不同氮用量下小麦/玉米/大豆周年体系的干物质积累和产量变化简

 通过２０１１,２０１２连续两年田间定位试验,研究了“小麦／玉米／大豆”套作体系在不同氮用量下（小麦,０,６０,１２０,１８０,２４０ｋｇＮ／ｈｍ^２,记为ＷＮ_１、ＷＮ_２、ＷＮ_３、ＷＮ_４、ＷＮ_５;玉米,０,９７．５,１９５,２９２．５,３９０ｋｇＮ／ｈｍ^２,记为ＭＮ_１、ＭＮ_２、ＭＮ_３、ＭＮ_４、ＭＮ_５;大豆ＳＮ_１、ＳＮ_２、ＳＮ_３、ＳＮ_４、ＳＮ_５）的干物质积累和产量变化。结果表明,施氮显著提高了作物地上部干物质积累量和籽粒产量（P＜０．０１）。小麦各时期的干物质积累量和籽粒产量都随氮用量增加而呈增大趋势,收获期干物质积累量以ＷＮ_４处理最高,为２０６１０ｋｇ／ｈｍ^２,产量以ＷＮ_５ 处理最高,为８１７６ｋｇ／ｈｍ^２,但ＷＮ_３、ＷＮ_４、ＷＮ_５ 间无显著差异。玉米拔节期、喇叭口期和吐丝期的干物质积累量随氮用量增加而先增大后减小,在ＭＮ_３时达最大;玉米成熟期干物质积累量和产量随氮用量增加而增大,在ＭＮ_５ 处理最高,分别为１３１４３ｋｇ／ｈｍ^２和６９７６ｋｇ／ｈｍ^２,但ＭＮ_４、ＭＮ_５ 间差异不显著。大豆在盛花期、收获期的干物质积累和籽粒产量随氮用量增加而呈先减少再增大的变化趋势,收获期干物质积累和籽粒产量以ＳＮ_４ 处理最高,分别为５４５７ｋｇ／ｈｍ^２ 和１９７７ｋｇ／ｈｍ^２,但ＭＮ_４、ＭＮ_５ 间差异不显著。小麦／玉米／大豆周年体系的总籽粒产量和产值随氮用量增加而增大,在Ｎ_５处理最高,分别为１１９５９ｋｇ／ｈｍ^２ 和２７２８８ 元／ｈｍ^２,但总产值减去氮投入的产值效益在Ｎ_４ 时最高,为２５１９６元／ｈｍ^２,Ｎ_３、Ｎ_４、Ｎ_５ 间无显著差异。小麦、玉米、大豆的产值占体系周年总产值的比重分别为３２％,５５％,１３％,因此,小麦／玉米／大豆周年体系中玉米为主要作物,其次是小麦,再次是大豆。适宜施氮量小麦为１２０ｋｇ／ｈｍ^２,玉米为１９５～２９２．５ｋｇ／ｈｍ^２,大豆可据苗情不施或适当追施氮肥,周年体系氮肥用量应为２５５～３８２．５ｋｇ／ｈｍ^２。     

四川轮套作体系的干物质积累、产量及氮素利用效率研究

以"小麦/玉米/大豆"、"小麦/玉米/甘薯"2种三熟套作体系和"小麦-大豆"、"小麦-甘薯"、"蚕豆-玉米"3种两熟轮作体系为研究对象,通过2011和2012年2年的田间试验,探讨了不同种植模式下小麦、玉米干物质积累分配、产量、氮素利用效率和体系产量产值的变化。结果表明:套作小麦各时期地上部干物质积累量从拔节期后均显著高于单作小麦,套作玉米各时期干物质积累量与对应单作相比略有降低,但差异不显著;2种三熟套作模式中小麦/玉米、玉米/大豆和玉米/甘薯套作体系的土地当量比(LER)均大于1,具有明显的产量优势;与相应单作相比,玉米/大豆套作提高了体系的氮素利用效率(ΔNUE_ms＞0),平均提高38.5%,玉米/甘薯套作降低了体系的氮素利用效率(ΔNUE_ms＜0),平均降低46.0%;全年总收益2年平均以三熟套作"麦/玉/薯"体系最高,比三熟套作"麦/玉/豆"体系高13.1%,比两熟轮作体系小麦-甘薯、小麦-大豆和蚕豆-玉米分别高14.7%、2.4%和41.2%。综上,三熟套作相对两熟轮作能提高体系产量和产值,与大豆套作能提高体系氮素吸收利用效率。     

