【摘要】：水稻和油菜是中國主要的糧油作物,其產(chǎn)量高低直接關(guān)系到我國的糧油安全。國內(nèi)外學(xué)者從育種、栽培、施肥等方面就如何獲得水稻和油菜高產(chǎn)做了大量研究,但這些工作主要集中在單一技術(shù)研究方面,對養(yǎng)分綜合調(diào)控技術(shù)研究甚少。合理施肥與土壤培育技術(shù)結(jié)合是實現(xiàn)作物綠色高產(chǎn)高效的重要保障。近年來,長江上游稻油輪作體系氮肥施用過量或利用不當(dāng),導(dǎo)致氮肥利用率降低,活性氮損失嚴(yán)重,環(huán)境問題日益突出。低土壤有機質(zhì)及某些土壤養(yǎng)分缺乏等限制了作物產(chǎn)量潛力的增加。同時,農(nóng)戶對養(yǎng)分綜合管理技術(shù)的采用率低下。基于此,本文以西南地區(qū)水稻-油菜輪作為供試作物系統(tǒng),通過田間研究法,系統(tǒng)研究了不同養(yǎng)分綜合管理措施(增施硅肥、硼肥以及生物有機肥和秸稈還田)對稻油輪作中作物氮素同化吸收、作物產(chǎn)量品質(zhì)及水稻土土壤肥力的影響,闡明了不同養(yǎng)分綜合管理下水稻季和油菜季不同生育時期氮素生理特性、養(yǎng)分吸收和轉(zhuǎn)運特點、以及作物產(chǎn)量和品質(zhì)的響應(yīng),同時通過養(yǎng)分平衡提出合理的養(yǎng)分綜合管理措施,從而進一步豐富和補充了水稻-油菜輪作的養(yǎng)分調(diào)控機理,達到了作物增產(chǎn)增效的目標(biāo),同時也為長江上游生態(tài)安全提供了技術(shù)保障。主要研究結(jié)果如下:(1)與不施氮處理(CK)相比,養(yǎng)分綜合管理措施能顯著提高水稻和油菜功能葉可溶性蛋白、游離氨基酸和葉綠素含量以及氮代謝關(guān)鍵酶的活性。在整個生育期內(nèi)水稻和油菜功能葉可溶性蛋白、游離氨基酸和葉綠素含量均呈現(xiàn)生育前期高于生育后期,且水稻以拔節(jié)期最高,油菜以苗期或蕾薹期最高。總體上看,養(yǎng)分綜合管理Ⅳ(Z4)處理的可溶性蛋白、游離氨基酸和葉綠素含量最優(yōu),且較農(nóng)民習(xí)慣施肥(FFP)處理均有不同程度的提高。Z4處理可顯著提高水稻生長前期硝酸還原酶(NR)活性,養(yǎng)分綜合管理Ⅳ(Z3)和Z4處理顯著提高了整個生育期內(nèi)油菜NR活性。養(yǎng)分綜合管理措施對水稻和油菜整個生育期內(nèi)谷氨酰胺合成酶(GS)活性提升效果不是很明顯。不同處理水稻和油菜主要生育時期功能葉可溶性蛋白、游離氨基酸、葉綠素、NR活性、GS活性與N濃度均存在顯著或極顯著關(guān)系。(2)養(yǎng)分綜合管理措施對水稻和油菜干物質(zhì)的積累具有促進作用。在整個生育期內(nèi),水稻和油菜干物質(zhì)積累量均呈現(xiàn)增加趨勢。從總體上來看,Z4處理干物質(zhì)積累量優(yōu)于FFP處理,為作物高產(chǎn)打下了物質(zhì)基礎(chǔ)。與CK相比,養(yǎng)分綜合管理措施能明顯提高作物籽粒氮素含量。水稻季和油菜季地上部氮素積累量在成熟期均以Z4處理最優(yōu)。水稻季氮肥偏生產(chǎn)力和氮肥農(nóng)學(xué)利用率均呈現(xiàn)Z4Z3Z2(養(yǎng)分綜合管理Ⅱ)Z1(養(yǎng)分綜合管理Ⅰ)FFP的變化趨勢;油菜季氮肥偏生產(chǎn)力和氮肥農(nóng)學(xué)利用率均呈現(xiàn)Z4Z3FFPZ2Z1的變化趨勢;其中Z3和Z4處理達到了氮肥增效的目的。養(yǎng)分綜合管理措施能明顯提高水稻季和油菜季營養(yǎng)時期至生殖時期氮磷鉀的轉(zhuǎn)運量與轉(zhuǎn)運率,降低莖稈養(yǎng)分殘留,增加養(yǎng)分向籽粒中的轉(zhuǎn)運。(3)與CK相比,養(yǎng)分綜合管理對水稻和油菜產(chǎn)量以及產(chǎn)量構(gòu)成因子均有不同程度的增加。水稻和油菜產(chǎn)量均以Z4處理最好。其中,Z4處理水稻產(chǎn)量達到8636.50kg.hm~(-2),比FFP處理顯著增加了763.00kg.hm~(-2);Z4處理油菜產(chǎn)量達到2742.62kg.hm~(-2),與FFP處理產(chǎn)量無顯著差異。作物產(chǎn)量構(gòu)成因子回歸方程表明,水稻產(chǎn)量主要受有效穗數(shù)和每穗粒數(shù)的影響,油菜產(chǎn)量主要主要受單株角果數(shù)和每角粒數(shù)的影響。養(yǎng)分綜合管理措施可改善作物品質(zhì)。與FFP相比,Z3和Z4處理對水稻籽粒粗蛋白和直鏈淀粉含量均有不同程度的提高,Z4處理對油菜籽含油率含量有明顯提高作用。(4)與CK相比,FFP處理和養(yǎng)分綜合管理措施均顯著提高了水稻收獲后土壤耕層的全氮含量,且提高幅度為48.08%-52.88%。油菜收獲后,Z4處理土壤全氮含量顯著高于其余處理。Z3和Z4處理有效改善了水稻季中后期氮素供應(yīng),Z4處理也有效地提高了油菜中后期氮素供應(yīng)。與FFP處理相比,養(yǎng)分綜合管理措施可顯著提高水稻季土壤微生物量氮含量65.29%-106.14%。油菜季養(yǎng)分綜合管理措施對微生物量氮的效應(yīng)表現(xiàn)為:Z3Z4Z2Z1FFP。與CK相比,養(yǎng)分綜合管理措施提高了水稻季和油菜季收獲后土壤速效養(yǎng)分含量(堿解氮、有效磷、速效鉀),但土壤pH無明顯差異。與FFP處理相比,養(yǎng)分綜合管理措施土壤有機質(zhì)均有不同程度的提高。在水稻-油菜輪作中,水稻季土壤每個處理均氮素虧缺,油菜季FFP處理和養(yǎng)分綜合措施均氮素盈余;除水稻季Z3和Z4處理外,其余處理磷素基本都有盈余;兩季作物所有處理鉀素均有嚴(yán)重虧缺。
【學(xué)位授予單位】：西南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：S511;S565.4
【圖文】：

