保護(hù)性耕作對黃土臺塬區(qū)春玉米水氮利用的影響

保護(hù)性耕作對黃土臺塬區(qū)春玉米水氮利用的影響玉米是我國第一大糧食作物。黃土臺塬區(qū)是我國重要的春玉米種植產(chǎn)地,春玉米的產(chǎn)量對黃土臺塬區(qū)的糧食安全具有重要的意義。但是,降雨少而不均、土壤瘠薄,嚴(yán)重制約了當(dāng)?shù)卮河衩椎纳a(chǎn)。雖然施肥可以增加春玉米的產(chǎn)量,但是過量施肥會增加土壤中的氮素殘留造成環(huán)境污染與資源浪費(fèi)。保護(hù)性耕作能改善土壤水分狀況,優(yōu)化土壤養(yǎng)分,受到廣泛的關(guān)注。但保護(hù)性耕作隨氣候環(huán)境、土壤肥力等因素改變而表現(xiàn)不同。本研究于2016-2017春玉米生長季在黃土高原長武生態(tài)研究站開展了2年連續(xù)田間試驗(yàn),研究了保護(hù)性耕作對春玉米水氮吸收利用的影響。試驗(yàn)采用裂區(qū)試驗(yàn)設(shè)計,主區(qū)為傳統(tǒng)耕作(CT)、覆膜(FM)、壟作(RT)和壟作覆膜(RTF)等4種耕作方式;副區(qū)為施氮(N225)和不施氮(N0)2個施氮處理,共計8個處理,3次重復(fù)。分析了不同耕作方式和氮肥對黃土臺塬春玉米籽粒產(chǎn)量與產(chǎn)量構(gòu)成、植株形態(tài)、水分利用、氮素吸收轉(zhuǎn)運(yùn)及利用、土壤速效氮含量等的影響。主要研究結(jié)果如下:(1)耕作方式和施肥處理顯著影響春玉米產(chǎn)量及構(gòu)成要素。與傳統(tǒng)耕作相比,覆膜和壟作覆膜處理具有顯著的增產(chǎn)效應(yīng),其中穗粒數(shù)分別顯著增加62和61;百粒重分別顯著增加4g和2.5g;籽粒產(chǎn)量的增幅分別為45.4%和37.6%;與不施氮(N0)相比,施氮(N225)可顯著提高籽粒產(chǎn)量。施氮(N225)處理平均籽粒產(chǎn)量為8933kg/hm~2,比不施氮(N0)的6475kg/hm~2,顯著提高2458kg/hm~2。(2)耕作方式和施肥處理顯著影響春玉米生長發(fā)育。與傳統(tǒng)耕作相比,覆膜和壟作覆膜的株高顯著增高5.7cm和4.57cm;干物質(zhì)累積量顯著增加5053kg/hm~2和4613kg/hm~2。施氮處理干物質(zhì)累積量為18259kg/hm~2,比不施氮的13547kg/hm~2,顯著提高4712kg/hm~2。(3)耕作方式顯著影響地上部氮素累積量及水氮利用率。覆膜、壟作覆膜、壟作的地上部吸氮量較傳統(tǒng)耕作分別顯著提高45.5kg/hm~2,33.9kg/hm~2和25.5kg/hm~2,覆膜和壟作覆膜的水分利用效率較傳統(tǒng)耕作分別顯著增加8.05kg/(hm~2·mm)和6.68kg/(hm~2·mm);覆膜和壟作覆膜的氮肥利用率較傳統(tǒng)耕作分別顯著增加11.5%和16.1%。(4)與不施氮(N0)相比,施氮可顯著提高氮素累積量。施氮(N225)處理平均值為158.6kg/hm~2,比不施氮(N0)的85.1kg/hm~2顯著提高73.5kg/hm~2;施氮(N225)能夠提高春玉米的水分利用效率,施氮(N225)處理水分利用效率的平均值為25.04kg/(hm~2·mm),與不施氮(N0)的19.00kg/(hm~2·mm)相比,顯著提高6.04kg/(hm~2·mm)。(5)不同耕作方式春玉米生育期耕層土壤動態(tài)變化不同。壟作覆膜、覆膜處理更有利于土壤耕層水分、溫度的穩(wěn)定。與傳統(tǒng)耕作相比,壟作覆膜、覆膜顯著提高耕層土壤含水量