減量施氮對玉米-大豆帶狀套作系統(tǒng)干物質(zhì)積累、轉(zhuǎn)移及氮肥吸收利用特性的影響.pdf

1、氮肥的過量施用和低效利用，造成資源浪費和環(huán)境污染，不利于農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。為了減少氮肥的投入量，發(fā)揮氮肥的增產(chǎn)效益，本研究在玉米-大豆帶狀套作條件下，以玉米品種“川單418”和大豆品種“南豆12”為研究材料，設計了將玉米大喇叭口期追肥和大豆基肥同時施用的“減量一體化施氮”技術，并對施氮量和施肥距離進行優(yōu)化調(diào)整。通過兩年大田試驗與池栽試驗，研究了減氮36％(RN1)、減氮18％(RN2)及習慣施氮(CN)3種施氮水平和距離窄行玉米0 cm(

2、D1)、15 cm(D2)、30 cm(D3)、45cm(D4)4種施肥距離對玉米-大豆帶狀套作系統(tǒng)中作物的干物質(zhì)積累與運轉(zhuǎn)，玉米、大豆的籽粒灌漿特性和氮素的吸收與利用，玉米、大豆及系統(tǒng)產(chǎn)量，大豆根系生長和固氮能力的影響。確立了各指標之間的相關關系，找出了玉米-大豆減量一體化施氮技術與帶狀套作復合群體生產(chǎn)水平相適應的最優(yōu)施肥距離和最佳氮肥用量，為南方地區(qū)玉米-大豆帶狀套作系統(tǒng)的高效施肥技術提供理論與實踐依據(jù)。主要研究結(jié)果如下:
　

3、　1.玉米-大豆減量一體化施氮促進了玉米、大豆植株地上部干物質(zhì)的積累，加大了干物質(zhì)向籽粒的轉(zhuǎn)運，灌漿速率加快，單株粒數(shù)和單粒重提高。隨著生育時期的推移，玉米和大豆的干物質(zhì)積累遵循作物S型生長曲線。玉米花后干物質(zhì)轉(zhuǎn)移量、轉(zhuǎn)移率和對籽粒的貢獻率隨施氮量的減少呈先增加后降低的變化趨勢，以減氮18％(RN2)處理的最高，兩年平均值比CN處理的分別高22.65％、18.75％、15.90％。大豆花前干物質(zhì)轉(zhuǎn)移量、轉(zhuǎn)移率和對籽粒的貢獻率均與玉米的變

4、化規(guī)律一致，也以減氮18％處理最高，兩年的平均值RN2比CN處理分別高47.83％、34.04％、27.07％。施肥距離以距離窄行玉米15～30cm施肥處理的效果最佳。與習慣施氮(CN)相比，減氮18％(RN2)提高了玉米和大豆的最大灌漿平均灌漿速率與最大灌漿速率，促進了籽粒灌漿。其中，與CN處理相比，RN2處理下玉米的Ⅴ和Ⅴ max提高了9.79％和10.76％，大豆的Ⅴ和Ⅴ max提高了32.59％和32.44％。
　　2.玉

5、米-大豆減量一體化施氮促進了植株對肥料氮素的吸收與積累，降低了作物對土壤氮素的吸收，提高了氮肥利用率。玉米、大豆各營養(yǎng)器官的氮素積累量隨著生育時期的推移均呈現(xiàn)出單峰變化的趨勢。隨施氮量的減少，玉米、大豆和系統(tǒng)的籽粒吸氮量、地上部植株吸氮量、氮肥農(nóng)學利用率和氮肥吸收利用率均呈先增加再降低的趨勢，以RN2處理的最高。與CN處理相比，RN2處理的玉米、大豆籽粒吸氮量和系統(tǒng)植株總吸氮量分別提高了4.65％、6.91％和5.10％;氮肥農(nóng)學利用率

6、分別提高了58.03％、56.11％和59.79％，氮肥吸收利用率分別提高了35.13％、55.37％和43.62％。隨著施肥位點與窄行玉米的距離增加，玉米和大豆地上部各器官的氮素積累量、植株氮素總吸收量、氮肥農(nóng)學利用率和氮素的吸收利用率呈先上升后下降的趨勢，均以距離玉米15～30cm施肥處理較高。與常規(guī)穴施(CK1)相比，RN2D2處理下玉米、大豆及玉米-大豆系統(tǒng)的地上部植株吸氮量、籽粒吸氮量、氮素收獲指數(shù)、氮肥利用率和土壤總氮含量均

7、顯著提高，土壤氮素貢獻率顯著降低。
　　3.玉米-大豆減量一體化施氮有利于促進大豆的根系生長和提高大豆根瘤固氮能力。在V5～ R5時期，根瘤數(shù)、根瘤重、根干重、根體積、一級側(cè)根數(shù)、主根長均以距離窄行玉米15 cm施肥處理最優(yōu)。大豆單株的豆血紅蛋白含量隨著生育時期的推移呈增加的變化趨勢，R5時期達最大值;大豆單株固氮酶活性隨著生育時期的推移呈先增加后降低的變化趨勢，R2時期達最大值。隨著施肥位點距離大豆越遠，大豆的豆血紅蛋白的含量、

8、根瘤固氮酶活性和各器官的酰脲含量均呈先增加后降低的趨勢，均以距離窄行玉米15cm施肥處理的最高，與常規(guī)穴施(CK1)處理相比，V5、R2、R5三個時期的大豆單株豆血紅蛋白含量分別提高了87.50％、72.22％和51.23％;固氮酶活性提高了87.88％、18.68％和72.8％; R8期，大豆莢果的酰脲含量顯著提高了2.25％。
　　4.玉米-大豆減量一體化施氮提高了玉米和大豆的產(chǎn)量及周年總產(chǎn)。與常規(guī)穴施(CK1)和不施氮（CK

9、2）處理相比，玉米-大豆減量一體化施氮方式顯著提高了玉米和大豆的產(chǎn)量及周年總產(chǎn)，且各施氮距離處理間差異顯著。玉米、大豆產(chǎn)量和玉豆周年總產(chǎn)均以減氮18％處理最高，兩年平均值比CN處理分別提高了4.95％、7.74％和5.47％。施肥距離間以距離窄行玉米15～30 cm處理較高。一體化施氮方式通過增加玉米穗粒數(shù)和百粒重、大豆株粒數(shù)和百粒重提高玉米和大豆的產(chǎn)量。當減氮18％(270N kg/km2)時，隨著施肥位點遠離窄行玉米，玉米穗粒數(shù)、百