引言
根据农业农村部提出的“到2020年化肥使用量零增长行动方案”的大背景下,优化施肥是实现粮食高产、肥料高效和环境友好的有效途径,对解决小麦生产中过量和不平衡施肥的问题有重要作用。本试验在系统分析化肥减量使用对小麦生长、产量、养分利用率等影响的基础上,结合前人研究进展,研究了不同化肥减施量下通过控释肥管理对小麦不同特性的影响,旨在为小麦的化肥减量使用技术和养分高效管理提供一定的参考。
1增温对小麦氮含量的影响
增温对小麦植株(秸秆+根+籽粒)氮素含量有一定的负效应,表现为在棕壤、灰钙土、潮土和黄棕壤下增温处理的小麦植株氮含量较常温对照分别降低了14.6%、13.5%、22.7%和10.9%,而黄土和砖红壤上的小麦含氮量未受到显著影响。在潮土下增温后小麦根系含氮量较常温对照降低了45.6%,在其他类型土壤下均无显著变化,说明增温对根系氮素含量总体上影响不大。此外,与常温对照相比,增温后小麦籽粒氮含量在灰钙土下降低12.0%,在其他类型土壤下均未发生显著变化。由此可见,增温后小麦植株氮含量的降低主要是因为根系吸收的氮向秸秆的运输被抑制,进而导致秸秆氮含量显著降低(砖红壤除外)。
2不同施肥处理对小麦收获期土壤速效养分的影响
在小麦收获期采取土壤样品测定各处理土壤速效养分含量,各施肥处理硝态氮含量在9.78~12.63mg/kg,除处理OF外,各处理硝态氮含量无显著差异,处理OF硝态氮含量显著低于其他施肥处理。各施肥处理铵态氮含量在7.43~8.95mg/kg,处理OF铵态氮含量最低,处理50%CRF铵态氮含量最高,但处理间差异并不显著。各施肥处理有效磷含量在72.67~82.90mg/kg,处理50%CRF含量最低,处理OF含量最高,但处理间差异不显著。各施肥处理速效钾含量在173.93~225.27mg/kg,处理50%CRF含量最低,处理OF含量最高,但处理间差异不显著。
3不同土壤肥力下小麦干物质积累与分配的差异
小麦生产是经济剥削的重要先决条件。调查发现,不同土壤肥力下小麦产量差异很大,但都是小麦产量的积极结果。总的来说,小麦干物质每次增加1000公斤HM-2,利润率425公斤HM-2。此外还发现,随着土壤肥力的提高,小麦的累积量也在增加,融化前高土壤和低土壤肥力的干物质的累积量几乎看不到,但融化后却是最高的。在土壤肥力较低的情况下,干粮开花前的营养成分有助于粮食生产;对于高比例的土壤肥力,发胀后积累的干物质量有助于更高的颗粒生成。与产量值为7500公斤的平均土壤肥力相比Hm-2产量水平为900公斤Hm-2谷物和氯胺酮干质量两年积累量、前营养物质输送干物质的量、均聚物积累量和收获指标均较高。实验发现,高产率为10,000公斤的极高土壤肥力增加了种子转移物品中干性和成熟干质的数量,增加了开花前化学品的积累。表明小麦切片后土壤肥力较高有利于干物质的积累,为小麦籽粒提供了充分的物质保障。
4土壤类型对小麦氮磷钾吸收和分配的影响
在增温条件下作物对养分的吸收规律在不同土壤下各不相同。本研究表明,在棕壤下小麦生物量、氮素积累量在增温条件下较常温对照均显著增加,但秸秆氮含量较常温对照显著下降,说明氮素总积累量的增加是由干物质量所贡献的。这与地上部氮、磷、钾累积吸收量与其干物质累积量之间呈显著正相关这一研究结论一致。然而,增温使黄土下小麦干物质量,磷钾含量较常温对照显著降低,氮磷素总积累量的降低以秸秆养分降低为主。这可能是因为黄土有机质含量少,基础肥力弱,供肥能力较差,同时土壤含水量较低,在增温条件下植物蒸腾速率加快,土壤水分供应不足而导致植株生长发育受到抑制。有研究认为,土壤有机碳累积矿化量和矿化速率均随培养温度的升高而增加。本研究中,增温对潮土下小麦的氮磷钾含量及积累量产生负效应,这可能是因为潮土较为贫瘠,且碱性强,保水保肥能力差,在增温环境下加剧了水分和肥料的损失,不利于作物对养分的吸收利用。增温促进了砖红壤下小麦生物量及氮磷含量,且以增加秸秆氮磷含量为主。砖红壤来自我国的海南省,当地气温较高,土壤微生物长期处于高温环境下,通过把土壤空间移位到江苏,常温不是微生物群落的最适温度条件,不利于土壤有机质矿化,而增温有利于其土壤养分的转化与释放。有研究发现,夜间增温后黄棕壤下大豆全生育期内植株干物质量、产量及其构成因素减少,分枝期和开花期的氮磷钾积累量均下降。这与本研究中生长在黄棕壤上的小麦各养分累积量趋势相一致。黄棕壤来自江苏省,与该试验地气候条件一致,生物群落在长期的环境适应中较为稳定,不受外界干扰,温度升高会改变其原有生境,减弱土壤养分释放能力。
5不同轮耕模式对小麦各生育时期土壤养分含量的影响
不同耕作方式对土壤的扰动程度不同,对土壤理化性状的影响也不同,从而可以调节土壤养分的有效性及其矿化速率,进而影响作物对土壤养分的吸收利用。轮耕有利于均衡养分在土层中的空间分布,有效避免养分表面富集现象。土壤速效养分含量是衡量土壤肥沃程度的重要指标,也是影响植物生长发育的关键因子。有研究表明,免耕可提高表层土壤的氮、磷、钾含量,但对深层土壤养分的影响不显著。对比深耕,旋耕显著增加0—10cm土层碱解氮和有效磷含量,而深耕处理30—40cm土层碱解氮和有效磷含量明显高于旋耕处理。研究发现免耕和深松的组合显著增加20—40cm土层速效钾含量。本研究表明,在同一生育时期和相同耕作模式下,20—40cm土层的AN、AP和AK含量与0—20cm土层相比显著降低。在同一生育时期深耕、旋耕和条旋耕相互组合的轮耕模式的AN、AP和AK含量与传统耕作模式(RT-RT-RT)相比大致均呈增高趋势,其中深耕-条旋耕-旋耕(DT-SRT-RT)处理的增加效果最为显著,这是因为轮耕措施有效促进了土壤养分的释放,进而增加土壤养分含量,而且浅旋耕对下层土壤几乎没有扰动,降低了深层土壤与空气的接触,减少了深层土壤养分的矿化。随着小麦生育期的推进,0—20和20—40cm土层土壤有效磷和速效钾含量的变化趋势大致相同,这可能是因为拔节期之后小麦进入生殖生长,对养分的需求加快使得土壤速效养分含量降低,而生殖生长后期养分需求减少,养分含量有明显的回升趋势。表层土壤返青期AN含量较高,可能与冬小麦不同时期对氮素的吸收强度和根系在土层的分布有关,20—40cm土层返青期AN含量最低,而在灌浆期其含量达到峰值。
结束语
小麦是我国最重要的粮食,粮食安全就在附近。由于我国小麦作物数量庞大,面积广,品种多样,农业和肥料等各种管理措施造成了不平等的超重比例,从而导致了土壤养分供应和小麦生产方面的差异。因此,分析不同土质小麦的物质生产特点有利于建立适当的群体结构,缩小生产差距,实现小麦的高效益。
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