施氮对关中灌区秸秆还田小麦生长及秸秆腐解规律的影响

【摘要】：在冬小麦-夏玉米轮作模式下实施秸秆还田，对促进秸秆资源的利用以及冬小麦的高效生产有十分重要的意义。施用氮肥对冬小麦籽粒产量和品质均有重要的影响，不合理施氮不仅可能会导致籽粒产量和品质的下降，还能引发环境污染问题，制约农业的高产高效及可持续发展。因此，研究秸秆还田下作物定量施氮问题十分必要。本文研究了关中地区不同施氮量下秸秆还田措施对冬小麦产量及养分吸收的影响，旨在为该区秸秆还田冬小麦氮肥优化管理提供科学依据。研究进行了两年田间试验，第一年以冬小麦西农979为供试材料，设秸秆还田配施0、87.5、175、262.5、350kg/hm~2氮肥（N）以及单施175kg/hm~2氮肥（N）6个处理；第二年以周麦23为供试材料，设5个氮肥用量（0、84、168、252、336kg/hm~2）为主处理、秸秆还田与否为副处理共10个处理的田间裂区试验，分析了秸秆还田配施氮肥措施对冬小麦产量构成要素、产量、地上部氮磷钾吸收和耕层土壤氮磷钾养分含量的影响；并采用尼龙网袋法研究了田间状态下还田玉米秸秆中氮、磷、钾的释放规律。论文获得的主要结果如下： （1）第一年度，与单施氮肥处理相比，秸秆还田配施氮肥处理冬小麦籽粒产量增加18.5%；然而在第二年度，不同施氮量下秸秆还田与不还田处理冬小麦籽粒产量相比差异不显著，表现为低施氮量配合秸秆还田处理冬小麦产量有降低趋势，高施氮量配合秸秆还田处理有增加趋势，原因是第二年小麦播前降雨量大、底墒远高于第一年，因此秸秆还田措施的保水优势无法体现，导致不增产。 （2）冬小麦籽粒、茎叶和颖壳中氮素含量随着秸秆还田配施氮量的增加而显著增加，秸秆还田配施氮肥对冬小麦颖壳和籽粒中磷素以及茎叶和籽粒中钾素含量无影响，而对茎叶中磷素和颖壳中钾素的影响在两季试验中呈现不同规律。冬小麦的氮素表观利用率和氮肥农学效率在两年试验中均表现为秸秆还田配施氮肥处理高于单施氮肥处理，分别提高了17.77%和66.76%（2010-2011）；3.29%~24.46%和15.04~30.05kg/kg（2011-2012），但差异不显著。 （3）相对于秸秆还田不施氮肥处理，秸秆还田配施氮肥处理土壤有机质含量呈增加趋势，增加幅度为0.22%~11.90%；与单施氮肥处理相比，秸秆还田配施氮肥有增加耕层土壤中硝态氮储量的趋势，变化幅度为：-0.6%~74.1%，并能更有效地将土壤中的硝态氮保留在土壤表层；秸秆还田处理较秸秆不还田处理耕层速效钾含量提高，提高幅度为0.74%~17.87%。 （4）秸秆还田具有保水作用，能提高冬小麦水分利用效率。秸秆还田处理各土层土壤含水量比秸秆不还田处理均有所提高，平均提高水平达到6.92%，冬小麦水分利用效率平均提高5.14%。 （5）持续190天的田间玉米秸秆腐解试验表明：玉米秸秆在冬小麦生育期内的腐解经历了“快-慢-快”三个阶段。玉米秸秆在前40天腐解速度很快，之后从第40天到第70天干物质腐解速度变缓，第70天后玉米秸秆的腐解速度又加快。前40天、第40天到第70天和第70天之后这三个时间段内在对照和施氮肥处理中玉米秸秆的腐解量占总腐解量的比例分别为59.12%和58.98%，1.06%和7.07%，以及39.83%和33.96%；经过190天的腐解，玉米秸秆干物质腐解率达到28%~30%，即在冬小麦生育期内还田玉米秸秆无法实现充分的腐解；玉米秸秆中养分释放率大小依次为：钾素氮素磷素，释放率依次为79.41%、38.10%和37.28%。与不施氮处理相比，施用氮肥有促进秸秆干物质腐解及氮磷释放的趋势，但差异不显著。 【关键词】：冬小麦产量 氮肥用量 秸秆还田 养分吸收 秸秆腐解
【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：S512.11;S141;S513
【目录】：

