【摘要】：為探究陰山北麓地區(qū)馬鈴薯生產(chǎn)的適宜水氮投入量,本研究基于大田試驗分析了不同水氮處理對馬鈴薯生長發(fā)育、產(chǎn)量和水肥利用效率的影響,提出了陰山北麓地區(qū)馬鈴薯種植的合理水氮投入水平,并探討了 APSIM-potato模型在該區(qū)域的適用性。研究主要結(jié)果如下:1.水氮耦合顯著影響馬鈴薯的生長、發(fā)育和產(chǎn)量構(gòu)成。馬鈴薯生長過程中,葉面積指數(shù)呈現(xiàn)先上升后下降的單峰曲線,變化范圍在0.1～2.7m2·m-2之間。隨著灌水量的增加,馬鈴薯葉面積指數(shù)增加。馬鈴薯植株干物質(zhì)積累動態(tài)過程呈現(xiàn)先慢后快的“S”型變化趨勢。隨著灌水量的增加,馬鈴薯植株干物質(zhì)積累量增加。最大干物質(zhì)積累量出現(xiàn)在W3N2處理,為236.50 g·株-1。馬鈴薯器官積累量表現(xiàn)為塊莖葉莖根。不同水氮處理下馬鈴薯器官干物質(zhì)分配比例無顯著差異,根、莖、葉和塊莖最大分配比例分別占到32.9%、32.8%、45.6%和68.4%。隨著灌水量的增加,馬鈴薯產(chǎn)量增加。雨養(yǎng)條件下(W0),施氮90kg·ha-1時(N1),產(chǎn)量最高,為17.31kg·ha-1;灌溉條件下,灌溉90、180和360 mm時,馬鈴薯產(chǎn)量最高時對應(yīng)的施氮量均為180 kg·ha-1,產(chǎn)量分別為21.60、31.94和37.40 t·ha-1,隨著灌水的增加,施氮的增產(chǎn)作用增大。灌水和施氮對馬鈴薯商品薯率、商品薯單薯質(zhì)量影響顯著,最高值均出現(xiàn)在W2N2處理(灌水180 mm,施氮180 kg·ha-1),分別為 62.85%和 0.48 kg·粒-1。2.馬鈴薯植株的N素吸收量呈“S”型增長趨勢。馬鈴薯器官吸收量表現(xiàn)為塊莖葉莖根。水氮處理對馬鈴薯塊莖和植株的N、P和K素攜出量影響顯著,隨著灌水量的增加,馬鈴薯塊莖和植株N、P和K素攜出量呈線性增加趨勢。雨養(yǎng)條件下,塊莖和植株的N、P和K素攜出量最大值出現(xiàn)在N1處理,塊莖攜出量分別為69.18、7.72和71.56 kg·ha-1,植株攜出量分別為97.04、10.73和79.17kg·ha-1。灌溉條件下,塊莖和植株的N、P和K素攜出量最大最大值出現(xiàn)在W3N2處理,塊莖攜出量分別為137.80、16.10和113.84kg·ha-1;植株攜出量分別為183.29、21.10和130.41 kg·ha-1。隨著灌水量的增加,N肥利用效率增加。雨養(yǎng)條件下,最高N肥利用率出現(xiàn)在N1處理,為38.02%。灌溉條件下,最高N肥利用率出現(xiàn)在W3N2處理,為42.78%。隨著灌水量的增加,馬鈴薯的N肥農(nóng)學(xué)效率增加。雨養(yǎng)條件下,最高N肥農(nóng)學(xué)效率出現(xiàn)在N1處理,為49.03 kg·kg-1。灌溉條件下,最高N肥農(nóng)學(xué)效率出現(xiàn)在W3N2處理,為73.85 kg·kg-1。不同水氮處理下,生產(chǎn)1t馬鈴薯鮮薯的吸N量為4.39～5.83 kg。3.水氮耦合對土壤剖面水分含量有顯著影響。隨著灌水量的增加,0～100 cm 土壤剖面水分含量呈增加趨勢。隨著施氮量的增加,土壤含水量呈減少趨勢。馬鈴薯年季休閑期0～100 cm 土壤水分虧缺1～30 mm,土壤水分虧缺補償度為-1.1～-14.6%。施氮和灌水可緩解休閑期土壤水分的虧缺。水氮耦合對馬鈴薯生育期耗水有顯著影響,生育期總耗水量隨著灌水量的增加而增大。隨著施氮量的增加,耗水量呈先增加后下降的趨勢。灌水對水分利用效率無顯著影響,在同一灌水水平下,隨著施氮量的增加,水分利用效率先升高后下降。雨養(yǎng)條件下,最高水分利用效率出現(xiàn)在N1處理,為73.43 kg·ha-1·mm-1;灌溉條件下,最高水分利用效率出現(xiàn)在W2N2處理,為94.22 kg·ha-1·mm-1。4.水氮耦合對土壤剖面硝態(tài)氮含量有顯著影響。隨著灌水量的增加,土壤剖面硝態(tài)氮含量呈下降趨勢;隨著施氮量的增加,土壤剖面硝態(tài)氮含量增加。不同水分水平下,施氮量與耕層和1m的土壤礦質(zhì)氮殘留量呈指數(shù)相關(guān)關(guān)系。雨養(yǎng)條件下,當(dāng)施氮量超過90 kg·ha-1時,土壤氮的殘留量和損失量均顯著增加;灌溉條件下,當(dāng)施氮量超過180kg·ha-1時,土壤氮的殘留量和損失量均顯著增加。5.水量、施氮量與產(chǎn)量、植株氮素吸收量、土壤氮素殘留量皆呈極顯著二元二次相關(guān)關(guān)系。水量、施氮量與耗水量呈極顯著二元一次相關(guān)。該地區(qū)馬鈴薯種植最優(yōu)水量區(qū)間為300～420 mm,相對應(yīng)最大產(chǎn)量下的施氮區(qū)間為191～218 kg·ha-1,產(chǎn)量最高可達到21.7～28.7 t·ha-1;馬鈴薯高產(chǎn)水量區(qū)間為420～690 mm,相對應(yīng)最大產(chǎn)量下的施氮區(qū)間為225～279 kg·ha-1,產(chǎn)量最高可達到30.1～38.1 t·ha-1。6.基于APSIM-potato模型研究表明,只考慮水分和氮肥對產(chǎn)量影響模擬下,在雨養(yǎng)無補灌水時,馬鈴薯生產(chǎn)氮肥用量為30 kg·a-1;在不施用氮肥的情況下,干旱、正常和濕潤年型下馬鈴薯的最佳灌溉量分別為120 mm、90 mm和60 mm;水氮交互條件下,灌水和施氮3次,灌水量180 mm、施氮90 kg·ha-1產(chǎn)量最高,馬鈴薯最佳灌溉和追肥時期為苗期、開花期和現(xiàn)蕾期。APSIM-potato模型在該地區(qū)的應(yīng)用有待進一步完善。
【圖文】：

