中国农业科学 ›› 2024, Vol. 57 ›› Issue (11): 2189-2201.doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2024.11.011
张殿凯(), 李盼, 范虹, 何蔚, 樊志龙, 胡发龙, 孙亚丽, 谭向念, 殷文(), 陈桂平()
收稿日期:
2023-07-12
接受日期:
2023-08-29
出版日期:
2024-06-01
发布日期:
2024-06-07
通信作者:
联系方式:
张殿凯,E-mail:ZDKing998866@163.com。
基金资助:
ZHANG DianKai(), LI Pan, FAN Hong, HE Wei, FAN ZhiLong, HU FaLong, SUN YaLi, TAN XiangNian, YIN Wen(), CHEN GuiPing()
Received:
2023-07-12
Accepted:
2023-08-29
Published:
2024-06-01
Online:
2024-06-07
摘要:
【目的】针对西北灌区春小麦生产中氮肥投入过高、水分利用效率低等问题,探讨复种绿肥及减量施氮对春小麦水分利用特征的影响,以期为优化春小麦生产的水资源高效利用提供理论依据。【方法】采用裂区设计,主区设麦后复种绿肥毛叶苕子(W-G)和麦后休闲(W)两种种植模式,副区设传统施氮(N3,180 kg·hm-2)、减施氮肥15%(N2,153 kg·hm-2)和减施氮肥30%(N1,126 kg·hm-2)3个施氮水平,于2020—2021年研究复种绿肥及减氮对春小麦产量、耗水量及水分利用效率的影响。【结果】麦后复种绿肥结合适量减施氮肥可提高春小麦播前土壤贮水量,W-G较W模式春小麦播前土壤贮水量增加11.5%—13.5%,麦后复种绿肥结合氮肥减施15%(W-GN2)与麦后复种绿肥结合减氮30%(W-GN1)较对照麦后休闲结合传统施氮量(W-N3)春小麦播前土壤贮水量分别提高12.1%—20.2%与15.2%—16.6%,W-GN2与W-GN1处理间无显著差异。W-G较W春小麦耗水量降低12.6%—13.7%,复种绿肥模式中以W-GN2降低春小麦耗水量幅度最大,较麦后休闲结合减氮15%(W-N2)、W-N3分别降低21.8%—25.8%、21.3%—26.3%;W-G通过降低春小麦拔节期至灌浆初期的耗水模系数,增大播种前期至拔节期与灌浆初期至成熟期的耗水模系数(两阶段耗水量占全生育期总耗水量的比例为60.5%—64.1%),有效协调春小麦前后生育时期的水分需求特征,增强了春小麦生长发育过程中水分供需同步性。相比W-GN1、W-GN3,W-GN2处理的调控效应更突出。W-G具有增产优势,较W增产13.5%—14.1%;W-GN2较W-N2与W-N3分别增产16.7%—18.4%与13.6%—14.6%。因而,W-G较W模式提高水分利用效率为29.4%—31.0%,麦后复种绿肥模式中,以W-GN2提高水分利用效率的幅度较大,较W-N2、W-N3分别提高44.2%—46.8%、39.1%—43.5%,较W-GN1、W-GN3分别提高36.2%—50.7%、9.1%—17.0%。【结论】麦后复种绿肥结合减施氮肥15%(即施氮153 kg·hm-2)较传统水氮管理提高春小麦产量及水分利用效率,可推荐为西北灌区春小麦水分高效利用的生产模式。
张殿凯, 李盼, 范虹, 何蔚, 樊志龙, 胡发龙, 孙亚丽, 谭向念, 殷文, 陈桂平. 西北灌区复种绿肥及减氮条件下春小麦产量及水分利用特征[J]. 中国农业科学, 2024, 57(11): 2189-2201.
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表1
不同处理代码及设计"
处理代码 Treatment code | 种植模式 Cropping pattern | 施氮水平 N application level | 施氮量 N fertilizer rate (kg•hm-2) |
---|---|---|---|
W-N1 | 春小麦收获后休闲 (W) Fallow after spring wheat harvest | 地方传统施氮减量30% Local conventional N amount reduced by 30% | 126 |
W-N2 | 地方传统施氮减量15% Local conventional N amount reduced by 15% | 153 | |
W-N3 | 地方传统施氮 Local conventional N amount | 180 | |
W-GN1 | 春小麦收获后复种绿肥 (W-G) Multiple cropping green manure after spring wheat harvest | 地方传统施氮减量30% Local conventional N amount reduced by 30% | 126 |
W-GN2 | 地方传统施氮减量15% Local conventional N amount reduced by 15% | 153 | |
W-GN3 | 地方传统施氮 Local conventional N amount | 180 |
表2
不同种植模式及施氮水平下春小麦耗水量及耗水模系数"
种植模式 Cropping pattern | 施氮水平 N application level | 2021年春小麦各生育阶段 Each growth stage of spring wheat in 2021 | 总耗水量 Total water consumption (mm) | ||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
播种期—拔节期 Sowing-jointing | 拔节期—孕穗期 Jointing-booting | 孕穗期—灌浆初期 Booting-early-filling | 灌浆初期—收获期 Early-filling-harvesting | ||||||||||||||||
ET (mm) | CP (%) | ET (mm) | CP (%) | ET (mm) | CP (%) | ET (mm) | CP (%) | 2021 | 2020 | ||||||||||
W | N1 | 104.0b | 23.6c | 108.1ab | 24.5a | 119.3a | 27.0a | 110.0b | 24.9b | 441.4a | 492.1a | ||||||||
N2 | 112.0a | 23.7c | 120.6a | 25.0a | 127.0a | 26.9a | 112.0ab | 24.4b | 471.6a | 457.8a | |||||||||
N3 | 119.0a | 25.3b | 113.4a | 24.1ab | 117.4a | 25.0b | 120.0a | 25.6b | 469.8a | 459.7a | |||||||||
W-G | N1 | 112.0a | 25.6ab | 102.5b | 23.5ab | 109.2ab | 25.0b | 113.0ab | 25.9b | 436.7ab | 470.0a | ||||||||
N2 | 101.0b | 26.1ab | 84.9c | 21.9b | 93.0b | 24.1bc | 108.3b | 27.9a | 387.2b | 363.9b | |||||||||
N3 | 108.0ab | 26.7a | 98.6bc | 24.4ab | 96.0b | 23.7c | 102.0b | 25.2b | 404.6b | 405.5ab | |||||||||
显著性Significance | |||||||||||||||||||
种植模式 Cropping pattern (C) | NS | * | * | * | * | * | * | * | * | * | |||||||||
施氮水平 N application level (N) | * | * | NS | NS | * | * | NS | NS | NS | NS | |||||||||
种植模式×施氮水平 C×N | * | * | ** | * | * | * | * | * | * | * |
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