山西省小麦—玉米轮作系统养分资源综合管理研究

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1、山西省小麦一玉米轮作系统养分资源综合管理研宄【摘要】:小麦-玉米轮作系统是山丙省重要的作物种植体系之一，主要分布在临汾和运城两个地区，对全省谷类作物生产的贡献率达30%。养分管理不合理尤其是氮肥过量施用是目前该区域高产区中普遍存在的问题，不仅降低养分利用效率，还造成环境方面潜在的风险。本文通过村级水平的农户调查了解了小麦-玉米轮作生产中农户施肥行为以及养分流动状况；通过在洪洞县和永济市多年多点的田间试验，采用氮素实时监控技术和磷钾恒量监控技术，建立了山西省小麦-玉米轮作体系农田养分综合管理技术，分析了氮肥施用对研究地区小麦和玉米产景与环境效应的影响；采用GIS技术，对氮、

2、磷、钾养分进行了区域化研宄，建立了区域尺度的养分管理技术体系。主要研宄结果如下：1.村级水平养分流动与养分循环研究表明，村级养分投入与产出极不平衡，氮磷盈余，而钾缺少。主要原因是小麦-玉米体系氮素投入量过大，一个轮作周期氮磷钾的投入量分别为714kg/ha，137kg/ha(P2O5),42kg/ha(K2O)，导致的后果是养分投入量大而利用效率低。2.田间试验结果显示，建立小麦-玉米轮作养分资源综合管理技术体系，采用其中的核心技术“氮素实时监控技术和磷钾量监控技术”推荐氮磷钾肥最佳用量，与传统的施肥处理比较，能够大幅度降低肥料用量，尤其是氮肥用量，提高产量，增加收益。在

3、连续3年6季作物的试验周期中，氮肥总用量为862kg/ha，仅为农民传统处理的35%，作物增产6.2%，永济点平均年总收入增加1262.4元/ha，洪洞点平山西省小麦一玉米轮作系统养分资源综合管理研宄【摘要】:小麦-玉米轮作系统是山丙省重要的作物种植体系之一，主要分布在临汾和运城两个地区，对全省谷类作物生产的贡献率达30%。养分管理不合理尤其是氮肥过量施用是目前该区域高产区中普遍存在的问题，不仅降低养分利用效率，还造成环境方面潜在的风险。本文通过村级水平的农户调查了解了小麦-玉米轮作生产中农户施肥行为以及养分流动状况；通过在洪洞县和永济市多年多点的田间试验，采用氮素实时监

4、控技术和磷钾恒量监控技术，建立了山西省小麦-玉米轮作体系农田养分综合管理技术，分析了氮肥施用对研究地区小麦和玉米产景与环境效应的影响；采用GIS技术，对氮、磷、钾养分进行了区域化研宄，建立了区域尺度的养分管理技术体系。主要研宄结果如下：1.村级水平养分流动与养分循环研究表明，村级养分投入与产出极不平衡，氮磷盈余，而钾缺少。主要原因是小麦-玉米体系氮素投入量过大，一个轮作周期氮磷钾的投入量分别为714kg/ha，137kg/ha(P2O5),42kg/ha(K2O)，导致的后果是养分投入量大而利用效率低。2.田间试验结果显示，建立小麦-玉米轮作养分资源综合管理技术体系，采用

5、其中的核心技术“氮素实时监控技术和磷钾量监控技术”推荐氮磷钾肥最佳用量，与传统的施肥处理比较，能够大幅度降低肥料用量，尤其是氮肥用量，提高产量，增加收益。在连续3年6季作物的试验周期中，氮肥总用量为862kg/ha，仅为农民传统处理的35%，作物增产6.2%，永济点平均年总收入增加1262.4元/ha，洪洞点平均毎年总收入增加3065元/ha。对永济市0-120cm土体NO3-N含量动态研究发现，应用养分资源综合管理技术，由于推荐的施氫量低，向下淋洗的硝态氮没有传统处理严重。但无论是应用养分资源综合管理技术还是农户传统管理模式，一旦施肥后，表层聚集的N03-N会急剧增加，

6、而后又慢慢减少，向土层下方淋洗。3.洪洞县农田应用养分资源综合管理技术，小麦季氮素表观损失比传统施肥减少22%，玉米季比传统施肥减少91%，小麦-玉米轮作体系比传统施肥减少56%o永济市农田由于农户传统施肥量不足，应用养分资源综合管理技术增加了施氮量，因此，氮素表观损失较农户传统施肥一个轮作周期高出64.7kgN/ha，但区别不是很大，多施的氮素主耍用于产量提高。小麦-玉米轮作体系氮效率研宄结果,应用养分资源综合管理技术,3茬小发和3茬玉米的PFPN均在30kg/kg以上，而农户传统处理的PFP值只有20kg/kg左右，养分资源综合管理技术养分生产效率较农户模式提高50%

7、左右。4.2007-2008年对氮素损失途径的定量化研究，结果显示，永济试验区以NOx形式排放损失的氮量占到施氮量的1.2%，该结果高于IPCC的确认值(1%)。而本试验条件下，氨挥发量不是很高，只占施氮量的7%，可能是本地区氮肥采用深施以及施肥后马上采用喷灌技术的原因。氨损失的程度仅为华北地区其它采用深施进行试验研究的结果的一半，其它研究中较大的损失可能是施肥量过高导致土壤铵态氮含量高的原因。本研究中，因为土壤表层的NH4+含量在10天内比较稳定，而N03含量较低，仅为施氮量的3.9%，所以土壤硝化和反硝化速率都很低，不是氮