圖 1-1 協(xié)調(diào)作物高產(chǎn)與環(huán)境保護的養(yǎng)分資源綜合管理技術(shù)研究與應(yīng)用Fig. 1-1 Research and application of integrated nutrient Resources management Technologyfor crop high yield and environmental protection1.2 水稻和油菜養(yǎng)分綜合管理研究進展氮素是氨基酸、蛋白質(zhì)、葉綠體等物質(zhì)的主要構(gòu)成要素, 與植物的干物質(zhì)累積和葉片的光合作用有很高的相關(guān)關(guān)系, 是植物生長發(fā)育和產(chǎn)量形成的重要元素。含氮化合物的合成和轉(zhuǎn)化是植物體內(nèi)重要的代謝過程。在植物氮代謝的過程中，無機氮首先被同化為營養(yǎng)性氮，進而又被合成為功能性和結(jié)構(gòu)性氮[21,22]。氮素的分配隨作物生長中心的轉(zhuǎn)移而變化，氮素在植物營養(yǎng)生長階段促進營養(yǎng)器官的生長以及與光合作用有關(guān)蛋白的合成，在生殖生長階段，植物營養(yǎng)器官中積累的氮素向成熟器官的庫轉(zhuǎn)運，再合成貯藏蛋白[23]。氮代謝主要影響作物核酸和蛋白質(zhì)的合成，對作物品質(zhì)影響很大。植物組織中含氮化物的含量隨著植物的生理狀況及環(huán)境條件的不同而發(fā)生變化，所以測定含氮化物含量，對研究植物的氮素吸收、運輸和代謝規(guī)律以及農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)、營養(yǎng)價值等具有一定的意義[24]。

西南大學(xué)碩士學(xué)位論文.4 技術(shù)路線結(jié)合國內(nèi)外水稻和油菜高產(chǎn)和養(yǎng)分高效利用的最新研究動態(tài)與發(fā)展趨勢，采農(nóng)戶調(diào)研、田間土壤理化性質(zhì)測定和文獻分析相結(jié)合的方法，初步提出重慶水和油菜高產(chǎn)高效的最佳養(yǎng)分綜合管理技術(shù)。采用的技術(shù)路線框架見圖 2-1。

【參考文獻】

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本文編號：2742242