论文部分内容阅读
目前生产中过量施肥导致土壤养分积累、肥料利用率低、施肥环境风险加大等问题突出,农业生产绿色发展中科学施肥及持续利用土壤养分资源等成为当前重要研究问题。平衡施肥理论与技术一直是国内外研究热点之一,也是研究减量施肥理论与技术理论依据。采用肥料定位试验研究不同区域肥料在作物上产量效应及养分转化与去向等,提出科学施肥量,并进行大面积田间示范和校验是理论与技术相结合的科学方法。已有研究多为宏观上计算土壤氮磷钾的收支平衡提出维持平衡的施肥量,或农田尺度上基于肥料在冬小麦-夏玉米产量效应研究及土壤养分收支平衡的计算施肥量。气候、地貌、成土母质、耕种施肥等均为影响土壤肥力的主要因素,而施肥是影响土壤养分含量尤其是速效养分含量的重要因素。目前关于冀东燕山山前平原花生-春玉米轮作区产量效应及施肥对土壤养分演变的影响等研究尚少。基于上述问题本论文采用宏观和微观相结合、长期肥料定位试验与田间示范校验试验相结合等方法,系统研究氮磷钾在花生、玉米上的产量效应及其养分的去向、土壤养分收支平衡状况,并通过田间示范试验校验提出科学施肥量。旨在理论上探讨氮磷钾在花生-春玉米轮作区的产量效应特点及减量施肥后对花生、玉米生长和产量影响,实践上提出花生、玉米减量高效施肥技术。主要结果如下:（1）氮磷钾在花生上的产量效应:不施氮、磷、钾肥均显著降低了花生各生育期的生物量和花生的产量,不施氮肥和磷肥主要通过减少花生单株果数而减产,不施钾肥主要是通过降低花生百果重而减产;-N（PK）、-P（NK）、-K（NP）、1/2P（NK）、1/2K（NP）处理花生产量分别相当于NPK处理产量的81.5%、82.2%、80.1%、86.8%、83.1%,差异均达到显著水平。各施肥处理花生产量高低顺序:NPK>2/3N（PK）>1/2N（PK）>1/2P（NK）>1/2K（NP）>-P（NK）>-N（PK）>-K（NP）。1/2N（PK）、2/3N（PK）处理产量与NPK处理比较无显著变化。N、P2O5、K2O用量分别为180、90、90kg/hm2下花生产量4578.0kg/hm2,土壤氮磷钾收支表观平衡分别为:-18.67kg/hm2、20.54kg/hm2、-43.64kg/hm2,考虑土壤供氮磷钾量后的实际盈余分别为:142.83kg/hm2、35.74kg/hm2、51.51kg/hm2。基于花生是豆科植物,冀东花生产区土壤有效磷较高、速效钾较低的土壤肥力现状,花生种植中减肥增效技术为:基肥减施氮肥和磷肥、保证钾肥,推荐基肥N、P2O5和K2O用量分别为67.5-90.0、45.0-90.0和45.0-90.0kg/hm2。（2）氮磷钾在玉米上的产量效应:不施氮、磷、钾肥均显著降低了玉米各生育期的生物量和玉米的产量,不施氮肥和磷肥主要通过减少玉米穗粒数而减产,不施钾肥主要是通过降低玉米百粒重而减产;氮、磷、钾对玉米产量的贡献率为:N>P>K。其中,-N（PK）、-P（NK）、-K（NP）、1/2N（PK）、1/2P（NK）、1/2K（NP）、2/3N（PK）处理玉米生产量分别相当于NPK处理产量的80.5%、83.2%、83.7%、94.0%、94.6%、92.5%、95.1%,差异均达到显著水平。各施肥处理玉米产量高低顺序:NPK>2/3N（PK）>1/2P（NK）>1/2N（PK）>1/2K（NP）>-K（NP）>-P（NK）>-N（PK）。N、P2O5、K2O用量分别为225、90、120kg/hm2下玉米产量7679.5kg/hm2,土壤氮磷钾收支表观平衡分别为:69.99kg/hm2、-4.75kg/hm2、-19.93kg/hm2,考虑土壤供氮磷钾量后的实际盈余分别为:191.93kg/hm2、29.01kg/hm2、56.42kg/hm2。基于冀东地区土壤肥力现状和肥料减半后玉米的产量状况,玉米种植中减肥增效技术为:满足氮肥和磷肥、适量补钾,推荐基肥N、P2O5、K2O用量分别为112.5-168.75、45.0-90.0和30.0-60.0kg/hm2。（3）氮肥后移:与不施肥相比,各施肥处理花生单株果数和百果重均显著增加,产量分别增加12.6%和9.9%,差异均达到显著水平;与常规施肥（N、P2O5、K2O均为108kg/hm2）相比,氮肥后移处理（N、P2O5、K2O均为90kg/hm2,下针期追N34.5kg/hm2）单株果数增加5.2个,产量增加9.6%,差异均达到显著水平;在氮肥后移基础上,基肥替换为有机肥1500kg/hm2,单株果数减少5.5个,产量减少9.1%,差异均达到显著水平。氮素优化管理:与常规施肥（N、P2O5、K2O均为108kg/hm2）相比,减少或增加30%氮用量花生产量均无显著差异;与常规施肥相比,优化施肥（N、P2O5、K2O均为78.75kg/hm2,下针期追N 34.5kg/hm2）两示范地点产量分别增加了10.7%和5.5%,差异均达到显著水平;在优化施肥基础上,基肥替换为有机肥1500kg/hm2,产量分别减少15.8%和8.3%,差异均达到显著水平。推荐优化施肥方案:花生种植推荐基肥N、P2O5、K2O用量均为78.75kg/hm2,下针期追N 34.5kg/hm2。（4）花生上减量施肥:1)基肥减量:与基肥施肥量（N、P2O5、K2O均为90kg/hm2）相比,减少或增加25%基肥用量对花生生物量、单株果数、百果重和产量均无显著影响。2)不同有机肥施用量在花生上的产量效应:与有机肥1800kg/hm2相比,降低有机肥施用量会降低花生的单株果数和百果重,进而降低花生产量。3)有机肥和化肥配施在花生上的产量效应:在氮磷钾总养分用量为270kg/hm2情况下,与单施化肥相比和单施有机肥相比,化肥与有机肥按照养分1:1配合施用显著增加花生单株果数和百果重,产量分别增加6.3%和17.0%,差异达到显著水平。综上所述,氮、磷、钾在花生、春玉米上的产量效应,其中不施肥均显著降低了营养生长期的生物量和产量。不施氮肥和磷肥主要通过降低花生单株果数、玉米穗粒数而减产;不施钾肥主要降低花生百果重、玉米百粒重而减产。通过基肥减量、后期氮素调控、有机无机配施实现减肥增效。