江漢平原水稻—油菜輪作系統(tǒng)氮磷鉀肥施用及氮肥運(yùn)籌效應(yīng)研究
發(fā)布時間:2018-06-18 07:07
本文選題:肥料 + 氮磷鉀(NPK) ; 參考:《華中農(nóng)業(yè)大學(xué)》2016年博士論文
【摘要】:耕地業(yè)歷來以實(shí)現(xiàn)更高的生產(chǎn)水平為目的;然而,現(xiàn)在需要考慮新的多樣目標(biāo)。作物和生產(chǎn)系統(tǒng)對環(huán)境的影響、農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本、提升營養(yǎng)物質(zhì)利用率是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的主要目標(biāo)之一。水稻旱地旱輪作在南亞國家很重要,覆蓋面積約2670萬公頃。而在中國,輪作的產(chǎn)量占據(jù)谷物總產(chǎn)量的72%,覆蓋約13萬公頃的區(qū)域。中國長江流域是 水稻-油菜‖水旱輪作系統(tǒng)的主要種植地,其產(chǎn)量占據(jù)中國谷物總產(chǎn)量的70%,油菜產(chǎn)量更是占據(jù)中國油菜總產(chǎn)量的91%。在該區(qū)域,油菜在單瓣水稻-油菜輪作中或重瓣水稻-油菜輪作中種植,但兩者都限制了作物的期限和土壤的養(yǎng)分供應(yīng)。此外,水稻旱地輪作的產(chǎn)量面臨著顯著的下降或停滯,因?yàn)樗目沙掷m(xù)性受到肥料失衡應(yīng)用、較低的養(yǎng)分利用率和土壤肥力下降的威脅。這引起一系列的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境問題,因此,本文進(jìn)行一系列的調(diào)查實(shí)驗(yàn),以期解決此類問題。中國的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)已經(jīng)取得驚人的成就,但未來在確保食物安全和環(huán)境安全上還有無數(shù)的挑戰(zhàn)。分析平衡施肥和本土營養(yǎng)素的供給能力將有助于促進(jìn)糧食產(chǎn)量和環(huán)境可持續(xù)發(fā)展。水稻旱地輪作是研究區(qū)域內(nèi)重要的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng),F(xiàn)已經(jīng)通過運(yùn)用礦物肥料來增加水稻和油菜的產(chǎn)量。然而,水稻-油菜輪作中,氮(N)、磷(P)、鉀(K)的積累和適當(dāng)應(yīng)用與高的產(chǎn)量和養(yǎng)分供應(yīng)能力之間的關(guān)系仍然不明確。因此,2011至2013年間,我們的田間試驗(yàn)在華中湖北省的洪湖(HH)、沙洋(SY)和荊州(JZ)三個地點(diǎn)進(jìn)行,為的是研究水稻-油菜輪作中提高作物產(chǎn)量和本土營養(yǎng)供應(yīng)能力的施肥效應(yīng)。四種礦物肥料(NPK,NP,NK和PK)和三個重復(fù)項一起被置于隨機(jī)組中。在研究地兩年(2011-2013)的水稻-油菜輪作中,與磷鉀肥(PK)相比,施用氮磷鉀肥(NPK)的農(nóng)作物產(chǎn)量均顯著上升:19-41%(水稻)和61-76%(油菜)。施肥的產(chǎn)量效應(yīng)排序依次為:氮磷鉀氮磷氮鉀磷鉀,這顯示出氮(N)是排在磷(P)和鉀(K)之后最具限制性的水稻油菜輪作營養(yǎng)素。最高的氮(N)、磷(P)和鉀(K)的積累是在氮磷鉀肥(NPK)的情況下,而最低的吸收是在磷鉀肥(PK)的條件下。此外,當(dāng)和氮(N)一起施用時,磷(P)和鉀(K)的積累效應(yīng)很高。和氮磷鉀(NPK)肥相比,本土的供氮能力(INS),本土的供磷能力(IPS)和本土的供鉀能力(IKS)降低到一個顯著水平,并影響了每個點(diǎn)的水稻油菜輪作產(chǎn)量。INS,IPS和IKS的結(jié)果表明,在這些土壤平衡施肥對于避免土壤肥力狀況惡化是必要的。根據(jù)作物的產(chǎn)率,養(yǎng)分的積累和土壤養(yǎng)分的供給能力得知,氮磷鉀肥(NPK)均衡營養(yǎng)的使用是提高水稻油菜產(chǎn)量和環(huán)境安全的關(guān)鍵策略。氮(N)肥的高效率使用對于提高作物生產(chǎn)力和保持環(huán)境可持續(xù)性非常重要。水稻-油菜輪作是中國經(jīng)濟(jì)和糧食安全的支柱。因此,本研究于2011-2013年間在洪湖進(jìn)行了一個現(xiàn)場試驗(yàn),以確定提高作物產(chǎn)量的最合適施氮量和水稻-油菜輪作中氮的使用效率。六種氮肥處理(RO1,RO2,RO3,RO4,RO5和RO6)和三個重復(fù)項一起被放入完全隨機(jī)組中。ROx代表了水稻和油菜的氮肥施用量。與RO1(控制;沒有使用)相比,在2011-2013年總輪作期間,施加了氮肥的地塊的糧食產(chǎn)量顯著上升59-71%(水稻)和109-160%(油菜)。此外,本研究觀察到氮積累的類似趨勢,水稻和油菜的范圍分別為88-125%和134-200%。在總輪作期間,RO2氮的利用率(NUE)很高(38.5%),RO6氮的利用率(NUE)很低(34.2%)。R05的表觀氮平衡(ANB)最低(183.4千克/公頃),R02其次(234.2千克/公頃),R06最高(344.5千克/公頃),糧食產(chǎn)量、氮的利用率(NUE)和表觀氮平衡(ANB)的結(jié)果表明,R02的施氮量為最優(yōu)選擇。這些信息可以幫助華中地區(qū)的水稻油菜輪作系統(tǒng)開發(fā)具有成本效益的、環(huán)境友好型的管理策略。冬油菜(油菜)是一種顯性油料作物,并已成為食用油產(chǎn)品以及能源農(nóng)業(yè)的替代作物。本研究旨在找出氮(N)、磷(P)、鉀(K)肥組合的產(chǎn)量效應(yīng),以及油菜作物中油和蛋白質(zhì)的含量。2012-2013年間,根據(jù)湖北省三個地點(diǎn)的地方建議,氮(N),磷(P),鉀(K)肥(NPK,NP,NK和PK)的四種肥料被應(yīng)用。相比于研究點(diǎn)的磷鉀(PK)肥,施用氮磷鉀(NPK)肥后的油菜產(chǎn)量顯著上升61-72%。施肥產(chǎn)量效應(yīng)的排序依次為:NPKNPNKPK,說明氮是磷、鉀之后油菜生產(chǎn)力中最具限制性的營養(yǎng)素。氮、磷、鉀肥的施用可顯著影響油和蛋白質(zhì)的含量,在所有對照組中,氮磷鉀(NPK)組合效果最佳。油和蛋白質(zhì)的含量以及其它脂肪酸(棕櫚酸,硬脂酸,油酸,亞油酸和亞麻酸)沒有受到氮磷鉀肥的施加的顯著影響。通過增加氮肥的施用量,油菜的含油量持續(xù)減少,蛋白質(zhì)含量持續(xù)增加。這些結(jié)果表明,相比于其它組合氮磷鉀(NPK)的組合更高效。
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本文編號:2034626
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