生物质炭与氮肥配施对灌区冬小麦干物质转运、农艺性状及产量的影响

doi:10.16035/j.issn.1001-7283.2023.05.020

摘要/Abstract

摘要：

采用随机区组设计，于2017年在北疆灌溉麦区，设置了单施低量氮肥（150kg/hm²，B₀N₁）、常规施氮肥（300kg/hm²，B₀N₂）、单施生物质炭（3×10⁴kg/hm²，B₁N₀）、生物质炭与低量氮肥配施（B₁N₁）、常规氮配施生物质炭（B₁N₂）和不施肥对照（B₀N₀）共6个施肥处理，测定冬小麦干物质积累、株高、节间长、产量及其构成因素等，明确生物质炭与氮肥配施对北疆灌区冬小麦干物质转运、农艺性状及产量的影响，为生物质炭和氮肥在北疆灌区农田的合理施用及农田增产增效提供依据。结果表明，与B₀N₀处理相比，不同施肥处理均能提高小麦产量，花前各指标在B₁N₁处理下达到最高;B₁N₁和B₁N₂处理冬小麦分别增产32.76%和49.03%。适量生物质炭3×10⁴kg/hm²配施氮肥150kg/hm²可初步实现冬小麦增产和氮肥减施。

关键词: 生物质炭, 干物质, 农艺性状, 冬小麦, 产量

Abstract:

A randomized block design was adopted in the irrigated wheat area of northern Xinjiang in 2017, a total of six treatments including a single application of low nitrogen fertilizer (150kg/ha B₀N₁), a conventional fertilizer (300kg/ha, B₀N₂), a single application of biochar (3.0×10⁴kg/ha, B₁N₀), combined application of biochar with low nitrogen fertilizer (B₁N₁), conventional nitrogen combined with biochar (B₁N₂), and no fertilizer control (B₀N₀) were set. The dry matter accumulation, plant height, internode length, yield and its components of winter wheat were measured to clarify the effects of combined application of biochar and nitrogen fertilizer on dry matter transport, agronomic properties and yield of winter wheat in northern Xinjiang irrigation area, so as to provide basis for rational application of biochar and nitrogen fertilizer in northern Xinjiang irrigation area and farmland yield increase. The results showed that compared with the B₀N₀, different fertilization measures could improve wheat yield. The indexes at pre-anthesis were the highest in B₁N₁ treatment; The yields of winter wheat increased by 32.76% and 49.03%, respectively at B₁N₁ and B₁N₂ treatments. An appropriate amount of biochar (3×10⁴kg/ha) and nitrogen fertilizer (150kg/ha) could initially achieve the purpose of increasing winter wheat yield and reducing nitrogen fertilizer application.

Key words: Biochar, Dry matter, Agronomic traits, Winter wheat, Yield

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图/表 7

表1

表2

图1

表3

表4

表5

表6

参考文献 46

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处理 Treatment	穗轴+颖壳Spike-stalk+glume		叶片+叶鞘+茎秆Leaf+stalk+stem		籽粒Grain
处理 Treatment	分配量Amount (g)	比例Rate (%)	分配量Amount (g)	比例Rate (%)	分配量Amount (g)	比例Rate (%)
B₀N₀	0.45±0.03c	13.88±0.87b	1.21±0.07b	36.90±0.14a	1.61±0.12bc	49.22±0.75a
B₀N₁	0.51±0.04bc	14.50±1.53ab	1.26±0.05ab	36.08±0.26a	1.74±0.18bc	49.41±1.48a
B₀N₂	0.65±0.02a	15.73±0.69a	1.37±0.05a	33.23±0.28b	2.11±0.06a	51.04±0.97a
B₁N₀	0.47±0.03c	14.68±0.65ab	1.17±0.03bc	36.51±0.37a	1.57±0.07bc	48.80±0.29a
B₁N₁	0.45±0.03c	15.04±0.24ab	1.06±0.03c	35.61±1.01ab	1.47±0.04c	49.35±0.79a
B₁N₂	0.58±0.01ab	15.00±0.54ab	1.39±0.03a	36.07±0.43a	1.88±0.05ab	48.93±0.71a

