小麦、玉米高氮施肥下n素营养规律研究

小麦、玉米高氮施肥下n素营养规律研究

在河南省河南北部两省的生产区，小麦和玉米在高产生产实践中存在着高产、投资大、效率低的问题。采用15n跟踪技术，根据小麦和玉米在生产区中吸收氮素肥料的生理特点，研究了在高氮量下，小麦和玉米15n化肥的吸收、使用和体内运行规律，以及15n土壤中的有效蓄积率。1材料和方法1.1供试小麦品种试验地土壤类型为洪积潮褐土,质地中壤,有机质含量13.0~15.5g·kg-1,速效N70.2~75.6g·kg-1,速效P20~23g·kg-1,速效K130~150g·kg-1。供试小麦品种为百泉3039,1992年10月10日播种,每hm2基本苗195~210万,收获每hm2穗数495~658.5万。夏玉米品种为新黄单904,1993年6月9日播种,每hm267500~70500株,实收64620~69495株。1.2材料的施肥处理试验小区面积12m2。1992年每hm2施饼肥750kg,P2O5135kg,1993年每hm2施饼肥750kg,P2O5262.5kg,于麦播前一次性施入。1992年小麦每hm2追施纯N112.5kg和187.5kg,夏玉米在播35d后每hm2分别追施纯N150和300kg;1993年小麦每hm2追施纯N112.5、187.5和225kg,夏玉米追施纯N为150、300和375kg3个处理。试验采用随机排列,重复3次。15N示踪试验:15N-尿素和(15NH4)2SO4,均由上海化工研究院提供。示踪试验采用盆栽,每处理重复2次,按施肥处理进行15N标记。植株采样经烘干,用凯氏法测定植株全N后,由中国农科院原子能所用质谱仪测定15N丰度,数据均进行统计处理。2结果与分析2.1不同施肥量植株的吸收两年试验结果证明(表1),高产田增施N肥均能提高小麦、玉米植株的含N量,保障高产田植株N素营养的供应,补偿土壤中N元素的消耗。研究结果还表明,即使在增施较多N肥情况下,高产田小麦、玉米吸收的N元素,仍主要来自土壤。因此,在高产栽培过程中,通过增施有机肥和适当提高N肥施用量,可提高土壤肥力,是获得高产的关键。植株吸收全N结果表明,小麦每公顷追施187.5kg纯N,每公顷植株吸收的全N和标记肥料N量,分别为228.17和64.14kg,比每公顷施纯N112.5kg增加14.51%和33.7%;每公顷增施纯N225kg,植株吸收的全N和标记肥料N比增施112.5kg各增加13.22%和40.04%。夏玉米每公顷增施纯N300kg,植株吸收的全N和标记肥料N量,比每公顷增施150kg纯N各增加15.93%和41.33%。每公顷增施375kg纯N,比每公顷增施150kg纯N各增加23.13%和52.5%。小麦、玉米轮作下,玉米对当年追施肥料15N的吸收利用率最高为46.28%,最低为28.42%,相差17.28%。通过15N示踪试验证明,植株对土壤N的吸收,不同施肥量处理间差异不显著。小麦吸收的总N量来自土壤占总量的70.23%~75.93%,来自肥料15N占24.07%~29.77%。夏玉米吸收总N量来自土壤的占74.49%~79.54%,来自化肥的占20.46%~25.51%。结果还表明,在土壤肥力较高,施足有机肥和磷肥的基础上,仍需增施一定量的N素化肥,以满足高产田作物对N素营养的需要,其中小麦每公顷增施纯N187.5kg,夏玉米300~375kg,对追加15N的吸收利用率较高,能较好地发挥追加N的经济效益。2.2施n量及分配小麦、玉米吸收的标记15N,在植株体内向各器官运转,其中向籽实器官的运转量最大(表2)。随着增施N肥量的增加,籽实和茎叶器官中积累15N量均相应增加。测定结果表明,小麦每公顷增施纯N225kg,运转到茎叶和籽实器官的15N量分别为3.99mg/株和6.80mg/株,比每公顷增施112.5kg纯N各增加58.4%和26.93%。夏玉米每公顷增施375kg纯N,运转到茎叶和籽实器官的15N各为742.89mg/株和872.09mg/株,比每公顷增施150kg纯N各增加85.63%和43.70%。