【摘要】：黃土高原地區(qū)土壤質(zhì)地疏松,水土流失嚴(yán)重,土壤肥力低,作物生長和生產(chǎn)受到了極大的限制。施肥是提高作物生產(chǎn)力的主要措施之一,但過度施肥會引起土壤養(yǎng)分的不平衡和環(huán)境問題,從而影響土壤質(zhì)量和長期可持續(xù)生產(chǎn)。因此,近年來,肥料的減施和優(yōu)化配施受到越來越多的關(guān)注。施肥不僅使整個系統(tǒng)的養(yǎng)分循環(huán)及養(yǎng)分限制發(fā)生變化,還必然導(dǎo)致植物體內(nèi)的養(yǎng)分循環(huán)改變。養(yǎng)分重吸收是養(yǎng)分從枯葉轉(zhuǎn)移到其他組織的過程,是植物體內(nèi)養(yǎng)分循環(huán)的重要環(huán)節(jié),也是植物重要的養(yǎng)分保留機(jī)制。研究表明,施肥對植物養(yǎng)分重吸收的影響受植物自身遺傳特性、環(huán)境因素等影響,但氮磷肥配施和一次性施磷肥后土壤養(yǎng)分動態(tài)變化對養(yǎng)分重吸收及植物適應(yīng)性影響的研究較少,尤其針對多年生牧草作物因不同生長階段養(yǎng)分需求和利用導(dǎo)致的差異性響應(yīng)的相關(guān)研究尚無。在甘肅定西和慶陽兩個試驗(yàn)地,研究了施氮(N)、磷(P)肥條件下,建植后不同年齡、茬次、生育時期紫花苜蓿(Medicago sativa)葉片氮、磷、鉀(K)重吸收效率(NRE、PRE、KRE)的變化,分析了葉片和土壤養(yǎng)分含量與葉片養(yǎng)分重吸收之間的偶聯(lián)關(guān)系,并探究了牧草的地上生物量和品質(zhì)變化特征及其與養(yǎng)分重吸收的關(guān)系,主要得到以下結(jié)果:1)隨年齡增大(1-3齡),紫花苜蓿葉片NRE、PRE逐漸增大,但兩地KRE變化不一致。施肥對NRE和PRE的影響隨年齡的增大逐漸減弱,對KRE的影響不一致。定西試驗(yàn)地,施肥對NRE無影響;施肥提高1齡PRE,單施氮或氮磷配施降低2齡PRE;施肥提高1齡KRE,對2、3齡KRE影響不一致。慶陽試驗(yàn)地,施氮對NRE無影響,施磷或氮磷配施提高1、2齡NRE;施肥對1齡PRE無一致影響,但降低2齡PRE;施肥提高1齡KRE,對2、3齡KRE無一致影響。追施磷肥提高慶陽4齡紫花苜蓿葉片NRE和PRE,對定西葉片養(yǎng)分重吸收無影響。葉片養(yǎng)分重吸收與土壤硝態(tài)氮(NN)有較強(qiáng)的相關(guān)性,PRE與土壤速效磷(AP)、速效鉀(AK)也相關(guān),但受到年齡影響。施肥對慶陽試驗(yàn)地葉片養(yǎng)分重吸收的影響強(qiáng)于定西試驗(yàn)地,葉片養(yǎng)分重吸收與慶陽試驗(yàn)地土壤養(yǎng)分的相關(guān)性更強(qiáng)。2)紫花苜蓿葉片NRE、PRE和KRE均為一茬高于二茬。施肥對各茬養(yǎng)分重吸收均有影響,且在茬次間變化不一致。在定西,施肥對各茬苜蓿NRE無影響;單施磷對各茬PRE無影響,單施氮和氮磷配施使一茬紫花苜蓿PRE降低,二茬出現(xiàn)相反變化;施肥后各茬KRE均有降低趨勢。在慶陽,施肥對一茬NRE和KRE無影響,提高二茬NRE和KRE;施肥降低一茬PRE,單施磷對二茬PRE無影響,單施氮或氮磷配施提高PRE。葉片養(yǎng)分重吸收與土壤NN有較強(qiáng)的相關(guān)性,NRE與土壤銨態(tài)氮(AN),PRE與土壤AP也相關(guān),但存在地域差異。3)紫花苜蓿葉片NRE、PRE和KRE均表現(xiàn)為現(xiàn)蕾期顯著高于初花期。施肥提高現(xiàn)蕾期NRE及現(xiàn)蕾和初花期PRE,但降低現(xiàn)蕾和初花期KRE。葉片養(yǎng)分重吸收與土壤AN有較強(qiáng)相關(guān)性,與土壤NN也相關(guān),但受生育時期影響。4)隨年齡增大(1-3齡),紫花苜蓿地上生物量逐漸增大,品質(zhì)先降低后提高;隨茬次增加,地上生物量顯著減少,品質(zhì)提高;隨生育時期延長,地上生物量增加,品質(zhì)降低。施肥對紫花苜蓿地上生物量和品質(zhì)的影響隨年齡增大、茬次增加、生育時期延長而逐漸減弱。在不同生長階段,紫花苜蓿葉片養(yǎng)分重吸收與地上生物量間存在相關(guān)性,且表現(xiàn)出隨生長發(fā)育的推進(jìn)相關(guān)性增強(qiáng)的趨勢。在定西,PRE與2、3齡地上生物量負(fù)相關(guān),KRE與2齡地上生物量負(fù)相關(guān);PRE和KRE與一茬地上生物量負(fù)相關(guān),PRE與二茬地上生物量正相關(guān)。在慶陽,NRE與1齡地上生物量正相關(guān),PRE與2齡地上生物量負(fù)相關(guān),但與3齡地上生物量正相關(guān),KRE與3齡地上生物量負(fù)相關(guān);PRE與一茬地上生物量負(fù)相關(guān),但在二茬關(guān)系相反;PRE僅與初花期地上生物量正相關(guān),KRE與不同生育時期地上生物量均負(fù)相關(guān)�？傮w而言,隨紫花苜蓿年齡增大、茬次增加、生育時期延長,施肥對葉片養(yǎng)分重吸收的影響減弱。一次性施磷肥在紫花苜蓿3齡時后效近乎于無。在紫花苜蓿葉片養(yǎng)分重吸收過程中,土壤NN扮演重要角色。隨年齡、茬次及茬內(nèi)生長,紫花苜蓿地上生物量增加更依賴于PRE,追施磷肥會提高紫花苜蓿葉片養(yǎng)分重吸收,進(jìn)一步證明黃土高原地區(qū)紫花苜蓿生長受磷限制較嚴(yán)重。紫花苜蓿建植早期可根據(jù)土壤肥力施氮磷肥,以調(diào)節(jié)養(yǎng)分重吸收能力,增強(qiáng)其適應(yīng)性。在紫花苜蓿生產(chǎn)中,配合一次性施磷肥后在紫花苜蓿3-4齡時適量追施磷肥,可提高養(yǎng)分利用率,提高草地生產(chǎn)力。
【圖文】：

