





中国农业科学 ›› 2023, Vol. 56 ›› Issue (16): 3088-3099.doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2023.16.004
焦智辉(
), 陈桂平, 范虹, 张金丹, 殷文, 李含婷, 王琦明, 胡发龙, 柴强(
)
收稿日期:2022-12-20
接受日期:2023-03-01
出版日期:2023-08-16
发布日期:2023-08-18
通信作者:
联系方式:
焦智辉,E-mail:jzh05055525@163.com。
基金资助:
JIAO ZhiHui(
), CHEN GuiPing, FAN Hong, ZHANG JinDan, YIN Wen, LI HanTing, WANG QiMing, HU FaLong, CHAI Qiang(
)
Received:2022-12-20
Accepted:2023-03-01
Published:2023-08-16
Online:2023-08-18
摘要:
【目的】针对干旱灌区水资源有限、玉米生产氮肥投入过高、水分利用效率(WUE)低等问题,探讨密植补偿减量施氮对玉米水分利用效率负效应的可行性,为建立玉米节氮、水分高效利用技术提供理论依据。【方法】于2019—2022年在甘肃武威设置裂区试验,主区设减量施氮(N1,270 kg·hm-2)和传统施氮(N2,360 kg·hm-2)两个水平,裂区设传统密度(M1,78 000株/hm2)、中密度(M2,103 500株/hm2)和高密度(M3,129 000株/hm2)3个水平,N2M1为对照,重点研究施氮、种植密度及两者互作对玉米耗水特性、水分利用效率的影响。【结果】试验年度内,减量施氮较传统施氮处理耗水量降低4.7%,高、中密度较传统密度处理耗水量分别增大8.4%、4.2%,减量施氮与中密度组合(N1M2)与对照相比耗水量无显著差异。玉米籽粒产量随施氮量的减少而降低,中密度较高密度、传统密度显著提高了籽粒产量,减量施氮与中密度组合较对照提高了籽粒产量。减量施氮较传统施氮处理籽粒产量降低了4.6%,中密度较高密度、传统密度处理籽粒产量分别提高5.6%、8.2%,N1M2较N2M1籽粒产量提高4.3%。减量施氮降低了灌溉水分利用效率(IWUE),但能够保持与传统施氮相同的WUE;中密度有利于提高玉米IWUE和WUE,补偿减量施氮导致的水分利用效率下降。4年内,减量施氮使玉米IWUE降低4.5%,但WUE未显著下降;中密度较传统密度、高密度处理的IWUE分别提高8.6%、6.4%,WUE分别提高4.5%、10.1%;中密度对减量施氮IWUE和WUE的补偿效应分别为4.3%和5.2%。【结论】在干旱灌区,玉米全生育期施氮270 kg·hm-2、密度103 500株/hm2较现有水氮管理水平提高了产量和水分利用效率,是适用于该区域的玉米节氮、水分高效利用生产技术。
焦智辉, 陈桂平, 范虹, 张金丹, 殷文, 李含婷, 王琦明, 胡发龙, 柴强. 绿洲灌区密植减量施氮玉米的水分利用特征[J]. 中国农业科学, 2023, 56(16): 3088-3099.
JIAO ZhiHui, CHEN GuiPing, FAN Hong, ZHANG JinDan, YIN Wen, LI HanTing, WANG QiMing, HU FaLong, CHAI Qiang. Water Use Characteristics of Increased Plant Density and Reduced Nitrogen Application Maize in Oasis Irrigated Area[J]. Scientia Agricultura Sinica, 2023, 56(16): 3088-3099.
