不同灌水量下尿素添加适宜氮肥增效剂促进夏玉米灌浆增产.pdf
《不同灌水量下尿素添加适宜氮肥增效剂促进夏玉米灌浆增产.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《不同灌水量下尿素添加适宜氮肥增效剂促进夏玉米灌浆增产.pdf(12页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、不同灌水量下尿素添加适宜氮肥增效剂促进夏玉米灌浆增产李澳旗,张俊,崔晓路,赵璐,刘杰,胡田田(西北农林科技大学旱区农业水土工程教育部重点实验室,杨凌712100)摘要:为揭示不同灌水水平和氮肥增效剂类型对夏玉米籽粒灌浆过程的影响规律,以郑单 958 品种为研究对象,采用裂区设计,主区设置 2 个灌水水平:40mm(W1)、60mm(W2);副区在单施尿素(U)的基础上添加不同类型氮肥增效剂:脲酶抑制剂(NBPT)、硝化抑制剂(DCD)、双效抑制剂(NBPT+DCD),采用 Richards 方程模拟夏玉米籽粒灌浆过程,研究不同灌水水平和氮肥增效剂类型对夏玉米各灌浆特征参数的调控效应,同时分析不
2、同处理对夏玉米干物质转运和产量形成的影响。结果表明,3 种氮肥增效剂下夏玉米的籽粒产量均显著高于 U,DCD 和 NBPT+DCD 的效果优于 NBPT;增加灌水量至 60mm,可使氮肥增效剂的增产效果增强,NBPT、DCD 和 NBPT+DCD 的产量分别提高了 6.55%、5.36%和 10.53%。NBPT、DCD 和 NBPT+DCD 的转运率分别比 U 增大 23.42%、19.58%和 45.33%;两个灌水水平下的转运率无显著差异。Richards 模型能较好地模拟夏玉米籽粒灌浆动态过程,拟合方程决定系数均在 0.99 以上。W2 较 W1 水平显著延长了夏玉米总灌浆期持续时间,
3、且延长了灌浆快增期和缓增期的灌浆时间,显著提高了缓增期的灌浆速率。3 种氮肥增效剂均可提高夏玉米平均灌浆速率,且 NBPT+DCD 和 DCD 提高了灌浆快增期的灌浆速率。不同氮肥增效剂在不同灌水水平下效果不同。W2 水平下,DCD 能提高籽粒灌浆起始生长势,其总灌浆期持续时间延长且优化了 3 个灌浆阶段的时长比例,平均灌浆速率较高,达 0.828g/d,是该研究中灌水水平和氮肥增效剂类型的最佳组合,研究可为关中地区氮肥增效剂的合理施用提供理论依据。关键词:灌溉;肥;尿素;夏玉米;氮肥增效剂;灌浆;Richards 模型doi:10.11975/j.issn.1002-6819.2023040
4、28中图分类号:S275文献标志码:A文章编号:1002-6819(2023)-16-0099-12李澳旗,张俊,崔晓路,等.不同灌水量下尿素添加适宜氮肥增效剂促进夏玉米灌浆增产J.农业工程学报,2023,39(16):99-110.doi:10.11975/j.issn.1002-6819.202304028http:/www.tcsae.orgLIAoqi,ZHANGJun,CUIXiaolu,etal.NitrogenfertilizersynergistinureaunderirrigationforhighyieldofsummermaizeatthefillingstageJ.Tr
5、ansactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineering(TransactionsoftheCSAE),2023,39(16):99-110.(inChinesewithEnglishabstract)doi:10.11975/j.issn.1002-6819.202304028http:/www.tcsae.org0引言水分和氮素是保证作物正常生长发育必需的两个控制因素,二者之间存在密切的相互作用,对作物产量和品质的形成具有重要作用。适量施用氮肥可以提高作物产量和水分利用效率,而过量施用氮肥会破坏作物营养生长与生殖生长的平衡,从而导致产量减
6、少,还会使氮肥通过氨挥发、硝化-反硝化等途径损失进入环境,加剧环境污染的同时威胁人体健康1-2。灌水量过大或过小均会影响作物对氮素的吸收,从而影响作物产量3。因此,如何通过水氮协同管理,在促进农作物稳产增收的同时,减少氮肥用量,降低环境风险已经成为中国集约化农业绿色生产亟待解决的难题。近年来,采用氮肥增效剂调控肥料氮素的转化已成为提高氮肥利用效率、减少氮素流失的一种有效途径4。常用的氮肥增效剂主要是脲酶抑制剂与硝化抑制剂。脲酶抑制剂能抑制土壤脲酶的活性,减缓尿素的水解过程、降低氨挥发,延长氮肥供应时间;硝化抑制剂能抑制硝化过程,减少硝酸盐的淋溶损失、降低 N2O 的排放量5。两者的配合施用能够
