本試驗于2015-2016和2016-2017年冬小麥生長季,在泰安市道朗鎮(zhèn)玄莊村(36°12′N,116°54′E)大田進行。供試品種是高產(chǎn)冬小麥山農(nóng)29。試驗采用三因素裂裂區(qū)設(shè)計,灌溉模式為主區(qū),設(shè)置不灌水(W0)、畦灌(W1)和微噴補灌(W2);施氮水平為副區(qū),設(shè)置傳統(tǒng)施氮240 kg·hm~(-2)(N1)和減氮20%施氮192 kg·hm~(-2)(N2);拔節(jié)期追肥方式為副副區(qū),設(shè)置深條施(T1)、均勻撒施(T2)和水肥一體化隨水噴施(T3),研究灌溉模式與氮肥運籌對冬小麥產(chǎn)量和水氮利用效率的影響,同時采用~(15)N同位素示蹤技術(shù)研究了灌溉模式與追氮方式對冬小麥氮素的吸收和利用特征的影響,主要結(jié)果如下:1不同處理對小麥耗水特性及水分利用效率的影響W2灌水模式單次灌水量和生長季總灌水量均低于W1灌水模式。兩灌水模式下,N1水平各處理土壤貯水消耗量及總耗水量均顯著高于N2水平各處理,W2灌水處理對30-80 cm土層土壤貯水的消耗量顯著低于W1灌水處理,對120-200 cm土層土壤貯水的消耗量較高,W2N2處理灌溉水利用效率及水分利用效率均顯著高于W1灌水方式各處理。說明在傳統(tǒng)施氮水平上減少20%施氮量,可降低麥田耗水量,提高水分利用效率;與畦灌相比,微噴補灌灌水量減少,降低總耗水量,促進120 cm以下土層土壤貯水的利用,提高灌溉水利用效率和水分利用效率。2不同處理對麥田土壤硝態(tài)氮分布的影響拔節(jié)期補灌后,W2N1T3處理沿畦長方向硝態(tài)氮分布均勻度顯著高于W1N1T2處理。W1灌水模式下,同一施氮水平,T2處理0-40 cm土層土壤硝態(tài)氮含量顯著低于深條施處理施肥行(T1-Y),但顯著高于深條施處理非施肥行(T1-N),100-200 cm土層土壤硝態(tài)氮含量顯著低于T1-Y,與T1-N無顯著差異;同一拔節(jié)期追肥方式下,N1處理20-100 cm土層土壤硝態(tài)氮含量顯著高于N2處理。W2灌水模式下,同一施氮水平,T3處理0-40 cm土層土壤硝態(tài)氮含量顯著低于T1-Y,但顯著高于T1-N,40 cm以下無顯著差異。說明無論是畦灌還是微噴補灌模式下,拔節(jié)期追肥深條施,施肥行與非施肥行土壤硝態(tài)氮分布不均,不利于小麥對追施氮肥的吸收。與畦灌追肥撒施處理相比,微噴補灌水肥一體化隨水追氮能提高肥料養(yǎng)分分布均勻系數(shù),減少土壤硝態(tài)氮向100 cm以下土層滲漏。3不同處理對小麥群體生長的調(diào)控W1灌水處理春季最大分蘗顯著高于W2灌水處理。各灌水模式下,越冬期、返青期和拔節(jié)期群體均表現(xiàn)出N1水平顯著高于N2水平。W1灌水模式下,兩施氮處理的成穗數(shù)和成穗率均表現(xiàn)為T2處理高于T1和T3處理;W2灌水模式下,T1處理成穗數(shù)及成穗率均低于T2和T3處理。說明畦灌模式下,追肥撒施促進莖蘗成穗,可獲得較高的成穗數(shù)和成穗率,減少20%施氮量,無效分蘗減少,成穗率提高。微噴補灌模式下,追肥深條施不利于莖蘗成穗,成穗數(shù)及成穗率降低。與畦灌相比,微噴補灌無效分蘗減少,成穗率提高,最終成穗數(shù)無顯著差異。