小麥、玉米高氮施肥下n素營(yíng)養(yǎng)規(guī)律研究

小麥、玉米高氮施肥下n素營(yíng)養(yǎng)規(guī)律研究

在河南省河南北部?jī)墒〉纳a(chǎn)區(qū)，小麥和玉米在高產(chǎn)生產(chǎn)實(shí)踐中存在著高產(chǎn)、投資大、效率低的問(wèn)題。采用15n跟蹤技術(shù)，根據(jù)小麥和玉米在生產(chǎn)區(qū)中吸收氮素肥料的生理特點(diǎn)，研究了在高氮量下，小麥和玉米15n化肥的吸收、使用和體內(nèi)運(yùn)行規(guī)律，以及15n土壤中的有效蓄積率。1材料和方法1.1供試小麥品種試驗(yàn)地土壤類(lèi)型為洪積潮褐土,質(zhì)地中壤,有機(jī)質(zhì)含量13.0~15.5g·kg-1,速效N70.2~75.6g·kg-1,速效P20~23g·kg-1,速效K130~150g·kg-1。供試小麥品種為百泉3039,1992年10月10日播種,每hm2基本苗195~210萬(wàn),收獲每hm2穗數(shù)495~658.5萬(wàn)。夏玉米品種為新黃單904,1993年6月9日播種,每hm267500~70500株,實(shí)收64620~69495株。1.2材料的施肥處理試驗(yàn)小區(qū)面積12m2。1992年每hm2施餅肥750kg,P2O5135kg,1993年每hm2施餅肥750kg,P2O5262.5kg,于麥播前一次性施入。1992年小麥每hm2追施純N112.5kg和187.5kg,夏玉米在播35d后每hm2分別追施純N150和300kg;1993年小麥每hm2追施純N112.5、187.5和225kg,夏玉米追施純N為150、300和375kg3個(gè)處理。試驗(yàn)采用隨機(jī)排列,重復(fù)3次。15N示蹤試驗(yàn):15N-尿素和(15NH4)2SO4,均由上?；ぱ芯吭禾峁Ｊ聚櫾囼?yàn)采用盆栽,每處理重復(fù)2次,按施肥處理進(jìn)行15N標(biāo)記。植株采樣經(jīng)烘干,用凱氏法測(cè)定植株全N后,由中國(guó)農(nóng)科院原子能所用質(zhì)譜儀測(cè)定15N豐度,數(shù)據(jù)均進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理。2結(jié)果與分析2.1不同施肥量植株的吸收兩年試驗(yàn)結(jié)果證明(表1),高產(chǎn)田增施N肥均能提高小麥、玉米植株的含N量,保障高產(chǎn)田植株N素營(yíng)養(yǎng)的供應(yīng),補(bǔ)償土壤中N元素的消耗。研究結(jié)果還表明,即使在增施較多N肥情況下,高產(chǎn)田小麥、玉米吸收的N元素,仍主要來(lái)自土壤。因此,在高產(chǎn)栽培過(guò)程中,通過(guò)增施有機(jī)肥和適當(dāng)提高N肥施用量,可提高土壤肥力,是獲得高產(chǎn)的關(guān)鍵。植株吸收全N結(jié)果表明,小麥每公頃追施187.5kg純N,每公頃植株吸收的全N和標(biāo)記肥料N量,分別為228.17和64.14kg,比每公頃施純N112.5kg增加14.51%和33.7%;每公頃增施純N225kg,植株吸收的全N和標(biāo)記肥料N比增施112.5kg各增加13.22%和40.04%。夏玉米每公頃增施純N300kg,植株吸收的全N和標(biāo)記肥料N量,比每公頃增施150kg純N各增加15.93%和41.33%。每公頃增施375kg純N,比每公頃增施150kg純N各增加23.13%和52.5%。小麥、玉米輪作下,玉米對(duì)當(dāng)年追施肥料15N的吸收利用率最高為46.28%,最低為28.42%,相差17.28%。通過(guò)15N示蹤試驗(yàn)證明,植株對(duì)土壤N的吸收,不同施肥量處理間差異不顯著。小麥吸收的總N量來(lái)自土壤占總量的70.23%~75.93%,來(lái)自肥料15N占24.07%~29.77%。夏玉米吸收總N量來(lái)自土壤的占74.49%~79.54%,來(lái)自化肥的占20.46%~25.51%。結(jié)果還表明,在土壤肥力較高,施足有機(jī)肥和磷肥的基礎(chǔ)上,仍需增施一定量的N素化肥,以滿足高產(chǎn)田作物對(duì)N素營(yíng)養(yǎng)的需要,其中小麥每公頃增施純N187.5kg,夏玉米300~375kg,對(duì)追加15N的吸收利用率較高,能較好地發(fā)揮追加N的經(jīng)濟(jì)效益。2.2施n量及分配小麥、玉米吸收的標(biāo)記15N,在植株體內(nèi)向各器官運(yùn)轉(zhuǎn),其中向籽實(shí)器官的運(yùn)轉(zhuǎn)量最大(表2)。隨著增施N肥量的增加,籽實(shí)和莖葉器官中積累15N量均相應(yīng)增加。測(cè)定結(jié)果表明,小麥每公頃增施純N225kg,運(yùn)轉(zhuǎn)到莖葉和籽實(shí)器官的15N量分別為3.99mg/株和6.80mg/株,比每公頃增施112.5kg純N各增加58.4%和26.93%。