全 文 ：第 34 卷第 18 期
2014年 9月
生 态 学 报
ACTA ECOLOGICA SINICA
Vol.34,No.18
Sep.,2014
http: / / www.ecologica.cn
基金项目:国家自然科学基金重点项目(U1033004);国家 863计划(2011AA100504)
收稿日期:2014鄄05鄄09; 摇 摇 修订日期:2014鄄08鄄11
*通讯作者 Corresponding author.E鄄mail: zhenz@ gxu.edu.cn
DOI: 10.5846 / stxb201405090921
刘水,李伏生.不同水氮条件下灌溉方式对玉米干物质量和氮钾利用的影响.生态学报,2014,34(18):5249鄄5256.
Liu S, Li F S.Effect of irrigation method on dry mass and nitrogen and potassium utilization of maize under different water and nitrogen conditions.Acta
Ecologica Sinica,2014,34(18):5249鄄5256.
不同水氮条件下灌溉方式对玉米干物质量
和氮钾利用的影响
刘摇 水,李伏生*
(广西大学农学院, 南宁摇 530005)
摘要:由于作物需水随生育期的变化,分根区交替灌溉(AI)的节水效果也会随生育期而发生变化,探明不同生育期分根区交替
灌溉对玉米生长和水分养分利用的影响,以期为分根区交替灌溉的实施和充分发挥其节水节肥效果奠定理论基础。 通过盆栽
试验,在 2种灌水水平(正常灌水和轻度缺水)和 2种有机无机氮比例(100%无机氮和 70%无机氮+30%有机氮)下,以常规灌
溉(CI)为对照,分别研究苗期—灌浆初期、苗期—拔节期以及拔节期—抽雄期进行 AI 对玉米干物质量、氮钾含量和吸收量以
及土壤碱解氮和速效钾含量的影响。 结果表明,在轻度缺水和有机无机氮肥配施下,与 CI相比,拔节期—抽雄期分根区交替灌
溉玉米地上部和总干物质量分别增加 29.6%和 27.4%,地上部和总 N吸收量增加 50.7%和 50.4%。 与单施无机氮肥相比,有机
无机氮肥配施会在不同程度上增加地上部和总 N吸收量,但是一般降低土壤碱解氮和速效钾含量,这说明在轻度缺水和有机
无机 N肥配施下,拔节期—抽雄期进行分根区交替灌溉提高玉米总干物质量和 N吸收量。
关键词:有机无机氮比例;灌溉方式;干物质量;NK利用;玉米
Effect of irrigation method on dry mass and nitrogen and potassium utilization of
maize under different water and nitrogen conditions
LIU Shui, LI Fusheng*
College of Agriculture, Guangxi University, Nanning 530005, China
Abstract: Crop water requirement varies with the growth stage, so water鄄saving effect of alternate partial root zone irrigation
(AI) also varies with the growth stage. Understanding the effect of alternate partial root鄄zone irrigation at different growth
stages on maize growth and water and nutrient utilization can provide the theoretical foundation for the implement of alternate
partial root zone irrigation and fully exerting its effect of saving water and fertilizer. Taking conventional irrigation (CI) as
the control, this study has investigated the effects of AI respectively at seedling鄄 early grain filling, seedling鄄jointing and
jointing鄄tasselling stages on dry mass, nitrogen and potassium contents and uptakes of maize and available N and K contents
in soil using a pot experiment under two irrigation levels ( normal irrigation and mild water deficit) and two ratios of
inorganic to organic N (100% inorganic N and 70% inorganic N + 30% organic N). Results indicate that under mild water
deficit and combined application of organic and inorganic N fertilizer condition, AI at the jointing鄄tasselling stage increased
shoot and total dry masses by 29.6% and 27.4%, and shoot and total N uptakes by 50.7% and 50.4%, respectively, if
compared to CI. Combined application of organic and inorganic N increased shoot and total N uptakes to some extent, but
generally reduced soil available N and K contents when compared to only inorganic N. Thus alternate partial root鄄zone
irrigation at the jointing鄄 | tasselling stage could increase total dry mass and N uptakes under mild water deficit and combined
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application of organic and inorganic N fertilizer.