7、延缓尿素水解,使其水解产物 NH4+在土壤中存留更长时间、还可以降低氨挥发及减少 N2O的排放等6。氮肥增效剂的作用不仅受温度、湿度等的影响,也受土壤水分等因素的影响7。夏玉米产量的形成主要取决于灌浆这一重要的生长发育过程8。灌浆过程易受水分、土壤营养状况和环境温度等环境因素的影响9,目前研究主要集中在施氮量10、水分胁迫11和温度12等方面。针对氮肥增效剂对玉米灌浆和产量的影响也有学者进行了研究:张盼盼等13发现氮肥减施条件下添加硝化抑制剂可以增强玉米灌浆期氮素代谢能力,提高玉米的籽粒质量。ZHANG等14利用15N 标记方法分析了脲酶抑制剂(N-(n-butyl)thiophosphori
8、ctriamide)在吉林黑土玉米田上的应用效果,发现添加脲酶抑制剂对玉米的产量无显著影响。可见,前人关于氮肥增效剂对玉米产量的影响研究未曾考虑水分变化的影响,主要集中在水分或氮肥增效剂等单一因素,而且,也缺乏对籽粒灌浆这一内在过程的影响研究,而关于灌水水平和氮肥增效剂类型双因素对夏玉米灌浆收稿日期:2023-04-05修订日期:2023-07-10基金项目:国家重点研发计划项目课题(2022YFD1900401)作者简介:李澳旗,研究方向为植物营养与调控。Email:通信作者:刘杰,博士,副教授,研究方向为生物节水理论与技术。Email:;胡田田,博士,教授,研究方向为作物水肥高效利用理论与
9、调控技术。Email:第39卷第16期农 业 工 程 学 报 Vol.39No.162023年8月TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineeringAug.202399特征的综合影响尚鲜见报道。为此,本文以夏玉米为研究对象,开展不同灌水水平和氮肥增效剂类型的田间试验,采用 Richards 方程模拟夏玉米籽粒灌浆过程,研究灌水水平和氮肥增效剂类型对夏玉米各灌浆特征参数的调控效应,分析不同处理对夏玉米干物质转运和产量的影响,以期为水氮协同管理和氮肥增效剂的合理施用提供理论依据。1材料与方法1.1试验地概况试验于 2022 年 610
10、月在西北农林科技大学旱区农业 水 土 工 程 教 育 部 重 点 实 验 室 节 水 灌 溉 试 验 站(10824E,3420N)进行,该站海拔 506m,属于暖温带季风半湿润气候区,年平均温度为 12.9,多年平均降水量 635mm,主要集中在 7、8、9 月,年平均蒸发量1500mm。该试验区土壤质地为重壤土,0100cm 土层的田间持水率为 24.58%(质量含水率),平均干容重为 1.42g/cm3,凋萎系数为 8.5%,020cm 土层的土壤pH 值为 8.14,有机质含量为 12.02g/kg,全氮含量为0.89g/kg,速效磷含量为 8.18mg/kg,碱解氮 55.3mg/k
11、g。该地区地下水埋深较深,向上补给量忽略不计。试验期间气象要素如图 1 所示。2022 年试验期间日最高气温出现在播种后 21d,达 40.2,最大降雨量出现在播种后93d,达 31.2mm。10 20 30 40 50 60 70 80 90 1001100102030405060708090100降水量Precipitation/mm01020304050降雨量Precipitation日最高气温Maximum temperature 日最低气温Minimum temperature播种后天数Days after sowing/d气温Air temperature/图 1试验期间降雨量和气
12、温日变化Fig.1Dailyvariationofprecipitationandairtemperatureduringtheexperiment1.2试验设计以灌水量和氮肥增效剂类型为试验因素,采用裂区设计,试验方案见表 1。其中灌水量为主区,氮肥增效剂类型为副区。考虑了当季降水量条件下的充分、非充分灌溉,灌水量设 2 个灌溉定额,分别为 40mm(W1)和 60mm(W2);副区在单施尿素(U)的基础上添加不同类型氮肥增效剂:脲酶抑制剂(本试验选用最常用的 NBPT,正 丁 基 硫 代 磷 酰 三 胺 N-(n-butyl)thiophosphorictriamide)、硝化抑制剂(本试
