河套灌区滴灌施肥对玉米生长及氮素利用效率影响研究

发布时间：2020-03-31 06:52

【摘要】：当前河套灌区在农业发展中存在着水肥资源不合理利用问题,且水肥资源的浪费现已成为河套灌区农业面源污染的主要来源。本研究以玉米为试验材料,通过2年大田膜下滴灌试验与理论数据相结合的方法,设置不同灌水下限,不同施肥量两因素,同时对照不同施肥频次处理。试验采用张力计指导灌溉,设置3个灌水下限分别为:-20kPa(W1)、-30 kPa(W2)、-40 kPa(W3),并采用张力计控制指导灌溉。每个灌水下限条件下设置5个N-P_2O_5-K_2O配比不同的施肥水平F0~F5,采用少量多次的高频次施肥方式即每次灌水均随水施肥。W2F4灌水施肥水平下设置2个传统的不同施肥频次对照试验(3-F和6-F)。探索滴灌施肥条件下不同水肥供应对玉米生长干物质积累、产量、根区土壤氮素迁移、氮素吸收以及土壤NH_3和N_2O排放的影响机制和效应,在此基础上运用多元回归-空间分析法对玉米高产高效的指标进行综合评价,提出水肥高效利用的最佳灌水施肥模式,取得以下结果:(1)灌水下限为-30kPa和施肥量为216-97.2-54~270-121.5-67.5kg/hm~2,对玉米各生育指标具有最佳促进效果;灌水下限为-30kPa时,0~60 cm土层NO_3~--N分布最为均匀;灌水下限超过-30kPa,施肥量超过270-121.5-67.5 kg/hm~2时,玉米氮素积累增加效果不明显甚至产生抑制作用;灌水下限为-30kPa和施肥216-97.2-54 kg/hm~2,能最大限度提高玉米氮素吸收、降低土壤中硝态氮残留、减少环境中NH_3和N_2O排放。(2)灌水下限为-30kPa,施肥量为162-72.9-40.5 kg/hm~2,NPFP和NAE最大,平均为116.305kg/kg和40.6kg/kg;灌水下限为-30kPa,施肥量在216-97.2-54~270-121.5-67.5kg/hm~2之间,NRE平均可达77.815%;灌水量为276.54~290.38 mm、施肥量为(N)236.96~293.64 kg/hm~2、(P_2O_5)106.63~132.138 kg/hm~2、(K_2O)59.24~73.41kg/hm~2时,WUE、产量和净收益最佳。(3)滴灌少量多次施肥方式下,氨挥发及氧化亚氮累积量均与施氮量呈指数关系,且随施肥量的增加显著增加。施肥量超过216-97.2-54 kg/hm~2会造成气体氮素损失显著增加。少量多次的高频次施肥方式与传统低频次施肥方式比可显著提高产量、玉米氮素吸收、水肥料利用率,且降低土壤中硝态氮残留和氮素气体排放损失。
【图文】：

2 试验设计与方法2.1 试验区概况2.1.1 基本概况本试验依托于内蒙古自治区水利科技重大专项“引黄灌区多水源滴灌高效节水关键技术研究与示范”，并于 2016 年和 2017 年在内蒙古巴彦淖尔市临河区双河镇进步村九庄农业合作社高效节水研究与示范园区的田间小区连续进行两年的试验。试验站布置如图 2 所示。试验地位于河套平原腹地，东经 107°18′，北纬 40°41′。试验站海 1042m，属中温带半干旱大陆性气候。多年年均降水量 130 mm 左右，平均气温 6.8°C，昼夜温差比较大，，日照时间长，多年日照均值为 3229.9h，无霜期 130 天左右。该地区主要种植粮食作物为玉米和葵花等。目前该地区已经形成了黄灌、井灌和滴灌多种灌溉模式，2016 年该试验区膜下滴灌面积达 340 亩。

图 5 田间小区布置与玉米滴灌系统布置图Fig. 5 The plots layout of each cell and drip irrigation system layout for maize试验灌溉方式：采用张力计指导灌水，张力计埋置于滴灌毛管滴头正下方 20c。当埋设深度为 20cm 张力计读数达到指定数值时，进行灌溉并施肥，每次灌水量 22.5 mm。试验施肥方式：根据当地前人任中生的研究结果推荐施肥水平 270-121.5-67g/hm2（N-P2O5-K2O）（F1.0）水平上设置：设置 60%（F1）、80%（F2）、100%（F3）、20%（F4）、施肥处理。用 1/4-1/2-1/4 的滴灌施肥灌溉系统的运行方案。膜下滴灌不灌水施肥试验采用全生育期少量多次高频的随水施肥的方式，单次施肥量的计算方：假设玉米从播种到终止灌溉的时间为 110d，期间每天进行灌水施肥，如因灌水下或降雨等原因连续多天未进行灌水，则下一次灌水时加入到氮肥量应按时间进行累。不同施肥频次试验的施肥方式为：3-F 和 6-F 处理均基施底肥 30kg/亩二铵，全生期分别追施肥 3 次和 6 次，剩余肥料分别于苗期、拔节期、灌浆期按 40%、30%
【学位授予单位】：内蒙古农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S513

【参考文献】

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本文编号：2608726