半干旱區(qū)玉米水肥空間耦合效應(yīng)

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1、DOI:10.13758/j.cnki.tr.2003.02.007·118·土壤2003年第2期半干旱區(qū)玉米水肥空間耦合效應(yīng)①Ⅰ.氮素的吸收和殘留及其環(huán)境效應(yīng)11221邢維芹駱永明王林權(quán)李生秀李立平(1中國(guó)科學(xué)院南京土壤研究所南京210008;2西北農(nóng)林科技大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院陜西楊凌712100)摘要通過(guò)田間試驗(yàn)研究了半干旱地區(qū)不同灌水量和水肥空間耦合方式下玉米對(duì)N素的吸收及玉米收獲后N素在1.0m土體中的殘留。結(jié)果表明，與常規(guī)施肥灌水方式(均勻施肥均勻灌水、全生育期灌水量為2500323232m/hm)相比，在全生育期灌水

2、量為1125m/hm和600m/hm的水平下，均勻施肥交替灌水、水肥同區(qū)交替灌水、水肥異區(qū)交替灌水3種不同水肥空間耦合方式在玉米植株吸收N略有下降的情況下，增加了肥料N在60cm以上土壤中的殘留量，從而減小了N向下層土壤淋溶的可能；相同灌水量下，60cm以上層次土壤N素殘留量大小順序?yàn)椋核十悈^(qū)交替灌水處理＞水肥同區(qū)交替灌水處理＞均勻施肥交替灌水處理。關(guān)鍵詞半干旱地區(qū)；水肥空間耦合；N素殘留；環(huán)境效應(yīng)中圖分類號(hào)S147.265養(yǎng)分和水分是作物生長(zhǎng)的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。在干號(hào)，供試土壤為紅油土，其基本性狀為：有機(jī)質(zhì)旱和半干旱地區(qū)，一

3、方面存在著灌溉水不足的問(wèn)題，11.19g/kg，全N0.72g/kg，堿解N56.24mg/kg，速灌溉水只能滿足部分農(nóng)田的用水需要；另一方面，效P23.93mg/kg，速效K100.27mg/kg，pH7.78。N這些地區(qū)還存在著化學(xué)肥料利用率低的問(wèn)題。因此，肥為尿素，含N量為46%。共設(shè)9個(gè)處理（表1），2充分利用水肥之間的相互作用，提高有限的灌溉水重復(fù)3次，隨機(jī)區(qū)組排列，小區(qū)面積18.0m（4.0m的利用率和肥料的利用率，是提高半干旱地區(qū)的作×4.5m）。[1,2]物產(chǎn)量以及降低生產(chǎn)成本的重要手段。此外，在6月11日播

4、種，7月4日定苗，10月4日收獲。提高現(xiàn)有灌溉水的利用率的同時(shí)，如何減小肥料對(duì)種植密度為0.6m×0.3m，保護(hù)行寬1.0m。玉米全生[3,4]2環(huán)境的污染，也越來(lái)越受到人們的關(guān)注。育期共施純N248.1kg/hm。將N肥的1/3在播種時(shí)根據(jù)近年來(lái)的研究看，水肥耦合是在半干旱地作基肥施入，剩余部分平分為兩份，用作追肥。區(qū)較有前景的一項(xiàng)措施，水肥空間耦合是水肥耦合分別于7月21日（拔節(jié)期）和8月12日（抽[5,6]的重要方式。另外，虧缺灌溉是近年來(lái)在干旱半雄期）進(jìn)行施肥灌水處理：開(kāi)溝施肥，溝深15cm[7,8]干旱地區(qū)發(fā)展起來(lái)

5、的一種重要節(jié)水灌溉方式。已左右，施后覆土。施肥后即進(jìn)行灌水處理。各處理有的研究表明，二者結(jié)合將有利于進(jìn)一步改善這些方式如下：均勻施肥：小區(qū)內(nèi)每一溝都施肥；均勻[9]地區(qū)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)狀況。作者利用大田試驗(yàn)對(duì)虧缺灌水：每一溝都灌水；交替灌水：拔節(jié)期和抽雄期灌溉條件下水肥空間耦合對(duì)夏玉米的影響進(jìn)行了系均為隔溝灌溉，但兩次處理灌水溝和干溝交換；水統(tǒng)的研究。本文總結(jié)了不同水肥空間耦合處理玉米肥同區(qū)：同一次處理時(shí)灌水溝和施肥溝相同；水肥對(duì)N素的吸收、N素在土壤中的殘留及其環(huán)境效應(yīng)。異區(qū)：同一次處理時(shí)灌水溝和施肥溝相鄰。玉米收獲后采取土壤和

6、植株樣。土壤采樣深度1材料與方法為0~100cm，分層采樣(每20cm為一層)，每個(gè)小區(qū)1.1試驗(yàn)處理隨機(jī)采5個(gè)點(diǎn)，相同深度的土壤充分混勻后留約試驗(yàn)于2000年在西北農(nóng)林科技大學(xué)農(nóng)作一站0.5kg作為一個(gè)樣，風(fēng)干、過(guò)1mm篩后進(jìn)行各項(xiàng)目進(jìn)行。供試作物為玉米(ZeamaysL.)，品種為陜單9的測(cè)定。每小區(qū)隨機(jī)采取5株玉米，根系洗凈泥土，①基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金重大項(xiàng)目“水分養(yǎng)分優(yōu)化耦合對(duì)提高產(chǎn)量的效應(yīng)”（編號(hào)49890330）的部分內(nèi)容。2003年第2期土壤·119·各部分分開(kāi)，相同部分混合，烘干，粉碎后用于各的影響，減

7、少對(duì)作物的水分供應(yīng)可減少其對(duì)N素的[10]項(xiàng)目測(cè)定。吸收。本試驗(yàn)表明，玉米植株吸N量不僅與灌水1.2測(cè)定項(xiàng)目與方法量有關(guān)，也與不同水肥空間耦合方式有關(guān)。灌水量32土壤速效N：土樣用1mol/L的KCl浸提、振蕩高（1125m/hm）時(shí)，玉米籽粒、莖葉和根吸N量0.5h后，用流動(dòng)注射分析儀測(cè)定銨態(tài)N、硝態(tài)N含都較高，作物總吸N量明顯高于灌水量少的處理。量，速效N含量用二者之和表示。因此充分灌水條件下，單位面積作物從土壤攜出的3232植物全N：凱氏法。N較多。灌水量低（562.5m/hm和300m/hm）1.3數(shù)據(jù)處理：時(shí)，不同

8、處理方式玉米吸N量差異較小，但作物籽每處理的測(cè)定結(jié)果為3個(gè)重復(fù)的平均值。粒吸N量占作物吸N總量的比例卻以水肥異區(qū)交替表1試驗(yàn)處理灌水處理為最高，說(shuō)明這種耦合方式玉米總吸N量Table1Designingoftheexperiment不太高，但有利于N在籽粒中積累。2.2玉米收獲后土壤速效N