深松配施控释肥提高玉米产量和氮效率的机制研究

【摘要】：深松可以改变土壤结构,改善土壤理化特性,提高土壤温湿度,促进玉米生长发育及控释肥养分释放,进而可以对控释肥养分释放率与玉米生长发育规律进行调控。为探究春玉米生长发育规律对深松配施控释肥的响应机制,本研究于2017-2018年在包头市土默特右旗试验基地以先玉696为材料开展田间定位试验。试验共设10个处理:分别在深松和浅旋两种耕作方式下设不施氮肥对照(CK),高产模式(HY),减氮模式(DN),控释肥高产模式(CN),控释肥减氮模式(DCN)。研究深松配施控释肥对控释肥养分释放和玉米生长的影响。从土壤环境、控释肥养分释放率与释放速率、植株根系结构特征、光合生理特性、物质积累、产量及产量构成等方面,系统分析在浅旋和深松两种耕作方式下控释肥养分释放与玉米生长间的相互关系,为玉米生产上合理应用控释肥提供技术支持,并为进一步实现玉米高产高效提供理论依据。本研究主要结果如下:(1)深松配施控释肥对玉米生长发育及土壤理化特性的影响:采用深松耕作后,0-60cm 土层的土壤容重和15-35cm 土层的土壤紧实度得到显著降低,疏松的土壤环境及适宜的土壤结构提高了土壤在玉米各生育时期0-15cm 土层的田间含水量和土壤温度,促进了控释肥养分的释放率,提高了各生育阶段控释肥养分的释放速率。同时,随土壤结构与理化特性的改善,玉米根系的生长得到促进,使玉米单株总根系干重、根长、根表面积和根体积均显著提高。各时期植株叶片的叶面积指数和单位叶片叶绿素的相对含量也显著提升,并加快了各时期玉米的净光合速率,显著增加了各时期玉米干物质与氮素的积累量,使玉米产量提高4.35%-11.9%,氮肥利用效率提升0.66-6.4kg/kg。而且减少了收获后土壤中硝态氮的淋溶,降低了肥料对环境的污染。(2)深松、春玉米物质积累、控释肥养分释放三者的响应关系:深松通过改善土壤环境有效促进了控释肥养分释放与玉米生长发育规律的吻合,增强了控释肥的肥效,是玉米增产增效种植的新的有效措施。经拟合分别得出两年内控释肥养分累计释放率与土壤温度、玉米单株干物质积累量及单株氮素积累量之间的一元二次回归方程,2017年:Y=-0.0042x~2+0.38x+15.39(R~2=0.9714),Y=0.175x~2-17.55x+450.97(R~2=0.962*),Y=0.003x~2-0.323x+9.294(R~2=0.981*);2018 年:Y=-0.0067x~2+0.8x+2.84(R~2=0.9999),Y=0.003x~2-0.327x+8.346(R~2=0.961*),Y=0.164x~2-15.895x+445.656(R~2=0.988*)。