３．２邐不同水氮處理對干物質(zhì)量的影響逡逑３．２．１不同水氮處理對馬鈴薯植株千物質(zhì)積累的影響逡逑圖３．２顯示了不同水氮處理下馬鈴薯植株干物質(zhì)積累的變化。不同水氮處理下，馬鈴薯植株逡逑千物質(zhì)積累的動態(tài)過程呈現(xiàn)先慢后快的“Ｓ”型變化趨勢。隨著灌水量的增加，馬鈴薯植株干物質(zhì)逡逑量增加。在出苗后０￣４５ｄ，施氮對馬鈴薯植株干物質(zhì)積累量沒有顯著影響，不同施氮量處理下馬逡逑鈴薯植株干物質(zhì)積累量差異不大。出苗４５邋ｄ后，，不同施氮量對馬鈴薯干物質(zhì)積累量產(chǎn)生顯著影響。逡逑出苗９０邋ｄ后，植株干物質(zhì)積累量達到最大值。之后由于植株莖葉的衰老脫落，馬鈴薯植株干物質(zhì)逡逑量有下降的趨勢。在雨養(yǎng)情況下（圖３．２ａ），馬鈴薯植株干物質(zhì)積累量在４．６７？１０９．８７邋ｇ？株°之間。逡逑最大千物質(zhì)積累量出現(xiàn)在Ｎ１處理，不同施氮處理表現(xiàn)為Ｎｌ＞Ｎ２＞ＮＯ＞Ｎ３，變化范圍為逡逑９１．５５？１０９．８７邋ｇ．株＇邋Ｎ１處理植株干物質(zhì)積累量較ＮＯ、Ｎ２、Ｎ３處理分別提高２５％、丨丨％和４０％。逡逑在Ｗ１（圖３．２ｂ）水平下，馬鈴薯植株干物質(zhì)積累量在４．６７￣丨３７．０６邋ｇ？株ｄ之間。eA欠千物質(zhì)積累姑逡逑出現(xiàn)在Ｎ１處理

