





中国农业科学 ›› 2023, Vol. 56 ›› Issue (14): 2660-2672.doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2023.14.003
曹永刚(
), 徐龙龙, 柴强(
), 胡发龙, 殷文, 樊志龙, 王琦明, 赵财
收稿日期:2022-10-10
接受日期:2023-03-23
出版日期:2023-07-16
发布日期:2023-07-21
通信作者:
联系方式:
曹永刚,E-mail:cyg9024@126.com。
基金资助:
CAO YongGang(
), XU LongLong, CHAI Qiang(
), HU FaLong, YIN Wen, FAN ZhiLong, WANG QiMing, ZHAO Cai
Received:2022-10-10
Accepted:2023-03-23
Published:2023-07-16
Online:2023-07-21
摘要:
【目的】针对河西绿洲灌区资源型缺水严重,作物生产中地膜和水氮投入量大且利用率低等问题,探讨水氮减量条件下免耕一膜两年用对后茬作物水分利用特征的影响,为构建试区水氮减量和水分高效利用技术提供实践依据。【方法】2019—2021年,开展三因素裂区试验,设传统翻耕(CT)和免耕一膜两年用(NT)2种耕作方式,减量20%灌水量(I1,1 920 m3·hm-2)和传统灌水量(I2,2 400 m3·hm-2)2个灌水水平,减量40%施氮(N1,135 kg·hm-2)、减量20%施氮(N2,180 kg·hm-2)和传统施氮(N3,225 kg·hm-2)3个施氮水平,研究不同处理的耗水量、棵间蒸发量和水分利用效率。【结果】一膜两年用可优化小麦播前土壤水分环境、减少小麦生育期内无效耗水。与CT相比,NT有利于提高小麦播前土壤含水量和贮水量,分别提高了16.9%—23.0%和14.5%—16.5%;可降低小麦全生育期总耗水量(ET)、总棵间蒸发量(E)和蒸散比(E/ET),降低幅度分别为3.5%—4.2%、19.0%—20.2%和16.8%—19.3%。随着灌水和施氮量减少,耗水量、棵间蒸发量、E/ET 3个指标随之降低,与I2相比,I1的3个指标分别降低了6.1%—6.4%、10.8%—11.1%和5.5%—6.0%;与N3相比,N2、N1的3个指标分别降低了2.2%—3.9%、4.2%—10.9%和1.7%—7.2%;耕作方式、灌水交互作用下,NTI1较CTI1耗水量、E/ET分别降低了0.6%—6.6%和17.4%—17.6%;免耕一膜两年用集成水氮减量进一步优化耗水结构,与CTI2N3相比,NTI1N2的3个指标分别降低了11.0%—12.9%、28.3%—47.6%和22.5%—26.4%。与CT相比,NT显著提高小麦籽粒产量和水分利用效率,分别提高了4.8%—6.3%和9.0%—9.5%。在NT和CT条件下,I1N2与I2N3、I2N2小麦籽粒产量和水分利用效率(WUE)差异不显著;比较不同处理下的小麦籽粒产量和水分利用效率,以NTI1N2最高,与对照CTI2N3相比,籽粒产量和WUE分别提高了5.1%—6.6%和5.7%—6.2%。【结论】在河西灌区,免耕一膜两年用玉米轮作小麦,在全生育期灌水1 920 m3·hm-2、施氮180 kg·hm-2,是适用于该区的水氮节约小麦高产和水分高效利用的生产技术。
曹永刚, 徐龙龙, 柴强, 胡发龙, 殷文, 樊志龙, 王琦明, 赵财. 水氮减量条件下地膜玉米免耕轮作小麦的水分利用特征[J]. 中国农业科学, 2023, 56(14): 2660-2672.
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表1
玉米免耕轮作小麦试验处理代码及灌水量、施肥量"
| 耕作措施 Tillage practice | 灌水量 Irrigation quato | 灌溉制度Irrigation Schedul (m3·hm-2) | 施氮水平Nitrogen application level | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 苗期 Seedling | 孕穗 Booting | 灌浆期Filling | N3 | N2 | N1 | ||
| 免耕一膜两年用NT | I1 | 600 | 720 | 600 | NTI1N3 | NTI1N2 | NTI1N1 |
| I2 | 750 | 900 | 750 | NTI2N3 | NTI2N2 | NTI2N2 | |
| 传统翻耕CT | I1 | 600 | 720 | 600 | CTI1N3 | CTI1N2 | CTI1N1 |
| I2 | 750 | 900 | 750 | CTI2N3 | CTI2N2 | CTI2N1 | |
表2
免耕和水氮减量条件下小麦播前农田含水量和贮水量"
| 耕作措施 Tillage | 灌水水平 Irrigation quota | 施氮水平 Nitrogen rate | 播前含水量Moisture content before sowing (%) | 播前土壤贮水量Pre sowing water storage (mm) | ||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 2020 | 2021 | 2020 | 2021 | |||
| CT | I2 | N3 | 13.23cde | 14.50ab | 258.27a | 247.93abcd |
| N2 | 13.41bcde | 12.73cd | 252.97a | 238.75abcd | ||
| N1 | 12.88de | 12.40cd | 252.81a | 221.98cd | ||
| I1 | N3 | 11.88e | 11.18d | 263.63a | 222.12cd | |
| N2 | 11.89e | 11.74d | 260.61a | 224.11bcd | ||
| N1 | 11.41e | 12.32cd | 251.22a | 213.43d | ||
| NT | I2 | N3 | 15.60ab | 14.77a | 302.61b | 265.53a |
| N2 | 15.52ab | 14.56ab | 299.57b | 261.07ab | ||
| N1 | 15.06abc | 14.22abc | 294.22b | 247.25abcd | ||
| I1 | N3 | 15.70a | 13.88abc | 304.25b | 263.95a | |
| N2 | 15.18abc | 15.25a | 297.40b | 272.75a | ||
| N1 | 14.93abcd | 14.88a | 295.64b | 256.57abc | ||
| 耕作措施Tillage practice(T) | 0.000 | 0.000 | 0.000 | 0.000 | ||
| 灌水水平Irrigation level(I) | NS | NS | NS | NS | ||
| 施氮水平Nitrogen rate(N) | NS | NS | NS | NS | ||
| 耕作方式×灌水水平 T×I | NS | NS | NS | NS | ||
| 耕作方式×施氮水平 T×N | NS | NS | NS | NS | ||
| 灌水水平×施氮水平 I×N | NS | NS | NS | NS | ||
| 耕作方式×灌水水平×施氮水平 T×I×N | NS | NS | NS | NS | ||
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