本文關鍵詞：減氮配施腐植酸對冬小麥夏玉米輪作系統(tǒng)的增產(chǎn)效應及機理研究　出處：《甘肅農(nóng)業(yè)大學》2017年博士論文　論文類型：學位論文

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【摘要】：氮肥的過量施用和低效利用造成了一系列生態(tài)環(huán)境問題,威脅著農(nóng)業(yè)生態(tài)安全和可持續(xù)發(fā)展。適度減少氮肥的投入量,科學配施化肥等措施降低氮素損失、提高氮肥利用率,有效防控農(nóng)業(yè)面源污染已成為目前我國農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境建設的迫切需要。本研究在冬小麥-夏玉米輪作系統(tǒng)下,通過施用腐植酸減少氮肥用量的氮肥運籌模式,探討了單施磷鉀肥(T1)、常規(guī)施肥即單施氮磷鉀(T2)、單施腐植酸(T3)、常規(guī)施肥+腐植酸(T4)、常規(guī)施肥減氮15%+腐植酸(T5)和常規(guī)施肥減氮30%+腐植酸(T6)6種施肥處理對河南省兩個主要生態(tài)類型區(qū)(豫北潮土區(qū)和豫南黃褐土區(qū))的土壤理化性狀、作物生理特性、氮素吸收利用、作物產(chǎn)量及氮肥增益效應的影響。旨在揭示小麥-玉米輪作系統(tǒng)中作物對減氮配施腐植酸的響應機制。主要研究結果如下:1.腐植酸與氮肥配施可以有效改善土壤的理化性質,以常規(guī)施肥減氮15%配施腐植酸(T5)的效果最佳。在豫北潮土區(qū)和豫南黃褐土區(qū),以T5處理的土壤容重最低,顯著低于其他處理3.67%~8.88%和0.73%~4.91%(P0.05);而T5處理的土壤有機質含量、氮素含量、有效磷含量和速效鉀含量最高,與常規(guī)施肥相比,土壤有機質增加了0.44%、4.58%,土壤全氮和堿解氮顯著增加了5.41%和2.16%、21.76%和9.82%(P0.05),土壤有效磷增加了4.66%、2.68%,土壤速效鉀增加了1.65%、1.84%。豫北潮土區(qū)耕層土壤的pH值以T1處理最高,T5處理最低,較T1處理低8.98%(P0.05),而在豫南黃褐土區(qū)不同處理的pH值差異不顯著(P0.05)。2.腐植酸與氮肥配施能有效改善冬小麥和夏玉米的光合特性,以常規(guī)施肥減氮15%配施腐植酸(T5)的效果最佳。在豫北潮土區(qū)和豫南黃褐土區(qū),冬小麥和夏玉米葉片的SPAD值、凈光合速率(Pn)、氣孔導度降(Gs)和蒸騰速率(Tr)變化趨勢基本一致,均隨著生育時期的推移呈先升后降的趨勢,而胞間CO2濃度(Ci)卻與之完全相反。T5處理的冬小麥和夏玉米葉片的SPAD值、凈光Pn、Gs和Tr最高,而Ci最低,與常規(guī)施肥T2處理相比,冬小麥葉片的SPAD值增加5.77%~32.19%和4.84%~61.34%,Pn增加12.08%~21.66%和2.21%~51.02%,Gs增加8.78%~14.97%和16.57%~49.70%,Tr增加10.53%~26.98%和12.37%~27.00%,而Ci降低8.32%~24.02%和8.32%~30.93%;夏玉米葉片的SPAD值增加4.52%~18.98%和6.48%~16.58%,Pn增加12.08%~21.66%和12.10%~22.16%,Gs增加14.29%~34.97%和14.38%~46.06%,Tr增加14.87%~27.02%和14.88%~73.28%,Ci降低16.10%~40.32%和24.23%~40.33%。3.腐植酸與氮肥配施可以有效促進冬小麥和夏玉米植株各器官氮素的吸收和累積,以T5處理效果最佳。與T2處理相比,T5處理的冬小麥籽粒氮含量和籽粒氮素累積量以及地上部總氮累積量在豫北潮土區(qū)和豫南黃褐土區(qū)分別顯著增加了24.24%、29.12%、21.96%和23.02%、29.12%、18.92%(P0.05)。對于夏玉米的籽粒氮含量和氮累積量及地上部總氮累積量而言,在豫北潮土區(qū)和豫南黃褐土區(qū),T4處理顯著高于T1和T3處理(P0.05),而較T2處理分別增加1.79%和0.98%、14.69%和5.54%、9.14%和6.11%,差異不顯著(P0.05)。不同氮肥與腐植酸配施處理下,以T5處理的地上部總氮累積量最高,在兩個生態(tài)區(qū)分別顯著高于T4、T6處理1.43%、21.04%和2.56%、18.87%。4.腐植酸與氮肥配施對冬小麥和夏玉米的籽粒產(chǎn)量和氮肥利用效率及經(jīng)濟效益具有明顯的促進作用,以T5處理效果最佳。在豫北潮土區(qū)和豫南黃褐土區(qū),與T2處理相比,T4處理的冬小麥產(chǎn)量分別增加了6.09%(P0.05)和0.15%(P0.05),夏玉米產(chǎn)量分別提高10.74%(P0.05)和4.55%(P0.05)。T5處理的冬小麥產(chǎn)量在兩個生態(tài)區(qū)分別較T4、T6處理顯著增加了5.29%、6.86%和4.80%、3.68%,而在豫北潮土區(qū),T5處理的夏玉米產(chǎn)量分別高于T4、T6處理1.94%(P0.05)和25.32%(P0.05),而在豫南黃褐土區(qū)分別比T4、T6處理增加了3.94%和22.25%,差異顯著(P0.05)。對于冬小麥的氮肥利用效率而言,在兩個生態(tài)區(qū)均以T5處理的最高,分別比T2、T4、T6處理顯著增加了82.34%、51.93%、15.89%和67.45%、60.79%、9.27%,且與T2和T4處理間差異顯著(P0.05)。與T2處理相比,T5處理下夏玉米的氮肥利用效率在兩個生態(tài)區(qū)分別顯著增加了59.86%和52.00%(P0.05),且明顯高于其他配施處理。不同處理下冬小麥-夏玉米輪作系統(tǒng)的經(jīng)濟效益在兩個生態(tài)區(qū)均以T5處理的最高,分別高于其他施肥處理7.15%~64.98%和7.23%~64.96%,差異顯著(P0.05)。
【學位授予單位】：甘肅農(nóng)業(yè)大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：S513;S512.11

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本文編號：1313356