• 摘要6-8
• ABSTRACT8-12
• 第一章 文献综述12-22
• 1.1 研究背景12-14
• 1.2 秸秆还田研究现状14-19
• 1.2.1 秸秆还田对作物产量的影响14-15
• 1.2.2 秸秆还田对土壤养分状况的影响15-16
• 1.2.3 秸秆还田对土壤结构的影响16
• 1.2.4 秸秆还田对土壤有机质含量的影响16-17
• 1.2.5 秸秆还田对生态环境的影响17
• 1.2.6 秸秆还田条件下定量施肥的研究17-18
• 1.2.7 秸秆还田提高作物氮素效率的原因18-19
• 1.3 秸秆腐解过程中氮磷钾养分释放规律研究19-21
• 1.3.1 影响秸秆腐解的因素19-20
• 1.3.2 秸秆腐解特征20-21
• 1.4 秸秆还田研究中存在的问题21
• 1.5 本研究的目的21-22
• 第二章 秸秆还田配施氮肥对冬小麦产量及氮磷钾吸收的影响22-36
• 摘要22-23
• 2.1 材料与方法23-24
• 2.1.1 试验地概况23
• 2.1.2 试验设计23-24
• 2.1.3 试验测定项目及方法24
• 2.1.4 数据处理24
• 2.2 结果分析24-32
• 2.2.1 不同处理对冬小麦籽粒产量、生物量及收获指数的影响24-26
• 2.2.2 不同处理对冬小麦产量构成要素的影响26-28
• 2.2.3 不同处理对冬小麦氮肥利用的影响28
• 2.2.4 不同处理对冬小麦地上部养分吸收的影响28-32
• 2.3 讨论32-34
• 2.3.1 秸秆还田措施配施氮肥对冬小麦产量的影响32-33
• 2.3.2 秸秆还田措施配施氮肥对冬小麦养分吸收的影响33-34
• 2.3.3 关中地区实施秸秆还田措施的必要性及展望34
• 2.4 结论34-36
• 第三章 秸秆还田配施氮肥对土壤养分状况的影响36-44
• 摘要36-37
• 3.1 材料与方法37-38
• 3.1.1 试验地概况37
• 3.1.2 试验设计37
• 3.1.3 测定项目与方法37
• 3.1.4 数据处理37-38
• 3.2 结果分析38-42
• 3.2.1 不同处理对耕层土壤有机质含量的影响38
• 3.2.2 不同处理对耕层土壤氮素的影响38-40
• 3.2.3 不同处理对耕层土壤速效磷含量的影响40-41
• 3.2.4 不同处理对耕层土壤速效钾含量的影响41
• 3.2.5 秸秆还田对土壤水分利用的影响41-42
• 3.3 讨论42-43
• 3.3.1 秸秆还田配施氮肥对土壤养分的影响42-43
• 3.3.2 秸秆还田配施氮肥对土壤水分的影响43
• 3.4 结论43-44
• 第四章 冬小麦生育期内还田玉米秸秆的养分释放规律44-50
• 摘要44-45
• 4.1 材料与方法45-46
• 4.1.1 试验地概况45
• 4.1.2 试验设计与方法45
• 4.1.3 测定项目与方法45
• 4.1.4 数据统计45-46
• 4.2 结果与分析46-48
• 4.2.1 不同处理玉米秸秆干物质腐解特征46
• 4.2.2 不同处理玉米秸秆氮素释放规律46-47
• 4.2.3 不同处理玉米秸秆磷素释放规律47
• 4.2.4 不同处理玉米秸秆钾素释放规律47-48
• 4.3 讨论48-49
• 4.3.1 玉米秸秆腐解过程中干物质的腐解特征48
• 4.3.2 玉米秸秆腐解过程中养分的释放特征48-49
• 4.4 结论49-50
• 第五章 结论50-51
• 参考文献51-58
• 致谢58-59
• 作者简介59

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