棉田氮肥优化管理体系的建立与其效应分析

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1、-Zhao1997分析发现在模拟多云的天气条件一天时间棉花叶柄硝态氮水平增长50%左右通常条件下从现蕾到成熟棉花叶柄硝态氮浓度会从18,000ug/g降低到1,000ug/g原因可以归结为根系吸收能力下降棉铃吸收增加土壤氮水平降低分析表明初花期叶柄硝态氮浓度变化小和产量之间有很好的相关性[33]并且可以通过关键生育阶段每周取样的方法减少硝态氮浓度变化的影响[37,42]4.2叶片全氮测定棉株叶冠顶部新展开叶片的全氮含量可以用来估测植株氮素状况结果稳定可靠和叶柄硝态氮测定一样叶片全氮含量也受到多因素的影响当叶片全氮含量低

2、于2.5%占干物质重时认为植株缺氮2.5-3.0%时认为低氮3-4.5%时认为氮已经足够了大于4.5%时认为氮已经很高或过多了Sabbeetal.,1972;SabbeandMacKenzie,1973)由于叶片全氮测定相对于叶柄硝态氮测定费时费力费钱所以应用受到一定的限制4.3硝酸还原酶活性硝酸还原酶在植物体内催化还原硝态氮为有机氮形态被认为能够反映氮素在叶片中的活性BeeversandHageman,1969Laneetal.,197OosterhuisandBata比较了硝酸还原酶活性和叶柄硝态氮两个指标认为硝酸

3、还原酶活性更敏感更可靠的反映了植株的氮素状况[44,45]然而硝酸还原酶活性测定太昂贵太费时间应用受到限制4.4叶片叶绿素测定叶片中叶绿素浓度与氮浓度紧密相关由于叶绿素测定需要用挥发性有机溶剂浸提新鲜叶组织费时费钱难以推广应用日本公司生产的手持设备叶绿素测定仪SPAD-502能够简单的通过测定430nm和750nm波长的衰测定叶绿素浓度是一种非破坏性的方法分析表明(Tracyetal.,1992Woodetal.,1992)农田中棉花叶片叶绿素浓度和SPAD-502测定结果有很好的相关性尽管如此还是需要试验来证实这种相

4、关性及这种方法的限制条件5.土壤Nmin推荐施肥方法不论是测土施肥法也好还是肥料效应函数法也好它们只能在农作物播种前确定一个总的施肥量即所谓产前定肥而难以确定作物生长期间肥料的合理分配农作物生长期间受气候水分等因素的影响作物生长状况和土壤养分供应均会适时地发生------10------变化产前定肥往往失准需要在作物生育期内根据营养状况调整施肥量目前广泛应用的土壤Nmin方法是在Wehrmann及其小组19世纪70年代工作基础上发展而来[52]该方法在施底肥前取土样采样深度依作物可吸收的深度而定分析无机氮(硝态氮加铵态

5、氮)不同作物不同目标产量有其对应的总需氮量作物需氮量通过不同目标产量对应的总氮量减去初始无机氮含量来确定Russell(1914)首先认识到土壤无机氮能影响作物对肥料氮的吸收利用直至19世纪60年代荷兰人开始分析土壤无机氮含量和作物最佳施氮量之间的关系在前人研究的基础上Scharpf(1991)和Lorenz(1989)考虑了不同作物根系深度和作物残留量对土壤无机氮的影响建立了KNS系统该系统考虑了作物生长期间氮的矿化作用分两次采样测定土壤Nmin第一次采030cm土样确定底肥用量保证有足够的氮供应直至追肥期第二次采样

6、深度根据作物根系深度而定这次施肥要确保氮供应直至作物成熟两个阶段都有各自的标准值[47,49]但由于土壤采样很困难因此有人认为KNS系统中第一次采样可以取消而代之加入足够的氮来保证至追肥期因为这一阶段是在作物快速生长前期氮肥需要量较低一般情况下施用100kg.hm-2N足以保证作物正常生长如果采用根区集中施用肥料用量还可以减少这一技术和美国玉米种植带采用的氮肥推荐技术相似两种方法均可归结为PSNT方法(Pre-sidedressSoilNitrateTest)[42]后者在应用过程中首先从经济学角度出发放弃了使用多年的

7、二次多项式模型来拟合施肥量和产量的关系改用更加经济合理的直线加平台和次型加平台模型来进行拟合避免了推荐用量偏高的弊病[39]在作物进入旺盛生长期时通过测试土壤无机氮(主要是硝态氮)进行氮肥推荐结果表明在当地条件下无须测定NH4+-N就可以很好地表征土壤无机氮和产量的关系我国在19世纪80年代对Nmin方法在小麦玉米氮肥推荐上进行过一些分析认为小麦采用080cm玉米用0100cm土壤中N03--N含量可以取得很好效果[3,15]为更合理利用肥料人们引入了优化施氮分期调控思想其思路是首先确定目标产量下的总需氮量并根据作物不

8、同生育期间需氮量将总需氮量划分为几部分随后测定某一时期土壤Nmin的含量若测定值大于或等于该时期作物的需氮量则不追施氮肥反之追施氮肥补上差值该技术优点是土壤无机氮测试是在前茬残留物土壤有机质已开始矿化主要淋洗危险已经过去后进行因此土壤无机氮测定值和作物产量相关性较好该技术在我国应用于小麦和玉米效果尤为显著但能否在棉花上应用还有待于