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绿肥还田量结合氮肥减施对绿洲灌区小麦产量和氮素吸收利用的影响
柴健, 于爱忠, 李悦, 王玉珑, 王凤, 王鹏飞, 吕汉强, 杨学慧, 尚永盼
作物学报    2023, 49 (11): 3131-3140.   DOI: 10.3724/SP.J.1006.2023.31017
摘要   (362 HTML13 PDF(pc) (649KB)(720)  

针对甘肃河西绿洲灌区小麦生产中产量提高受限、氮素利用率低等问题, 分析绿肥还田配施化学氮肥对小麦产量形成及氮素吸收利用的影响, 为优化小麦施氮制度提供理论依据。2021至2022年, 在河西绿洲灌区开展小麦复种毛叶苕子田间试验, 以传统施氮不复种绿肥为对照(G0N1), 设置: 不施氮不复种绿肥(G0N0); 绿肥7500 kg hm-2+氮肥减量15% (G1N2); 绿肥15,000 kg hm-2+氮肥减量15% (G2N2); 绿肥22,500 kg hm-2+氮肥减量15% (G3N2); 绿肥30,000 kg hm-2+氮肥减量15% (G4N2); 绿肥7500 kg hm-2+氮肥减量30% (G1N3); 绿肥15,000 kg hm-2+氮肥减量30% (G2N3); 绿肥22,500 kg hm-2+氮肥减量30% (G3N3); 绿肥30,000 kg hm-2+氮肥减量30% (G4N3), 分析了绿肥还田量和化学氮肥减量的组合效应对小麦氮素吸收积累及籽粒产量的影响。结果表明, 绿肥还田30,000 kg hm-2配合化学氮肥减量15% (G4N2)在提高作物产量的同时促进了氮素高效利用。与G0N1相比, G4N2处理籽粒产量和氮素利用效率分别提高8.2%、45.4% (P<0.05)。G4N2较G2N2、G4N3、G3N3籽粒产量分别提高25.6%、19.1%和15.5%, 氮素利用效率分别提高28.9%、8.4%和24.3%, G1N2、G1N3与G0N1无显著差异。G4N2处理较G0N1收获指数、氮肥偏生产力及氮素收获指数分别提高36.8%、43.8%、33.9% (P<0.05), 较G3N2、G2N2、G4N3、G3N3分别平均提高15.0%~26.3%、9.6%~29.2%和5.6%~11.2%。小麦开花期和成熟期, G4N2处理地上部氮素积累量较其他处理平均提高22.5%、13.9%, 氮素营养指数较其他处理平均提高38.1%、37.4% (P<0.05)。同时, 与G0N1相比, G4N2处理茎和叶的氮素转运量平均提高35.8%、20.4%, 氮素转运率平均提高26.6%、23.3%, 氮素转运对籽粒的贡献率平均提高29.1%、25.7% (P<0.05)。综上所述, 河西绿洲灌区绿肥还田30,000 kg hm-2配合化学氮肥减量15%相比传统施氮不复种绿肥能够有效协调小麦地上部氮素的积累及向籽粒的转运, 提高氮素利用效率, 促进小麦增产。


处理
Treatment
土壤水分
Soil moisture (%)
土壤有机质含量
Total organic matter (g kg-1)
土壤全氮含量
Total N (g kg-1)
绿肥播前
Before green
manure planting
小麦播前
Before wheat
sowing
绿肥播前
Before green
manure planting
小麦播前
Before wheat
sowing
绿肥播前
Before green
manure planting
小麦播前
Before wheat
sowing
G0N0 10.6 d 11.1 d 11.12 d 11.14 d 0.68 c 0.60 e
G0N1 11.8 c 12.4 c 11.74 c 11.88 c 0.81 b 0.81 d
G1N2 11.9 c 12.4 c 11.94 c 12.01 c 0.82 ab 0.84 c
G2N2 12.4 b 14.8 b 12.01 b 12.12 bc 0.82 a 0.84 bc
G3N2 12.6 b 15.2 ab 12.07 bc 12.11 b 0.84 a 0.85 b
G4N2 13.2 a 15.8 a 12.22 a 12.28 a 0.85 a 0.86 a
G1N3 11.4 cd 11.6 d 11.88 c 11.93 c 0.81 ab 0.83 c
G2N3 11.9 c 12.3 cd 12.02 b 12.10 bc 0.81 ab 0.83 c
G3N3 12.1 b 13.1 bc 12.08 ab 12.11 b 0.82 ab 0.84 bc
G4N3 12.8 b 13.6 b 12.09 ab 12.16 ab 0.83 a 0.85 b
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表2 绿肥播前和小麦播前0~30 cm土层土壤水分、有机质及全氮含量
正文中引用本图/表的段落
绿肥播前和小麦播前0~30 cm土层土壤水分、有机质及全氮含量如表2所示。与绿肥播前相比, 小麦播前土壤水分、有机质及全氮含量均有所提高。与传统施氮不复种绿肥相比(G0N1), 小麦播前G4N2、G3N2、G4N3土壤水分分别提高21.5%、18.4%和8.8%, 有机质含量分别提高3.3%、1.9%和2.4%, 全氮含量分别提高6.1%、5.8%和5.2%, G1N2、G2N2、G1N3和G2N3间无显著差异(P<0.05)。此外, 不施氮不复种绿肥(G0N0)处理显著降低了小麦播前0~30 cm土层中土壤全氮含量。综上说明, 种植并翻压绿肥并未导致小麦播前0~30 cm土层中土壤水分及有机质、全氮含量的降低, 其中绿肥还田30,000 kg hm-2配合化学氮肥减量15% (G4N2)蓄水保墒、提高土壤养分的效果最为显著。
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