春玉米对土壤供氮的反应及氮肥推荐指标研究

作     者：叶东靖 

作者单位：中国农业科学院 

学位级别：硕士

导师姓名：何萍;高强

授予年度：2009年

学科分类：09[农学] 0901[农学-作物学] 

主      题：春玉米 干物质 氮素吸收 氮肥推荐 SPAD 土壤硝态氮 

摘      要：氮素是东北平原玉米高产最重要的限制因子,研究玉米对不同土壤氮素供应水平下作物的反应、以及监测植株和土壤氮素状况确保其充足供应,对于保证玉米最佳生长条件、提高氮肥利用率和减少氮素损失具有重要意义。有关叶片SPAD和土壤硝态氮测定等无损诊断方法已经有效用于玉米生长期间的氮素营养诊断。迄今,在不同土壤氮素供应水平下研究玉米对氮肥用量反应以及东北春玉米基于叶片SPAD和土壤硝态氮的氮素诊断和氮肥推荐研究较少。因此,本研究采用田间试验结合植株和土壤分析研究玉米对不同土壤氮素供应的反应,并探索玉米高产的适宜SPAD值和适宜的土壤硝态氮含量。田间试验包括两个低肥力试验点刘房子和范家屯,以及两个高肥力试验点陶家屯和榆树。论文取得的主要进展如下: 1.不同肥力土壤春玉米地上部干物质积累符合Logistic方程,不同土壤供氮水平直接影响到生物量的增长时期和增长速率。玉米生物量积累峰值出现在拔节-抽雄期和吐丝-灌浆期,因此在拔节期前和抽雄期前追肥会对地上部干物重产生重要影响;刘房子和范家屯低肥力试验点分别在280kg N/hm2和300 kgN/hm2处理出现最大积累速率,当施氮量高于这些处理时,干物质最大积累速率有下降趋势。低肥力下达到最高产量和最佳产量需要的施氮量高于高肥力土壤。 2.氮素积累量总体趋势是随施氮量的增加而增加;同一施肥量下低肥力土壤氮肥的农学利用率、吸收利用率和偏因子生产率高于高肥力土壤;不同肥力土壤上春玉米氮素积累随时间的变化可用Logistic方程Y= k/(1+aebx)进行描述,氮素最大吸收速率基本出现在拔节至抽雄期,拔节期追肥对于玉米获得高产具有重要意义;适宜施氮提高了玉米氮素最大吸收速率,且最大养分吸收速率出现时间提早。 3.不同肥力土壤各施氮处理SPAD值随施氮量的增加而显著提高,当施N量高于240 kg/hm2时,叶绿素的升高不显著。玉米品种郑单958范家屯和陶家屯两个试验点拔节期叶片SPAD值与叶片含氮量、吸氮量、施氮量及子粒产量之间均具有显著或极显著相关关系,表明拔节期叶片SPAD可以表征叶片的氮素状况;拔节期春玉米最上完全展开叶适宜SPAD值为56～58,每增加单位SPAD值需增施纯N 20 kg /hm2, SPAD56～58可以作为玉米郑单958拔节期氮肥追施的推荐指标。 4.春玉米土壤硝态氮含量和积累量随玉米生育期推进呈现先降低后升高的趋势,土层硝态氮含量在各生育期施氮均高于不施氮处理。范家屯试验点240 kgN/hm2处理始终能够保持耕层(0-30cm)较高的硝态氮水平,可满足玉米全生育期的氮素需求。籽粒产量随0-90cm土壤硝态氮数量的增加而增加,硝态氮数量到达最大值后,产量不再增加而保持相对稳定。拔节期和收获期0-90cm土壤硝态氮数量与籽粒产量的关系符合线性加平台模型。综合考虑产量和环境效应,春玉米单作体系0-90 cm土层土壤硝态氮含量拔节后应控制在134～145 kg/hm2。