耦合效应弥补水氮减量对夏玉米养分吸收和利用的不利影响
施氮,氮量,1材料与方法,1试验区概况,2试验设计,3测定项目与方法,4数据分析,2结果与分析,1不同水氮组合处理的玉米产量及产量构成因素,2不同水氮减量处理玉米干物质积累和转运量,3不同水氮减量处理玉米抽
李 慧,王旭敏,刘朋召,刘 苗,王小利,王 瑞,李 军(西北农林科技大学农学院/农业农村部西北黄土高原作物生理生态与耕作重点实验室,陕西杨凌 712100)
陕西省是玉米的主要产区,也是灌溉水资源严重短缺区[1]。玉米生产管理中“大水大肥”现象较为普遍,高施氮量农户占比高达64.7%,平均施氮量为 288 ± 113 kg/hm2[2],农田灌溉量高达 800 m3/hm2[3],严重降低了水肥资源利用效率,引发了土壤氮素淋洗损失和地下水污染等环境问题[4–5]。解决玉米栽培中水氮过量投入、资源浪费突出的问题,确定节水减肥增效的水氮管理模式,有助于关中地区夏玉米绿色高效生产。
农田水分和氮肥之间存在明显的交互效应,水分不足影响氮肥肥效发挥,水分过多则导致氮肥淋溶和作物减产[6]。适量氮肥有利于提高玉米抗旱性,增强玉米光合作用和干物质积累,促进开花后叶片保绿,延长光合与灌浆时间[7–8],促进植株氮、磷、钾养分积累与转运[9],而过量施氮反而加剧干旱胁迫[10],导致后期叶片早衰[11],进而抑制作物生长和产量增长。前人研究表明,控释氮肥减量25%可使玉米小幅度增产,且氮肥生理利用率、氮肥农学利用率和氮肥偏生产力显著提高[12]。与习惯施氮(240 kg/hm2)相比,减施40%氮肥用量仍可保障玉米产量[13]。张明伟等[14]研究表明,西辽河平原水氮用量可实现较传统畦灌常规施氮减水50%、减氮30%,水氮互作显著提高产量和氮素利用效率。刘朋召等[15]研究表明,与当地农户习惯高施氮量360 kg/hm2相比,渭北旱地春玉米在施氮 150~180 kg/hm2处理下籽粒产量增加0.9%~7.1%,氮肥回收利用率、偏生产力和农学效率均保持在较高水平。
在传统水肥管理模式基础上适量减少水、氮投入,可以有效提高玉米水肥资源利用效率,并可减轻对农业环境的污染,是绿色可持续发展的必然选择[4]。因此,如何科学合理地进行玉米水肥高效栽培是亟待解决的问题。尽管前人已经在灌水和施氮单一因素对玉米产量、养分积累转运、氮素利用等方面开展了相关研究[16–19],但有关水氮共同减量处理下水氮互作对玉米植株养分(氮、磷、钾)吸收利用影响等方面研究尚不够深入和全面。因此,我们连续进行了2年夏玉米田间定位试验,研究水、氮共同减量下玉米氮、磷、钾养分积累、转运及氮素利用效率,以期为关中平原夏玉米发展节水节肥的生产模式提供科学依据。
1 材料与方法
1.1 试验区概况
试验于2018—2019年在陕西省杨凌区西北农林科技大学曹新庄试验农场 (108°07′E ......
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