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《西南农业大学》 2001年
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重庆市旱地土壤肥水协同效应研究

朱华玲  
【摘要】: 在我国水资源不足,然而用水浪费,利用率低下;肥料尤其是氮肥对粮食的增 产贡献最大,氮肥用量大,而氮素利用率低也一直是困扰农业生产的一个突出问题。 为了提高水、肥利用率,国内外学者对以水保肥,以肥调水,水肥耦合效应进行大 量研究,并取得了积极的进展。然而,水肥关系的研究偏重于干旱区,在湿润区, 此项研究尚属空白。 重庆市旱地占耕地面积的54.56%,加上15.34%的望天田,形成了湿润区大比 重的旱作农业。重庆市属丘陵地貌,旱坡地比重大,质量差,玉米是种植面积较大 的粮食作物,对水肥需求量大,常常受到春干、夏干、伏旱的威胁,因此,在坡顶 玉米水肥问题更突出。鉴于此,本项目以西南湿润区三种代表性土壤为对象,研究 水分对氮素矿化的影响,在此基础上,以坡顶取得的肥力低下的灰棕紫泥为供试土 壤,以玉米为供试作物,在每千克干土施用0.2克P_2O_5(普钙)和0.2克K_2O(氯 化钾)的基础上进行三种氮素水平和四种水分类型的完全方案的盆栽试验,结果表 明: 水分对土壤氮素矿化影响很大,从水分胁迫到相对含水量60%—70%,矿化量 随水分增加而增加,二者呈线性关系,土壤相对含水量60%—70%是土壤氮素矿化 的最佳含水量,随水分继续增加而矿化量减少;施氮后,土壤氮素矿化容量和矿化 强度提高,但未改变水分对土壤氮素矿化的规律;无论施氮与否,三种土壤的矿化 差异都是有质地不同而引起的。 在土壤绝对含水量10%—25%范围内,随水分增长能明显促进玉米株高增长, 水分株高效应为:25%>20%>15%>10%,水分胁迫的限制作用比丰水的促进作用更 大,其中水分重度胁迫还使玉米生育进程比其它水分处理延迟10天。 对于本来较低的土壤肥力,只有有限的水分(<20%)使其得以发挥,增产幅度也 不大。水分的多少却严重影响着肥料肥效的发挥。在土壤水分重度胁迫时(10%), 施氮无增产效果;水分从轻度胁迫到丰水时(15%~25%),施氮增产效果显著,增 产幅度高达4倍以上。水分对氮肥肥效呈线性关系。水分之所以能促进玉米增产是 因为水分含量增加促进玉米对肥料中氮素吸收而使氮素利用率提高,最终反映在产 量上,但是水分并没有提高玉米含氮量。从干旱到正常供水,土壤水分增加能提高 子粒/茎叶氮比,使养分更多的向经济产物转运,水分继续增加到丰水,对氮肥的效 果则转向非经济产物。 玉米收获后,在不施氮时土壤中残留的有效氮并未受水分影响,而施氮后随水 分增加残留氮降低,至丰水时残留氮降到无氮处理的程度。 施用氮肥能促进根系生长,增加根系活力,提高蒸腾强度,使玉米吸收、转运 水分和养分的能力增强;增大功能叶面积和叶绿素,使光合作用加强,尤其是在于 旱条件下施氮能改善叶片水分状况,脯氨酸含量提高而增强叶片的渗透调节能力, 使玉米抗逆性增强,最终反映在增产上。除水分重度胁迫外,施氮使玉米耗水量增 加,更重要的是使水分利用率提高,这是玉米增产的主要依掂。中、高氮比较,限 水条件下高氮并不能使水分利用率尤其是经济利用率更高。即使在丰水下高氮水分 利用率的增加也是在丰水中、低氮处理水分利用率降低的基础上取得的。 通过玉米水、氮耦合效应分析,对玉米增产水效应、氮素效应以及水氮交互效 应都达到极显著水平,其中氮素效应最大。水、氮交互作用以25%的水分和0.sg.N/kg 干土的配比最优,然而从提高水分、氮利用率角度出发,以20%的水分和0.259.N/kg 干土的配比最优。 运用V五”攻关提出的建模方法建立了两个玉米水氮效应耦合模型:其一, 直接耦合效应模型,Y=-71.06+274石3XI+46.88X2+0.80 XIXZ-379.22XI‘-0.25X2‘,经 检验达显著或极显著水平,在本试验条件范围内,可以用来预测玉米产量。至于是 否适用于田间,还有待于进一步检验。其二,转换耦合效应模型,Y=仁6.59刊.167w) +(·286.66+33.156w)X+(-315.04+39.952W)X‘,运用本试验数据检验,理论产 量与实际产量差异较大,因此模型不能用于玉米产量的预测预报。用此方法建模还 需更深入的研究。
【学位授予单位】:西南农业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2001
【分类号】:S158

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