田間雜草對冬小麥產(chǎn)量及氮素利用效率的影響.pdf

1、對于半濕潤冬小麥農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)，C<,3>植物和C<,4>植物并存，作物為C<,3>植物，雜草多為C<,4>植物，而C<,4>植物會吸收部分肥料養(yǎng)分。因此雜草的存在對土壤礦質氮殘留累積、作物產(chǎn)量、氮素利用、氮素損失以及對植物吸氮量等可能會產(chǎn)生一定影響。本研究采用田間試驗，以期回答以上問題。試驗設施肥、雜草清除處理和播種密度等3個因子。施肥設不施肥、單施氮、單施磷、不同水平氮磷配施等;草清除處設全生育期不除雜草、越冬前清除雜草、返青期清除雜

2、草和拔節(jié)期清除雜草;播種密度設正常密度和低密度。對正常播種密度施肥處理設不施肥(P<,0>N<,0>)，單施磷肥(PN<,0>)，在施磷的基礎上每公頃施氮45 kg、90 kg、135 kg和180 kg(即PN<,45>，PN<,90>，PN<,135>，PN<,180>);對低播種密度，施肥處理設不施肥(P<,0>N<,0>)、單施磷(PN<,0>)、單施氮(P<,0>N<,135>)和同時施氮磷(PN<,135>)等。通過以上試驗

3、處理，系統(tǒng)研究了在不同施氮水平下雜草吸氮量對氮素損失和氮肥利用效率的影響，探索了不同播種密度冬小麥不同生育期雜草吸氮量對氮素損失及其氮肥利用效率的影響。 通過研究獲得以下結論： 1．對于施用尿素農(nóng)田土壤NH<,3>揮發(fā)損失研究表明，在半干旱農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中，隨施氮量的增加，NH<,3>揮發(fā)量增加，且揮發(fā)峰值提前，揮發(fā)的時間也隨之延長，施肥PN<,180>處理NH<,3>揮發(fā)在第2d與第4d達到高峰，15d后幾乎結束；施肥P

4、N<,135>處理在第3d達到高峰，15d后幾乎結束；施肥PN<,90>與PN<,45>處理在第4d達到高峰，12d后基本結束；PN<,0>處理NH<,3>揮發(fā)的量第3d達到高峰，8d后基本結束；總體上，NH<,3>揮發(fā)量在第4d達到最高，為5.62 kg·hm<'-2>，隨后NH<,3>揮發(fā)量逐漸降低，9d后NH<,3>揮發(fā)量趨向低而平穩(wěn)的趨勢。前9d NH<,3>揮發(fā)量8.98 N kg·hm<'-2>占29dNH<,3>揮發(fā)總量的

5、77.4％；磷肥配合氮肥施用土壤能明顯減少尿素NH<,3>揮發(fā)損失，減少9.9％；溫度與NH<,3>揮發(fā)量有明顯的相關性，呈指數(shù)關系；溫度10～15℃時，溫度與NH<,3>揮發(fā)通量的相關性較高。 2．進一步明確了半濕潤農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)冬小麥不同生育期土壤剖面礦質氮，特別是硝態(tài)氮的變化規(guī)律及其與施肥和播種密度的關系。對土壤剖面礦質氮的研究表明，土壤剖面NO<,3><'->-N累積量在冬小麥各個生育期隨施氮量增加而增加，與施氮量呈線性相

6、關;增加作物密度和施磷能有效減小NO<,3><'->-N在土壤剖面中的殘留累積。小麥收獲后低氮處理(PN<,45>，PN<,90>)的土壤NO<,3><'->-N含量經(jīng)小麥生長吸收利用下降到一個比較低的水平。然而，當施氮量大于135 kg·hm<'-2>，收獲后土壤0～100cm土體中NO<,3><'->-N仍殘留冗余。對土壤NH<,4><'+>-N剖面進行分析，發(fā)現(xiàn)NH<,4><'+>-N與施肥量關系不大，在越冬期NH<,4><'+>

