施氮量对渭北旱地春玉米田土壤水肥利用、玉米生长和产量的影响
水分不足是旱地玉米生长主要限制因素，渭北旱地雨养玉米种植区降水季节波动大，干旱频发，严重影响春玉米正常生长发育及产量稳定性。合理施氮可以促生长，增产量，提效益，还能缓解干旱产生的不利影响，但生产中不合理施氮现象较为常见，因而研究自然降水条件下玉米水肥利用及其生长与产量，对渭北旱地春玉米合理施氮，实现减氮增产和节本增效目标，促进其可持续发展具有重要意义。于2016－2018年在渭北旱塬合阳县进行施氮量定位试验，在0－360kg N hm-2间设置5个施氮量处理，分别以N0、N1、N2、N3、N4表示，供试品种为郑单958（ZD958）和陕单8806（SD8806）。本文分析了不同降水与施氮量对春玉米田水分利用、养分变化，玉米生长以及产量构成、经济效益的影响。主要结果如下： （1）不同施氮量处理对春玉米田土壤水分利用的影响 试验年份降水分布为穗期多雨、粒期干旱型（2016，2018）和穗期干旱、粒期多雨型（2017）。拔节至抽雄期为玉米需水关键期，此期降雨有助于满足作物生长需求，并避免土壤干化现象发生。随生育进程推进，2016、2017和2018年0－200cm土层土壤蓄水量分别呈现“升—降”、“降—升”和“降—升—降”的趋势。0－40cm土层土壤蓄水量变化剧烈，40－80cm次之，160－200cm最小，干旱和增加施氮量均会增加深层水分利用。春玉米籽粒产量与休闲至抽雄期降水量或播前土壤蓄水量与抽雄前降雨量之和相关性较强，据此可以预测分析籽粒产量。 （2）不同施氮量处理对春玉米田土壤养分的影响 不同处理0－60cm土层土壤养分含量整体表现为表层（0－20cm）最高，随土层加深逐渐降低。增加施氮量能增加土壤全氮含量，土壤硝态氮含量随施氮量增加而增加。经过第一个完整的生育期和休闲期后，土壤有机质、全氮和全磷含量较试验前略有降低，继续施肥则不断增加，2017年收获后较播前增加较多，2018年土壤有机质、全氮较2017年收获后略有下降。 （3）不同施氮量处理对春玉米农艺性状、养分吸收及氮素利用的影响 春玉米地上部干物质积累动态呈“S”形，成熟期达最高，施氮显著增加成熟期干物质积累量。拔节至抽雄期干旱显著降低阶段干物质增长量，也会降低收获指数。降水充足高氮供应下陕单8806生长发育状况优于郑单958。增加施氮量能增加叶片叶绿素含量，提高穗位叶净光合速率，蒸腾速率，干旱会降低叶片光合能力。随生育进程推进，地上部氮素积累量逐渐增加，抽雄期茎叶氮素积累增加至最高随后下降，籽粒氮素积累量迅速增加，施氮显著增加成熟期氮素总积累量，穗期干旱显著降低总吸氮量及籽粒氮素收获指数。年际间氮肥偏生产力、氮素利用效率表现为2016>2018>2017，百千克籽粒吸氮量表现为2017>2018>2016。氮肥偏生产力随施氮量增加而降低，2016年和2018年氮肥利用率随施氮量增加而降低，2017年随施氮量增加先增加后降低。氮肥农学效率随施氮量增加先增后降，N2下较高。 （4）不同施氮量处理对春玉米产量、WUE、品质和经济效益的影响 穗期干旱降低了单位面积穗数和穗粒数，粒期干旱降低了百粒重，2017年籽粒产量显著低于2016和2018年。籽粒产量随施氮量增加先增加后降低，呈二次抛物线变化趋势，符合报酬递减规律，水分利用效率（WUE）表现与籽粒产量一致。穗期多雨、粒期干旱时N3处理下籽粒产量、WUE较高，穗期干旱、粒期多雨时，N2处理表现较好。边际产量和边际收益整体表现为随施氮量增加先增加后降低，N2处理下较高，边际成本先降低后增加。施氮的增产增收效应明显，但持续增加施氮量时，其增产增收效果会下降。增加施氮量能提高籽粒粗蛋白含量，籽粒粗纤维含量随施氮量增加先增加后降低，郑单958粗蛋白含量略高于陕单8806，陕单8806籽粒粗纤维含量比郑单958高0.3%。 渭北旱塬地区春玉米生产中，可以基施氮肥150kg hm-2，根据“底墒+降水”预测产量，再结合籽粒产量与施氮量的关系，综合氮肥利用、经济效益、品质用途等多因素，关键时期估算并及时调整施氮量，以达减氮增产，节本增效。
春玉米;施氮量;水肥利用;生长发育;生产产量
西北农林科技大学
硕士
作物学
李军
2019
中文
S513.062
2019-09-25（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）