（作物栽培学与耕作学专业论文）优质冬小麦清洁生产的水肥耦合效应研究.pdf

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- 3 0 。各灌水处理的总吸氮量和氮素收获指数均高于不灌水处理， 各灌水处理之间差异不显著。植株总吸氮量随施氮量的增加而增加，氮 素收获指数随施氮量的增加而降低；氮肥全量追施处理的总吸氮量和氮素 收获指数均高于氮肥分次旋用处理。 本试验结果表明，高肥力土壤条件下，氮素利用率随施氮量增加而降 低；氮肥全量追施处理的氮素利用率高于氮肥分次旌用处理。氮素边际效 益随旅氮量增加而降低，但是，氮肥全量追旅处理的边际效益随灌水次数 增多而升高，在灌水次数达到3 次时迅速降低；氮肥分次旌用处理的边际 效益的随灌水次数增多而降低。 4 土壤硝态氮含量时空分布的变化 4 山东农业大学硕士学位论文 在本试验条件下，土壤深层( 1 0 0 - 2 0 0 c m ) 的硝态氮累积量随灌水次 数和施氮量增加而显著增加；氮肥全量追施处理的土壤深层( 1 0 0 - 2 0 0 c m ) 的硝态氮累积量低于氮肥分次施用处理。小麦于拔节末期施肥灌水，由于 小麦的迅速吸收，硝态氮的淋失较少；在越冬期和扬花期灌水，小麦的吸 收氮索速率较低，造成土壤表层硝态氮的大量冗余，一部分硝态氮淋失到 i 0 0 2 0 0 c m 土层，明显加大土壤硝态氮污染地下水的可能性。 5 小麦清洁生产适宜水氮运筹模式的确定 通过计算机模拟，建立水氮的产量效应模型，结果表明，产量对水氮 的响应呈一元二次抛物线型变化趋势，即产量随水氮用量的增加有一个先 升后降的过程；水氮的面团稳定时间效应分析表明，灌水对面团稳定时间 的负效应极显著：氮肥全量追施可在不增加旌氮量的基础上，提高小麦品 质，并提高肥料氮的吸收率和土壤残留率，减少肥料氮的损失；采取在拔 节期即小麦吸氮速率最高期灌水和氮肥全量追施的施肥方式可以显著减 少硝态氮在土壤深层1 0 0 2 0 0 c m 的累积量，减少硝态氮污染地下水的可能 性。 综合考虑以上各因素，在多年秸秆还田的高产地块上，优质强筋冬小 麦生产的适宜施氮量为1 5 0 - 1 6 5 k g n h m 2 、灌拔节水1 次，最优施肥方式是 氮肥全部于拔节期追施，可达到最佳综合效益。 关键词：冬小麦；灌水；氮肥；产量；品质；氮素利用；硝态氮； 5 优质冬小麦请洁生产的水肥耦台效应研究 s t u d i e so nc o u p l i n ge f f e c to fi r r i g a t i o na n dn i t r o g e n f e r t i l i z e ro fh i g hq u a l i t yw i n t e rw h e a tc l e a np r o d u c t i o n m a j o r ：c r o pc u l t i v a t i o na n df a r m i n gs y s t e m m a s t e rc a n d i d a t e ：x i a o - 1 细w a n g s u p e r v i s o 门p r o f e s s o rm i n g - r o n gh e p r o f e s s o r z h e n - l i nw a n g a b s t r a c t t h es t u d i e sw g r ec o n d u c e df r o m2 0 0 3t o2 0 0 4o nh i g h - y i e l ds o i lw h i c hr e t u r n e dt h e c r o ps t r a wi n t os o i la n n u a l l ya tq i a n z h u s ue x p e r i m e n ts i t e ，l o n g k o u ，s h a n d o n gp r o v i n c e ， p r c h i n a j m 2 0 ，t y p i c a lc u l t i v a r so fw i n t e rw h e a tw i t hs t r o n gg l u t e np o t e n t i a lu s e di n l o c a lp r o d u c d o nw e r ec h o s e ni nt h i ss t u d y t h e1 对i s o t o p et r a c et e c h n i q u ew a p p h e di n t h ee x p e r i m e n t f r o mt h ev i e wo fs o i l - w i n t e rw h e a tp l a n ts y s t e m , t h ee f f e c t so fd i f f e r e n t n i t r o g e na p p l i c a t i o na m o u n t , f e r t i l i z e ra p p l i c a t o nm e t h o d , i r r i g a t i o nf r e l u n c e y , i n t e r a c t i o no fi r r i g a t i o na n dn i t r o g e n o nt h et h eg r a i ny i e l da n dq u a l i t yo fw h e a tw e r e s t u d i e d p a r t i t i o n i n gb e t w e e nw h e a tp l a n ta n ds o i l ，u p t a k e ，a c c u m u l a t i o na n du t i l i z a t i o n i nw h e a tp l a n ta n dl o s s e so fn i t r o g e ni nt h es y s t e m , a n dt h ed i s t r i b u t i o no fn 0 3 - - ni n o - 2 0 0 c ms o f tp r o f i l ew e r ea l s oi n v e s t i g a t e d t h em a i nr e s u l t s a sf o l l o w s ： 1 e f f e c to f i r r i g a t i o na n d n i t r o g e na p p h c a f l o no nw h e a tg r a i ny i e l d t h ep h o t o s y n t h e t i cr a t ea n d 缸叠n s 】 e f f i c i e n c y a n d p o t e n t i a la c t i v i t y o f l i g h t - e n e r g yi nc h l o r o p h yp s s y s t e m0 ff l a gl e a fa f t e rf l o w e r i n gw e