Key Words: ratio of inorganic to organic N; irrigation method; dry mass; NK utilization; maize
摇 摇 分根区交替灌溉(简记 AI)是在作物整个生育
期或某些生育期交替地对一半根区进行正常灌溉,
而在另一半根区则不灌溉,通过干燥根系产生的
ABA运送到叶片,调节气孔开度,降低植株蒸腾和土
壤蒸发,从而达到节约灌水量和提高作物水肥利用
效率的目的[1鄄6]。 杨启良等[7]研究表明,与常规和固
定沟灌相比,交替沟灌对玉米产量和植株氮含量分
别提高 3.5%和 7.16%、3.7%和 7.1%。 Li 等[4]结果
指出,与常规灌溉(CI)相比,分根交替灌溉节水 29.
1%,总干物质量和冠层干物质量仅分别减少 6.3%和
5.6%,而水分利用效率和氮肥表观利用率分别提高
24.3%和 16.4%。 韩艳丽和康绍忠[8]研究表明,交替
灌水方式较均匀灌水方式节水 27.6%,水分利用效
率提高 5.3%,单位耗水量氮(N)、磷(P)利用效率也
有所提高。 Lehrsch 等[9]研究了不同隔沟灌溉方式
对玉米生长和硝态氮淋洗的影响,表明交替隔沟灌
溉在维持作物产量的同时,可使土壤氮的吸收增加
21%。 张芮等[10]研究指出,苗期至拔节期水分胁迫
对玉米产量影响甚微,持续或交替水分胁迫则显著
降低产量。
目前有关不同生育时期分根区交替灌溉对作物
生长研究亦有报导[11]。 农梦玲等[12]将玉米不同生
育期分根区交替灌溉和施肥水平结合起来进行研
究,结果表明,与常规灌溉相比,苗期—拔节期根区
局部灌溉总干物质降低不明显或略有增加,且不影
响玉米对 NK 吸收量;而苗期—抽雄期根区局部灌
溉明显降低玉米总干物质量和 NK 吸收量。 在相同
灌水方式下,中氮钾水平玉米干物质积累、水分利用
效率和氮吸收利用较高[13]。
由于作物需水随生育期的变化,分根区交替灌
溉的节水效果也会随生育期而发生变化,为进一步
探明不同生育期分根区交替灌溉对玉米干物质积累
和 NK利用的影响,本研究是在不同灌水水平和有
机无机 N比例条件下,研究了不同生育期分根区交
替灌溉对玉米干物质量、N、K 含量和吸收量以及土
壤碱解氮和速效钾含量,以期为分根区交替灌溉充
分发挥其节水节肥效果奠定理论基础,并为玉米合
理灌溉施肥提供参考。
1摇 材料与方法
1.1摇 试验地点和材料
盆栽试验在广西大学农学院网室大棚中进行,
供试土壤采自本校农科教学基地第四纪红色黏土发
育的赤红土(典型强淋溶土, FAO鄄 | UNESCO 系统),
其土壤质地是重黏土,田间持水量 29.0% 兹f(质量百
分数),pH 4.77,有机质 18.2 g / kg,碱解 N 76.9 mg /
kg,速效 P 29.1 mg / kg 和速效 K 128.0 mg / kg。 供试
作物为玉米(甜糯 518)。
1.2摇 试验方法
盆栽试验中灌水方式设常规灌溉(CI,每次对全
部土壤均匀灌水),和不同时期分根区交替灌溉
(AI)(AI1、AI2、AI3,分别在苗期—灌浆初期(播后
21—56d)、苗期—拔节期(播后 21—31d)以及拔节
期—抽雄期(播后 31—46d)进行 AI,即每次交替对
1 / 2区域土壤灌水)。 灌水水平设正常灌水(70%—
80% 兹f,W1)和轻度缺水(60%—70% 兹f,W2)。 有机
无机氮(N)比例设 100%无机 N(F1)和 70%无机 N+
30%有机 N(F2)。 施纯 N 0.15 g / kg土,无机 N为尿
素(分析纯,含 N46%),有机 N 用生物有机肥(含 N