表1
不同施氮水平及种植密度下玉米播前、收后贮水量与全生育期耗水量"
| 处理 Treatment | 播前贮水量 Soil water storage before sowing | 收后贮水量 Soil water storage after harvest | 全生育期耗水量 Water consumption during the whole growth period | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 2019 | 2020 | 2021 | 2022 | 2019 | 2020 | 2021 | 2022 | 2019 | 2020 | 2021 | 2022 | |
| N1M1 | 338.7a | 338.6a | 344.3a | 340.1a | 312.6a | 300.2a | 309.2a | 315.7a | 598.3d | 576.5f | 595.3e | 641.8d |
| N1M2 | 340.4a | 340.9a | 341.2a | 344.3a | 272.0c | 267.8c | 270.4c | 302.1ab | 618.0c | 583.4e | 608.4d | 654.8cd |
| N1M3 | 337.1a | 338.2a | 329.5a | 339.4a | 291.4b | 292.7b | 281.3b | 282.5bc | 664.9b | 621.3c | 640.2c | 674.3bc |
| N2M1 | 339.9a | 340.0a | 343.3a | 340.8a | 248.5e | 251.6d | 250.8e | 303.5ab | 620.5c | 594.4d | 611.0d | 659.7cd |
| N2M2 | 341.4a | 337.8a | 341.5a | 342.7a | 251.3d | 254.5d | 261.4d | 271.9c | 660.7b | 626.4b | 652.7b | 688.2b |
| N2M3 | 339.8a | 342.4a | 339.1a | 339.9a | 227.4f | 238.0e | 228.2f | 244.6d | 684.5a | 639.1a | 674.4a | 712.8a |
| 显著性(P值)Significance (P value) | ||||||||||||
| 年份Year (Y) | NS | ** | ** | |||||||||
| 施氮水平 N fertilizer | NS | ** | ** | |||||||||
| 种植密度Density (D) | NS | ** | ** | |||||||||
| N×D | NS | ** | ** | |||||||||
| Y×N | NS | ** | NS | |||||||||
| Y×D | NS | ** | ** | |||||||||
| Y×N×D | NS | ** | ** | |||||||||
表2
不同施氮水平及种植密度下玉米各生育阶段耗水量"
| 年份 Year | 处理 Treatment | 播种期至拔节期 Sowing-jointing | 拔节期至大喇叭口期 Jointing-big trumpet | 大喇叭口期至开花期 Big trumpet-flowering | 开花期至灌浆期 Flowering-filling | 灌浆期至成熟期 Filling-maturation |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 2019 | N1M1 | 132.6d | 143.1b | 95.2c | 84.9c | 142.3e |
| N1M2 | 138.8cd | 144.4b | 94.6c | 84.5c | 155.4d | |
| N1M3 | 144.4bc | 152.1a | 95.6c | 101.7a | 168.3a | |
| N2M1 | 149.9b | 151.2a | 99.0b | 79.2d | 141.3e | |
| N2M2 | 167.9a | 153.4a | 100.1b | 83.8c | 158.3c | |
| N2M3 | 171.2a | 154.1a | 102.9a | 93.7b | 162.6b | |
| 2020 | N1M1 | 111.6d | 107.9d | 106.0a | 107.1b | 143.9c |
| N1M2 | 128.9c | 105.8e | 99.6c | 105.5b | 143.6c | |
| N1M3 | 133.3c | 114.2b | 103.4b | 113.3a | 157.1a | |
| N2M1 | 129.8c | 112.0c | 105.9a | 108.0b | 138.7d | |
| N2M2 | 140.9b | 124.8a | 101.1c | 109.5ab | 150.1b | |
| N2M3 | 150.0a | 124.4a | 104.0ab | 107.4b | 153.3b | |
| 2021 | N1M1 | 134.5cd | 116.6d | 94.1b | 99.9c | 150.1e |
| N1M2 | 136.9cd | 128.5bc | 91.2c | 98.5d | 153.2d | |
| N1M3 | 132.0d | 130.b | 96.8ab | 110.9a | 169.8a | |
| N2M1 | 139.7c | 125.5c | 96.4ab | 101.0c | 148.4f | |
| N2M2 | 156.5b | 142.3a | 95.4ab | 100.1c | 158.4c | |
| N2M3 | 163.8a | 144.8a | 98.3a | 104.5b | 163.0b | |
| 2022 | N1M1 | 130.8d | 138.5c | 87.8a | 112.9b | 171.9d |
| N1M2 | 136.9cd | 134.3d | 89.0a | 116.0ab | 178.6cd | |
| N1M3 | 143.5bc | 141.1bc | 86.4a | 120.0ab | 183.0bc | |
| N2M1 | 136.1cd | 139.1c | 88.3a | 110.5b | 185.7abc | |
| N2M2 | 147.8ab | 142.9b | 85.5a | 120.6ab | 191.3ab | |
| N2M3 | 155.1a | 149.6a | 85.1a | 127.2a | 195.8a | |
| 显著性(P值)Significance (P value) | ||||||
| 年份Year (Y) | ** | ** | ** | ** | ** | |
| 施氮水平N fertilizer | ** | ** | * | * | * | |
| 种植密度Density (D) | ** | ** | ** | ** | ** | |
| N×D | ** | ** | NS | * | ** | |
| Y×N | ** | ** | ** | ** | ** | |
| Y×D | * | ** | ** | * | ** | |
| Y×N×D | ** | ** | NS | NS | NS | |
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