中国农业科学 ›› 2025, Vol. 58 ›› Issue (7): 1366-1380.doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2025.07.010
尹波(), 于爱忠(
), 王鹏飞, 杨学慧, 王玉珑, 尚永盼, 张冬玲, 刘亚龙, 李悦, 王凤
收稿日期:
2024-05-28
接受日期:
2024-10-09
出版日期:
2025-04-08
发布日期:
2025-04-08
通信作者:
联系方式:
尹波,E-mail:18794115985@163.com。
基金资助:
YIN Bo(), YU AiZhong(
), WANG PengFei, YANG XueHui, WANG YuLong, SHANG YongPan, ZHANG DongLing, LIU YaLong, LI Yue, WANG Feng
Received:
2024-05-28
Accepted:
2024-10-09
Published:
2025-04-08
Online:
2025-04-08
摘要:
【目的】针对西北干旱灌区小麦长期连作、生产过程中氮肥用量过高等问题,研究绿肥还田配合减量施氮对小麦田土壤水热变化特征和产量的影响,以期为该地区施氮制度优化提供理论依据。【方法】于2021—2022年在甘肃武威绿洲农业试验站进行田间试验,设置无绿肥还田(G0)、常规施氮(N1)处理(G0N1),以及3个绿肥还田处理(G1、G2、G3,分别为施用绿肥15 000、22 500、30 000 kg·hm-2)和两个化学氮肥减量处理(N2、N3,分别为较常规施氮减少15%、30%),形成的绿肥还田结合减氮组合试验处理,即G1N2、G2N2、G3N2、G1N3、G2N3、G3N3。分析绿肥还田结合减氮对麦田土壤水热变化特征、小麦叶面积指数和产量的影响。【结果】绿肥还田结合减氮可提高麦田0—120 cm土层土壤贮水量,与G0N1相比,G2N2、G3N2、G3N3提高4.0%—7.8%,其中G3N2处理在播种期、营养生长期、生殖生长期和收获期的各土层均保持较高的土壤含水量。播种期—拔节期,G2N2、G3N2、G3N3较G0N1土壤温度提高0.6—1.3 ℃,土壤积温提高24.8—55.3 ℃;灌浆期—成熟期,各绿肥还田结合减氮处理土壤温度较G0N1降低0.4—1.0 ℃,土壤积温降低7.9—20.0 ℃,同时G3N2在土壤增温和降温阶段的变化幅度小于其他处理。绿肥还田结合减氮显著提高小麦孕穗期—成熟期叶面积指数,为生育后期干物质积累提供足够的光合源。该条件下小麦生物量和籽粒产量较G0N1分别提高13.7%—28.0%、11.7%—31.3%,其中G3N2提升幅度最大。相关性分析表明,小麦产量及构成因素与叶面积指数、0—60 cm土层土壤含水量和土壤温度呈极显著正相关;结构方程模型分析发现,土壤水热条件通过直接影响叶面积指数来间接影响产量的变化。【结论】绿肥还田结合减氮通过改善麦田土壤水热环境、提高小麦叶面积指数,从而获得高产。因此,30 000 kg·hm-2绿肥+减氮15%是西北干旱灌区优化田间水热环境获得高产的最佳绿肥氮肥配施模式。
尹波, 于爱忠, 王鹏飞, 杨学慧, 王玉珑, 尚永盼, 张冬玲, 刘亚龙, 李悦, 王凤. 绿肥还田结合氮肥减施对干旱灌区麦田土壤水热特征及小麦产量的影响[J]. 中国农业科学, 2025, 58(7): 1366-1380.
YIN Bo, YU AiZhong, WANG PengFei, YANG XueHui, WANG YuLong, SHANG YongPan, ZHANG DongLing, LIU YaLong, LI Yue, WANG Feng. Effects of Green Manure Returning Combined with Nitrogen Fertilizer Reduction on Hydrothermal Characteristics of Wheat Field and Grain Yield in Oasis Irrigation Area[J]. Scientia Agricultura Sinica, 2025, 58(7): 1366-1380.