2.82%、P 2O5 0.46%、K2O7.06%)供给,其用量以含 N
量计算。 施 P 2O5 0.1 g / kg 土,施 K2O 0.15 g / kg 土,
磷肥用磷酸二氢钾(分析纯,含 P 2O5 52.2%,含 K2O
34.6%),磷酸二氢钾中钾不足时,用氯化钾(分析
纯,含 K2O 60%)补足。 所有肥料在装盆时全部作基
肥施入。 试验共 16 个处理,每个处理重复 3 次,共
48盆,随机区组排列。
试验在聚乙烯塑料桶(高 23 cm、直径 30 cm)中
进行,所有处理桶中间均用塑料薄膜隔开,以阻止两
边水分交换,每桶两边各装入 7 kg 土,共 14 kg。 播
种前保持土壤水分含量为 80% 兹f。 2010 年 9 月 18
日每桶播 5粒已催芽露白的玉米种子在塑料薄膜中
央,9月 29日选择长势均匀玉米苗进行间苗,每盆在
塑料薄膜中央保留 1株玉米苗。 控水前所有处理均
采用常规灌溉方式灌水,并保持土壤含水量在
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70%—80% 兹f。 4—5片叶时(10 月 9 日)对供试玉
米按上述试验设计进行控水处理后,不同水氮条件
下 CI处理用称桶质量法确定每次灌水量,而 AI 处
理则按 CI处理灌水量的 70%进行灌水,每次灌水用
量筒量取灌水量,并记录各处理每次灌水量。 12 月
7日(播后 80d)试验结束。
1.3摇 样品采集和测定
试验结束时,分别采集玉米地上部和根系,洗
净,在 65益下烘至恒质量,分别称地上部和根系干物
质量,计算总干物质量。 然后粉碎植株样品,用于测
定植株养分含量。 植株经 H2 SO4鄄H2O2湿灰化法消
煮后,用流动化学分析仪测定全氮,用火焰光度法测
定全钾含量。 地上部和根系养分吸收量分别用地上
部和根系全 N或全 K 含量与其干物质量相乘所得,
总氮或钾吸收量为地上部和根系氮或钾吸收量
之和。
试验结束时采集土样,采土前用采土区土壤擦
拭土钻 1—2 次,分别在湿润区和干燥区 3 点采集
1—15 cm土层土壤,充分混匀,装袋,带回室内风干,
磨碎后过 18 目筛备用。 土壤碱解氮用 1 mol / L
NaOH碱解扩散法测定;速效磷用 0.5 mol / L NaHCO3
法浸提后,用比色法测定;速效钾测定用 1 mol / L 中
性 NH4Ac法浸提后,用火焰光度法测定。
1.4摇 数据处理
采用 Excel2003和 SPSS13.0 软件对试验数据进
行分析,多重比较用 Duncan法。
2摇 结果与分析
2.1摇 玉米干物质量
表 1 表明,AI1 处理地上部、根系和总干物质量
分别比 CI处理减少 9.6%—29.2%、10.0%—32.4%和
11.9%—31.9%;AI2 处理地上部、根系和总干物质量
与 CI处理之间的差异均不显著;F1 下,AI3 处理地上
部、根系和总干物质量与 CI 处理之间的差异也不显
著,而 F2W2 下,AI3 处理地上部和总干物质量分别
比 CI处理增加 29.6%和 27.4%。 因此,在轻度缺水
和有机无机氮肥配施下,拔节期—抽雄期进行分根
区交替灌溉有利于增加玉米地上部和总干物质量。
表 1摇 不同水氮条件下灌溉方式对玉米干物质量的影响
Table 1摇 Effect of irrigation method on maize dry mass under different water and nitrogen conditions
有机无机 N比例
Ratio of org.
