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《山东农业大学》 2004年
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不同施肥模式对玉米无公害生产的影响

李宗新  
【摘要】:提高肥料利用效率,减少化肥施用量,改善玉米的生长环境,实现玉米的无公害生产已成为一个亟待解决的问题。合理科学的施肥模式是其中的重要环节,通过科学的施肥建立农田养分的良好循环,为玉米提供良好的生态环境是解决这一问题的关键所在。本研究选用粮饲兼用玉米鲁单50于2002-2003年在山东农业大学泰安玉米高科技园探讨了在高肥力条件下不同施肥模式对玉米产量、玉米品质与生理特性、土壤性状、土壤硝态氮和铵态氮的积累、养分的损失及氮肥利用效率的影响。主要结果如下: 1. 不同施肥模式对玉米产量的影响 有机肥配施氮肥增产效果显著,生物产量分别提高23.87%、19.02%,籽粒产量增产26.21%、20.22%;秸秆还田配施高量氮肥及单施高量氮肥生物产量增产11.08%、9.11%,籽粒产量增产7.94%、11.03%;秸秆还田配施低量氮肥及低量氮肥增产效果不明显。 2. 不同施肥模式对玉米品质与生理特性的影响 在玉米生长前期,有机肥配施氮肥提高叶片的可溶性蛋白和叶绿素含量,增强穗位叶NR活性和单叶光合速率,促进了氮素的吸收、代谢与转化;单施氮肥和秸秆还田提高了叶片NR活性和叶绿素含量;玉米生长后期,有机肥配施氮肥玉米穗位叶的可溶性蛋白、叶绿素含量下降平缓,NR和衰老酶(SOD、POD、CAT、MDA)活性下降平缓,延缓玉米叶片的后期衰老,保证玉米物质与能量“源”向“库”的转移,而单施氮肥和秸秆还田的作用效果不显著。 有机肥配施氮肥可以提高籽粒粗脂肪、粗灰分、氨基酸、淀粉的含量和产量,单施氮肥和秸秆还田可提高籽粒氨基酸总量和支链淀粉的含量,提高粗脂肪、粗灰分、氨基酸、淀粉的产量,作用效果不如有机肥配施氮肥 施氮量高,植株硝酸盐含量高,有机肥配施氮肥提高硝酸盐的积累,秸秆还田削弱硝酸盐的积累,本试验施肥条件下,苗期、成熟期叶片、籽粒的硝酸盐含量最高是30.40㎎·㎏-1 FW,仅占WHO硝酸盐含量限量标准 WP=9 (700㎎·㎏-1)的4.34%,不构成危害。与单施氮肥相比,有机肥、秸秆还田配施氮肥提高了玉米茎叶中的铅含量,显著地降低茎叶中汞的含量,秸秆还田可使籽粒铬含量增加,但含量都略小于相应的国家卫生限量标准,存在潜在的毒害危险。茎叶镉、铬、砷的含量及籽粒中铅、镉、汞、砷的含量远小于相应的国家卫生限量标准,没有污染危险。 3. 不同施肥模式对土壤性状的影响 秸秆、有机肥配施氮肥可以降低土壤容重,饱和毛管水、田间持水量、土壤总孔隙度及通气孔隙增加,土壤的松实度和通气性趋于良好,明显地改善土壤物理性状;单施氮肥易使土壤坚实,通气性变差。 有机肥配施氮肥可有效地降低土壤pH值和提高土壤蛋白酶、脲酶活性,从而使N、P、K、Cu、Zn、Fe等元素的生物有效性增强,土壤的肥力水平和供肥性能提高;秸秆还田可有效地提高土壤蛋白酶、转化酶活性,从而改善土壤的供肥性能;单施氮肥也可有效地提高脲酶活性,施氮量高,脲酶活性高,加强了氮素转化。 秸秆、有机肥配施氮肥可提高土壤上层土体的速效氮、速效钾、速效磷、全磷、全氮含量,80~120cm土体速效氮、速效钾含量也有所增加,单施氮肥可提高上层土体的全氮含量,速效磷、有机质含量下降。 秸秆还田配施氮肥降低土壤铬、镉的含量,加剧汞、铅、砷的积累;有机肥配施氮肥降低土壤铬含量,提高铅、汞、砷的含量;单施氮肥可加剧土壤铅的积累,降低土壤铬、汞的含量。但各处理土壤重金属积累量都远小于相应的国家卫生限量标准,没有造成土壤污染。 土壤硝态氮的空间分布相似,表层土壤硝态氮含量较高,随土壤深度增加,硝态氮含量呈现先降后升的趋势,以40~60cm土层最低,以后又随土壤深度的增加而增加;时间分布因施肥与玉米生长发育而在不同时期呈现不同规律。施用氮肥不仅增加表层土壤的硝态氮含量,也显著地增加下层土壤的硝态氮含量,硝态氮积累量与施氮量呈正相关;玉米的生长发育消耗了表层土壤的硝态氮,削弱了硝态氮的淋溶;秸秆还田、有机肥配施氮肥与单施氮肥相比加剧了土壤硝态氮的淋溶,有机肥本身也存在硝态氮的淋失。 土壤铵态氮的空间分布规律不尽相同,时间分布因施肥与玉米生长发 WP=10 育而在不同时期呈现不同规律,土壤各土层铵态氮含量的时间分布在数量上短期内有差异。施用氮肥可以增加表层土壤的铵态氮含量,但随着玉米的生长发育的需要,铵态氮被迅速硝化吸收,含量降低,处理间差异变小;下层土壤的铵态氮含量短期内升高。秸秆还田、有机肥配施氮肥与单施氮肥相比,上层土壤的铵态氮含量提高幅度较大。 4. 不同施肥模式对养分损失的影响 随着夏玉米生育进程的推进,田间土壤的淋溶水体积呈递减趋势,且处理间体积差异减小。淋溶水体积与灌溉水量和降雨量呈正相关。玉米生长前期,秸秆还田、有机肥配施氮肥小区的淋溶水体积显著增加,而随时间推移,土壤性状趋于相同,玉米吸收水分的能力增强,各处理间差异减小。与对照相比,单施氮肥处理对土壤水淋溶影响不显著。 随玉米生长期推进,各施肥处理田间土壤淋溶水NH4+浓度呈现低-高-低的趋势,对照则缓慢降低,淋溶水NH4+浓度随施N肥量增加而增大。秸秆还田、有机肥配施氮肥加剧土壤铵态氮的淋失。以硝态氮形式淋失的氮素远高于铵态氮,淋溶水硝态氮浓度也随施N肥量增加而增大,并呈现出升-降-升-降的双峰趋势
【学位授予单位】:山东农业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:S513

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