r es i g n i f i c a n t l y p r o m o t e dw i t h i n c r e a s e d i n i g a t o nf r e q u e n c y ，s u p p l y i n g g r e a t e rs o u r c ef o r a c c u m u l a t i o no f d r yr n a r e lw e i g h tp e rs t e mw a ss u g h a yi m p r o v e dw i t ha d d i n gi r r i g a t i o n t i m e s ，b u t1 1 0s i g n i f i c a n td i f f e n r e n c e sw e r ef o u n db e t w e e nt r e a l m e n t s c o m p l e t e 6 山东农业大学硕士学位论文 t o p d r e s s i n gn i t r o g e ne v i d e n t l yi m p r o v e do p si ia n de x t e n t e dt i m eo fh i 曲v a l u ef v f m o ff l a gl e a fa r e rf l o w e r i n g t h ek e r n e lg r o w t h r a t ed e c l i n e dw i t ha d d i n gi r r i g a t i o n f r e q u e n c y l r r i g a t i o na n dn i 心o g e na p p l i c a t i o np r o p e r l yc o u l di m p r o v ek e r n e ln u m b e rp e rs p i k e a n ds p i k en u m b e rp e rm u w e i g h tp e r10 3k e m e l sd e c l i n e dw i t ha d d i n gi r r i g a t i o nt i m e s t h ee f f e c t so fn i t r o g e na n di r r i g a t i o no ny i e l dw a so b v i o u s g r a i ny i e l ds h o w nt e n d e n c y o fi n c r e a s e - p e a k - d e c r e a s ew i t ha d d i n gi r r i g a t i o na n dn i t r o g e na p p l i c a t i o na m o u n t m a r g m le f f e c t so f i r r i g a t i o no ny i e l dw a sh i g h e rt h a nt h a to f n i t r o g e n m a g r g i n a le f f e c t s o fi r r i g a t i o no ny i e l dw a sh i g h e s tw h e nn i t r o g e na p p l i c a t i o na m o u n tw a sl o w e r , s u c ha s 1 7 7 7 3 4 k g h m z e a c ht i m ei nn o n - n i 打o g e nt r e a t m e n t m a g r g i n a le f f e c t so fi r r i g a t i o no n y i e l dd e c l i n e dw i t l la d d i n gn i t r o g e na p p f i c a t i o na m o u t a n di sr a p i d l yd e c r e a s i n gw i t h d d i n gi r r i g a t i o nt i m e ，s u c ha su n d e rz e r ov a l u ew h e nn i t r o g e na p p h c a t i o na m o u n tw a s 2 4 0 k g n h m 2 m a g r g i n a le f f e c t so f n i 心o g e n o ny i e l dd e c l i n e dw i t ha d d i n gk r i g a f i o nf r e q u e n c y a n dn i t r o g e na p p l i c a t i o na m o u n lb i o l o g i c a ly i e l do f i r r i g a f i o nt r e a t m e n t sw a sh i g l l e rt h a n n o n - i r r i g a t i o nt r e a m a e n t b u tn os i g n i f i c a n td i f f e r e n c ew e r eo b s e r v e db e t w e e ni r r i g a t i o n t r e a t m e n t s 2 e f f e c to fi r d g a f i o na n d n i t r o g e na p p l i c a t i o no nw h e a tq u i l t ) , i r r i g a t i o na n dn i t r o g e na p p l m a f i o nh a do b v i o u se f f e c to nw h e a t 卿p r o t e i nc o n t e n t a tm a t u r i t yb o t lk e r n e lp r o t e i nc o n t e n ta n dm o n o m e r i cp r o t e i nc o n t e n to fi r r i g a t i o n t r e a t m e n t sw e r es i g n i f i c a n t l yl o w e rt h a nn o n - i r r i g a t i o nt r e a t m e n t i n s o l u b l eg l u t e n i n c o n t e n td e c l i n e dw i t ha d d i n gi r r i g a t i o nf r e q u e n c y s o l u b l eg i n t e n i nc o n t e n ti n c r e a s e d w i t ha d d i n gi r r i g a t i o nf r e q u e n c y b o t hk e r n e lt o t a