4不同處理對小麥花后旗葉光合與衰老特性的影響W1灌水模式下,N2T2處理花后20天和30天旗葉凈光合速率、光系統(tǒng)Ⅱ?qū)嶋H光化學效率及衰老酶活性均顯著低于N1T2處理。W2灌水模式下,N2T3處理花后旗葉凈光合速率、光系統(tǒng)Ⅱ?qū)嶋H光化學效率及衰老酶活性均顯著低于N1T3處理,與W2N2T3處理間無顯著差異。說明畦灌模式下追肥撒施,減少20%施氮量,灌漿中后期旗葉光合同化能力降低,衰老加快,不利于花后同化物的合成;微噴補灌模式下追肥水肥一體隨水噴施,減少20%施氮量,花后旗葉光合同化能力、衰老酶活性均較高,有利于花后干物質(zhì)的積累。5不同處理對小麥氮素積累、轉(zhuǎn)運及利用的影響W1灌水模式下,N1水平各處理植株氮素積累量及成熟期營養(yǎng)器官氮素積累量均高于N2處理,但營養(yǎng)器官氮素轉(zhuǎn)移效率及氮素收獲指數(shù)均較低;同一施氮水平下,T2處理開花期植株氮素積累量顯著高于T1和T3處理,但營養(yǎng)器官氮素轉(zhuǎn)移效率及氮素收獲指數(shù)均顯著低于T1處理。W2灌水模式下,同一施氮水平,T3處理成熟期植株氮素積累量顯著高于T1和T2處理;N1水平各處理氮素利用率顯著低于N2處理。說明畦灌模式下,減少20%的施氮量,降低植株氮素積累量,但營養(yǎng)器官氮素轉(zhuǎn)移效率和氮素收獲指數(shù)提高;拔節(jié)期追肥深條施,提高了營養(yǎng)器官氮素轉(zhuǎn)移效率和氮素收獲指數(shù)。微噴補灌模式下,拔節(jié)期追肥水肥一體化隨水噴施有利于開花后植株氮素的積累,提高成熟期植株氮素積累量。6拔節(jié)期追施~(15)N標記尿素示蹤小麥對氮素的吸收與利用W1灌水模式下,N2處理開花期和成熟期各器官~(15)N豐度、植株積累氮素來自追施氮肥的比例及~(15)N積累量均顯著高于N1處理;同一施氮水平下,開花期T2處理各器官~(15)N積累量均顯著高于T1處理,但成熟期T1處理顯著高于T2處理。W2灌水模式下,開花期和成熟期N2T3處理各器官~(15)N豐度及~(15)N積累量均顯著高于其余處理。說明畦灌模式下,減少20%施氮量,有利于開花后小麥對追施氮素的吸收,氮肥撒施促進拔節(jié)期到開花期植株氮素積累,但開花期到成熟期植株氮素積累量降低,追肥利用率降低。微噴補灌模式下,減少20%施氮量,拔節(jié)期追氮水肥一體化隨水追施促進小麥對追施氮素的吸收與利用。7不同處理對小麥產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響W1灌水模式下,2015-2016年,N2T2處理較N1水平各處理,穗粒數(shù)減少,成穗數(shù)提高,籽粒產(chǎn)量無顯著差異。2016-2017年,N2T1處理與N1水平各處理籽粒產(chǎn)量無顯著差異。W2灌水模式下,N2T1處理籽粒產(chǎn)量顯著低于N2T2和N2T3處理,成熟期穗數(shù)顯著低于N2T2處理,穗粒數(shù)顯著低于N2T3處理;N2水平各處理籽粒產(chǎn)量無顯著差異,但均顯著低于N1水平T2和T3處理。說明畦灌模式下,減少20%施氮量不會對產(chǎn)量造成負面影響;微噴補灌模式下,減少20%施氮量,追肥撒施或水肥一體化隨水噴施均可獲得較高產(chǎn)量,但氮肥深條施不利于籽粒產(chǎn)量的提高。綜上所述,兩灌水模式下,傳統(tǒng)施氮水平上減少20%施氮量均能保持較高的籽粒產(chǎn)量和水氮利用效率。微噴補灌水肥一體化隨水噴施氮肥可保持較高產(chǎn)量水平的同時顯著提高水分利用效率。
