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秸秆覆盖条件下灌水和施氮对旱地冬小麦产量、水肥利用及土壤温度的影响

董明蕾  
【摘要】:我国旱地面积大,光热等资源丰富,耕地多,是小麦、玉米等粮食作物的重要产地。秸秆覆盖是我国北方旱地主要的农业技术之一。很多研究表明,秸秆覆盖具有改善土壤保水和供水的能力,同时在很多地区也提高了作物的产量。但也有研究表明,秸秆覆盖条件下作物的产量高低与水肥供应有关。本文通过田间定位试验,研究了秸秆覆盖条件下水氮供应对旱地冬小麦生长、水肥利用、土壤温度和土壤养分的影响,以期为秸秆覆盖条件下的水氮管理提供科学依据。取得的主要结果如下: 1.秸秆覆盖条件下不同生育期补充灌水对冬小麦生长有显著影响。秸秆覆盖对小麦产量的影响在两年间表现不同,可能与小麦播前的土壤底墒有关。秸秆覆盖对小麦的水分高效期影响不大,无论覆盖与否,拔节期灌水时小麦产量均较高。不覆盖时,灌浆期灌水处理和拔节期灌水处理的水分生产效率较高,覆盖时,灌浆期灌水处理的水分生产效率较高。秸秆覆盖和补充灌水对土壤残留硝态氮的分布特点无显著影响,小麦收获后0-60 cm土层残留硝态氮含量均显著较高,60 cm以下较低,且随深度增加没有明显变化。覆盖条件下,生育期灌水有利于降低土壤0-200 cm残留硝态氮累积量。 2.秸秆覆盖和小麦越冬期补充灌水对土壤温度有显著影响。与不灌水相比,越冬期灌水有降低土壤温度的趋势。20 cm土层土壤温度在12:00以前高于10 cm土层,在12:00以后低于10 cm(特别是小麦返青-拔节期和抽穗-灌浆期)。在越冬生长期,越冬期灌水处理在24小时内表现为覆盖土壤温度高于不覆盖处理,返青-拔节期则没有明显差异,在抽穗-灌浆期,12:00以前覆盖处理温度低于不覆盖处理,12:00以后覆盖处理土壤温度高于不覆盖处理。秸秆覆盖降低了土壤温度日振幅,同时也降低了土壤的升温速率和降温速率。 3.秸秆覆盖对冬小麦生长的影响与施氮量有关。秸秆覆盖对小麦产量的影响与施氮量有关:不施氮肥或施氮量较低时,覆盖与不覆盖差异不显著,施氮量较高时,覆盖小麦产量低于不覆盖处理。施氮量225、300 kg/hm~2处理产量最高,显著高于75 kg/hm~2处理(2008~2009年不覆盖时除外),也有高于施氮量150 kg/hm~2处理的趋势。施氮量为225 kg/hm~2时水分生产效率也最高,表明充足的氮肥是提高小麦产量和水分生产效率的重要因素。秸秆覆盖使氮肥利用率有下降的趋势,施氮量150 kg/hm~2时,氮肥利用率最高,覆盖对这一特点无显著影响。覆盖对土壤残留硝态氮的影响也与施氮量有关,施氮量较低时,秸秆覆盖处理土壤0-200 cm残留的硝态氮量高于不覆盖处理,施氮量较高时则相反。无论覆盖与否,施氮量大于225 kg/hm~2时,残留硝态氮量显著提高。不覆盖时,高氮量处理与低氮量处理残留硝态氮含量的差异在表层和深层均较显著,而秸秆覆盖时,两者在土壤表层的差异较小,表层以下则差异较大。表层土壤有机质含量略高于不覆盖处理,土壤全氮含量的差异更小,均没有达到显著水平。


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