中国农业科学 ›› 2024, Vol. 57 ›› Issue (7): 1295-1307.doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2024.07.007
任强(), 徐珂, 樊志龙, 殷文, 范虹, 何蔚, 胡发龙(
), 柴强
收稿日期:
2023-12-29
接受日期:
2024-01-30
出版日期:
2024-04-01
发布日期:
2024-04-09
通信作者:
联系方式:
任强,E-mail:r17393130381@163.com。
基金资助:
REN Qiang(), XU Ke, FAN ZhiLong, YIN Wen, FAN Hong, HE Wei, HU FaLong(
), CHAI Qiang
Received:
2023-12-29
Accepted:
2024-01-30
Published:
2024-04-01
Online:
2024-04-09
摘要:
【目的】针对绿洲灌区小麦玉米间作水分高效利用潜力挖掘不足,制约多熟种植稳定发展的问题,拟通过探明不同氮肥后移比例对小麦玉米间作耗水特性及水分利用的影响,为绿洲灌溉区水分高效利用麦玉间作模式创建提供理论依据。【方法】试验于2020—2021年在甘肃农业大学绿洲农业综合试验站开展,设小麦玉米间作、单作小麦和单作玉米3种种植模式,针对玉米设不施氮(N0)、氮肥后移20%(N1)、氮肥后移10%(N2)和传统施氮氮肥不后移(N3)4个处理,间作玉米和单作玉米各施氮处理下总施氮量分别为210和360 kg·hm-2,研究不同种植制度及氮肥后移比例对小麦和玉米的土壤蒸发、耗水特性及水分利用的影响。【结果】小麦、玉米独立生长阶段间作处理的棵间蒸发量大于单作,间作小麦棵间蒸发较单作小麦增大15.9%—16.7%,间作玉米棵间蒸发较单作玉米增大5.4%—14.7%,麦玉共生期间作棵间蒸发量较单作加权降低4.6%—6.1%;全生育期棵间蒸发总量表现为:小麦玉米间作最大、单作玉米次之、单作小麦最小,在间作模式中,氮肥后移20%处理棵间蒸发量较传统施氮降低6.5%,且小麦带棵间蒸发量较玉米带增大12.6%—17.3%,是间作系统棵间蒸发的主要来源。间作系统中氮肥后移20%和后移10%处理全生育期耗水量较传统施氮分别降低34.3和18.9 mm,E/ET与传统施氮差异不显著。间作系统籽粒产量较单作加权平均提高21.1%—39.0%,间作系统氮肥后移20%处理籽粒产量较传统施氮提高28.8%,其中间作小麦、间作玉米氮肥后移20%处理较传统施氮分别提高24.3%、30.8%。间作种植模式氮肥后移处理水分利用效率较单作加权平均显著提高15.0%、12.3%,其中氮肥后移20%处理较传统施氮提高35.9%,氮肥后移10%处理较之提高19.3%。【结论】小麦玉米间作种植模式结合氮肥后移20%能减少土壤蒸发和全生育期耗水量,提高产量和水分生产力,是绿洲灌区小麦玉米间作高产高效生产可采用的施氮制度。
任强, 徐珂, 樊志龙, 殷文, 范虹, 何蔚, 胡发龙, 柴强. 小麦玉米间作氮肥后移利于减少土壤蒸发提高水分利用效率[J]. 中国农业科学, 2024, 57(7): 1295-1307.
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表1
不同处理的施氮制度"
种植模式 Cropping pattern | 氮水平 Nitrogen level | 基肥 Base fertilizer (kg·hm-2) | 追肥Topdressing (kg·hm-2) | 后移比例 Postponed percentage (%) | 总施氮量 Total fertilizer (kg·hm-2) | ||
---|---|---|---|---|---|---|---|
拔节期 Jointing | 大喇叭口期 Pre-tasseling | 开花后15 d 15 d after flowering | |||||
W | Nw | 108 | 0 | 72 | 0 | — | 180 |
W||M | Nw | 46 | 0 | 30 | 0 | — | 76 |
M | N1 | 72 | 36 | 144 | 108 | 20 | 360 |
N2 | 72 | 72 | 144 | 72 | 10 | 360 | |
N3 | 72 | 108 | 144 | 36 | 0 | 360 | |
W||M | N1 | 42 | 21 | 83 | 63 | 20 | 210 |
N2 | 42 | 42 | 83 | 42 | 10 | 210 | |
N3 | 42 | 63 | 83 | 21 | 0 | 210 |
表2
不同处理下各阶段及全生育期的棵间蒸发量"
种植模式 Cropping pattern | 施氮水平 N fertilizer level | 小麦独立生长期 Wheat independent growth period | 麦玉共生期 Symbiotic period of wheat and maize | 玉米独立生长期 Maize independent growth period | 全生育期 Entire growing period | ||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
2020 | 2021 | 2020 | 2021 | 2020 | 2021 | 2020 | 2021 | ||
W||M | N0 | 67.6a | 68.2a | 217.4d | 208.4cd | 78.4a | 69.3a | 363.4a | 345.8a |
N1 | 62.4b | 63.2b | 193.5g | 188.6e | 67.6de | 60.2cd | 323.4d | 312.0c | |
N2 | 62.8b | 62.5b | 202.1f | 195.4e | 68.9cd | 63.2bc | 333.9c | 321.1c | |
N3 | 63.0b | 63.7b | 209.1e | 203.4d | 74.8ab | 65.7ab | 347.0b | 332.9b | |
M | N0 | — | — | 251.9a | 230.3a | 72.6bc | 88.4a | 324.5d | 299.5d |
N1 | — | — | 222.5cd | 212.9c | 58.2f | 72.5e | 280.7g | 266.1g | |
N2 | — | — | 228.3c | 220.7b | 63.9e | 79.3d | 292.2f | 279.0f | |