随着施N量的增加,运转到茎叶部分的15N相对量逐步提高。小麦每公顷施112.5kg纯N,籽实部分积累的15N,占单株吸收总量的68%,茎叶为32%,每公顷增施225kg纯N,籽实部分下降至63%,茎叶上升至37%。夏玉米每公顷增施150kg纯N,籽实部分积累的15N占60.26%,茎叶为39.74%,每公顷增施375kg纯N,籽实部分下降至54%,茎叶上升至46%。2.31玉米和15n丰度连续两年测定结果证明,夏玉米追施15N硫铵,其肥效期可持续3茬作物(表3)。每公顷追施750kg,夏玉米当季吸收的15N硫铵量为288.57kg,利用率为38.4%;下茬冬小麦为71.27kg,利用率为9.50%;第3茬夏玉米为31.335kg,利用率为4.18%,3茬累计氮肥利用率为52.08%。每公顷追施375kg15N硫铵,当季夏玉米利用率43.1%,下茬冬小麦为13.8%,第3茬玉米利用率3.49%。3茬累计利用率为60.39%。从第4茬作物开始,植株体内15N丰度与土壤中15N丰度相等(0.38%),原子百分超为零。说明追加的15N硫铵,除被3茬作物吸收利用外,其余部分通过各种途径消失,损失率为39.61%~47.93%。2.4小麦、玉米单季产量结果试验和大田调查表明,要使小麦、玉米轮作年每公顷产量达15000kg,即使在较高土壤肥力条件下,仍需增施适量的N肥,以满足高产田小麦、玉米对N素营养的需求,补偿土壤中N元素的消耗。两年试验产量测定表明(表4),实现小麦、玉米年每公顷产量超15000kg,在小麦施足底肥的基础上,每公顷仍需增施总纯N450~750kg。其中小麦150~187.5kg,夏玉米300~375kg较为适宜。1992年产量测定结果表明,在每公顷施135kgP2O5基础上,以小麦增施纯N225kg、夏玉米300kg产量最高,年每公顷产量达16701.3kg(其中小麦7216.05kg,夏玉米9485.25kg),比小麦、玉米各增施纯N150kg每公顷增产1817.7kg(12.21%)。小麦、玉米各增施纯N187.5kg,产量居第2位,平均年每公顷产量达16219.95kg(小麦7175.85kg,夏玉米9044.10kg),比增施纯N150kg,每公顷增产8.9%。1993年在提高施磷量(每公顷P2O5262.5kg),每公顷追施纯N375kg,小麦、玉米年每公顷产量均未超15000kg。其中以小麦增施纯N150kg,夏玉米225kg,产量接近15000kg,年每公顷产量14743.05kg(其中小麦6801.45kg、夏玉米7941.60kg),比小麦增施纯N225kg、夏玉米150kg,每公顷增产5.34%。小麦、玉米各增施纯N187.5kg,产量居第2位,年每公顷产量14688.30kg(小麦6930.0kg,玉米7758.30kg),比小麦增施纯N225kg,夏玉米150kg每公顷增产4.97%。从单季作物产量结果可以看出,小麦每公顷产量达6750~7200kg水平,每公顷增施纯N量为150~187.5kg;夏玉米达9000~9750kg水平,每公顷增施纯N为300~390kg较为适宜。3结论和应用3.1增施n肥,持续施肥1)高产田增施N肥,小麦、玉米植株的含N量增加,对追加N肥的利用率为28.42%~46.28%。2)植株吸收的N元素主要向籽实器官运转,其运转量为54%~68%。3)增施N肥的肥效可持续3茬作物,3茬作物的累计氮肥利用率为52.08%~60.39%。4)在较高土壤肥力基础上,小麦、玉米年每公顷产量达15000kg,小麦最佳增施纯N量为每公顷150~87.5kg,夏玉米为300~375kg。3.2玉米发展的效益将上述结论具体应用生产实践后,冬小麦每公顷追施375kg尿素,夏玉米每公顷追施750kg尿素,2000-2001年度在延津县新安乡小里村,冬小麦平均每公顷产量达7530kg,每公顷增产1515kg。而且小麦品质由3级提高到