基于不同降水年型渭北旱塬小麦–土壤系统氮素表观平衡的氮肥用量研究
[目的]研究渭北旱区不同降水年型氮肥用量对小麦–土壤系统氮素表观平衡的影响规律,以实现作物稳产、平衡土壤氮素携出、避免过多氮肥残留累积为目标,通过3年田间定位试验,探讨渭北旱区冬小麦稳产增效的最佳氮素投入量.[方法]2011年7月—2012年6月降水量为710.1 mm,高于年均降水量23.1％,属于丰水年;2012年7月—2013年6月降水量为391.4 mm,低于年均降水量32.2％,属于欠水年;2013年7月—2014年6月降水量为603.8 mm,高于年均降水量4.6％,属于平水年.本研究设置5个氮肥水平N 0、75、150、225、300 kg/hm2,分别以N0、N75、N150、N225、N300表示,研究不同施氮量对冬小麦产量、吸氮量、氮素表观平衡及收获后土壤硝态氮残留量的影响.通过保证土壤氮素的输入和携出平衡确定氮肥用量,并通过该施氮量下吸氮量、产量及收获后100 cm土层硝态氮累积量加以验证.[结果]连续3年的定位试验结果表明,产量随降水量的增加而提高.相同降水量条件下,产量随施氮量增加呈先增加后降低的趋势,3年小麦产量均在N225水平达到最大值,但N225与N150水平之间差异不显著,小麦地上部吸氮量与籽粒产量有相似的规律;小麦收获后0—100 cm土层硝态氮残留量也随施氮量的增加而升高.其中50.8％～75.5％的集中在0—40 cm,并且随着年限的延长逐渐减少,3年平均值分别为63.8％、66.1％和53.6％,而40—100 cm土层硝态氮残留量逐年升高且有向下淋溶的趋势;3种降水年型,土壤氮素盈余量(土壤氮素输入 –输出)为0 kg/hm2的氮素盈余指标下的氮素投入量有所不同:丰水年、欠水年和平水年施氮量分别为127、54和103 kg/hm2;在考虑到维持作物产量和土壤肥力而允许氮素表观盈余指标为N 40 kg/hm2时,丰水年、欠水年和平水年施氮量分别为170、99和150 kg/hm2.此时的作物吸氮量(130、59、110 kg/hm2)和产量(6267、2309、4502 kg/hm2)均能保持在较高水平,与理论最高吸氮量和最高产量值接近,而施氮量与理论最高吸氮量和产量时的施氮量相比有不同程度降低,分别减少了4.7％、142％、21.3％和5.3％、120％、30.7％.小麦收获后100 cm土层硝态氮累积量分别为101.4、104.2和113.7 kg/hm2,不仅可以保持土壤氮库的稳定,还能将残留硝态氮基本维持在安全阈值内(N 90～100 kg/hm2).[结论]综合考虑不同降水年型氮肥用量下冬小麦–土壤系统氮素表观平衡的变化,建议在渭北旱区丰水年、欠水年和平水年施氮量分别为170、99和150 kg/hm2,以保证作物稳产和氮素高效吸收利用.
降水、冬小麦、产量、氮素残留、氮平衡
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国家科技支撑计划项目2015BAD23B04;公益性行业农业科研专项201503124;国家自然科学基金项目31772389;国家小麦现代产业技术体系建设专项Z225020803
2018-07-04（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）
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