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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。


年份
Year
处理
Treatment
氮转运量
Translocation of N
(kg hm-2)
氮转运率
Translocation rate of nitrogen (%)
转运氮对籽粒氮素的贡献率
Contribution of translocated nitrogen to grain N
(%)
叶片Leaf 茎Stem 叶片Leaf 茎Stem 叶片Leaf 茎Stem
2021 G0N0 36.1 f 28.9 f 54.2 f 51.6 f 23.1 g 17.0 g
G0N1 42.2 e 49.8 e 57.7 e 54.4 e 26.6 f 22.9 f
G1N2 47.3 e 53.0 d 62.3 d 58.1 cd 28.6 e 23.5 ef
G2N2 57.4 cd 58.9 b 63.9 d 64.3 b 29.2 e 25.3 de
G3N2 64.9 b 57.5 bc 69.7 bc 65.6 b 33.9 bc 27.5 c
G4N2 71.1 a 61.2 a 74.1 a 72.2 a 36.5 a 32.4 a
G1N3 43.9 e 51.3 de 58.1 e 57.2 d 25.3 f 24.4 def
G2N3 55.1 d 56.2 c 64.3 d 58.9 cd 32.4 cd 25.1 de
G3N3 60.4 bc 57.3 bc 67.9 c 60.8 c 31.6 d 25.9 cd
G4N3 64.1 b 58.2 b 70.5 b 66.6 b 34.3 b 29.4 b
2022 G0N0 35.0 g 35.0 f 56.1 g 52.1 g 22.6 g 18.2 g
G0N1 47.5 f 50.4 e 58.3 f 55.2 f 25.3 f 22.5 f
G1N2 59.5 de 54.2 d 62.0 e 57.5 e 29.5 e 24.1 e
G2N2 60.8 d 57.9 bc 65.5 cd 63.6 c 31.9 cd 25.5 de
G3N2 64.8 bc 60.0 b 68.7 b 66.3 b 34.4 b 27.2 cd
G4N2 68.9 a 64.8 a 74.0 a 70.4 a 36.4 a 32.1 a
G1N3 57.9 e 52.4 de 58.0 f 57.0 e 26.3 f 24.1 e
G2N3 59.2 de 54.1 d 64.2 d 58.8 de 30.8 de 24.8 de
G3N3 63.5 c 57.1 c 66.6 c 60.1 d 33.0 bc 26.3 c
G4N3 65.6 b 59.2 bc 70.0 b 66.6 b 33.8 b 29.1 b
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表3 绿肥还田结合氮肥减施条件下小麦茎叶氮素转运及其对籽粒氮素的贡献率
正文中引用本图/表的段落
绿肥还田结合氮肥减施对小麦茎叶氮素转运及其对籽粒氮素的贡献影响显著(表3)。与传统施氮无绿肥还田(G0N1)相比, G4N2处理叶和茎的氮素转运量在2021年和2022年平均提高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)。与不施氮无绿肥还田(G0N0)相比, G4N2处理叶和茎的氮素转运量在2021和2022年平均提高49.3%、45.9%, 氮素转运率平均提高24.1%、25.9%, 氮素转运对籽粒的贡献率平均提高37.8%、43.3% (P<0.05)。各绿肥还田处理之间相比, 茎叶的氮素转运量、转运率及贡献率G4N2较G3N2平均提高7.4%、7.5%和11.1%, G4N2较G4N3平均提高7.4%、6.4%和7.7% (P<0.05), G4N3与G3N3氮素转运量无显著差异, G1N2与G1N3、G2N3氮素转运量、转运率及贡献率均无显著差异。综上说明, 绿肥还田30,000 kg hm-2配合化学氮肥减量15% (G4N2)能够提高小麦茎叶氮素转运量和氮素转运率以及对小麦籽粒氮素积累的贡献。
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