黑土稻田不同灌溉模式下减施磷肥效应试验研究

作     者：孙迪 

作者单位：东北农业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：张忠学

授予年度：2022年

学科分类：09[农学] 0901[农学-作物学] 

主      题：灌溉模式 减施磷肥 水分利用效率 磷肥利用率 土壤磷素盈余量 

摘      要：磷素是水稻生长发育所必需的营养元素之一。基于我国人均水资源匮乏和磷资源日益减少的基本国情,在黑龙江省开展不同灌溉模式下减施不同水平的磷肥对水稻的生长发育、产量、水磷利用效率、植株磷素吸收积累量、土壤磷素含量及土壤磷素盈余量的影响试验,综合比较得到合理的水肥模式,在保持水稻产量稳产甚至增产的基础上,对于提高磷肥利用率,减小磷肥残留在土壤,降低环境污染风险具有重要意义,同时也为黑土稻作化肥施用提供参考和依据。于2020年和2021年在黑龙江省庆安县国家灌溉试验站开展田间试验,设置2种不同灌溉模式(F:常规淹灌、C:控制灌溉)和5种不同施磷量P0:0 kg/hm(不施肥)、P1:18 kg/hm(减磷60%)、P2:27 kg/hm(减磷40%)、P3:36 kg/hm(减磷20%)、P4:45 kg/hm(常规施肥),共10个处理,研究了不同灌溉模式下减施磷肥对水稻株高、分蘖数、产量、地上部各器官干物质积累量和磷素积累量、水分和磷肥利用效率、土壤有效磷、全磷含量和土壤磷素盈余量的影响。本试验的主要研究结果如下:(1)不同灌溉模式下减施磷肥均有利于水稻的生长发育,减少无效分蘖,促进水稻的成穗率,提高产量。两种灌溉模式下,减施磷肥的P3处理较常规施肥P4处理均能提高水稻产量,2020年试验控制灌溉模式P3处理较P4处理水稻产量增加了191.21 kg/hm,常规淹灌模式P3处理较P4处理水稻产量增加了286.71 kg/hm;2021年试验控制灌溉模式P3处理较P4处理水稻产量增加了162.4 kg/hm,常规淹灌模式P3处理较P4处理水稻产量增加了95.2kg/hm。控制灌溉较常规淹灌相比,能够提高水分利用效率,并降低耗水量。(2)两种灌溉模式下减施磷肥有利于水稻地上部各器官干物质的形成。控制灌溉模式和常规淹灌模式,均为减施磷肥的P3处理的茎部和穗部干物质重为最大,显著高于常规施肥P4处理的茎部和穗部干物质重(P0.05)。磷肥吸收利用率随着施肥量的增加呈先增加后下降的趋势。2020年常规淹灌模式的磷肥吸收利用率和磷肥偏生产力高于控制灌溉模式,2021年则为控制灌溉模式的磷肥吸收利用率高于常规淹灌模式;磷肥农学利用率均为控制灌溉模式高于常规淹灌模式,2021年的磷肥吸收利用率较2020年显著提升。(4)两种灌溉模式下减施磷肥有利于土壤表层有效磷含量的增加,各土层土壤有效磷含量大小关系依次为0～20 cm、20～40 cm、40～60 cm。连续两年减施磷肥,有利于提高20～40 cm土层的土壤有效磷含量。常规淹灌模式的土壤有效磷含量显著高于控制灌溉模式的土壤有效磷含量(P0.05)。三层土壤的全磷含量表现为随施肥量的增加而增加,2021年试验土壤的全磷含量较2020年试验的土壤全磷含量显著增加(P0.05)。减施磷肥有利于土壤磷素盈余量的降低,两年试验结果均表明:土壤磷素盈余量随着施肥量的增加而增加,两种灌溉模式下,减施磷肥的P3处理植株磷素积累量达最大值后,土壤磷素盈余量较常规施肥P4处理显著降低。连续两年试验表明:控制灌溉模式下,减磷20%的磷肥用量可显著提高水稻产量和地上部植株磷素积累量(P0.05),磷肥利用率较常规施肥显著提升,在稳定土壤表层0～20 cm有效磷含量的同时,显著提高20～40 cm土层的土壤有效磷含量,并可显著降低年度土壤的盈余量(P0.05),保持正的磷素表观平衡,不会对基本土壤肥力产生不良影响。综合水稻产量和磷肥利用率等指标,采用控制灌溉模式减磷20%的磷肥施用量效果最佳,即控制灌溉模式下施肥量为36 kg/hm是本地区适宜的最佳水肥管理模式。