內(nèi)蒙古陰山丘陵區(qū)馬鈴薯高壟滴灌水肥高效利用研究
1引言
1. 1研究背景
內(nèi)蒙古自治區(qū)地域迂闊,資源豐富,現(xiàn)有耕地面積918.7萬(wàn)hm2,雖然耕地面積較大,人均耕地較多,但生產(chǎn)條件較差,主要存在著"旱、寒、薄"等一系列問(wèn)題,致使糧食單產(chǎn)水平較低,而且總產(chǎn)不穩(wěn)以。在諸多不利因素中,第一制約要素就是干早缺水。內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)主要以旱作農(nóng)業(yè)為主,多數(shù)農(nóng)作區(qū)的年蒸發(fā)量在1800—3100麵,而年降水量卻只有200-450mm,且時(shí)空分布不均,降水主要集中在7、8、9月份,春旱發(fā)生率在80%從上,伏旱、秋吊也時(shí)有發(fā)生并呈現(xiàn)常態(tài)化。干旱缺水,十年九旱,是內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的基本現(xiàn)狀。但內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)經(jīng)過(guò)30多年的建設(shè),糧食產(chǎn)量連續(xù)跨上了 100億斤、200億斤、300億斤、400億斤和500億斤日個(gè)臺(tái)階,2014年糧食綜合生產(chǎn)能力超過(guò)500億斤。內(nèi)蒙古不僅僅改變了建國(guó)以來(lái)一直靠吃返銷(xiāo)糧為主的局面,而且成為了國(guó)家的糧食主產(chǎn)區(qū)和重要的商品糧基地,每年能為國(guó)家提供商品糧高達(dá)200億以上,是全國(guó)商品糧凈調(diào)出的6個(gè)省區(qū)之一,為國(guó)家的糧食安全做出了巨大的貢獻(xiàn)。但是我們必須清醒地認(rèn)識(shí)到,在內(nèi)蒙古糧食不斷增長(zhǎng)的同時(shí),我們付出了巨大的環(huán)境和資源的代價(jià)。如:大量不合理施用氮肥會(huì)導(dǎo)致氮肥利用率低和一系列嚴(yán)重的環(huán)境污染問(wèn)題,主要是地下水硝酸鹽污染,尤其是過(guò)量施肥后的大量灌水,更容易引起地下水的污染。同時(shí),內(nèi)蒙古當(dāng)前用水結(jié)構(gòu)極其不夠合理,水利基礎(chǔ)設(shè)施也較薄弱,水環(huán)境惡化壓力進(jìn)一步加大。其中,農(nóng)牧業(yè)用水占總用水總量的77%,比全國(guó)平均水平高15個(gè)百分點(diǎn);工業(yè)用水僅占到12%,比全國(guó)平均水平低12個(gè)百分點(diǎn);大中型灌概區(qū)設(shè)施老化失修的現(xiàn)象較為嚴(yán)重,抗旱減災(zāi)能力不強(qiáng),農(nóng)牧業(yè)灌概用水效率較低。同時(shí),為了不斷地?cái)U(kuò)大水淺地面積,確保有效灌概面積,近年來(lái)部分地區(qū)地下水超采較為嚴(yán)重,水位逐年下降,嚴(yán)重超采區(qū)水環(huán)境惡化。近十幾年來(lái),水資源豐富的西遷河灌區(qū)和止默川平原,地下水位年均下降1米以上;水資源貧乏區(qū)的陰山南北麓地區(qū)和燕山丘陵區(qū)地下水位年均降低5米以上。井越打越深可出水量卻越來(lái)越少。