冬小麥氮素利用的影響及其綜合效益評(píng)價(jià).pdf

1、在大田試驗(yàn)條件下，于2009-2011年在河南省溫縣高產(chǎn)區(qū)，以冬小麥平安8號(hào)為供試材料，設(shè)置了當(dāng)前農(nóng)民習(xí)慣栽培管理模式(FM)，在農(nóng)民習(xí)慣管理模式基礎(chǔ)上的優(yōu)化模式1(AM1)，當(dāng)前超高產(chǎn)管理模式(AM2)，再高產(chǎn)高效管理模式(AM3)4個(gè)栽培管理模式，應(yīng)用Richards非線性增長(zhǎng)模型模擬地上部干物質(zhì)積累和氮素積累研究物質(zhì)積累和氮素積累規(guī)律，應(yīng)用氮平衡原理評(píng)價(jià)栽培管理模式氮素盈余狀況，應(yīng)用系統(tǒng)工程方法對(duì)栽培管理模式的綜合效益進(jìn)行分析評(píng)價(jià)

2、，以探索實(shí)現(xiàn)冬小麥高產(chǎn)高效的優(yōu)化栽培管理模式。研究結(jié)果如下:
　　1、不同栽培管理模式對(duì)冬小麥干物質(zhì)形成動(dòng)態(tài)的影響
　　本試驗(yàn)結(jié)果表明，成熟期不同栽培管理模式的干物質(zhì)積累量差異顯著，兩年結(jié)果均是AM2最高，F(xiàn)M最低，AM2平均比FM高出12.94％。通過對(duì)干物質(zhì)積累動(dòng)態(tài)的模擬，結(jié)果表明，F(xiàn)M與AM相比，小麥總生育期天數(shù)比AM少4d，將整個(gè)生育期分為漸增期、快增期和緩增期，快增期和緩增期天數(shù)無差異，但FM漸增期天數(shù)少于AM;快

3、增期和緩增期天數(shù)一共為54d，占總生育期天數(shù)的22.67％，但這兩個(gè)時(shí)期干物質(zhì)積累量占總干物質(zhì)積累量的53.64％。
　　不同栽培管理模式對(duì)干物質(zhì)積累速率的影響差異明顯，F(xiàn)M、AM1、AM2、AM3達(dá)到最大速率的時(shí)間、最大速率和平均速率分別為199d、203d、202d、202d和279.68 kg/d/hm2、328.02 kg/d/hm2、380.38 kg/d/hm2、339.67 kg/d/hm2和171.44 kg/d/

4、hm2、203.58 kg/d/hm2、236.61 kg/d/hm2、210.07 kg/d/hm2。從整個(gè)生育期看，相對(duì)于AM模式來說，F(xiàn)M模式干物質(zhì)積累特點(diǎn)為前期速率高，達(dá)到最大速率早，但最大速率和平均速率較低，加之漸增期持續(xù)時(shí)間較少可能是導(dǎo)致FM生物量少的內(nèi)在原因。
　　2、不同栽培管理模式對(duì)冬小麥產(chǎn)量及氮素利用率的影響
　　AM1、AM2、AM3的籽粒產(chǎn)量2009-2011分別比FM模式增加了3.25％、12.78

5、％、7.60％和4.11％、13.10％、7.95％。從產(chǎn)量構(gòu)成要素分析，農(nóng)民習(xí)慣模式成穗數(shù)高于調(diào)整模式，但穗粒數(shù)和千粒重卻顯著低于調(diào)整模式，致使籽粒產(chǎn)量顯著低于調(diào)整模式。不同模式間收獲指數(shù)差異顯著，AM1的生物量及收獲指數(shù)均有所提高，但年份之間有差異，AM2和AM3均顯著高于FM; AM2與AM3相比，盡管AM2生物量顯著高于AM3，但由于收獲指數(shù)低于AM2，導(dǎo)致了兩模式間籽粒產(chǎn)量無顯著差異，表明提高小麥籽粒產(chǎn)量應(yīng)調(diào)控生物量與收獲指數(shù)

6、的同步提高。
　　從氮素絕對(duì)吸收量來看，表現(xiàn)為AM2＞AM3＞AM1＞FM，與FM相比，AM模式籽粒吸氮量增加了7.66％、23.67％和17.18％。從氮肥利用率看，不同管理模式間氮肥農(nóng)學(xué)效率差異顯著，AM3為最高，AM2與AM3相比，在物質(zhì)生產(chǎn)差異不顯著的情況下，AM3通過減施氮肥的管理措施提高了氮肥農(nóng)學(xué)利用效率;氮肥偏生產(chǎn)力2年結(jié)果均表現(xiàn)為AM1＞AM3＞FM＞AM2，表明AM1具有較高的氮肥經(jīng)濟(jì)效率。
　　3、不同栽

7、培管理模式對(duì)冬小麥地上部氮素積累和土壤氮供應(yīng)的影響
　　試驗(yàn)研究結(jié)果表明，成熟期不同栽培管理模式的氮積累量差異顯著，兩年結(jié)果均是AM2最高，F(xiàn)M最低，AM2平均比FM高出19.05％。通過對(duì)氮積累動(dòng)態(tài)的模擬，結(jié)果表明，地上部氮積累總生育期天數(shù)與干物質(zhì)積累同步，不同模式間氮積累差異主要表現(xiàn)在氮積累速率不同，F(xiàn)M、AM1、AM2、AM3達(dá)到最大速率的時(shí)間、最大速率和平均速率分別為185d、200d、196d、197d和2.31kg/d