处理 Treatment	花前干物质转运量（株/g） Amount of dry matter translocation at pre- anthesis (plant/g)	花前干物质转运率 Rate of dry matter translocation at pre-anthesis (%)	花前干物质对籽粒贡献率 Contribution rate of dry matter to the grains at pre-anthesis (%)	花后干物质同化量（株/g） Amount of dry matter assimilation at post- anthesis (plant/g)	花后干物质对籽粒贡献率 Contribution rate of dry matter to the grains at post-anthesis (%)
B₀N₀	0.38±0.18a	23.82±6.25ab	24.88±7.84ab	1.23±0.38ab	75.12±7.84ab
B₀N₁	0.33±0.07a	20.91±2.37b	19.84±3.81b	1.41±0.36a	80.16±3.81a
B₀N₂	0.57±0.30a	28.45±6.05ab	27.76±9.36ab	1.53±0.41a	72.24±9.36ab
B₁N₀	0.49±0.10a	29.33±2.78ab	31.40±4.22ab	1.08±0.18ab	68.60±4.22ab
B₁N₁	0.64±0.03a	37.62±0.68a	43.53±1.02a	0.83±0.05b	56.47±1.02b
B₁N₂	0.35±0.15a	19.81±4.35b	18.66±4.70b	1.53±0.20a	81.34±4.70a

处理Treatment		茎长Stem length (cm)	穗长Spike length (mm)	总小穗数Number of spikelets	不孕小穗数Number of sterile spikelets
B₀N₀		67.82c	8.42d	20.07d	1.93a
B₀N₁		72.35b	8.85bc	20.80c	1.67b
B₀N₂		74.91ab	8.61bcd	21.40ab	1.40c
B₁N₀		69.13c	8.53cd	20.13d	1.33c
B₁N₁		73.67ab	8.95b	21.27b	1.33c
B₁N₂		75.14a	9.53a	21.67a	1.47bc
F	B（生物炭）	6.95	1.87	5.33	2.22
	N（氮肥）	114.91^**	1.70	52.93^*	0.37
	B×N	0.25	6.85^*	2.29	13.10^*

处理 Treatment		穗下茎长 Length of top first internode	倒二节间长 Length of top 2nd internode	倒三节间长 Length of top 3rd internode	倒四节间长 Length of top 4th internode	倒五节间长 Length of top 5th internode
B₀N₀		27.16c	19.75c	12.68b	8.26a	4.17a
B₀N₁		26.06d	21.22b	13.60ab	7.23c	2.48d
B₀N₂		27.79b	22.66a	13.75ab	8.38a	3.91ab
B₁N₀		27.39bc	20.83b	12.94ab	7.63b	2.71cd
B₁N₁		26.32d	22.32a	13.14ab	8.29a	3.12cd
B₁N₂		28.59a	22.69a	13.81a	8.32a	3.22bc
F	B（生物质炭）	5.36	4.31	0.05	0.06	0.67
	N（氮肥）	39.20^*	15.44	6.93	0.49	0.60
	B×N	1.94	8.72^**	0.57	38.38^**	11.20^**

处理 Treatment		穗下茎粗 Thick of top first internode	倒二节间粗 Thick of top 2nd internode	倒三节间粗 Thick of top 3rd internode	倒四节间粗 Thick of top 4th internode	倒五节间粗 Thick of top 5th internode
B₀N₀		3.12a	3.91c	3.95b	3.60c	3.08d
B₀N₁		3.15a	3.95bc	4.1ab	3.88b	3.27bc
B₀N₂		3.18a	4.25a	4.24ab	4.09a	3.45a
B₁N₀		3.17a	4.12abc	4.20ab	4.02ab	3.23c
B₁N₁		3.27a	4.16ab	4.23ab	4.06ab	3.34b
B₁N₂		3.28a	4.19ab	4.44a	4.13a	3.49a
F	B（生物质炭）	20.91^*	1.80	27.73^*	3.54	6.20
	N（氮肥）	7.74	1.87	18.20	2.43	31.22^*
	B×N	0.14	1.95	0.11	4.51^*	3.19