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不同覆盖条件下稻麦轮作体系的产量效应与氮肥去向研究

艾应伟  
【摘要】: 随着全球水资源危机的日益严重,长期以来农业节水栽培一直是人们关注的问题。20世纪80年代以来,水稻地表覆盖旱作作为一种全新的节水措施引起了国内外广泛关注。稻麦轮作是我国南方地区一种主要的耕作制度,水分和养分(尤其是氮素)是限制这一体系生产力和可持续性的关键。但目前缺乏地表覆盖旱作条件下稻麦轮作体系中作物产量与氮素去向的系统、定量研究。本文通过不同田间小区试验与~(15)N微区试验,从稻麦轮作的角度系统研究了地表覆盖方式与施氮量对稻麦产量、氮素吸收利用与氮肥去向的影响。其主要结果如下: 连续三年定位试验结果表明,在常规施氮(水稻季150kg hm~(-2)、小麦季120kg hm~(-2),下同)水平下覆膜旱作处理比传统淹水处理显著提高了水稻的吸氮量,而覆秸旱作处理则降低了水稻的产量。在小麦季,稻季覆膜处理与传统淹水处理之间小麦产量和吸氮量之间无显著差异,但水稻季覆秸旱作处理小麦产量和吸氮量有增加的趋势,表明覆秸旱作对小麦季的生长和氮素利用有一定的后效。 连续两年的定位试验结果表明,在不施氮和施低氮(水稻季75kg hm~(-2)、小麦季60kg hm~(-2))水平下,地表覆盖旱作处理(与常规淹水处理相比)对稻麦产量和吸氮量的影响与试验一相似。但在常规施氮和高量施氮(水稻季225kg hm~(-2)、小麦季180kg hm~(-2))水平下覆膜旱作、覆秸旱作和传统淹水三个处理稻麦产量和吸氮量之间的差异明显缩小或未达到显著水平。这说明随着施氮水平的提高,地膜覆盖和麦秸覆盖旱作与传统淹水处理稻麦体系生产力与氮素利用之间的差异趋于消失。 一年的定位试验结果表明,常规施氮水平下覆膜处理获得与传统淹水处理相当的水稻产量,裸地旱作处理产量则低于传统淹水处理。而秸秆地膜双覆盖(覆秸膜)处理水稻产量显著提高,达到传统淹水与覆膜处理类似的水平。这说明覆秸旱作引起的水稻产量下降可以通过覆膜加以克服。在小麦季作物产量仍以传统淹水处理最高,覆秸和覆秸膜处理次之,覆膜和裸地旱作最低。稻、麦吸氮量的结果与产量类似,但各旱作与传统淹水处理之间差异比产量小。 ~(15)N微区结果进一步表明,在水稻季,覆盖旱作与裸地旱作处理作物的氮肥利用率(18.41%~23.56%)明显高于传统淹水处理(15.30%),肥料氮的土壤残留率却以传统淹水(22.10%)高于各旱作处理(19.57%~20.90%),而氮肥的总损失率各处理之间没有显著差异(55.54%~62.60%)。在小麦季,作物氮肥利用率的情况刚好与水稻季相反,以传统淹水(20.60%)高于麦秸覆盖和秸膜双覆盖(17.65%~18.33%)又高于覆膜旱作和裸地旱作(15.93%~15.99%),而氮肥的土壤残留率(23.06%~26.86%)和损失率(55.49%~60.04%)各处理间差异不显著。 由此可见,覆盖旱作稻麦体系可以获得与传统稻麦体系相当或略高的产量和氮肥利用率,但仍有通过养分综合管理进一步提高的较大潜力。


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