覆膜与施氮互作对高粱产量及水氮利用效率的影响

doi:10.16035/j.issn.1001-7283.2019.05.023

摘要/Abstract

摘要：

为探索旱地覆膜栽培条件下适宜机械化高粱水氮利用效率,本试验于2015、2016年以机械化生产高粱品种晋杂34、晋杂35为试验材料,研究了2种栽培措施（B₁：裸地,B₂：覆膜）、3个施氮量（C₁：0kg/hm ²、C₂：225kg/hm ²、C₃：450kg/hm ²）条件对高粱不同生育期不同深度土壤贮水量、产量及水氮利用效率的影响。结果表明,覆膜有效提高了高粱不同生育期0~60cm土层土壤贮水量,但施氮水平对土壤贮水量的影响差异不明显。两年试验覆膜处理平均产量比裸地显著提高11.63%,降雨偏少年度（2015）增产12.03%,降雨偏多年度（2016）增产11.17%;不同施氮处理产量差异不显著,其与品种或覆膜方式的交互作用差异也不显著,但覆膜有效提高了氮肥利用率,尤以施氮225kg/hm ²处理氮肥偏生产力显著高于其他处理。降雨偏少年度的水分利用率、降水生产效率显著高于降雨偏多年度。与裸地处理相比,2015年覆膜处理水分利用效率提高15.93%;2016年提高12.21%。两年试验晋杂34、晋杂35都以覆膜施氮225kg/hm ²处理水分利用效果最佳,2015年表现尤为突出,水分利用效率和增产率分别为37.01、31.72kg/（mm·hm ²）和19.076%、38.286%。综合考虑,在本试验条件下,覆膜、施氮225kg/hm ²为晋杂34、晋杂35高产、水氮高效利用的最佳组合。

关键词: 覆膜, 施氮量, 高粱, 产量, 水氮利用效率

Abstract:

The purpose of our study was to explore the water and nitrogen use efficiency of mechanized sorghum under film mulching on dry land. A field experiment using Jinza No.34 and Jinza No.35 as testing materials was carried out from 2015 to 2016 to study the effects of two cultivation measures (B₁: un-mulched and B₂: film mulching) and three nitrogen levels (C₁: 0kg/hm ², C₂: 225kg/hm ², C₃: 450kg/hm ²) on soil water storage of different soil depths during the different growth periods, yield and water and nitrogen use efficiency of sorghum. The results showed that film mulching effectively improved 0-60cm soil layer water storage at different growth periods of sorghum, but there was no difference among three nitrogen levels in 0-60cm soil layer water storage. Compared to the un-mulched treatments, the grain yield was increased by 11.63% in film mulching treatments. It was increased 12.03% in 2015 and 11.17% in 2016. There was no significant difference in yield between different nitrogen levels and the interplay of nitrogen levels×varieties, nitrogen levels×film mulch method. But film mulching could effectively improve the utilization ratio of the nitrogen, the nitrogen fertilizer partial productivity of the treatments of N application of 225kg/hm ² with film mulching were significantly higher than that of the other treatments. The water use efficiency (WUE) and precipitation production efficiency in the dry year were significantly higher than that in the wet year. Compared to the un-mulched treatments, the film mulching treatment increased WUE by 15.93% in 2015 and 12.21% in 2016, respectively. The WUE of the treatments of N fertilizer application rate of 225kg/hm ² with film mulching was the highest for Jinza No.34 and Jinza No.35 in two years, and it had a better effect in the dry year with the WUE of 37.01kg/(mm?hm ²) and the yield increased by 19.076% for Jinza No.34, the WUE of 31.72kg/(mm?hm ²) and the yield increased by 38.286% for Jinza No.35. In conclusion, under the same experimental conditions, N fertilizer application rate of 225kg/ha with film mulching is the best combination of high yield and high water and nitrogen use efficiency for Jinza No.34 and Jinza No.35.