lp r o t e i nc o n t e n ta n dp r o t e i nc o m p o t e n t s c o n t e n to fn i t r o g e na p p l i c a t i o nt r e a t m e n t sw e f es i g n i f i c a n t l yh i g h e rt h a nn o n - n i t r o g e n t r e a t m e n t k e r n e lp r o t e i nc o n t e n t 、s o l u b l eg l u t e n i nc o n t e n t 、i n s o l u b l eg l u t e n i nc o n t e n to f n i t r o g e nc o m p l e t et o p d r e s s i n gt r e a t m e n ta tt h ef e r t i l i z e rl e v e lo f1 6 8k g n h m 2w e r e 7 优质冬小麦清洁生产的水肥耦台效应研究 h i g h e rt h a ns p l i tn i t r o g e nt r e a t m e n ta tb o t h1 6 8 k g n h m 2a n d2 4 0 k g n h m 2f e r t i l i z e rl e v e l k e r n e lp r o t e i nc o n t e n t 、i n s o l u b l eg l u t e n i nc o n t e n t 、m o n o m e r i cp r o t e i nc o n t e n to f 2 4 0 k g n h i n 2t r e a t m e n tw e r es u g h t l yh i g h a rt h a n1 6 8 k g n h m 2t r e a t m e n t s o l u b l eg l u t e n i n c o n t e n ta n dm o n o m e r i cp r o t e i nc o n t e n tc o n s i s t e n t l yi n c r e a s e di nt h el a t e rs t a g eo ff i u i n g ， a n di n s o l u b l eg l u t e n i nc o n t e n ti n c r e a s e ds l o w l ya tt h el a t e rp h a s eo f f i l l i n g i r r i g a t i o nh a d e v i d e n te f f e c to ng r a i ns t a r c ha c c u m u l a t i o n a m y l o p e c t i nc o n t e n ti n c r e a s e dw i t ha d d i n g i r r i g a t i o nf r e q u e n c ya n da m y l o s ec o n t e n td e c l i n e dw i t ha d d i n gi r r i g a t i o nf r e q u e n c y n i t r o g e n h a d l 2 0s i g n i f i c a n t e f f e c t o n g r a i ns t a r c h a c u m u l a t i o n a ss h o w e db ys i m u l a t i n gf o r m u l ao ft h ee f f e c to fi r r i g a t i o na n dn i t r o g e no nd o u g h s t a b i l i t yt i m e ，e f f e c to fi r r i g a t i o n0 nd o u g hs t a b i l i t yt i m ew a ss i g n i f i c a n ta n dt h en e g a t i v e m a r i t a le f f e c to fi r r i g a t i o ni n c r e a s e dw i t ht h ea d d i n gi r r i g a t i o n 丘e q u e n c y e f f e c to f n i t r o g e na p p l i c a t i o no nd o u g hs t a b i l i t yt i m ew a sn o ts i g n i f i c a n t p e a kv i s c o s i t yv a l u ea n d b r e a k d o w nv a l u eo ff l o u ri n c r e a s e dw i t ha d d i n gi r r i g a t i o nf r e q u a n c y , a n db e t w e e n n i 扛o g e nt r e a t m e n t st h e r ew e r en os i g n i f i c a n td f f e r e n c e c o r r e l a t i v ea n a l y s i si n d i c a t e d f l o u rp r o t e i nc o n t e n t , f l o u rw e tg l u t e nc o n t e n t , m o n o m e r i cp r o t e i nc o n t e n ta n di n s o l u b l e g l u t a n i nc o n t e n t ，c r ep o s i t i v e l yc o r r e l a t e dt od o u g hs t a b i l i t yt i m e s o l u b l eg h i t e n i n c o n t e n tw a sn e g a t i v e l yc o r r e l a t e dt od o u g hs m b f l i t yt i m e a m y l o p e c t i nc o n t e n tw a s p o s i t i v e l yc o r r e l a t e dt op e a kv i s c o s i t y 、b r e a k d o w n a m y l o p e c t i nc o n t e n tw a sn e g a t i v e l y c o r r e l a t e dt op a s t i n g 蛳t u r e 3e f f e c to fi r r i g a t i o na n dn i t r o g e nf e r t i l i z e r0 1 