而且,內(nèi)蒙古的化肥用量增長(zhǎng)也較快,特別是80年代中后期,一直存在著施肥品種單一、結(jié)構(gòu)不合理、過(guò)量施用化肥等問(wèn)題,造成了化肥的肥斜利用率低下、施肥效益下降、肥料資源浪費(fèi),進(jìn)而帶來(lái)了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本的增加,生態(tài)環(huán)境的污染,農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)的降低等問(wèn)題;实拇罅客度腚m然保障了我區(qū)糧食安全的穩(wěn)定,但與此同時(shí),危害也開(kāi)始顯現(xiàn),±地開(kāi)始板結(jié)。止壤板結(jié)使其保水性和養(yǎng)分供應(yīng)能力變差,導(dǎo)致作物的根系不能正常生長(zhǎng),從而影響作物產(chǎn)量。
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1. 2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
公元前400年,雅典人首次用城市下水道的污水對(duì)菜園和巧枯園進(jìn)行灌槪。1913年,應(yīng)用于作物灌概的滴灌系統(tǒng)首次被House研發(fā)。直到20世紀(jì)60年代,塑料管的出現(xiàn),Blass (以色列)研制出了滴灌裝置,與其他灌概方式相比,滴灌技術(shù)優(yōu)勢(shì)較為明顯。以色列國(guó)主面積約2. 1萬(wàn)km2, 一半上的±地屬于沙±地,±地貧瘡和缺水是以色列農(nóng)業(yè)發(fā)展的最大難題,農(nóng)業(yè)灌概技術(shù)經(jīng)歷了大水漫灌、溝灌、噴灌和滴灌幾次革命,但以色列首先通過(guò)滴灌系統(tǒng)進(jìn)行施肥,首次實(shí)現(xiàn)了灌概施肥一體化技術(shù),從此以色列農(nóng)業(yè)的灌概施肥技術(shù)發(fā)生了根本性的革命。隨著以色列滴水灌概技術(shù)的發(fā)明與發(fā)展,以色列農(nóng)業(yè)在世界上創(chuàng)造了一個(gè)沙漠農(nóng)業(yè)的"神話"隨后,以色列將滴灌技術(shù)應(yīng)用到戶(hù)外大田作物種植,從此水祀一體化技術(shù)不斷更新和推廣。1960年Netaftm第一次在南內(nèi)蓋夫?qū)⑺芰?線流式"滴頭應(yīng)用于農(nóng)田進(jìn)行灌概。而后為了解決化學(xué)沉淀物對(duì)管道的阻塞問(wèn)題,產(chǎn)生了 以下的技術(shù);1970年生產(chǎn)了奈流式滴頭;1976年開(kāi)發(fā)了壓為調(diào)解式滴頭,這種滴頭能夠控制流量并自動(dòng)沖洗;1980年壓力調(diào)解式滴頭首次在玉米和棉花種植上大面積應(yīng)用;1983年開(kāi)發(fā)了內(nèi)嵌式滴頭,可以直接利用機(jī)械進(jìn)行卷巧或鋪開(kāi);1990年生產(chǎn)出了適用于溫室產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的特殊內(nèi)粘式滴頭;2000年研制生產(chǎn)了家用型的新型整體滴頭,適用于地下滴灌。上世紀(jì)六十年代末,滴灌技術(shù)傳入南非與北美等國(guó)家,從此該技術(shù)在世界范圍內(nèi)受到關(guān)注并得到廣泛應(yīng)用。
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2材料與方法
2. 1試驗(yàn)地概況
試驗(yàn)設(shè)在武川縣大豆鋪村。試驗(yàn)區(qū)無(wú)霜期110天,年均降水量330mm。試驗(yàn)地±壤類(lèi)型為栗鉤±,地勢(shì)平坦,±壤肥力均勻,±層較厚,質(zhì)地為砂壤±。有機(jī)質(zhì)17. 4g/kg,全氮1.2g/kg,有效磯12mg/kg,速效鐘120mg/kg,pH值8.0。
