【摘要】：黃土高原旱地是中國小麥主產(chǎn)區(qū)之一。過量施氮現(xiàn)象在該地小麥生產(chǎn)過程中十分普遍,不僅造成了大量資源浪費(fèi),而且導(dǎo)致氮肥利用率降低、土壤及作物質(zhì)量下降,溫室氣體排放,地表水、地下水污染等一系列環(huán)境問題。因此,尋求環(huán)境友好的途徑來減少氮肥用量,以實現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展是當(dāng)前研究的熱點(diǎn)。同時,黃土高原旱地是典型的雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)區(qū),水分缺乏和土壤貧瘠是限制該地區(qū)小麥生產(chǎn)的關(guān)鍵因素。增加降水利用效率,用較少的水分實現(xiàn)更高的小麥產(chǎn)量是當(dāng)?shù)刎叫杞鉀Q的關(guān)鍵問題。有機(jī)無機(jī)配施一方面具有培肥土壤,蓄水保墑,改善土壤結(jié)構(gòu),促進(jìn)氮素固持的作用;另一方面也可協(xié)調(diào)土壤養(yǎng)分供應(yīng)、促進(jìn)作物對養(yǎng)分和水分的吸收利用。因此,近年來,有機(jī)替代技術(shù)已成為減少化肥用量,解決黃土高原“旱”和“薄”的重要措施。但也有研究表明,不合理的有機(jī)無機(jī)配施比例會導(dǎo)致旱地土壤水分缺乏,增加土壤硝態(tài)氮?dú)埩?加大硝態(tài)氮向深層淋溶的風(fēng)險。因此,本研究以當(dāng)?shù)囟←溨髟云贩N小偃-22為研究對象,采用裂區(qū)設(shè)計,設(shè)置有機(jī)肥與不同用量氮肥配施處理,形成不同有機(jī)無機(jī)配施比例,探究其對冬小麥產(chǎn)量、水分養(yǎng)分吸收利用以及土壤環(huán)境的影響,以期明確有機(jī)肥的減氮增效潛力,并得到適合當(dāng)?shù)匦←溕a(chǎn)的最佳有機(jī)無機(jī)配施比例,實現(xiàn)黃土高原旱地麥田的高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)高效、環(huán)境友好。取得的主要結(jié)果如下:(1)在黃土高原旱地,與單施化肥處理相比,在施氮0~225 kg N/hm2的基礎(chǔ)上配施有機(jī)肥,可顯著增加冬小麥產(chǎn)量,在施氮0~150 kg N/hm2的基礎(chǔ)上配施有機(jī)肥,可顯著增加冬小麥地上部生物量,增加幅度分別為14.1%~27.8%和31.2%~39.2%。在有機(jī)無機(jī)配施條件下,冬小麥籽粒產(chǎn)量和地上部生物量隨著施氮量的增加均呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢,當(dāng)施氮量大于75 kg N/hm2時,繼續(xù)增施氮肥不會造成產(chǎn)量和生物量的顯著增加。產(chǎn)量與施氮量的回歸方程表明,與單施化肥相比,有機(jī)無機(jī)配施可以使氮肥用量減少13%的條件下,冬小麥增產(chǎn)18%。(2)在施用適量氮肥(≤150 kg N/hm2)的基礎(chǔ)上配施有機(jī)肥,較同一施氮水平下單施化肥處理冬小麥籽粒含氮量增加12.0%~13.0%,地上部吸氮量增加25.1%~39.2%,氮素利用效率(NUE)提高3.1~11.7個百分點(diǎn)。其中,有機(jī)肥與75 kg N/hm2氮肥配施,冬小麥NUE和氮素農(nóng)學(xué)效率(NAE)均顯著高于其他施氮處理。同時,有機(jī)無機(jī)配施顯著促進(jìn)冬小麥各器官磷鉀吸收,與單施化肥相比,有機(jī)無機(jī)配施可以在較少的氮肥用量下獲得更高的磷鉀吸收量。(3)與單施化肥相比,有機(jī)無機(jī)配施增加了對深層土壤水分的消耗,造成了冬小麥?zhǔn)斋@后160 cm以下土層土壤水分含量的降低,但卻可以顯著降低冬小麥夏閑期土壤水分損失,提高夏閑期土壤蓄水效率,維持水分平衡,進(jìn)而提高冬小麥水分利用效率。有機(jī)無機(jī)配施條件下,施氮也可以促進(jìn)冬小麥的水分利用。其中,有機(jī)肥與75和150 kg N/hm2氮肥配施,冬小麥水分利用效率顯著高于其他施氮處理。(4)與單施化肥相比,在不施氮和低氮(75 kg N/hm2)條件下,配施有機(jī)肥可顯著降低冬小麥?zhǔn)斋@期0~200 cm土層硝態(tài)氮?dú)埩袅?降低幅度分別為25.1%和27.0%。同時降低冬小麥夏閑期硝態(tài)氮淋溶量和淋溶深度;當(dāng)施氮量大于150 kg N/hm2時,配施有機(jī)肥顯著增加土壤硝態(tài)氮?dú)埩袅�、夏閑期淋溶量和淋溶深度。由夏休閑期0~200cm土壤硝態(tài)氮淋失量與施氮量的回歸方程可知:施氮133 kg N/hm2為硝態(tài)氮淋失的臨界施氮量。當(dāng)施氮量小于這一臨界值,配施有機(jī)肥可顯著降低冬小麥夏閑期0~200 cm土層土壤硝態(tài)氮淋失量。綜上所述,在黃土高原旱地麥田,配施有機(jī)肥可以在增產(chǎn)的條件下,將氮肥用量減少13%。同時,合理的有機(jī)無機(jī)配施也可促進(jìn)氮磷鉀吸收、提高水肥利用效率,并減少硝態(tài)氮淋失。推薦在施用30 t/hm2牛糞(純氮24 kg N/hm2)的基礎(chǔ)上配合施用75~133 kg N/hm2的氮肥(有機(jī)肥氮:無機(jī)氮=1:3.1~5.5),以減少黃土高原麥田氮肥用量,并實現(xiàn)旱地冬小麥生產(chǎn)的高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)高效、環(huán)境友好。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：S512.1;S158.3

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本文編號：2423591