不同水分条件下减氮配施有机肥对油菜产量及氮素吸收利用的影响

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在农业生产中,氮肥起着非常重要的作用,为了增加产量,农业上氮肥施用量越来越大,这不但使氮肥的利用率越来越低,更使得土壤肥力下降、水体富营养化、大气污染加剧、农产品质量受损等负面影响突现。为了提高化肥利用率,同时保证作物的产量及改善土壤质量,配施有机肥目前在我国日益受到关注。配施有机肥能够提高土壤肥力、改善土壤结构,同时能够保证作物产量,提高氮肥利用率,是一种生态高效的施肥方式。西南地区油菜种植面积广,但季节性干旱频发,常造成油菜减产严重。因此,本文通过盆栽试验,以空白处理(正常水分下不施氮肥,W1CK;干旱胁迫下不施氮肥,W2CK)、常规施氮(正常水分下施用常规氮肥,W1CF;干旱胁迫下施用常规氮肥,W2CF)为对照,设置水分处理、减氮水平和配施有机肥三因素裂-裂区试验。主因素为水分处理(全生育期一直保持80%田间持水量,W1;于蕾薹期开始进行为期25天的控水,水分梯度为50%田间持水量,其余时期为80%田间持水量,W2),副因素为氮肥用量(减氮15%,F1;减氮30%,F2),副副因素为等氮条件下有机肥配施比例(配施有机肥0%,O1;配施有机肥15%,O2;配施有机肥30%,O3),共16个处理。研究不同水分条件下减氮配施有机肥对油菜产量及氮素利用率的影响,以期为农业生产中确立减氮保产抗旱的施肥方式提供科学依据。主要结果如下:1.不同水分条件下减氮配施有机肥对油菜农艺性状的影响:正常水分条件下,减氮30%处理和不施肥对照(CK)的茎粗、单株油菜叶面积和根系指标降低显著,而植株株高在不施肥对照(CK)下最大;配施有机肥增大了油菜株高、茎粗、单株油菜叶面积和总根长、根表面积及根体积,从而改善了植株农艺性状;配施有机肥处理F1O3的植株农艺性状较好。干旱胁迫下油菜株高、叶面积和根系生长受抑制显著,油菜叶面积和根系指标随施氮量的降低而逐渐减小,配施有机肥在花期和成熟期增大了油菜株高和单株叶面积。2.不同水分条件下减氮配施有机肥对油菜生理指标的影响:正常水分条件下,减氮30%处理和不施肥对照(CK)的油菜叶片叶绿素含量、净光合速率及抗氧化酶活性降低显著,通过配施有机肥能增大油菜叶片光合能力和抗氧化酶活性,但对叶绿素含量无显著影响。干旱胁迫显著降低了油菜的净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度和蒸腾速率,显著降低了油菜叶片超氧化物歧化酶和过氧化氢酶活性,但显著增加了叶片过氧化物酶活性;随施氮量的减少油菜叶片叶绿素含量、净光合速率、胞间CO2浓度和叶片抗氧化酶活性逐渐降低,且比常规施肥对照(CF)降低显著;配施有机肥能增大叶片抗氧化酶活性,增大油菜抗性,在配施有机肥F1O2处理时叶片抗氧化酶活性较高。3.不同水分条件下减氮配施有机肥对土壤酶活性及土壤养分的影响:正常水分条件下,随施氮量的减少,土壤养分含量和酶活性逐渐降低,减氮30%处理和不施肥对照(CK)的全氮、全钾、有机质、速效磷、蔗糖酶和脲酶活性降低显著;配施30%有机肥处理能显著增大土壤全量养分、有机质含量、碱解氮含量、蔗糖酶活性及蛋白酶活性。干旱胁迫显著降低了土壤有机质、过氧化氢酶、蔗糖酶和蛋白酶活性;随施氮量的降低,土壤养分和土壤酶活性均逐渐降低,在减氮30%和不施肥时比对照常规施氮(CF)降低显著;配施有机肥能增大全氮、碱解氮、全磷、速效磷和有机质含量从而增大土壤养分含量,增大蔗糖酶、蛋白酶和脲酶活性,提高了土壤肥力水平。4.不同水分条件下减氮配施有机肥对油菜产量及氮素利用率的影响:正常水分条件下,随施氮量的降低,油菜氮农学利用率、氮素贡献率、单株角果数、每角果粒数、千粒重、单株油菜产量及油菜蛋白质含量逐渐降低;减氮30%时,氮素贡献率、单株角果数、单株油菜产量降低显著;而在减氮15%配施有机肥30%时能增大油菜氮素利用率、油菜产量构成因素和单株油菜产量。干旱胁迫降低了油菜角果数,在减少施氮量时又降低了油菜角果数、每角果粒数,从而降低了油菜产量;配施有机肥通过增加油菜角果数、每角果粒数增大油菜产量;在干旱胁迫下通过有机肥配施措施提高了油菜产量,以处理F1O2效果最好,比不施肥对照(CK)增产132.63%。干旱胁迫还降低了油菜氮肥偏生产力和氮农学利用率,通过配施有机肥能增大氮素的偏生产力、氮农学利用率和氮素贡献率,以减氮15%水平下配施15%有机肥油菜的氮素的偏生产力、氮农学利用率和氮素贡献率较大,F1O2处理与常规施肥对照(CF)相比,氮肥偏生产力和氮农学利用率分别增大28.3%和36.25%。综上所述,正常水分条件下减氮15%并配施30%有机肥能改善油菜农艺性状,提高光合能力和抗逆性,增大土壤养分含量和土壤酶活性,提高油菜产量和氮肥利用率。在干旱胁迫下减氮15%并配施30%有机肥能增大土壤酶活性及促进根系生长;减氮15%并配施15%有机肥能改善油菜农艺性状,增强油菜抗性,保证油菜实现稳产并提高氮肥利用率。
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