长期施肥下我国粮食作物氮肥利用率变化特征

论文摘要

对我国典型农田土壤-黑土、褐土、潮土、塿土、紫色土、黄棕壤、红壤和水稻土上15～24年13个点的长期施肥下主要粮食作物—水稻、小麦和玉米的氮肥利用率及相关数据进行统计分析,以阐明长期不同施肥下氮肥利用率的时间演变特征及空间差异,为氮肥合理施用提供理论依据。获得的主要结果与结论如下:1、我国典型农田长期不同施肥下作物氮肥利用率随时间变化明显不同。长期单施氮肥（N）,玉米和小麦氮肥利用率随时间普遍下降,平均年下降在1.0%～3.2%之间,且与其它处理显著差异。长期氮磷配施（NP）,玉米和水稻氮肥利用率随时间变化不大,表现为与小麦相似的规律,不同土壤上的三种作物氮肥利用率平均在30.9～73.8%之间。长期氮钾配施（NK）,小麦、玉米和水稻氮肥利用率随时间表现出不同的变化趋势,小麦氮肥利用率以降低为主,褐土、潮土、中性紫色土和红壤上平均年显著下降1.5%、1.9%、2.1%和3.7%;玉米和水稻以基本不变为主,说明在不施磷肥时,小麦对氮的吸收利用能力小于玉米和水稻。长期氮磷钾配施（NPK）及和有机肥配施（NPKM）,作物氮肥利用率普遍变化不大或呈现上升趋势,氮肥利用率相对较高,且NPK和NPKM两种施肥处理间普遍差异不显著。2、不同土壤上同一作物氮肥利用率空间差异明显。在氮磷钾配合施肥下,施肥相近的土壤上小麦氮肥利用率呈现出:北方暖温带的塿土、潮土、褐土上的小麦氮肥利用率（68.9%）大于南方中亚热带中性紫色土上的小麦氮肥利用率（41.7%）和北方中温带的厚层黑土上的小麦氮肥利用率（33.8%）;玉米氮肥利用率呈现出南方中亚热带红壤玉米氮肥利用率（94.9%）和北方中温带的中层黑土上的玉米氮肥利用率（90.3%）大于北方暖温带潮土、褐土、塿土上玉米氮肥利用率（40.8%）。水稻氮肥利用率未表现出明显的气候带差异,可能是由于水稻土为人为土且分布于我国南方、气候条件较为相近,所以受人为管理影响比气候条件的大。3、作物氮肥利用率的时空差异主要受土壤性质和轮作制度等因素的影响。氮磷钾配合施肥下,三种作物氮肥利用率均与初始有机质含量和初始pH呈显著相关。而由于作物种类的不同,小麦氮肥利用率同时也与土壤全氮含量呈显著负相关,玉米氮肥利用率与有效氮含量呈显著正相关,水稻氮肥利用率与有机质含量呈显著正相关。不同轮作制度下,一年两熟的小麦-玉米轮作中小麦氮肥利用率（68.9%）大于一年两熟的水旱轮作（41.7%）和一年一熟的旱作（33.8%）;玉米氮肥利用率呈现出一年两熟玉米连作（94.9%）和一年一熟的玉米单作（90.3%）大于一年两熟的小麦-玉米轮作中玉米氮肥利用率（40.8%）。水稻氮肥利用率呈现出一年两熟稻-稻轮作（55.5%）稍大于水旱轮作（47.7%）。综上所述,我国粮食作物长期施肥下的氮肥利用率具有明显的时间演变规律,受土壤条件和气候的影响具有一定的空间差异性。这种时间演变反映了不同施肥下土壤肥力的变化,而其空间差异,为不同地区农业生产措施提供了决策依据。研究结果为高产土壤培肥、提高肥料利用率具有重要意义。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 引言
• 1.1 氮肥利用率的定义及测定方法
• 1.2 农田土壤氮肥利用率影响因素
• 1.2.1 土壤性质
• 1.2.2 施肥管理
• 1.2.3 作物种类与农艺操作
• 1.2.4 气候条件
• 1.3 国内外氮肥利用率研究现状
• 1.3.1 短期试验氮肥利用率研究现状
• 1.3.2 长期试验氮肥利用率研究现状
• 1.4 研究目的和意义
• 1.5 研究内容和技术路线
• 1.5.1 研究内容
• 1.5.2 技术路线
• 1.6 创新点
• 2 材料与方法
• 2.1 试验点概况
• 2.2 试验设计
• 2.3 测定项目与数据整理分析
• 3 结果与分析
• 3.1 长期施肥小麦氮肥利用率的时间演变特征与空间差异
• 3.1.1 长期施肥小麦氮肥利用率时间演变特征
• 3.1.2 长期氮磷钾配施小麦氮肥利用率的空间差异及原因
• 3.2 长期施肥玉米氮肥利用率的时间演变特征与空间差异
• 3.2.1 长期施肥玉米氮肥利用率时间演变特征
• 3.2.2 长期氮磷钾配施玉米氮肥利用率的空间差异及原因
• 3.3 长期施肥水稻氮肥利用率的时间演变特征与空间差异
• 3.3.1 长期施肥水稻氮肥利用率时间演变特征
• 3.3.2 长期氮磷钾配施水稻氮肥利用率的空间差异及原因
• 4 讨论
• 4.1 长期施肥作物氮肥利用率的时间演变特征
• 4.2 长期施肥作物氮肥利用率的空间差异
• 4.3 展望
• 5 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文