夏玉米每公頃增施375kg純N,運(yùn)轉(zhuǎn)到莖葉和籽實(shí)器官的15N各為742.89mg/株和872.09mg/株,比每公頃增施150kg純N各增加85.63%和43.70%。隨著施N量的增加,運(yùn)轉(zhuǎn)到莖葉部分的15N相對(duì)量逐步提高。小麥每公頃施112.5kg純N,籽實(shí)部分積累的15N,占單株吸收總量的68%,莖葉為32%,每公頃增施225kg純N,籽實(shí)部分下降至63%,莖葉上升至37%。夏玉米每公頃增施150kg純N,籽實(shí)部分積累的15N占60.26%,莖葉為39.74%,每公頃增施375kg純N,籽實(shí)部分下降至54%,莖葉上升至46%。2.31玉米和15n豐度連續(xù)兩年測(cè)定結(jié)果證明,夏玉米追施15N硫銨,其肥效期可持續(xù)3茬作物(表3)。每公頃追施750kg,夏玉米當(dāng)季吸收的15N硫銨量為288.57kg,利用率為38.4%;下茬冬小麥為71.27kg,利用率為9.50%;第3茬夏玉米為31.335kg,利用率為4.18%,3茬累計(jì)氮肥利用率為52.08%。每公頃追施375kg15N硫銨,當(dāng)季夏玉米利用率43.1%,下茬冬小麥為13.8%,第3茬玉米利用率3.49%。3茬累計(jì)利用率為60.39%。從第4茬作物開(kāi)始,植株體內(nèi)15N豐度與土壤中15N豐度相等(0.38%),原子百分超為零。說(shuō)明追加的15N硫銨,除被3茬作物吸收利用外,其余部分通過(guò)各種途徑消失,損失率為39.61%~47.93%。2.4小麥、玉米單季產(chǎn)量結(jié)果試驗(yàn)和大田調(diào)查表明,要使小麥、玉米輪作年每公頃產(chǎn)量達(dá)15000kg,即使在較高土壤肥力條件下,仍需增施適量的N肥,以滿足高產(chǎn)田小麥、玉米對(duì)N素營(yíng)養(yǎng)的需求,補(bǔ)償土壤中N元素的消耗。兩年試驗(yàn)產(chǎn)量測(cè)定表明(表4),實(shí)現(xiàn)小麥、玉米年每公頃產(chǎn)量超15000kg,在小麥?zhǔn)┳愕追实幕A(chǔ)上,每公頃仍需增施總純N450~750kg。其中小麥150~187.5kg,夏玉米300~375kg較為適宜。1992年產(chǎn)量測(cè)定結(jié)果表明,在每公頃施135kgP2O5基礎(chǔ)上,以小麥增施純N225kg、夏玉米300kg產(chǎn)量最高,年每公頃產(chǎn)量達(dá)16701.3kg(其中小麥7216.05kg,夏玉米9485.25kg),比小麥、玉米各增施純N150kg每公頃增產(chǎn)1817.7kg(12.21%)。小麥、玉米各增施純N187.5kg,產(chǎn)量居第2位,平均年每公頃產(chǎn)量達(dá)16219.95kg(小麥7175.85kg,夏玉米9044.10kg),比增施純N150kg,每公頃增產(chǎn)8.9%。1993年在提高施磷量(每公頃P2O5262.5kg),每公頃追施純N375kg,小麥、玉米年每公頃產(chǎn)量均未超15000kg。其中以小麥增施純N150kg,夏玉米225kg,產(chǎn)量接近15000kg,年每公頃產(chǎn)量14743.05kg(其中小麥6801.45kg、夏玉米7941.60kg),比小麥增施純N225kg、夏玉米150kg,每公頃增產(chǎn)5.34%。小麥、玉米各增施純N187.5kg,產(chǎn)量居第2位,年每公頃產(chǎn)量14688.30kg(小麥6930.0kg,玉米7758.30kg),比小麥增施純N225kg,夏玉米150kg每公頃增產(chǎn)4.97%。從單季作物產(chǎn)量結(jié)果可以看出,小麥每公頃產(chǎn)量達(dá)6750~7200kg水平,每公頃增施純N量為150~187.5kg;夏玉米達(dá)9000~9750kg水平,每公頃增施純N為300~390kg較為適宜。3結(jié)論和應(yīng)用3.1增施n肥,持續(xù)施肥1)高產(chǎn)田增施N肥,小麥、玉米植株的含N量增加,對(duì)追加N肥的利用率為28.42%~46.28%。2)植株吸收的N元素主要向籽實(shí)器官運(yùn)轉(zhuǎn),其運(yùn)轉(zhuǎn)量為54%~68%。3)增施N肥的肥效可持續(xù)3茬作物,3茬作物的累計(jì)氮肥利用率為52.08%~60.39%。4)在較高土壤肥力基礎(chǔ)上,小麥、玉米年每公頃產(chǎn)量達(dá)15000kg,小麥最佳增施純N量為每公頃150~87.5kg,夏玉米為300~375kg。3.2玉米發(fā)展的效益將上述結(jié)論具體應(yīng)用生產(chǎn)實(shí)踐后,冬小麥每公頃追施375kg尿素,夏玉米每公頃追施750kg尿素,2000-2001年度在延津縣新安鄉(xiāng)小里村,冬小麥平均每公頃產(chǎn)量達(dá)7530kg,每公頃增產(chǎn)1515kg。而且小麥品質(zhì)由3級(jí)提高到