栽培模式对冬小麦产量形成和养分利用的影响

西北旱地土地资源和光热资源较为丰富,有发展农业的较大潜力,但水资源紧缺限制了这些地区的农业发展。高效合理地利用现有水资源,生产数量足够、品质优良的粮食是该地区农业生产的核心。虽然作物对养分和水分的吸收、利用能力受遗传特性控制,但环境条件和栽培管理对其有极大的影响,优化耕作栽培措施,创造适合作物生长的外部条件,可改善作物内部同化过程,提高生产能力。本研究以当地农民广泛采用的栽培模式(常规:无灌溉、无地表覆盖)为对照,设置覆膜、覆草、垄沟、补灌4种栽培模式,自2002年开始布置长期定位田间试验,分别于2002-2003年和2004-2005年采样,测定冬小麦不同生长期的生物量、植株氮素、磷素和钾素的含量及土壤含水量、矿质态氮含量,从不同生育期干物质累积和生殖生长期干物质转移和合成,不同生育期养分累积和生殖生长期养分转移和吸收,土壤水分、矿质态氮的变化,系统地分析了栽培模式对冬小麦产量形成和养分吸收利用的影响,为本地区冬小麦优质、高产、高效提供可靠的理论和实践依据。取得的主要结果有: 1.地膜覆盖在多数情况下,增加了分蘖数,提高了冬小麦产量和生物量;同时也增加了无效分蘖,降低了收获指数和成穗率。覆膜冬小麦营养生长期的干物质累积显著增加;生殖生长期茎叶向籽粒转移量也较高,有利于籽粒产量的提高。与常规模式相比,覆草、补灌和垄沟栽培模式产量和生物量并没有提高。这主要与其分蘖数较少、营养生长期干物质累积较低、生殖生长期干物质向籽粒转移较少有关。 2.覆膜栽培显著降低了氮肥利用率、肥料氮农学效率和肥料氮生理效率;覆草、补灌和垄沟模式的肥料氮利用因年份而异,无论施氮与否,营养生长期,覆膜模式植株吸氮量明显高于其它模式。不施氮肥时,覆膜模式生殖生长期氮素吸收对籽粒氮素累积有十分重要的作用,2个年份植株氮素吸收量分别比常规高118%和72%;施氮肥时,籽粒氮素累积绝大多数来源于生长前期累积在营养体中的氮素在灌浆期间的再转移,茎叶氮素转移量比常规高出72%和29%。覆草模式在2005年,有明显增加营养生长期植株氮素累积的趋势,但在生殖生长期由于从土壤吸收氮素较少,因而氮素转移对籽粒氮素累积起着重要的作用。生殖生长期,补灌模式氮素转移亦对籽粒氮素累积起着重要的作用;而垄沟模式则是氮素吸收有着重要的作用。 3.在冬小麦营养生长期,覆膜模式能显著增加植株地上部磷、钾的累积,施氮肥时,增加趋势更加显著;在连续3年覆草的情况下,到2005年植株对磷、钾的累积表现出明显的增加趋势。冬小麦生殖生长期,施氮肥时,覆膜和覆草模式植株磷素由营养器官向籽粒的转移表现出明显的增加趋势,而磷素吸收的贡献有明显的降低趋势。补灌和垄沟模式植株对磷、钾的累积、转移和吸收均无一致的规律。