1a b s o r p t i o na n du t i l i z a t i o no f n i t r o g e nf e r t i l i z e r i nt i f f se x p e r i m e n t , t h ea c c u m u l a t i o nr a t ea n dt h ea m o u n to fn i t r o g e nw a sh i g h e s t 妇f l a g i n gt o a n t h e s i sf o l l o w e db yt h a t 蛔a n t h e mt og r a mf i l l i n g n i t r o g e n a c c u m u l a t i o nr a t ea n da c c u m u l a t i o na m o u n to fi r r i g a t i o nt r e a t m e n t sw a ss i g n i f i c a n t l y h i g h e rt h a nn o n - i r d g a t i o nt r e a t m e n t , a n db e t w e e ni r r i g a t i o nt m a t m a n t st h e r ew e r en o s i g n i f i c a n td i f f e r e n c e n i t r o g e na c c u m u l a t i o nr a t ei n c r e a s e dw i t hi n c r e a s i n gn i t r o g e n 8 山东农业大学硕士学位论文 a p p l i c a t i o na m o r n t n i t r o g e na c c u r a u l a t i o na m o u n ta n da c c u m u l a t i o nr a t eo fn i t r o g e n c o m p l e t et o p d r e s s i n gt r e a t m e n ta tt h ef e r t i l i z e rl e v e lo f1 6 8 k g n h m 2w a sh i g h e rt h a nt h a t o f s p l i t n i t r o g e n t r e a t m e n t a t t h e f e r t i l i z e r l e v e l o f b o t h1 6 8 k g n h m 2 a n d 2 4 0 k g n h m 2 f e r t i l i z e rnr e c o v e r yo fi r r i g a t i o nt r e a t m e n t sw a sa l g n i f i c m u f l yl o w e rt h a nt h a to f n o n - i r r i g a t i o nt r e a t m e n t b e t w e e ni r r i g a t i o nt r e a t m e n t sn os i g n i f i c a n td i f f e r e n c ew e r e f o u n d f e r t i l i z e rnr e c o v e r yd e c l i n e dw i t hi n c r e a s i n gn i t r o g e na p p l i c a t i o na m o u n t r e s i d e lf e r t i l i z e rni n s o i ld e c l i n e dw i t ha d d i n gi r r i g a t i o nt i m e sa n di m p r o v e dw i t h n i t r o g e na p p l i c a t i o na m o u n t f e r t i l i z e rl o s si n c r e a s e dw i t ha d d i n gi r r i g a t i o nf r e q u e n c y , a n db e t w e e nn i t r o g e nt r e a t m e n t st h e r ew a sn os i g n i f i c a n td i f f e r e n c e t h ef e r t i l i z e rn t o t a l r e c o v e r yo fc o m p l e t et o p d r e s s i n gt r e a t m e n ta tt h ef e r t i l i z e rl e v e lo f1 6 8 k g n h m 2 ，a s h i g h e rt h a nt h a to fs p l i tn i t r o g e nt r e a t m e n ta tt h ef e r t i l i z e r l e v e lo f1 6 8 k g n b m 。a n d 2 4 0 k g n h m 2 t h a tw a st os a yf e r t i l i z e r nl o s so f n i t r o g e nc o m p l e t et o p d r e d d i n gt r e a t m e n t w a sl o w e s ta m o n ga l lnt r e a t m e n t s t h ep r o p o r t i o no fn i t r o g a nd e r i v e df r o mt o p d r e s s i n g f e r t i l i z e rw a sh i g h e rt h a nt h a tl i o mb a s a lf e r t i l i z e ri nw h e a tp l a n t t h er a t i oo fn i t r o g e n d e r i v e df r o mf e r t i l i z e ra n dt o t a ln i t r o g e nu p t a k ea m o u n ti n c r e a s e dw i t ha d d i n gn i t r o g e n a p p l i c a t i o na m o u n t w i t hn o n - 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nc o n t e n t i n0 - 2 0 0 c ms o i lp r o f i l e i n t h i se x p e r i m e n t n 0 3 - na c c u m u l a t i o na m o u n ti nl 呲o o c ms o i lp r o f i l ew a