麦/玉/豆周年套作体系氮素积累分配及转运

【目的】四川盆地特殊的高温寡照气候,使得作物间套作十分广泛。麦/玉/豆体系有利于资源循环高效利用和农业可持续发展。本项目研究了麦/玉/豆周年套作体系中各作物的氮素积累分配和花后氮素转运特征,旨在明确体系各作物的氮素营养吸收特性,为该体系的氮肥合理施用及高产高效提供理论依据。【方法】通过2011、 2012连续两年田间定位试验,研究了小麦/玉米/大豆套作体系在不同氮用量下（小麦设N 0、 60、 120、 180、 240 kg/hm2,分别表示为WN1、 WN2、 WN3、 WN4、 WN5;玉米设N 0、 97.5、 195、 292.5、 390 kg/hm2,分别表示为MN1、 MN2、 MN3、 MN4、 MN5;大豆不施肥,依前作的施氮处理依次记为SN1、 SN2、 SN3、 SN4、 SN5）各作物的氮素积累分配、 花后氮素的转运。【结果】 1）小麦各部位氮积累量都随氮用量增加而增大,籽粒、 茎鞘、 叶片和颖壳穗轴分别占地上部总氮积累量（平均为218.6 kg/hm2）的71.5%、 12.2%、 9.2%和7.1%;小麦花后从营养器官向籽粒转移的氮量及其贡献率随施氮量增加而增大,但转移率在不同氮处理下差异不显著,平均为61.5%;随氮用量增加,籽粒的氮分配比例逐渐减少,而非籽粒部分的氮分配比例则随之增大;小麦籽粒产量随施氮量增加而增大,但WN3~WN5处理间差异不显著。2）玉米各部位氮积累量随氮用量增加而增大,籽粒、 叶片、 茎鞘和苞叶芯分别占地上部总氮积累量（平均为108.1 kg/hm2）的67.2%、 3.9%、 11.8% 和 7.0%;玉米花后从营养器官向籽粒的氮素转移量、 转移率和贡献率均随施氮量的增加呈先增加后降低的变化趋势,都以MN3处理最大;玉米各部位的氮积累比例在叶片、 茎鞘中以MN1处理最大,MN2MN5处理明显降低,在苞叶芯中不同氮处理间无明显变化,在籽粒中表现为施氮处理显著高于不施氮处理,而施氮处理间差异不显著;玉米籽粒产量随施氮量增加而增大,但MN4、 MN5处理间差异不显著。3）大豆收获期茎秆、 荚皮、 籽粒的氮积累量都有随施氮量增加而逐渐增大的趋势,以SN4和SN5两个处理显著高于另外三个处理,而在SN1~SN3、SN4与SN5间无显著性差异;籽粒、 茎秆、 荚皮的氮积累比例在5个处理间无显著变化,平均分别为82.2%、5.2%、12.6%;大豆花后从营养器官向籽粒转移的氮量从SN1SN5处理有先显著降低后又逐渐升高的变化趋势,而氮素转移率和转移氮素的贡献率在各处理之间无显著差异,平均分别为80.8%和26.6%;大豆籽粒产量以SN4和SN5两个处理显著高于另外三个处理,而在SN1~SN3、 SN4与SN5间无显著性差异。【结论】低氮处理显著影响套作小麦、玉米、大豆3种作物的产量及氮素的积累,高氮投入会促使氮素滞留在营养器官中,阻碍其花后向籽粒中转移;体系全年施氮量在255~382.5 kg/hm2为宜,其中小麦120～180 kg/hm2,玉米195～292.5 kg/hm2,大豆不施或依苗情适当追施氮肥。     

小麦/玉米/大豆间套作体系中小麦施磷后效对大豆产量、营养状况的影响

为评估磷肥的施用后效,在田间试验条件下研究了四川小麦/玉米/大豆周年间套作体系中小麦施磷对后作大豆产量及营养状况的影响。结果表明,在小麦5个磷（P2O5）处理（0、 45、 90、 135、 180 kg/hm2）后,大豆播前土壤有效磷分别为19、 22、 51、 57、 62 mg/kg（记为SP0、 SP1、 SP2、 SP3、 SP4）,大豆籽粒产量随土壤有效磷含量的增加呈先增加后减少的趋势,SP1的籽粒产量最高（1797 kg/hm2）,较SP0增加116%,而SP2SP4的大豆产量只比SP0增加了4.3%~4.7%,SP1~SP4间无显著差异;大豆茎产量随土壤有效磷含量的增加而增加,SP1、 SP2、 SP3、 SP4比SP0分别增加10.4%、 22.4%、 28.5%、 31.5%。随着土壤有效磷的增加,大豆总荚数和饱荚数有随之增大的趋势,总荚数在SP4处理最大,比SP0增加11.1%,饱荚数在SP1最大,比SP0增加13.9%,而瘪荚数是先显著减少后又逐渐增大（SP1最小为8.8荚/株,SP4最大为13.4荚/株）,饱瘪比是先显著增大后又逐渐减少（SP1最大为8.50,SP0最小为5.06）。大豆籽粒、 茎的氮、 磷含量随土壤有效磷含量的增加呈先增加后降低的趋势,都在SP2时达最大（籽粒氮、 磷含量7.718%、 0.764%; 茎氮、 磷含量0.659%、 0.065%）,而钾含量随土壤有效磷的增加而增加。大豆茎生物量,磷、 钾养分含量和氮、 磷、 钾养分积累量与土壤有效磷含量呈极显著正相关。SP2、 SP3、 SP4 3个处理大豆吸磷量分别是SP0的1.7、 1.6、 1.7倍,而其生物量仅为SP0的1.2、 1.3、 1.3倍。综上,适宜的土壤磷有利于大豆的生长,土壤磷过高反而可能造成大豆植株的徒长而影响结荚和鼓粒,在小麦/玉米/大豆体系中后作大豆可不施或少施磷,充分利用前作小麦施用的磷肥以提高磷肥的利用率。