不同覆盖措施下旱地冬小麦的氮磷钾需求及其生理效率

【目的】目前西北旱地小麦水肥管理与保水栽培多集中于产量和水分利用效率的研究,养分效率以及养分吸收后形成小麦籽粒产量和养分含量能力的报道相对较少。本研究探讨了不同覆盖措施对黄土高原旱地冬小麦氮磷钾需求和生理效率的影响,为提高黄土高原旱地冬小麦养分效率,以及为促进小麦的高效优质生产提供理论依据。【方法】以冬小麦为供试作物,在陕西省永寿县连续进行了4年田间定位试验,以不施氮肥为对照,施N 195 kg/hm^2(N1农户模式)、N 150 kg/hm^2(N2农户减氮),全膜穴播、垄覆沟播和秸秆覆盖,共6个处理,3个覆盖处理施氮量均为150 kg/hm^2。调查分析了冬小麦籽粒产量、籽粒养分含量、籽粒产量形成和籽粒养分含量形成的氮磷钾需求及生理效率。【结果】减氮无覆盖处理较常规施氮处理籽粒产量形成的需氮量显著降低5.3%,其他指标均无显著性差异。在150 kg/hm^2施氮条件下,与无覆盖相比,垄覆沟播的产量未增加,但提高了地上部吸氮量,籽粒产量形成的需氮量显著增加2.6%,籽粒产量形成的氮生理效率降低6.3%;全膜穴播籽粒产量显著增加6.9%,地上部吸氮量提高11.3%;秸秆覆盖产量增加3.5%,地上部吸氮量显著增加13.2%,籽粒产量形成的需氮量显著增加8.5%,籽粒产量形成的氮生理效率降低3.9%。与相同施氮量无覆盖相比,垄覆沟播地上部吸磷量和吸钾量未增加,全膜穴播地上部吸磷量和吸钾量分别显著增加15.6%、23.4%,籽粒产量形成的钾生理效率显著降低10.6%;秸秆覆盖地上部吸磷量和吸钾量分别显著增加13.2%、24.4%,籽粒产量形成的磷、钾生理效率分别显著降低9.9%、15.1%。在施氮量由195 kg/hm^2减至150 kg/hm^2后,与无覆盖相比,采用垄覆沟播技术未能增加小麦产量,但增加了地上部的吸氮量,从而提高了籽粒产量形成的需氮量,降低了氮的生理效率;采用全膜穴播技术提高了籽粒产量,同时增加地上部吸氮量,但未增加籽粒产量形成的需氮量和氮生理效率;采用秸秆覆盖技术增加了产量,同时增加地上部吸氮量,而籽粒产量形成的需氮量也增加,从而降低了籽粒产量形成的氮生理效率。【结论】旱地小麦生产中为保证籽粒产量和营养品质,需增加地膜覆盖和秸秆覆盖的氮肥用量。

减氮结合不同覆盖对冬小麦产量、水氮利用及根系的影响

【目的】研究减氮结合不同覆盖措施对黄土高原旱地冬小麦的保水增产效应,探索旱地冬小麦在减氮结合不同覆盖模式下的高产、高效与环境友好型的栽培施肥技术。【方法】于2014-2016年在陕西省永寿县进行田间试验,研究减氮结合不同覆盖措施对冬小麦产量、水氮利用效率和根系的影响。【结果】在150 kg·hm^(-2)施氮条件下,与农户减氮相比,垄覆沟播氮肥生理效率在第1年增加12%,耗水量在第2年显著增加7%;全膜穴播产量、播前贮水量和氮肥生理效率在第1年分别增加15%、15%和16%,在第2年分别增加12%、10%和35%;秸秆覆盖产量和播前贮水量在第1年分别增加9%和16%,水分利用效率和地上部吸氮量在第2年分别增加12%和17%。垄覆沟播和全膜穴播总根长在第1年分别减少35%、26%;秸秆覆盖总根干重、总根长在第1年分别减少63%、43%;第2年分别减少41%和17%。【结论】农户减氮相比农户模式冬小麦产量、水氮利用及根系生长均无显著影响。在150 kg·hm^(-2)施氮条件下,与农户减氮相比,垄覆沟播提高了氮肥生理效率和耗水量;全膜穴播显著提高冬小麦产量、播前贮水量和水分利用效率,同时能够提高对氮素的吸收和利用效率;秸秆覆盖显著提高播前贮水量和水分利用效率,进而提高冬小麦产量;垄覆沟播、全膜穴播和秸秆覆盖均显著降低冬小麦总根干重和总根长。因此,减氮结合覆盖是实现旱地冬小麦增产增效的重要措施。

减氮结合覆盖对旱地冬小麦花后生理性状及产量的影响

在渭北旱塬雨养农作条件下,结合当地氮肥施用过量的现状,于2012~2016年4个冬小麦种植季度,以无氮裸播为对照,研究了减氮结合覆盖(农户模式,农户减氮,垄覆沟播,全膜穴播,秸秆覆盖)对旱地冬小麦花后生理性状及产量的影响。结果表明:减氮结合覆盖较农户模式并不一定会降低小麦产量,其中全膜穴播连续3年增产分别高达175、725和1 022 kg/hm^2。叶绿素相对含量SPAD值随氮肥施用量的增加呈先升高后降低的趋势,而氮肥对冬小麦花期旗叶光合速率的影响虽未达到显著水平,但施氮也促进了光合速率的提升,其中覆盖处理对SPAD值及光合速率有一定的负效应。另外,过量施氮与不同覆盖处理的花期根系活力较农户减氮显著降低了30.6%~38.5%。开花期旗叶硝酸还原酶活性不仅随着施氮量的增加而提高,也对除垄覆沟播外的其它覆盖处理有显著正效应,其中全膜穴播与秸秆覆盖处理较农户减氮分别提高了4.2%和5.8%。