中國農(nóng)業(yè)大學(xué)博士學(xué)位論文邐第三章水氮耦合對馬鈴薯生長發(fā)育的影響逡逑處理植株干物質(zhì)積累量較ＮＯ、Ｎ２和Ｎ３處理分別提高２７％、９％和１６％。在Ｗ２（圖３．２ｃ）水平下，逡逑馬鈴薯植株干物質(zhì)積累量在４．７０？１８３．０９ｇ？株ｕ之間。最大干物質(zhì)積累量出現(xiàn)在Ｎ２處理，不同施逡逑氮處理表現(xiàn)為犯＞犯＞川＞＞＾，變化范圍為］３５．０１？丨８３．０９邋§株－１，犯處理植株干物質(zhì)積累量逡逑較ＮＯ、Ｎ１和Ｎ３處理分別提高３６％、１３％和７％？在Ｗ３（圖３．２ｄ）水平下，馬鈴薯植株干物質(zhì)積逡逑累量在４．７０￣２３６．５０邋ｇ？株之間。最大干物質(zhì)積累量出現(xiàn)在Ｎ２處理，不同施氮處理表現(xiàn)為Ｎ２＞逡逑Ｎ３＞Ｎ１＞Ｎ０，變化范圍為１６１．５０？２３６．５０邋ｇ．株＇邋Ｎ２處理植株干物質(zhì)積累量較ＮＯ、Ｎ１和Ｎ３處逡逑理分別提高４６％、２６％和１６％。逡逑１２０邋１邋（邋）邋１６０邋１邋０＞）逡逑ｉ邋１００－（ａ邋＾邋ｉ邋：：：：邐＾逡逑＊１＝邋６０邋＇邐ＩｊＣｉ＇…ｎｏ邋＿邋蕓邋８０邋－邐ｉｆ邐…？？…ＮＯ逡逑？ｓ￡邐１／ｇ邐ｓｇ｜邋６０邋－邐／逡逑４０邋－邐－－？－－Ｎｌ邋＾邋＾邐Ｊｉ邐－－■－－Ｎｌ逡逑￡邋２0－邋Ｊ邋—邋Ｊ邋：：邋：邋Ｊ邋—逡逑忯邐－邋0？邋Ｎ３邋忯邐，－ＪＰ－邐－邋ｏ－邋Ｎ３逡逑０邐１５邋３０邋４５邋６０邋７５邋９０邋１０５邐０邐１５邋３０邋４５邋６０邋７５邋９０邋１０５逡逑出苗后天數(shù)（ｄ）邋Ｄａｙ邋ａｆｔｅｒ邋ｅｍｅｒｇｅｎｃｅ邐出苗后天數(shù)（ｄ）邋Ｄａｙ邋ａｆｔｅｒ邋ｅｍｅｒｇｅｎｃｅ逡逑２００邋１邋
【學(xué)位授予單位】：中國農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：S532

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 李晶;張恒嘉;周宏;;土壤水分調(diào)虧處理膜下滴灌馬鈴薯耗水特征及生長動態(tài)[J];干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究;2017年03期

2 唐建昭;王靖;赫迪;黃明霞;潘志華;潘學(xué)標(biāo);;Comparison of the Impacts of Climate Change on Potential Productivity of Different Staple Crops in the Agro-Pastoral Ecotone of North China[J];Journal of Meteorological Research;2016年06期

3 買自珍;楊彩玲;米治明;;水氮對薯田土壤水分及馬鈴薯產(chǎn)量的影響[J];節(jié)水灌溉;2016年11期

4 陳建國;何文壽;代曉華;王耀科;馬儉;;施肥對旱作馬鈴薯干物質(zhì)及養(yǎng)分吸收的影響[J];中國馬鈴薯;2016年05期

5 韋劍鋒;宋書會;韋冬萍;熊建文;梁和;;施氮量對馬鈴薯磷鉀利用和土壤磷鉀含量的影響[J];湖北農(nóng)業(yè)科學(xué);2016年15期

6 何萬春;何昌福;邱慧珍;張文明;王亞飛;張春紅;王蒂;;不同氮水平對旱地覆膜馬鈴薯干物質(zhì)積累與分配的影響[J];干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究;2016年04期

7 張君;趙沛義;潘志華;段玉;李煥春;王博;景宇鵬;董智強;;基于產(chǎn)量及環(huán)境友好的玉米氮肥投入閾值確定[J];農(nóng)業(yè)工程學(xué)報;2016年12期

8 李夢龍;何萬春;何昌福;張春紅;李亞娟;王蒂;邱慧珍;;氮肥施用量對水澆地覆膜馬鈴薯土壤礦質(zhì)氮含量及馬鈴薯產(chǎn)量的影響[J];甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報;2016年03期

9 馬國成;尹娟;李文證;;水肥耦合對馬鈴薯葉綠素和光合速率的影響[J];節(jié)水灌溉;2016年06期

10 陳玉珍;溫淑慧;王永明;賈立國;樊明壽;;內(nèi)蒙古馬鈴薯生產(chǎn)體系中水分管理的問題及對策[J];節(jié)水灌溉;2016年04期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前5條

1 王立為;旱地馬鈴薯田溫室氣體減排與增產(chǎn)協(xié)同機制和模式研究[D];中國農(nóng)業(yè)大學(xué);2015年

2 楊寧;內(nèi)蒙古農(nóng)牧交錯帶主要作物對氣候的敏感性與適應(yīng)彈性研究[D];中國農(nóng)業(yè)大學(xué);2014年

3 付秋萍;黃土高原冬小麥水氮高效利用及優(yōu)化耦合研究[D];中國科學(xué)院研究生院（教育部水土保持與生態(tài)環(huán)境研究中心）;2013年

4 陳智;陰山北麓農(nóng)牧交錯區(qū)地表土壤抗風(fēng)蝕能力測試研究[D];內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué);2006年

5 趙舉;陰山北麓農(nóng)牧交錯帶風(fēng)蝕荒漠化治理的保持耕作模式研究[D];中國農(nóng)業(yè)大學(xué);2002年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 范立春;水肥耦合對寒地水稻養(yǎng)分吸收和產(chǎn)量的影響[D];東北農(nóng)業(yè)大學(xué);2006年

本文編號：2671916