13、验选用最常用的 DCD,双氰胺Dicyandiamide)、双效抑制剂选用(NBPT+DCD)。共 8 个处理,各 3 次重复。每个试验小区长 5.5m,宽 3.6m,面积 19.8m2,共24 个小区,各小区随机排列。供试夏玉米品种为郑单 958,种植行距 60cm,株距 24cm,播种密度 70922 株/hm2。于 6 月 17 日播种,10 月 10 日收获,全生育期共计 102d。表1试验方案Table1Testscheme处理Treatment灌溉定额Irrigationquota/mm肥料处理Fertilizertreatment增效剂用量Applicationrateoffer
14、tilizersynergist/(kghm2)尿素用量Applicationrateofurea/(kghm2)140(W1)NBPT1.17391.302DCD2.29391.303NBPT+DCD2.29391.304U0391.30560(W2)NBPT1.17391.306DCD2.29391.307NBPT+DCD2.29391.308U0391.30注:NBPT 指尿素+正丁基硫代磷酰三胺,DCD 指尿素+双氰胺。U 指尿素。Note:NBPTisurea+N-(n-butyl)thiophosphorictriamideandDCDisurea+dicyandiamide.Ui
15、surea.所有处理氮、磷、钾肥用量相同,分别为 180kg/hm2(以 N 计)、90kg/hm2(以 P2O5计)、60kg/hm2(以K2O 计),氮、磷、钾肥的供体分别是尿素(含 N46%)、过磷酸钙和氯化钾,均一次性基施。3 种氮肥增效剂由索尔维中国公司生产提供,均按推荐使用量使用。NBPT 为蓝色液体,密度:1.12kg/L,每吨尿素建议添加量:3kg;DCD 为蓝色液体,密度:1.17kg/L,每吨尿素建议添加量 5.85kg;NBPT+DCD 为无色液体,密度:1.17kg/L,每吨尿素建议添加量 5.85kg。氮肥增效剂与尿素拌匀后也作为基肥一次施入,撒施后翻埋入土。灌水方式
16、为管灌,分别于 6 月 21 日和 8 月 15 日灌水,W1 水平每次灌 20mm,W2 水平每次灌 40mm。1.3测定项目及方法百粒质量的测定:于夏玉米吐丝刚开始时,将每个小区吐丝一致的植株挂牌标记,从吐丝 1d 开始每隔5d 采一次样,共采样 6 次。每次采样从标记植株中随机选取 3 个大小均匀的果穗,剥下中部籽粒,去除非完整籽粒后混合均匀,随机数出 100 粒,放入烘箱内 105杀青 30min,80 烘干至恒质量,用万分之一天平称量并记录百粒质量。干物质质量:于吐丝期和成熟期每小区随机选取长势一致的植株 3 株,立即将植株按茎鞘、叶和籽粒等器官分开。在 105 杀青 30min,8
17、0 烘干至恒质量后称质量。营养器官干物质转运量为吐丝期与成熟期营养器官干质量的差值;营养器官干物质转运率为营养器官干物质转运量占吐丝期营养器官干质量的百分比;营养器官干物质对籽粒的贡献率为营养器官干物质转运量占成熟期籽粒干质量的百分比。产量的测定:每小区收获中间 2 行,并剔除两端各0.5m,消除边际效应的影响,风干后脱粒,以测定产量(按 14%标准质量含水率折算产量)和产量构成因素(穗长、穗粗、穗行数、行粒数、穗粒数和百粒质量)。1.4基于 Richards 模型描述灌浆过程的方法玉米籽粒灌浆过程模拟多采用 Logistic 模型15-17,但 Logistic 模型是 Richards 模
18、型的一种特殊形式,后者100农业工程学报(http:/www.tcsae.org)2023年较前者多一个决定曲线形状的参数 N,Richards 模型可塑性强,拟合度高,能更好地描述籽粒灌浆过程18。因此,本文采用 Richards 模型研究不同灌水量下氮肥增效剂添加对玉米籽粒灌浆过程的影响规律。1.4.1模型拟合使用 Richards 方程对夏玉米籽粒灌浆过程进行描述19,对夏玉米籽粒灌浆过程进行拟合,用决定系数 R2对模型进行评价,其范围为 0,1,越接近 1 表明模型的拟合度越高。Richards 方程为:W=A/(1+BeKt)1/N(1)式中 t 为吐丝后天数,d;W 为 t 对应的
19、百粒质量,g;A为理论上灌浆结束时的百粒质量,g,B 为初级参数;K为生长速率参数;N 为形状参数20。1.4.2灌浆特征参数籽粒灌浆速率(g/d)方程20为V=ABKeKtNN(eKt+B)N+1N(2)当 t=0 时,得到起始生长势 R0如下:R0=ABKN(1+B)N+1N(3)对 Richards 方程求二阶导数,得灌浆速率变化率R为R=ABk2(NektB)ektNN2(ekt+B)2N+1N(4)当 R=0 时,得籽粒灌浆速率达到最大值的时间Tmax(d)为Tmax=ln(B/N)/K(5)将 Tmax代入公式(4)可以得到最大灌浆速率 Vmax(g/d)为Vmax=AK(1+N)