7、-N各施肥處理以及各土層間沒有差異，從返青期后到拔節(jié)期，各施肥處理與對照均存在極顯著差異，但是各施肥之間沒有差異；增施磷肥能夠減少NH<,4><'+>-N在土壤剖面殘留，密度對NH<,4><'+>-N殘留影響不大。土壤剖面礦質氮總體上，土壤礦質氮量前期以NO<,3><'->-N為主，而后期以NH<,4><'+>-N為主。在作物生長前期，土壤礦質氮量在各個施氮間差別明顯，在拔節(jié)期后土壤礦質氮量在各個施肥間差別不明顯；1 m土體剖面礦質氮累

8、積量從越冬期至拔節(jié)期累積量逐漸下降；但收獲時與拔節(jié)期相比，礦質氮累積量增加。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因可能與拔節(jié)前作物對土壤剖面中NO<,3><'->-N的吸收利用，成熟期根系對NO<,3><'->-N的吸收基本停止，而土壤有機氮礦化仍繼續(xù)礦化有關。 3．進一步研究了施氮對各種氮效率衡的影響。在本試驗條件下，施肥顯著影響作物產(chǎn)量，NP配施產(chǎn)量(5237.5 kg·hm<'-2>)極顯著高于單施N處理產(chǎn)量(4406.2 kg·hm<'-2

9、>)和單施P處理產(chǎn)量(3808.2 kg·hm<'-2>)，單施N處理產(chǎn)量極顯著高于單施P處理產(chǎn)量，施磷處理高于不施磷肥處理；對NP配施，施氮量在0～180 kg N·hm<'-2>范圍內，施氮處理間籽粒差異顯著，施氮量為135 kg N·hm<'-2>時產(chǎn)量最高；作物吸氮量也隨施氮量增加呈增加趨勢，但當施氮量大于135 kg N·hm<'-2>，繼續(xù)增加氮肥，小麥植株氮素積累量無顯著增加；隨氮肥用量的增加，氮肥利用率、氮素利用效率、氮

10、肥農(nóng)學效率和氮肥生理效率均隨施氮量增加而降低。氮肥損失量隨施氮量增加而呈線性相關，考慮雜草時，相關系數(shù)R<'2>=0.980。不同雜草處理間氮素表觀損失量為59.9～96.1 kg N·hm<'-2>，不同施氮處理間表觀損失量為32.9～128.0 kg N·hm<'-2>。 4．明確了農(nóng)田不同雜草清除時間對土壤剖面NO<,3><'->-N、作物產(chǎn)量、氮效率及農(nóng)田氮素平衡的影響及其與施肥的關系。農(nóng)田清除雜草時間不同，對土壤剖面礦

11、質氮，特別是NO<,3><'->-N的影響不同，雜草存在可顯著減少NO<,3><'->-N在土壤剖面的殘留累積；而雜草處理對NH<,4><'+>-N的影響不明顯；不同雜草處理對產(chǎn)量影響比較顯著，以越冬期清除雜草為基準，隨清除雜草時間后移，低施氮肥(PN<,45>和PN<,90>)處理籽粒產(chǎn)量增加，而高施氮肥(PN<,135>和PN<,180>)小區(qū)籽粒產(chǎn)量呈現(xiàn)下降趨勢；對拔節(jié)期清除雜草，施氮量越低，增產(chǎn)越明顯，施氮量越高，減產(chǎn)也越明顯，

12、而氮磷配施(PN<,135>)處理均為相對減產(chǎn)，單施氮肥在正常密度減產(chǎn)，低密度時增產(chǎn)，單施磷肥處理均為相對增產(chǎn)。越冬期清除雜草，氮素利用程度和氮肥的產(chǎn)量效率較高；返青期清除雜草處理氮肥利用率最低，為26.3％：氮肥利用效率以越冬期清除雜草處理最高，為42.8 kg·kg<'-1> N，全生育期不清除雜處理最低，為40.6 kg·kg<'-1>N;氮肥生理效率以返青期清除雜草處理最高，為57.5 kg·kg<'-1> N，全生育期不清除雜