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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
2021 2022
氮素利用效率
NUTE (kg kg-1)
氮素收获指数
NHI
氮肥偏生产力
PFPN (kg kg-1)
氮素利用效率
NUTE (kg kg-1)
氮素收获指数
NHI
氮肥偏生产力
PFPN (kg kg-1)
G0N0 21.2 g 0.61 g - 21.1 f 0.56 g -
G0N1 25.2 f 0.67 f 33.3 e 25.0 e 0.62 f 33.3 f
G1N2 26.3 ef 0.73 de 42.0 d 26.1 de 0.68 def 39.4 e
G2N2 32.7 cd 0.79 bc 45.1 c 33.0 c 0.73 bcd 45.1 d
G3N2 39.7 b 0.84 b 53.6 b 40.0 b 0.79 b 52.3 c
G4N2 46.0 a 0.89 a 59.3 a 45.8 a 0.88 a 59.3 a
G1N3 26.4 ef 0.69 ef 34.8 e 26.3 de 0.64 ef 33.4 f
G2N3 29.5 de 0.74 cd 43.4 cd 29.5 d 0.69 cde 44.4 d
G3N3 34.8 c 0.79 bc 52.2 b 34.8 c 0.74 bc 51.6 c
G4N3 42.1 b 0.82 b 53.5 b 42.1 b 0.79 b 54.8 b
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表4 绿肥还田结合氮肥减施条件下小麦氮素利用率
正文中引用本图/表的段落
绿肥还田结合氮肥减施对小麦氮素吸收利用影响显著(表4)。各绿肥还田处理之间比较, 氮素利用效率、氮素收获指数均随着绿肥还田量的增加而显著提高, G4N2较G3N2、G2N2、G1N2两年均值分别提高9.6%~29.5%、13.3%~42.9%、7.9%~20.7%, G4N3较G3N3、G2N3、G1N3分别提高3.9%~24.7%、17.4%~37.4%、4.8%~17.8% (P<0.05); 与无绿肥还田(G0N0、G0N1)相比, G4N2处理分别提高45.4%~53.9%、27.1%~33.9% (P<0.05)。同时, G4N2处理下氮肥偏生产力显著提高, 较G4N3、G0N1分别提高8.7%、43.8% (P<0.05)。综上说明, 绿肥还田30,000 kg hm-2配合化学氮肥减量15% (G4N2)能够促进小麦氮素吸收利用, 有效提高地上部氮素积累, 进而促进氮肥偏生产力的提高, 在减少供氮量的条件下保证产量提高。
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