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2. 2試驗(yàn)設(shè)計(jì)
驗(yàn)以各處理氮憐鐘肥總量基本相同,但氮碟鐘肥以不同追肥時(shí)期試驗(yàn)因子,共設(shè)8個(gè)處理,分別為:CK、Tl(2/3基施)、T2 (1/3基施)、T3 (全部滴灌)、T4 (農(nóng)民施肥)、T5(N0)、T6(P0)、17化0)。試驗(yàn)小區(qū)面積為7.5m*5.4m=40.5m2,每個(gè)處理設(shè)4次重復(fù),試驗(yàn)小區(qū)隨機(jī)排列。試驗(yàn)追肥分6次進(jìn)行灌概追施,即現(xiàn)蕾至花期追施3次,塊莖膨大期追施3次。試驗(yàn)田于2014年5月21日機(jī)械化統(tǒng)一播種,9月21日人工測(cè)產(chǎn)后收獲。所有試驗(yàn)處理均采用髙壟種植,壟窩30cm,兩壟中也距離為90cm,每壟種植一行,每個(gè)處理為6壟,株距為巧cm,種植密度為61755株/hm2。試驗(yàn)中各處理施用肥料氛肥為尿素,巧化為硫酸鐘,基施磯肥施用重過(guò)磯酸巧,追施磯肥施用磯酸一按或稱(chēng)酸二氨鐘。T1、T2、T3H個(gè)處理中馬鈴善各處理肥料施用量和追肥次數(shù)均相同,但在馬鈴著生育期追肥量各不相同,肥料施用總量按目標(biāo)產(chǎn)量為45000kg/hm2計(jì)算。T3處理肥料為全部追施;T1處理為T(mén)3處理2/3的肥料在播種前一次性基施,剩余的1/3肥料在后期分6次追施,;T2處理與T1處理相反,T2處理為T(mén)3處理1/3的肥料在播種前一次性基施,剰余的2/3肥料在后期分6次追施;T4處理為前期對(duì)大豆鋪村農(nóng)民施肥情況進(jìn)行大量調(diào)査匯總后得出的農(nóng)民常規(guī)施肥,進(jìn)而模擬農(nóng)民常規(guī)施肥;T5、T6、T7H個(gè)處理分別為氮肥、磯肥、鐘肥的空白區(qū)(此H個(gè)處理僅在肥料利用率計(jì)算過(guò)程中應(yīng)用,不做產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益分析)。具體施肥量見(jiàn)表1。
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3結(jié)果與分析..........9
3.1馬鈴馨各處理不同器官氮素吸收變化的影響..........9
3.1.1馬鈴墓各處理不同器官氮素濃度的變化..........9
3.1.2馬鈴蓄各處理不同器官氮素累積吸收量動(dòng)態(tài)變化..........10
3.1. 3馬鈴塞各處理不同器官氮素累積吸收量的影響..........11
3. 2馬鈴蔓各處理不同器官磯素吸收變化的影響..........12
3. 3馬鈴馨各處理不同器官鐘素吸收變化的影響..........14
3.4馬鈴馨各處理對(duì)氮憐巧肥肥料利用率的影響..........17
3.5馬鈴蓄各處理對(duì)氮憐鐘肥農(nóng)學(xué)效率的影響..........19
4結(jié)論..........23
5討論..........24
5討論