Key words: Film mulching, Nitrogen application, Sorghum, Yield, Water and nitrogen use efficiency

梁晓红,张瑞栋,黄敏佳,刘静,曹雄. 覆膜与施氮互作对高粱产量及水氮利用效率的影响[J]. 作物杂志, 2019 (5): 135–142

Liang Xiaohong,Zhang Ruidong,Huang Minjia,Liu Jing,Cao Xiong. Interaction of Film Mulching and Nitrogen Application on Yield, Water and Nitrogen Use Efficiency of Sorghum[J]. Crops, 2019(5): 135–142

图/表 9

表1

图1

图2

图3

图4

表2

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表4

表5

参考文献 26

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品种 Variety	覆膜方式 Film mulch method	施氮量 N application	处理组合 Treatment combination	品种 Variety	覆膜方式 Film mulch method	施氮量 N application	处理组合 Treatment combination
A₁	B₁	C₁	A₁B₁C₁	A₂	B₁	C₁	A₂B₁C₁
		C₂	A₁B₁C₂			C₂	A₂B₁C₂
		C₃	A₁B₁C₃			C₃	A₂B₁C₃
	B₂	C₁	A₁B₂C₁		B₂	C₁	A₂B₂C₁
		C₂	A₁B₂C₂			C₂	A₂B₂C₂
		C₃	A₁B₂C₃			C₃	A₂B₂C₃

品种Variety	产量Yield	覆膜方式Film mulch method	产量Yield	施氮量N application	产量Yield
A₁	6 726.23a	B₁	5 991.80b	C₁	6 157.15a
A₂	5 954.33b	B₂	6 688.75a	C₂	6 546.48a
				C₃	6 317.21a

品种×覆膜方式 Variety×Film mulch method	产量 Yield		品种×施氮量 Variety× N application	产量 Yield		覆膜方式×施氮量 Film mulch method× N application	产量 Yield	品种×覆膜方式×施氮量 Variety×Film mulch method×N application	产量 Yield		品种×覆膜方式×施氮量 Variety×Film mulch method×N application	产量 Yield
品种×覆膜方式 Variety×Film mulch method	产量 Yield	A₁B₁	品种×施氮量 Variety× N application	产量 Yield	6 477.88a	覆膜方式×施氮量 Film mulch method× N application	产量 Yield	品种×覆膜方式×施氮量 Variety×Film mulch method×N application	产量 Yield	A₁C₁	品种×覆膜方式×施氮量 Variety×Film mulch method×N application	产量 Yield	6 528.79a	B₁C₁	5 884.20a	A₁B₁C₁	6 335.10abcde	A₂B₁C₁	5 433.30e
A₁B₂	6 974.58a		A₁C₂	6 887.44a		B₁C₂	6 017.11a	A₁B₁C₂	6 513.38abcd		A₂B₁C₂	5 520.85de
A₂B₁	5 505.73a		A₁C₃	6 762.45a		B₁C₃	6 074.10a	A₁B₁C₃	6 585.15abc		A₂B₁C₃	5 563.05cde
A₂B₂	6 402.93a		A₂C₁	5 785.50a		B₂C₁	6 430.09a	A₁B₂C₁	6 722.48ab		A₂B₂C₁	6 137.70bcde
			A₂C₂	6 205.51a		B₂C₂	7 075.84a	A₁B₂C₂	7 261.50a		A₂B₂C₂	6 890.18ab
			A₂C₃	5 871.98a		B₂C₃	6 560.33a	A₁B₂C₃	6 939.75ab		A₂B₂C₃	6 180.90bcde