to inorg. N
灌水水平
Irrigation level
灌溉方式
Irrigation method
地上部干物质量
Shoot dry mass /
(g /株)
根系干物质量
Root dry mass /
(g /株)
总干物质量
Total dry mass /
(g /株)
F1 W1 CI 77.8依6.5abcde 6.0依0.8abcd 83.8依5.7abcde
AI1 61.2依3.2efg 5.4依0.4bcd 66.6依3.4efg
AI2 70.3依4.2cdef 7.4依0.6ab 77.7依4.3cdef
AI3 73.2依7.8bcdef 6.3依1.1abcd 79.6依8.8bcdef
W2 CI 65.8依1.9def 7.1依1.1ab 72.9依1.8def
AI1 59.5依1.9fg 4.8依0.5cd 64.2依1.4fg
AI2 66.9依2.9def 5.9依0.3abcd 72.8依3.1def
AI3 82.1依5.1abcd 7.8依0.5a 89.8依5.6abcd
F2 W1 CI 88.2依5.7ab 6.9依0.5abc 95.1依5.4ab
AI1 59.4依2.1fg 5.4依0.5bcd 64.8依2.6fg
AI2 84.2依6.3abc 6.6依0.2abcd 90.8依6.6abc
AI3 78.7依2.6abcd 6.4依0.5abcd 85.1依3.1abcd
W2 CI 69.6依6.7cdef 6.6依0.5abcd 76.3依7.1cdef
AI1 49.3依5.9g 4.6依0.3d 53.9依5.6g
AI2 74.9依2.7abcdef 5.7依0.8abcd 80.6依2.7abcdef
AI3 90.2依5.0a 7.0依0.4abc 97.2依4.8a
摇 摇 表中数值为平均值依标准误,同一列处理间字母不同者表示差异显著(P<5%),处理间字母相同者表示差异不显著(P>5%)。 F1:100%无机
N;F2:70%无机 N+30%有机 N;W1:正常灌水(70%—80% 兹f)和W2:轻度缺水(60%—70% 兹f), 兹f为田间持水量;CI是常规灌溉;AI是分根区交
替灌溉,AI1、AI2、AI3分别是在苗期—灌浆初期、苗期—拔节期和拔节期—抽雄期进行 AI
Values are means 依 standard errors; Different letters in the same column indicate significant difference (P< 0. 05), the same letters indicate no
significant difference (P> 0.05) . F1: 100% inorganic N; F2: 70%inorganic N + 30% organic N; W1 is normal irrigation (70%— 80% 兹f, 兹f is field
capacity) and W2 is mild water deficit ( 60%—70% 兹f ); CI is conventional irrigation; AI is alternate partial root鄄none irrigation, AI1, AI2 and AI3
represent that AI was respectively carried out at seedling鄄early grain filling, seedling鄄jointing and jointing鄄tasselling stages; The same symbols were used for
the following tables
1525摇 18期 摇 摇 摇 刘水摇 等:不同水氮条件下灌溉方式对玉米干物质量和氮钾利用的影响 摇
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摇 摇 除 F2CI 下 W2 地上部和总干物质量分别减少
21.1%和 19.8%外,其他相同灌溉方式和施肥条件
下,W2 地上部、根系和总干物质量与W1 之间的差异
均不显著。 在相同灌溉方式和灌水水平条件下,F2
地上部、根系和总干物质量与 F1 之间的差异也不显
著(表 1)。
2.2摇 玉米氮含量和吸收量
表 2 表明,F1W2 下 AI1 处理地上部和根系氮
(N)含量分别比 CI 处理增加 37.0%和 50.0%,F2W2
下 AI2 处理地上部 N 含量比 CI 处理增加 58.6%,而
其他水氮条件下 AI处理玉米地上部 N含量与 CI 处
理之间的差异不显著,玉米根系 N含量比 CI 处理则
略有增加。 因此,在轻度缺水条件下,AI1 和 AI2 有
利于增加于玉米地上部 N含量。 在相同灌溉方式和
施肥条件下,W2 处理地上部和根系 N 含量比 W1 处
理有所增加;与 F1 相比,W1AI2 和 W2AI2 下 F2 处理
地上部 N含量分别增加 54.1%和 52.5%,而 F2 根系
N含量与 F1 之间的差异不显著(表 2)。
表 2摇 不同水氮条件下灌溉方式对玉米氮含量和吸收量的影响
Table 2摇 Effect of irrigation method on N content and uptake of maize under different water and nitrogen conditions
有机无机 N比例
Ratio of org.
