论文部分内容阅读
滴灌施肥灌溉可将肥料随灌溉水供应给作物根区，降低了根区养分的淋失，提高了肥料利用效率，减少农业化肥面源污染，对实现我国农业可持续发展具有重要意义。如何适时适量施肥，保证肥料高效利用，并制定适宜的施肥灌溉制度是目前滴灌施肥灌溉亟需解决的问题。本文以马铃薯“克新1号”和“夏波蒂”为试材，采用田间试验的方法，分别以常规肥料和控失肥料作为基肥，于内蒙古达拉特旗布置了5个施肥量比例的试验（2012年分别为推荐施肥量的10％、30％、50％、70％和90％，而2013年分别为推荐施肥量的10％、35％、60％、85％、110％），研究了滴灌施肥灌溉施肥量及基肥类型对土壤养分时空变化、马铃薯生长、产量与水肥利用的影响，并分析了两种土壤养分管理方法与马铃薯生长及产量的相关性，研究滴灌施肥灌溉肥料高效利用机制与土壤养分管理方法，制定滴灌水肥高效利用施肥灌溉制度。主要研究结果如下: (1)研究了施肥量及基肥类型处理土壤基质势随时间的变化规律以及对灌溉水量的影响，阐明了通过控制特征点土壤基质势指导滴灌施肥灌溉的有效性。在整个试验期内，采用控制滴头正下方20cm深度处的土壤基质势(-25kPa)来指导马铃薯滴灌施肥灌溉时，不同施肥量及基肥类型处理的根区土壤水分状况良好，为马铃薯生长创造了适宜的土壤水分条件。施肥量对灌溉水量的影响无明显规律，与基施常规肥料相比，控失肥料作为基肥有助于减少土壤基质势的波动，提高水分在土壤根区的储存，改善根区土壤的水分状况，灌溉水量降低了6.9％～30.2％，平均灌水间隔持平或延长2d。 (2)揭示了滴灌施肥灌溉不同施肥量与基肥类型条件下土壤养分的时空分布特征。基施常规肥料时，夏波蒂经过整个生育期的滴灌施肥灌溉后，速效养分主要积累在0～40cm土层，随着施肥量的增加，硝态氮浓度逐渐增加，且向60～120cm土层的迁移增加，铵态氮浓度和速效磷浓度呈先增加后下降的趋势，而速效钾浓度垂直分布减弱，且水平分布增加。随着生育期的进行，马铃薯根区硝态氮浓度和速效磷浓度逐渐降低，铵态氮浓度和速效钾浓度呈先增加后下降的趋势。每个生育期内，随着施肥量的增加，两种马铃薯根区硝态氮浓度和克新1号根区速效磷浓度逐渐增加，两种马铃薯根区铵态氮浓度和速效钾浓度以及夏波蒂根区速效磷浓度呈先增加后下降的趋势。与基施常规肥料相比，基施控失肥料能够提高整个生育期内根区硝态氮浓度和速效钾浓度，幼苗期和块茎形成期根区铵态氮浓度以及块茎膨大期根区速效磷浓度。当施肥量比例在50％～70％时，不仅可以满足马铃薯对不同生育时期土壤速效养分的需求，还能有利于土壤速效养分在根系分布层的保持，同时减少土壤养分向下淋溶损失的风险。 (3)研究了滴灌施肥灌溉施肥量及基肥类型对马铃薯生长的影响机制。无论是常规肥料还是控失肥料作为基肥时，提高施肥量明显促进了马铃薯块茎膨大初期植株生长，随着生育期的进行，地上部生物量逐渐向块茎中转移，至块茎膨大后期高施肥量时马铃薯的生长状况与中等施肥量相近。当施肥量比例为60％～70％（克新1号）或50％～110％（夏波蒂）时，块茎膨大期生物量在地上部与块茎间的分配得到较好地协调。与基施常规肥料相比，基施控失肥料有利于克新1号单株结薯数和单薯重的同步提高，进而提高商品薯产量。 (4)分析了两种土壤养分管理方法对马铃薯生长与产量的影响，提出了滴灌施肥灌溉肥料高效利用的土壤养分管理方法。基于饱和泥浆提取液法测定土壤速效养分的土壤养分管理方法的变异系数小，比传统土壤养分管理方法低20.6％～64.8％。同时，与传统方法相比，饱和泥浆提取液法测定的土壤速效养分随施肥量的变化趋势与马铃薯累积生物量、产量随施肥量的变化趋势更接近，相关性好，能够较好反映土壤养分对作物的有效性。采用该方法定期取样并及时修正施肥量，能够实现滴灌施肥灌溉肥料高效利用，获得所需的作物产量水平。 (5)研究了实现滴灌施肥灌溉马铃薯水肥高效利用的推荐施肥量。基施常规肥料时，克新1号和夏波蒂分别在施肥量比例为70％和60％左右时，产量与水肥利用效率最高。与基施常规肥料相比，基施控失肥料时，克新1号的产量和水肥利用效率分别提高了3.0％～8.0％、5.4％～49.5％和2.5％～14.9％，且在施肥量比例为50％～70％时达到最高，而夏波蒂其品种特性的原因，水肥利用效率降低，且当施肥量比例为50％～60％时，产量与水肥利用效率达到最高。 (6)确定了滴灌施肥灌溉的关键施肥参数，并制定了滴灌马铃薯水肥高效利用施肥灌溉制度。滴灌施肥灌溉时，总施肥量（包括基肥和追肥）为推荐施肥量的50～70％时，马铃薯既可获得高产，又能减少肥料养分流失，提高水肥利用效率。每日施肥灌溉的施肥量为总追肥量除以施肥灌溉天数，当滴头正下方20cm深度处的土壤基质势低于-25kPa时进行施肥灌溉，每次灌水6～8mm，施肥量依据灌水间隔确定。同时在连续10d未灌水或日降雨量超过10mm时，需及时补充施肥灌溉。定期取土样采用饱和泥浆法测定土壤养分状况，及时修正随水施肥量。