山西省小麥—玉米輪作系統(tǒng)養(yǎng)分資源綜合管理研究

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1、山西省小麥一玉米輪作系統(tǒng)養(yǎng)分資源綜合管理研宄【摘要】:小麥-玉米輪作系統(tǒng)是山丙省重要的作物種植體系之一，主要分布在臨汾和運(yùn)城兩個(gè)地區(qū)，對(duì)全省谷類作物生產(chǎn)的貢獻(xiàn)率達(dá)30%。養(yǎng)分管理不合理尤其是氮肥過量施用是目前該區(qū)域高產(chǎn)區(qū)中普遍存在的問題，不僅降低養(yǎng)分利用效率，還造成環(huán)境方面潛在的風(fēng)險(xiǎn)。本文通過村級(jí)水平的農(nóng)戶調(diào)查了解了小麥-玉米輪作生產(chǎn)中農(nóng)戶施肥行為以及養(yǎng)分流動(dòng)狀況；通過在洪洞縣和永濟(jì)市多年多點(diǎn)的田間試驗(yàn)，采用氮素實(shí)時(shí)監(jiān)控技術(shù)和磷鉀恒量監(jiān)控技術(shù)，建立了山西省小麥-玉米輪作體系農(nóng)田養(yǎng)分綜合管理技術(shù)，分析了氮肥施用對(duì)研究地區(qū)小麥和玉米產(chǎn)景與環(huán)境效應(yīng)的影響；采用GIS技術(shù)，對(duì)氮、

2、磷、鉀養(yǎng)分進(jìn)行了區(qū)域化研宄，建立了區(qū)域尺度的養(yǎng)分管理技術(shù)體系。主要研宄結(jié)果如下：1.村級(jí)水平養(yǎng)分流動(dòng)與養(yǎng)分循環(huán)研究表明，村級(jí)養(yǎng)分投入與產(chǎn)出極不平衡，氮磷盈余，而鉀缺少。主要原因是小麥-玉米體系氮素投入量過大，一個(gè)輪作周期氮磷鉀的投入量分別為714kg/ha，137kg/ha(P2O5),42kg/ha(K2O)，導(dǎo)致的后果是養(yǎng)分投入量大而利用效率低。2.田間試驗(yàn)結(jié)果顯示，建立小麥-玉米輪作養(yǎng)分資源綜合管理技術(shù)體系，采用其中的核心技術(shù)“氮素實(shí)時(shí)監(jiān)控技術(shù)和磷鉀量監(jiān)控技術(shù)”推薦氮磷鉀肥最佳用量，與傳統(tǒng)的施肥處理比較，能夠大幅度降低肥料用量，尤其是氮肥用量，提高產(chǎn)量，增加收益。在

3、連續(xù)3年6季作物的試驗(yàn)周期中，氮肥總用量為862kg/ha，僅為農(nóng)民傳統(tǒng)處理的35%，作物增產(chǎn)6.2%，永濟(jì)點(diǎn)平均年總收入增加1262.4元/ha，洪洞點(diǎn)平山西省小麥一玉米輪作系統(tǒng)養(yǎng)分資源綜合管理研宄【摘要】:小麥-玉米輪作系統(tǒng)是山丙省重要的作物種植體系之一，主要分布在臨汾和運(yùn)城兩個(gè)地區(qū)，對(duì)全省谷類作物生產(chǎn)的貢獻(xiàn)率達(dá)30%。養(yǎng)分管理不合理尤其是氮肥過量施用是目前該區(qū)域高產(chǎn)區(qū)中普遍存在的問題，不僅降低養(yǎng)分利用效率，還造成環(huán)境方面潛在的風(fēng)險(xiǎn)。本文通過村級(jí)水平的農(nóng)戶調(diào)查了解了小麥-玉米輪作生產(chǎn)中農(nóng)戶施肥行為以及養(yǎng)分流動(dòng)狀況；通過在洪洞縣和永濟(jì)市多年多點(diǎn)的田間試驗(yàn)，采用氮素實(shí)時(shí)監(jiān)