N3 | — | — | 238.8b | 227.3ab | 67.9de | 83.5bc | 306.7e | 289.8e | |
W | N0 | 57.5c | 59.6c | 156.6h | 160.3f | — | — | 214.2h | 219.9h |
Nw | 52.4d | 56.1d | 138.6i | 147.0g | — | — | 191.0i | 204.4i | |
显著性(P值) Significance (P value) | |||||||||
种植模式 Cropping pattern (C) | 0.000 | 0.000 | 0.000 | 0.000 | 0.000 | 0.000 | 0.000 | 0.000 | |
施氮水平 N fertilizer level (N) | 0.002 | 0.019 | 0.000 | 0.000 | 0.000 | 0.000 | 0.000 | 0.000 | |
种植模式×施氮水平 C×N | 0.452 | 0.842 | 0.108 | 0.696 | 0.479 | 0.218 | 0.025 | 0.070 |
表3
不同处理下播前、收后贮水量及全生育期总耗水量"
种植模式 Cropping pattern | 施氮水平 N fertilizer level | 播前贮水量 Soil water storage before sowing | 收后贮水量 Soil water storage after harvest | 总耗水量 Total water consumption | |||
---|---|---|---|---|---|---|---|
2020 | 2021 | 2020 | 2021 | 2020 | 2021 | ||
W||M | N0 | 272.8b | 267.6b | 242.5e | 242.3cd | 643.3ab | 672.6a |
N1 | 276.9b | 268.9b | 261.1bcd | 273.0a | 628.8bcd | 643.3bc | |
N2 | 281.4b | 269.9b | 256.9abcd | 252.0bc | 637.5abc | 665.1ab | |
N3 | 287.9b | 275.9b | 247.8de | 231.7d | 653.1a | 687.4a | |
M | N0 | 318.3a | 325.0a | 247.0de | 263.7ab | 609.3de | 621.6cd |
N1 | 326.6a | 320.7a | 278.4a | 273.8a | 586.2f | 607.1d | |
N2 | 326.1a | 319.4a | 260.7bcd | 267.0ab | 603.4ef | 612.6d | |
N3 | 331.2a | 323.1a | 251.4cde | 253.1bc | 617.8cde | 630.2cd | |
W | N0 | 284.5b | 269.8b | 272.8ab | 267.5bc | 331.2h | 379.6f |
Nw | 277.2b | 273.8b | 265.5abc | 234.9cd | 354.7g | 416.2e | |
显著性(P值) Significance (P value) | |||||||
种植模式 Cropping pattern (C) | 0.000 | 0.000 | 0.008 | 0.001 | 0.000 | 0.000 | |
施氮水平 N fertilizer level (N) | 0.135 | 0.896 | 0.006 | 0.002 | 0.037 | 0.017 | |
种植模式×施氮水平 C×N | 0.615 | 0.930 | 0.011 | 0.000 | 0.036 | 0.007 |
表4
不同处理下作物籽粒产量表现"
种植模式 Cropping pattern | 施氮水平 N fertilizer level | 小麦产量 Wheat yield (kg·hm-2) | 玉米产量 Maize yield (kg·hm-2) | 系统产量 Compound (kg·hm-2) | |||
---|---|---|---|---|---|---|---|
2020 | 2021 | 2020 | 2021 | 2020 | 2021 | ||
W||M | N0 | 3040.1e | 2858.7e | 7420.5g | 7229.3h | 10460.6e | 10087.9d |
N1 | 4632.0bc | 4959.0bc | 11336.6cd | 11382.3d | 15968.6a | 16341.3a | |
N2 | 4390.8cd | 4374.9c | 10169.8e | 10092.0f | 14560.7b | 14466.9b | |
N3 | 4028.0d | 3690.2d | 8757.2f | 8613.6g | 12785.2c | 12303.8c | |
M | N0 | - | — | 10915.9de | 10753.9e | 10915.9e | 10753.9d |
N1 | - | — | 15092.4a | 15137.1a | 15092.4b | 15137.1b | |
N2 | - | — | 13162.1b | 12903.7b | 13162.1c | 12903.7c | |
N3 | - | — | 12015.3c | 12125.0c | 12015.3d | 12125.0c | |
W | N0 | 5121.8b | 5087.2b | - | - | 5121.8g | 5087.2f |
Nw | 6806.4a | 6949.3a | - | - | 6806.4f | 6949.3e | |
显著性(P值) Significance (P value) | |||||||
种植模式 Cropping pattern (C) | 0.000 | 0.000 | 0.000 | 0.000 | 0.000 | 0.000 | |
施氮水平 N fertilizer level (N) | 0.000 | 0.000 | 0.000 | 0.000 | 0.000 | 0.000 | |
种植模式×施氮水平 C×N | 0.942 | 0.552 | 0.532 | 0.089 | 0.000 | 0.000 |
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