(1)本論文在試驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí),農(nóng)民常規(guī)施肥作對(duì)照,而不是全部基施作為對(duì)照,主要原因是:在播種前對(duì)農(nóng)民施祀情況進(jìn)行大量調(diào)查得知,在有灌水條件的情況下,農(nóng)民常規(guī)種植馬鈴晝沒(méi)有一次性施足基肥的種植方式,主要種植方式是在馬鈴善生育前期追施尿素,后期主要追施硫酸鐘,所以本試驗(yàn)沒(méi)有設(shè)置全部基肥對(duì)照區(qū),而是農(nóng)民常規(guī)施肥作為對(duì)照區(qū)。一般情況下,滴灌水肥一體化小區(qū)灌概試驗(yàn)難控制,本次試驗(yàn)采用的施肥設(shè)備為文丘里施肥器,文丘里施肥器大多應(yīng)用在溫室大棚作物中,對(duì)試驗(yàn)小區(qū)面積和水壓要求較高,小區(qū)不能太小也不能太大。文丘里施肥器主要與微灌系統(tǒng)或灌區(qū)入口處的供水管控制閥口并聯(lián)安裝,使用時(shí)將控制閥口關(guān)小,造成控制閥口前后有一定的壓差,使水流經(jīng)過(guò)安裝文丘里施肥器的支管,利用水流通過(guò)文丘里管產(chǎn)生的真空吸力,將肥料溶液從敞口的肥料桶中均勻吸入管道系統(tǒng)進(jìn)行施肥。
(2)在馬鈴薑,馬鈴馨塊莖氮磯素累積吸收量隨生育進(jìn)程的推進(jìn)呈S型曲線變化,以收獲期累積吸收量為最髙,這與前人對(duì)膜下滴灌馬鈴墓對(duì)氮憐鐘累積吸收的規(guī)律一致。但馬鈴薑塊莖鐘素的累積吸收量呈單峰曲線變化,在成熟期有所下降,與內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)秦永林、劉文雜等研究結(jié)果有所不同,他們的結(jié)果均思示從塊莖形成期至收獲期,鐘素在塊莖體內(nèi)的積累均成上升趨勢(shì),在塊莖成熟期達(dá)到最大。且秦永林的研究中得到鐘素成熟期在塊莖中累積吸收量達(dá)到5000mg/株,最終累積吸收量也相對(duì)較小。其主要原因可能是收獲較晚,鐘素在馬鈴墓塊莖體內(nèi)有一定的流失。
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結(jié)論
本試驗(yàn)在高壟馬鈴著,研究了氮磯鐘肥在總施肥量基本相同,對(duì)各處理氮磯鐘不同施肥方式在馬鈴薑不同生育期植株體內(nèi)的變化情況、肥料利用率及馬鈴薑產(chǎn)量效益等進(jìn)行研究,得出結(jié)論如下;
(1)隨生育進(jìn)程的推移,,高壟滴灌馬鈴墓"克新一號(hào)"的莖葉、根和塊莖的氮素濃度均呈現(xiàn)不同程度下降趨勢(shì)。莖葉和根的氮素累積吸收量呈現(xiàn)單峰曲線變化;塊莖和全株的氮素累積吸收量呈S曲線變化,一直呈逐漸増加趨勢(shì),至成熟期氮素累積吸收量最大。全株氮素吸收速率在塊莖形成期最快。1/3基施2/3追施處理塊莖和全株氮素累積吸收量最大,全株吸收速率最快。從肥料利用率方面得出:全部滴灌施肥處理的氮肥利用率最高,1/3基施2/3追施處理的氮肥農(nóng)學(xué)效率最高。
(2)高壟滴灌馬鈴墓"克新一號(hào)"根的憐素濃度在塊莖形成期有小幅上升外,莖葉和塊莖的磯素濃度隨著生育進(jìn)程均呈現(xiàn)不同程度的下降趨勢(shì),且在不同生育階段各器官的磯素濃度均顯著低于相應(yīng)器官的氮素和鐘素濃度。莖葉和根的磯素累積吸收量呈現(xiàn)單峰曲線變化;塊莖和全株的憐素累積吸收量呈S曲線變化,一直呈逐漸増加趨勢(shì),至成熟期磯素累積吸收量最大。全株憐素吸收速率在淀粉積累期最快。全部滴灌施肥處理塊莖和全株磯素累積吸收量最大,全株吸收速率最快。從肥料利用率方面得出:全部滴灌施肥處理的稱(chēng)肥利用率最高,1/3基施2/3追施處理的磯肥農(nóng)學(xué)效率最高。
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參考文獻(xiàn)(略)
本文編號(hào):42124
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