黑龙江省半干旱区玉米喷灌水肥耦合效应试验研究

摘要

黑龙江是我国的农业大省，处于我国半干旱半湿润地区。人均水资源、耕地亩均水资源均低于全国平均水平。春季干旱严重，作物生育期内降水严重分布不均、施肥不合理引起的土壤贫瘠等原因，导致农业生产受到了极大的限制，这就大大制约了黑龙江省的农业生产发展。所以合理的灌溉施肥对黑龙江省的农业生产显得至关重要。利用先进的灌溉方式，以提升作物的水肥利用率和利用效率为目的，寻求最优的水肥配施方案，对黑龙江省半干旱区的玉米种植具有重要的理论与实践意义。
　　本试验以玉米作为研究对象，在大田环境下，对玉米采用喷灌的方式进行灌溉，以灌水量和施肥量为试验因素。以实测的玉米株高、茎粗、叶面积、土壤含水量、产量和降雨量等数据为基础，通过方差分析、对比分析和统计分析等数学方法，初步分析了水肥配施对玉米株高、茎粗和叶面积的影响;分析了玉米的需水量和水分利用效率，得到了最优水分利用效率条件下的水肥配比;分析了产量和磷、氮、水之间的关系，得到了玉米最大产量时的水肥配比。根据分析，试验结果如下:
　　氮对玉米株高的生长起到主导作用，磷和灌水均对玉米株高的生长有着一定的促进作用;磷对玉米茎粗的生长起着主导作用;玉米的叶面积直接受到水肥的影响，过多或者过少的灌水施肥都对叶面积的生长有着抑制作用。
　　玉米各生育期中，需水量大小依次为抽雄期＞拔节期＞苗期＞灌浆期＞成熟期。无论P处于较低或者较高水平，增加的施N水平都会提高玉米在每个生育期的需水量。而氮水平一定时，高P水平和低P水平对玉米各生育期的需水量影响不显著。
　　玉米生育期日需水强度表现为先增大后减小的趋势。拔节期日需水强度最大为4.1-5.2mm/d，成熟期日需水量强度最小为1.3-1.4 mm/d。整个生育期的平均日需水强度为2.89 mm/d，其日需水强度大小为拔节期＞抽雄期＞灌浆期＞苗期＞成熟期。
　　通过模型分析影响玉米水分利用效率的因素大小排序为:水＞氮＞磷。其中，磷水之间具有拮抗作用，氮水、氮磷之间具有协同作用。
　　对玉米产量影响作用强弱顺序为:N(x2)＞P(X1)＞水(x3);氮、磷因素和氮、水交互作用表现为协同作用，而磷、水因素的交互作用表现为拮抗作用，这两个因素之间有一定的替代作用，其作用顺序为:P×N＞N×水＞P×水。
　　从产量最优角度评价，磷肥的最佳投入量60 kg/hm2，氮肥的最适投入量148.4 kg/hm2，喷灌水量为600 m3/hm2，得到的玉米产量为15789 kg/hm2，水分利用效率为3.78 kg/m3。从水分利用效率最优角度评价，最适的磷肥施用量为60 kg/hm2，最适的氮肥施用量为345kg/hm2，最适喷灌水量为200 m3/hm2，其水分利用效率4.05 kg/m3，产量为15498 kg/hm2。从经济效益最优角度评价当磷肥施用量为60kg/hm2，氮肥施用量为138kg/hm2，灌水量为600m3/hm2时，每公顷玉米的纯利润为11254元，其收益最高。这三种水肥配施方案是较为合理的，应根据不同的降水年型，基础肥力情况和产量目标在其水肥投入区间内合理选取，大力推广。

目录

声明

摘要

1 引言

1．1 课题来源

1．2 研究的目的与意义

1．3 国内外研究现状

1．3．1 喷灌研究进展

1．3．2 水肥耦合研究进展

1．4 主要研究内容及技术路线

1．4．1 研究内容

1．4．2 技术路线

2 材料与方法

2．1 玉米品种

2．2 试区概况

2．3 试验设计

2．4 试验观测内容与方法

3 试验结果与分析

3．1 不同处理的玉米生物学特性

3．1．1 不同处理的玉米株高

3．1．2 不同处理的玉米茎粗

3．1．3 不同处理的玉米叶面积

3．2 不同处理的玉米需水量及水分利用效率

3．2．1 不同处理的玉米需水量

3．2．2 不同处理的玉米水分利用效率

3．3 不同处理的玉米产量

3．3．1 不同处理的玉米穗特性

3．3．2 不同处理的玉米百粒重

3．3．3 不同处理的玉米产量分析

3．4 不同处理的玉米水分利用效率和产量分析

3．5 经济效益分析

3．5．1 投入分析

3．5．2 投入产出对比分析

4 讨论

5 结论

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文