8、/hm2、2.68kg/d/hm2、3.59kg/d/hm2、3.54kg/d/hm2和1.43kg/d/hm2、1.64kg/d/hm2、2.19kg/d/hm2、2.17kg/d/hm2。
　　土壤無機(jī)氮供應(yīng)狀況呈現(xiàn)從播種到越冬土壤無機(jī)氮含量快速升高，從越冬到拔節(jié)快速下降，從拔節(jié)到成熟緩慢下降的規(guī)律。這與AM拔節(jié)期追施氮肥及小麥生長(zhǎng)規(guī)律相一致，而FM一直下降，這與FM氮肥全部基施相一致。拔節(jié)期AM2土壤氮素供應(yīng)量相對(duì)于AM1、

9、FM分別提高了54％、27％，AM1無機(jī)氮供應(yīng)量低是由于前期施氮量最低，但拔節(jié)期追施氮肥緩解了后期小麥對(duì)氮素的需求，而FM模式?jīng)]有追肥，相對(duì)較低的土壤無機(jī)氮含量將是FM后期物質(zhì)生產(chǎn)的限制因素。
　　4、不同栽培管理模式對(duì)麥田氮素平衡的影響
　　從2年麥田全年氮盈余來看，不同模式表現(xiàn)為AM2＞FM＞AM3＞AM1，盡管FM與AM2相比年際間表現(xiàn)不一，但FM與AM1，AM2與AM3相比均達(dá)顯著水平。從氮素輸入途徑看，施氮占總輸入

10、的40％-53％，土壤礦化及起始無機(jī)氮占總輸入的42％-53％，由于土壤礦化量受土壤質(zhì)地、土壤理化性質(zhì)及氣候的深刻影響，起始無機(jī)氮量與上季作物殘留量有關(guān)，因而氮肥運(yùn)籌對(duì)農(nóng)田氮盈余有較大影響。從輸出項(xiàng)看，小麥吸氮量平均占總輸出量的62％，從農(nóng)藝措施入手調(diào)控小麥氮素吸收也是調(diào)控氮盈余的主要措施。FM氮肥全部基施，前期土壤氮濃度高，但大播量以致大群體的消耗，導(dǎo)致后期土壤氮素濃度低不能滿足拔節(jié)后小麥生長(zhǎng)和發(fā)育的需求，后期干物質(zhì)生產(chǎn)量低、氮絕對(duì)吸

11、收量少而致使最終土壤氮盈余量高于AM1。
　　階段氮盈余分析結(jié)果表明，播種到拔節(jié)期，氮素主要輸出途徑為土壤無機(jī)氮?dú)埩?，其次是小麥吸氮量，F(xiàn)M氮表觀損失顯著高于AM，說明前期過多的氮素供應(yīng)提高了氮肥的表觀損失。拔節(jié)到成熟期是小麥物質(zhì)快速積累時(shí)期，需要大量的氮素的及時(shí)供應(yīng)，該時(shí)期起始無機(jī)氮量表現(xiàn)為AM2＞AM3＞FM＞AM1，為主要的氮素輸入途徑，占總輸入的比例為48％-72％，其次是追施氮肥;主要輸出途徑為小麥吸氮量，其次是土壤無機(jī)

12、氮?dú)埩袅?，由于FM氮肥全部，相對(duì)于其他管理模式后期供氮不足，可能是限制小麥氮素吸收、積累量少以致早衰、產(chǎn)量不高的主要原因;該時(shí)期AM2總吸氮量最高，但總施氮量（基施+追施）高可能是導(dǎo)致產(chǎn)生麥田氮盈余量高的原因。
　　5、不同栽培管理模式的綜合效益評(píng)價(jià)
　　研究結(jié)果表明，綜合效益從FM到AM3呈遞增趨勢(shì)，AM3＞AM2＞AM1＞FM，從經(jīng)濟(jì)效益看，AM1高于FM，AM3顯著高于AM2，其原因在于產(chǎn)量的提高和生產(chǎn)成本的降低。從社

13、會(huì)效益與生態(tài)效益來看，AM3＞AM2＞AM1＞FM，差異達(dá)顯著水平，社會(huì)效益與生態(tài)效益指標(biāo)中包含了產(chǎn)量、資源利用效率、品質(zhì)和環(huán)境友好的內(nèi)容，表明相對(duì)于FM管理模式，AM1實(shí)現(xiàn)了高產(chǎn)高效的要求，提高了籽粒品質(zhì)，實(shí)現(xiàn)了環(huán)境友好生產(chǎn);AM3栽培管理模式綜合效益最高，平衡了經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和生態(tài)效益間的矛盾，表明AM3是最優(yōu)栽培管理模式。
　　綜合分析不同栽培管理模式對(duì)冬小麥物質(zhì)生產(chǎn)、產(chǎn)量形成、地上部氮素積累與土壤氮素供應(yīng)的影響，結(jié)合農(nóng)