20、(1+N)/N(6)活跃灌浆期天数即 5%A95%A的天数18(D/d)。D=2(N+2)/K(7)1.4.3灌浆阶段灌浆速率方程两个拐点18的灌浆时间 t1和 t2为t1=lnN2+3N+NN2+6N+52B/K(8)t2=lnN2+3NNN2+6N+52B/K(9)百粒质量达 99%A 时为实际灌浆终期 t3为t3=ln(100/99)N1B)/K(10)V1V2V3V灌浆渐增期持续时间 T1=t1,平均灌浆速率为;灌浆快增期持续时间 T2=t2t1,平均灌浆速率为;灌浆缓增期持续时间 T3=t3t2,平均灌浆速率为。整个灌浆持续期的平均灌浆速率 为V=AK/2(N+2)(11)1.5数据
21、处理使用 Excel2021 对数据进行处理与统计分析;使用SPSS23.0 软件进行方差分析,使用 LSD 法(=0.05)多重比较,采用 OriginPro2023 软件作图和 Nonlinear拟合。2结果与分析2.1夏玉米产量及其构成水分和氮肥增效剂对夏玉米产量及产量构成因素的影响如表 2 所示。表2不同处理下夏玉米产量及其构成Table2Yieldanditscompositionofsummermaizeunderdifferenttreatments处理Treatment籽粒产量Grainyield/(kghm2)穗长Earlength/cm穗粗Earwidth/mm穗行数Row
22、sperear行粒数Grainsperrow穗粒数Kernelnumberperear百粒质量100-kernelsweight/gW1NBPT6108c15.03b46.99a15.83a29.50cd467ab26.30bcDCD6564b16.38a46.06abc14.17bcd30.67bc434bcd27.27bNBPT+DCD6269c16.55a47.76a15.33ab31.33ab481ab24.55cU5767d15.03b46.54ab14.50abc27.17e394d25.91bcW2NBPT6508b16.13a47.07a15.33ab32.00ab491a26
23、.52bcDCD6916a14.90b44.98bc13.83cd28.50de395d31.59aNBPT+DCD6929a16.27a46.79a14.00bcd32.33a453abc28.24bU6117c14.60b44.61c14.33bc28.50de410cd27.12bANOVAW*nsnsnsnsns*NFS*nsWNFS*nsns*注:NFS 为肥料处理。W 为灌水处理。*和*分别表示 P0.05 和 P0.01,同列数值后不同字母表示不同处理间差异显著(P0.05),下同。Note:NFSisfertilizertreatmentandWisirrigaitontrea
24、tment.*and*indicate P0.05andP0.01basedontwo-wayANOVA.DifferentlettersfollowingthevalueswithinthesamecolumnsindicatesignificantdifferencesamongthedifferenttreatmentsP0.05,sameasbelow.氮肥增效剂类型对夏玉米籽粒产量及其构成(百粒质量除外)的影响均达显著或极显著水平,灌水水平仅对籽粒产量和百粒质量的影响达显著或极显著水平,二者交互作用对籽粒产量、穗长、百粒质量、行粒数、穗粒数的影响达显著或极显著水平。两个灌水水平下,3
25、 种氮肥增效剂下夏玉米的籽粒产量均显著高于 U。相同氮肥增效剂类型下,W2 水平下的夏玉米籽粒产量均较W1 有所提高,NBPT、DCD、NBPT+DCD、U 分别提高6.55%、5.36%、10.53%和 6.07%。说明增加灌水量至60mm,可使氮肥增效剂的增产效果增强,且对 NBPT+第16期李澳旗等:不同灌水量下尿素添加适宜氮肥增效剂促进夏玉米灌浆增产101DCD 的增产效果最为明显。两个灌水水平下,NBPT+DCD 和 DCD 均较 NBPT 表现出更大的增产幅度。总体而言,W2 水平下,DCD 和 NBPT+DCD 这两个处理的籽粒产量最高。与 W1 水平相比,W2 显著增加了 DC
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 不同 灌水 尿素 添加 适宜 氮肥 增效剂 促进 玉米 灌浆 增产
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。