【學位單位】：山東農(nóng)業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：S512.1
【部分圖文】：

微噴補灌水肥一體化管理對小麥產(chǎn)量和水氮利用效率調(diào)節(jié)的生理基礎(chǔ)3.1.3 全生育期麥田 0-200 cm 土層土壤貯水消耗量如圖 3 所示，2015-2016 年，W0 灌水模式下 N1 處理 40-140 cm 土層土壤貯水消耗顯著高于 N2 處理；W1 灌水模式下 N1 處理 30-80 cm 土層土壤貯水消耗顯著高于 N2 處理；W2 灌水模式下 N1 處理 20-100 cm 土層土壤貯水消耗顯著高于 N2 處理。2016-201年，W0 灌水模式下 N1 處理 40-180 cm 土層土壤貯水消耗顯著高于 N2 處理；W1 灌水模式 N1 處理 40-140 cm 土層土壤貯水消耗顯著高于 N2 處理；W2 灌水模式下 N1 處理10-140cm 土層土壤貯水消耗顯著高于 N2 處理。綜上所述說明，相同灌水模式下，減少 20%施氮量，降低土壤貯水消耗量。不灌水模式下，施氮量減少降低 40-140 cm 土層土壤貯水的消耗；畦灌模式下，施氮量減少降低 40-80 cm 土層土壤貯水的消耗；微噴補灌模式下，施氮量減少降低 20-100 cm 土層土壤貯水消耗。

圖 4 冬小麥生長季 0-200 cm 土層土壤貯水消耗Fig.4 Soil water consumption amount in the 0-200 cm soil layers生育階段麥田耗水量 4 可知，2015-2016 年，W0 灌水模式下，播種至拔節(jié)期間兩施氮處理異，拔節(jié)至開花和開花至成熟期間 N1 處理顯著高于 N2 處理。W1 灌冬期間兩施氮處理間耗水量無顯著差異，越冬至拔節(jié)、拔節(jié)至開花和1 處理顯著高于 N2 處理，同一施氮水平不同拔節(jié)期追肥模式處理間

3.2 灌溉模式與氮肥運籌對麥田土壤硝態(tài)氮分布的影響3.2.1 拔節(jié)期灌水后麥田 0-100 cm 土層土壤硝態(tài)氮分布如圖 5 所示，2016-2017 年，W1N1T2 處理拔節(jié)期灌水后距離畦首 60m 處 0-40 cm土層土壤硝態(tài)氮含量顯著高于距離畦首 20m 和 40m 處，但 60-100 cm 土層土壤硝態(tài)氮含量隨距離畦首的距離越遠顯著降低；W2N1T3 處理拔節(jié)期灌水后距離畦首 8 m 和 16 m處 0-100 cm 土層土壤硝態(tài)氮含量無顯著差異。W1N1T2 處理拔節(jié)期灌水后距離畦邊緣第一行間和第二行間 0-40 cm 土層土壤硝態(tài)氮含量顯著高于第三行間和第四行間；W2N1T3 處理拔節(jié)期灌水后 0-40 cm 土層土壤硝態(tài)氮分布規(guī)律表現(xiàn)為距離畦邊緣第二行間>第三行間> 第四行間>第一行間。綜上所述說明，畦灌模式下，拔節(jié)期追肥隨水撒施隨著水分的流動會增大畦尾處和畦邊緣處土壤硝態(tài)氮含量；微噴補灌模式下，沿畦長土壤硝態(tài)氮分布較均勻，有利于土壤養(yǎng)分的吸收。
【參考文獻】

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本文編號：2852797