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免耕轮作对减氮小麦产量下降的补偿效果
武斌, 曹永刚, 胡发龙, 殷文, 樊志龙, 范虹, 柴强
作物学报    2025, 51 (7): 1959-1968.   DOI: 10.3724/SP.J.1006.2025.41078
摘要   (46 HTML2 PDF(pc) (931KB)(38)  

针对河西绿洲灌区小麦生产连作普遍、氮肥施用量大等问题, 开展轮作结合免耕对减量施氮小麦产量的影响研究, 以期为优化小麦栽培管理提供依据。2022—2023年, 通过裂区试验, 重点研究前茬玉米及其处理方式(免耕留茬、翻耕)对减量施氮小麦干物质累积特性、产量及其构成因素的影响, 试验主区为免耕轮作小麦(NTRW)、翻耕轮作小麦(CTRW)、翻耕连作小麦(CTCW) 3种种植方式, 裂区设小麦225 kg hm-2 (常规, N1)和180 kg hm-2 (减氮20%, N2) 2个施氮水平。结果表明, 轮作较连作可提高小麦籽粒产量及生物产量, 且轮作能有效补偿氮肥减施引起的产量下降负效应, 与免耕结合能进一步强化补偿效应。与CTCW相比, NTRW、CTRW籽粒产量分别提高31.7%、17.3%, 生物产量分别提高15.3%、10.3%; 氮肥减施20%后籽粒产量及生物产量分别降低6.2%、3.7%。但CTRWN2较CTCWN1籽粒产量和生物产量分别提高5.8%和4.6%, 且NTRWN2较CTCWN1籽粒产量和生物产量分别提高21.9%、11.6%。与CTCW相比, NTRW、CTRW孕穗期—成熟期的CGR分别提高22.4%、13.6%, 全生育期Vmean分别提高15.0%、10.2%; 氮肥减施20%后CGR及Vmean分别降低3.8%、3.6%。但CTRWN2较CTCWN1的CGR和Vmean分别提高6.3%、4.5%, 且NTRWN2较CTCWN1的CGR和Vmean分别提高19.3%、11.6%。与CTCW相比, NTRW、CTRW穗粒数分别提高12.0%、4.7%, 收获指数分别提高14.4%、6.5%, 穗数分别提高5.0%、8.0%; 氮肥减施20%后穗粒数、收获指数、穗数分别降低2.5%、2.9%、2.3%。但CTRWN2较CTCWN1的穗数提高4.3%, 穗粒数、收获指数差异不显著, 且NTRWN2较CTCWN1穗粒数、收获指数分别提高10.3%、9.3%, 穗数差异不显著。因此, 在河西绿洲灌区, 免耕轮作小麦结合180 kg hm-2施氮量是该区适宜推广利用的小麦节氮增产有效措施。


年份
Year
种植方式
Cropping pattern
施氮水平
N level
回归方程
Regression equation
R2 最大增长速率出现的天数Days of maximum growth rate (t50, d) 最大增长速率
Maximum growth rate (Vmax, kg hm-2 d-1)
平均增长速率
Mean growth rate
(Vmean, kg hm-2 d-1)
2022 NTRW N1 Y=17900/(1+e8.549-0.125t) 0.999 68.4 c 559.3 a 175.1 a
N2 Y=17633/(1+e8.659-0.127t) 0.999 68.4 c 558.4 a 174.3 a
CTRW N1 Y=18733/(1+e7.703-0.112t) 0.999 68.6 bc 526.1 b 172.2 a
N2 Y=17567/(1+e7.718-0.112t) 0.998 69.1 ab 490.4 c 162.0 b
CTCW N1 Y=16800/(1+e8.078-0.117t) 0.998 69.2 a 490.0 c 156.1 c
N2 Y=15967/(1+e8.496-0.123t) 0.999 69.3 a 489.6 c 147.7 d
2023 NTRW N1 Y=18400/(1+e7.538-0.111t) 0.999 67.9 b 510.6 a 173.1 a
N2 Y=18233/(1+e7.596-0.112t) 0.999 68.0 b 509.0 a 171.8 a
CTRW N1 Y=18466/(1+e7.038-0.103t) 0.999 68.3 ab 475.2 b 168.9 b
N2 Y=18133/(1+e6.971-0.102t) 0.999 68.6 ab 460.9 c 162.3 c
CTCW N1 Y=17600/(1+e7.181-0.104t) 0.999 69.1 a 457.6 c 154.1 d
N2 Y=16633/(1+e7.288-0.106t) 0.999 69.0 a 439.4 d 145.7 e
显著性(P值) Significance (P-value)
种植方式Cropping pattern (C) *** *** ***
施氮水平 Nitrogen level (N) NS NS ***
C×N NS NS ***
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表2 免耕轮作及减氮下小麦地上部干物质积累随生长天数变化的Logistic方程
正文中引用本图/表的段落
式中, CGR代表群体生长率(kg hm-2 d-1), t2t1为测定时期, W2W1分别为t2t1时期的干物质积累量(kg hm-2)。
轮作提前最大增长速率出现的天数(t50)并提高最大增长速率(Vmax), 免耕能进一步提前最大增长速率出现的天数(t50), 减氮及其二者互作对最大增长速率出现的天数(t50)和最大增长速率(Vmax)影响不显著。与对照CTCW相比, NTRW、CTRW的t50分别提前1.0 d、0.5 d; NTRW的Vmax提高13.9%, CTRW差异不显著。轮作提前最大干物质积累速率出现的天数, 有利于生长早期的快速发育并尽早建成作物群体。轮作提高最大干物质积累速率, 能够维持快速生长期较高的干物质积累速率。轮作较连作可提高平均增长速率, 且有效补偿减氮造成的平均增长速率降低的负效应, 免耕能够进一步强化轮作补偿效应。与对照CTCW相比, NTRW、CTRW的Vmean分别提高15.0%、10.2%; 与N1相比, N2处理的Vmean降低3.6%。与对照CTCWN1相比, CTRWN1、CTRWN2的Vmean分别提高10.0%、4.5%, NTRWN1、NTRWN2的Vmean分别提高12.2%、11.6%, 且NTRWN1与NTRWN2差异不显著(表2)。轮作提高了全生育期的平均增长速率, 为作物的高产奠定了基础。
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