4、控技術(shù)和磷鉀恒量監(jiān)控技術(shù)，建立了山西省小麥-玉米輪作體系農(nóng)田養(yǎng)分綜合管理技術(shù)，分析了氮肥施用對(duì)研究地區(qū)小麥和玉米產(chǎn)景與環(huán)境效應(yīng)的影響；采用GIS技術(shù)，對(duì)氮、磷、鉀養(yǎng)分進(jìn)行了區(qū)域化研宄，建立了區(qū)域尺度的養(yǎng)分管理技術(shù)體系。主要研宄結(jié)果如下：1.村級(jí)水平養(yǎng)分流動(dòng)與養(yǎng)分循環(huán)研究表明，村級(jí)養(yǎng)分投入與產(chǎn)出極不平衡，氮磷盈余，而鉀缺少。主要原因是小麥-玉米體系氮素投入量過大，一個(gè)輪作周期氮磷鉀的投入量分別為714kg/ha，137kg/ha(P2O5),42kg/ha(K2O)，導(dǎo)致的后果是養(yǎng)分投入量大而利用效率低。2.田間試驗(yàn)結(jié)果顯示，建立小麥-玉米輪作養(yǎng)分資源綜合管理技術(shù)體系，采用

5、其中的核心技術(shù)“氮素實(shí)時(shí)監(jiān)控技術(shù)和磷鉀量監(jiān)控技術(shù)”推薦氮磷鉀肥最佳用量，與傳統(tǒng)的施肥處理比較，能夠大幅度降低肥料用量，尤其是氮肥用量，提高產(chǎn)量，增加收益。在連續(xù)3年6季作物的試驗(yàn)周期中，氮肥總用量為862kg/ha，僅為農(nóng)民傳統(tǒng)處理的35%，作物增產(chǎn)6.2%，永濟(jì)點(diǎn)平均年總收入增加1262.4元/ha，洪洞點(diǎn)平均毎年總收入增加3065元/ha。對(duì)永濟(jì)市0-120cm土體NO3-N含量動(dòng)態(tài)研究發(fā)現(xiàn)，應(yīng)用養(yǎng)分資源綜合管理技術(shù)，由于推薦的施氫量低，向下淋洗的硝態(tài)氮沒有傳統(tǒng)處理嚴(yán)重。但無論是應(yīng)用養(yǎng)分資源綜合管理技術(shù)還是農(nóng)戶傳統(tǒng)管理模式，一旦施肥后，表層聚集的N03-N會(huì)急劇增加，

6、而后又慢慢減少，向土層下方淋洗。3.洪洞縣農(nóng)田應(yīng)用養(yǎng)分資源綜合管理技術(shù)，小麥季氮素表觀損失比傳統(tǒng)施肥減少22%，玉米季比傳統(tǒng)施肥減少91%，小麥-玉米輪作體系比傳統(tǒng)施肥減少56%o永濟(jì)市農(nóng)田由于農(nóng)戶傳統(tǒng)施肥量不足，應(yīng)用養(yǎng)分資源綜合管理技術(shù)增加了施氮量，因此，氮素表觀損失較農(nóng)戶傳統(tǒng)施肥一個(gè)輪作周期高出64.7kgN/ha，但區(qū)別不是很大，多施的氮素主耍用于產(chǎn)量提高。小麥-玉米輪作體系氮效率研宄結(jié)果,應(yīng)用養(yǎng)分資源綜合管理技術(shù),3茬小發(fā)和3茬玉米的PFPN均在30kg/kg以上，而農(nóng)戶傳統(tǒng)處理的PFP值只有20kg/kg左右，養(yǎng)分資源綜合管理技術(shù)養(yǎng)分生產(chǎn)效率較農(nóng)戶模式提高50%

7、左右。4.2007-2008年對(duì)氮素?fù)p失途徑的定量化研究，結(jié)果顯示，永濟(jì)試驗(yàn)區(qū)以NOx形式排放損失的氮量占到施氮量的1.2%，該結(jié)果高于IPCC的確認(rèn)值(1%)。而本試驗(yàn)條件下，氨揮發(fā)量不是很高，只占施氮量的7%，可能是本地區(qū)氮肥采用深施以及施肥后馬上采用噴灌技術(shù)的原因。氨損失的程度僅為華北地區(qū)其它采用深施進(jìn)行試驗(yàn)研究的結(jié)果的一半，其它研究中較大的損失可能是施肥量過高導(dǎo)致土壤銨態(tài)氮含量高的原因。本研究中，因?yàn)橥寥辣韺拥腘H4+含量在10天內(nèi)比較穩(wěn)定，而N03含量較低，僅為施氮量的3.9%，所以土壤硝化和反硝化速率都很低，不是氮