处理 Treatment	产量 Yield (kg/hm²)		耗水量 Water consumption (mm)		水分利用效率 WUE [kg/(hm²·mm)]		生育期降水生产效率 Production efficiency of precipitation in growth stage [kg/(hm²·mm)]		年降水生产效率 Production efficiency of annual precipitation [kg/(hm²·mm)]		氮肥偏生产力 NFPP (kg/kg)
处理 Treatment	2015	2016	2015	2016	2015	2016	2015	2016	2015	2016	两年平均值Two year average value
A₁B₁C₁	7 076.85bc	5 593.35bcd	232.03abc	590.28a	30.51cd	9.47cd	33.59b	10.83bcd	21.29bc	8.47bcd	-
A₁B₂C₁	7 497.15ab	5 947.80abcd	228.23bc	583.57a	32.91abc	10.19abc	35.58ab	11.51abcd	22.56ab	9.01abcd	-
A₁B₁C₂	7 246.65b	5 780.10abcd	233.25abc	592.30a	31.09bcd	9.76bcd	34.39b	11.19abcd	21.80b	8.76abcd	28.95b
A₁B₂C₂	8 277.45a	6 245.55ab	223.74c	585.38a	37.01a	10.67abc	39.29a	12.08ab	24.90a	9.46ab	32.27a
A₁B₁C₃	7 468.05ab	5 702.25abcd	231.27bc	586.31a	32.38abc	9.73bcd	35.45ab	11.04abcd	22.47ab	8.64abcd	14.64de
A₁B₂C₃	7 868.40ab	6 011.10abc	221.71c	582.83a	35.50ab	10.32abc	37.35ab	11.63abc	23.67ab	9.11abc	15.42d
A₂B₁C₁	5 683.20e	5 183.40d	242.38ab	590.89a	23.47e	8.77d	26.97de	10.03d	17.10de	7.85d	-
A₂B₂C₁	6 345.30cd	5 930.10abcd	235.31abc	587.14a	27.06de	10.10abcd	30.12cd	11.48abcd	19.09cd	8.98abcd	-
A₂B₁C₂	5 420.55e	5 621.15bcd	236.31abc	592.56a	22.95e	9.49cd	25.73e	10.88bcd	16.31e	8.51bcd	24.54c
A₂B₂C₂	7 350.30b	6 430.05a	231.72bc	587.29a	31.72bcd	10.95ab	34.89b	12.44a	22.11b	9.74a	30.62ab
A₂B₁C₃	5 685.00de	5 441.10cd	246.68a	586.90a	23.06e	9.29cd	26.98de	10.53cd	17.10de	8.24cd	12.36e
A₂B₂C₃	5 882.85de	6 478.95a	233.20abc	580.38a	25.29e	11.16a	27.92de	12.54a	17.70de	9.82a	13.66de

品种 Variety	覆盖方式 Mulch method	施氮量 N application	单位产量 Per kilogram of grain				单位耗水量 Per cubicmeter of water consumption
			节水量(m³/kg) Water saved		节水率(%) Water saving rate		增产量(kg/m³) Yield increased		增产率(%) Yield increased rate
			2015	2016	2015	2016	2015	2016	2015	2016
A₁	B₁	C₁	-	-	-	-	-	-	-	-
	B₂	C₁	0.002	0.007	7.153	7.028	2.350	0.716	7.704	7.559
	B₁	C₂	-	-	-	-	-	-	-	-
	B₂	C₂	0.005	0.009	16.020	8.534	5.927	0.910	19.076	9.330
	B₁	C₃	-	-	-	-	-	-	-	-
	B₂	C₃	0.003	0.006	9.012	5.701	3.198	0.588	9.904	6.045
A₂	B₁	C₁	-	-	-	-	-	-	-	-
	B₂	C₁	0.006	0.015	13.046	13.147	3.518	1.328	15.003	15.137
	B₁	C₂	-	-	-	-	-	-	-	-
	B₂	C₂	0.001	0.014	27.686	13.358	8.782	1.462	38.286	15.417
	B₁	C₃	-	-	-	-	-	-	-	-
	B₂	C₃	0.004	0.018	8.646	16.952	2.181	1.892	9.465	20.417