表1
2017、2021年试验田0—30 cm土层土壤基础理化性质"
年份 Year | 处理 Treatment | 有机碳 Organic C (g·kg-1) | 全氮 Total N (g·kg-1) | 速效磷 Available P (mg·kg-1) | 速效钾 Available K (mg·kg-1) | pH |
---|---|---|---|---|---|---|
2017 | 7.22 | 0.78 | 28.2 | 145.7 | 8.32 | |
2021 | G0N1 | 7.35 | 0.81 | 28.6 | 146.1 | 8.26 |
G1N2 | 7.39 | 0.84 | 29.0 | 148.6 | 8.18 | |
G2N2 | 7.49 | 0.86 | 29.2 | 151.1 | 8.14 | |
G3N2 | 7.67 | 0.88 | 29.8 | 152.9 | 8.02 | |
G1N3 | 7.35 | 0.83 | 28.8 | 148.1 | 8.20 | |
G2N3 | 7.54 | 0.83 | 29.2 | 149.9 | 8.11 | |
G3N3 | 7.61 | 0.85 | 29.6 | 152.6 | 8.08 |
表3
不同处理小麦各生育阶段土壤温度与土壤积温差异"
年份 Year | 处理 Treatment | 播种期—拔节期 Sowing-jointing | 拔节期—抽穗期 Jointing-heading | 抽穗期—灌浆期 Heading-filling | 灌浆期—成熟期 Filling-maturity | 全生育期 Whole growth period | |||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
ST | SAT | ST | SAT | ST | SAT | ST | SAT | AST | TSAT | ||
2021 | G0N1 | 15.3e | 641.5e | 19.2d | 577.1d | 22.3a | 668.3a | 24.8a | 520.8a | 19.6d | 2407.7d |
G1N2 | 15.6de | 655.4de | 18.5e | 554.2e | 22.0b | 659.2b | 24.2c | 507.4bc | 19.3e | 2376.2e | |
G2N2 | 16.3c | 683.4c | 19.6c | 589.1c | 22.0b | 658.6b | 23.9e | 501.8e | 19.8c | 2432.9c | |
G3N2 | 17.1a | 719.7a | 20.4a | 612.6a | 21.7c | 650.8c | 24.2c | 508.5c | 20.3a | 2491.6a | |
G1N3 | 15.3e | 644.1e | 18.3e | 549.2e | 21.8c | 652.9c | 24.6b | 516.6b | 19.2e | 2362.8e | |
G2N3 | 15.9d | 667.5d | 19.3d | 577.8d | 21.5d | 644.2d | 24.5bc | 514.1bc | 19.6d | 2413.6d | |
G3N3 | 16.7b | 702.2b | 20.0b | 600.2b | 21.8c | 654.6c | 24.0d | 504.3d | 20.0b | 2461.3b | |
2022 | G0N1 | 17.3cd | 692.8cd | 19.2d | 594.8d | 22.5b | 696.9b | 25.7a | 539.2a | 20.5b | 2523.7b |
G1N2 | 16.8e | 673.6e | 19.4d | 600.8d | 22.2c | 688.0c | 25.0c | 524.2c | 20.2c | 2486.6c | |
G2N2 | 17.5c | 700.4c | 20.1b | 624.3b | 21.9d | 679.4d | 24.7d | 518.3d | 20.5b | 2522.4b | |
G3N2 | 18.1a | 725.2a | 20.8a | 644.2a | 22.4b | 694.2b | 24.6d | 516.8d | 21.0a | 2580.4a | |
G1N3 | 16.1f | 642.8f | 19.0e | 587.6e | 22.4b | 693.6b | 25.1c | 527.7c | 19.9d | 2451.7d | |
G2N3 | 17.0d | 680.8d | 19.7c | 610.1c | 22.0d | 682.9d | 24.1e | 506.9e | 20.2c | 2480.7c | |
G3N3 | 17.8b | 710.4b | 20.7a | 642.0a | 22.8a | 705.8a | 25.3b | 531.6b | 21.1a | 2589.8a |
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