第一章 前言1.1 研究背景中國黃土高原是全球面積最大的黃土區(qū)，總面積達(dá) 64.62 萬 km2，占世界分布區(qū)的 70%左右，屬典型的干旱、半干旱地區(qū)，土壤質(zhì)地差異較大，土型豐富（圖 1.1）。黃土高原地區(qū)也是我國重要的雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)區(qū)，耕地面積005 年達(dá)到 17.3 萬 km2(朱永超等, 2011)。黃土高原由于特殊的地理地貌、土氣候條件，60%以上的土地遭受土壤和水分的流失(Shi and Shao, 2000)，加規(guī)模的傳統(tǒng)糧食生產(chǎn)模式，導(dǎo)致土地嚴(yán)重侵蝕和退化（侵蝕面積達(dá) 39.08 m2），土壤肥力水平較低，抗御自然災(zāi)害能力降低。土壤養(yǎng)分供應(yīng)不足，限植物的生長和干物質(zhì)生產(chǎn)，成為區(qū)域農(nóng)牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展的制約因素，對當(dāng)會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展造成巨大影響。因此，土壤肥力水平的維持和提升是該區(qū)農(nóng)生產(chǎn)管理的重要目標(biāo)之一(康俊梅等, 2005; 單長卷等, 2012; 高海東等, 201hao et al., 2015; Fang et al., 2017; 葛楠楠等, 2017)。

究氮磷添加條件下，紫花苜蓿不同生育時期、茬次和年齡下土量的變化，明確紫花苜蓿葉片養(yǎng)分重吸收與土壤養(yǎng)分在不同生長系。磷肥條件下紫花苜蓿葉片養(yǎng)分重吸收與生產(chǎn)性能的關(guān)系究施氮磷肥條件下，不同生育時期、茬次和年齡下紫花苜蓿草地酸性洗滌纖維、中性洗滌纖維、粗蛋白和相對飼喂價值的變化，水平下紫花苜蓿葉片養(yǎng)分重吸收與生產(chǎn)性能的偶聯(lián)關(guān)系。術(shù)路線甘肅隴中地區(qū)定西和隴東地區(qū)慶陽兩地，以施氮磷肥為處理，研不同生長階段（年齡、茬次、生育時期）的 N、P 和 K 含量及，探討土壤肥力與紫花苜蓿養(yǎng)分重吸收間的關(guān)系，明確苜蓿的生養(yǎng)分重吸收的關(guān)系，揭示紫花苜蓿對施氮磷肥的響應(yīng)及機(jī)制，， K 重吸收角度明確紫花苜蓿在黃土高原的適應(yīng)性。體技術(shù)路線圖如下（圖 2.1）：
【學(xué)位授予單位】：蘭州大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：S541.9


本文編號：2649889