to inorg. N
灌水水平
Irrigation
level
灌溉方式
Irrigation
method
氮含量 N content / %
地上部
Shoot
根系
Root
氮吸收量 N uptake / (mg /株)
地上部 Shoot 根系 Root 总量 Total
F1 W1 CI 1.51依0.03cd 1.28依0.17ab 1178.2依117.3cde 77.6依16.6ab 1255.8依102.5cde
AI1 1.54依0.08cd 1.45依0.02ab 937.5依29.0def 78.1依9.5ab 1015.7依30.5def
AI2 1.33依0.19d 1.02依0.18b 929.1依44.2def 73.4依13.1ab 1032.0依33.4def
AI3 1.31依0.08d 1.47依0.05ab 939.3依57.5def 102.5依13.8a 995.2依75.8ef
W2 CI 1.35依0.09d 1.02依0.07b 890.9依76.9ef 72.4依12.8ab 963.3依74.9ef
AI1 1.85依0.17bc 1.53依0.16a 1099.8依19.0de 71.1依2.5ab 1170.9依17.3de
AI2 1.58依0.20cd 1.28依0.10ab 1064.7依138.8def 74.0依7.2ab 1138.7依145.7def
AI3 1.54依0.10cd 1.25依0.17ab 1257.9依28.9cd 97.3依10.0ab 1355.1依38.9cd
F2 W1 CI 1.64依0.12bcd 1.01依0.09b 1458.6依154.6bc 71.4依15.0ab 1529.9依139.7bc
AI1 1.48依0.09cd 1.09依0.19ab 882.3依129.7ef 59.4依8.0b 941.7依137.7ef
AI2 2.05依0.17ab 1.17依0.05ab 1738.3依142.4ab 76.8依5.6ab 1815.1依144.5ab
AI3 1.51依0.13cd 1.21依0.14ab 1199.9依150.9cde 78.1依7.8ab 1277.9依156.5cde
W2 CI 1.52依0.17cd 1.01依0.13b 956.8依36.1def 66.5依4.8ab 1018.5依35.4def
AI1 1.52依0.06cd 1.43依0.05ab 733.8依36.2f 66.5依11.3ab 800.2依25.2f
AI2 2.41依0.16a 1.35依0.03ab 1802.1依86.1a 74.6依3.5ab 1876.7依83.5a
AI3 1.61依0.13cd 1.27依0.13ab 1442.3依52.2bc 89.5依13.6ab 1531.8依49.2bc
摇 摇 表中数值为平均值依标准误,同一列处理间小写字母不同者表示差异显著(P<5%),处理间相同表示差异不显著(P>5%)
摇 摇 表 2 还表明,与 CI 处理相比,F2W1 下 AI1 地上
部和总 N吸收量分别减少 39.5%和 38.4%,F2W2 下
AI2 处理地上部和总 N 吸收量分别增加 88. 3%和
84郾 3%,W2 下 AI3 处理地上部和总 N 吸收量分别增
加 41.2%—50.7%和 40.7%—50.4%,而其它条件下
AI处理不显著影响地上部和总 N 吸收量。 在相同
水氮条件下,AI 处理根系 N 吸收量与 CI 处理之间
的差异也不显著。 因此,轻度缺水条件下,拔节期—
抽雄期进行分根区交替灌溉有利于增加玉米地上部
和总 N 吸收量。 在相同灌溉方式和施肥条件下,
F2CI下 W2 处理地上部和总 N吸收量显著低于 W1,
而 AI3 下 W2 处理地上部和总 N 吸收量显著高于
W1。 相同水分条件下,仅 AI2 处理时 F2 处理地上部
和总 N 吸收量显著高于 F1,其他水分条件下地上部
和总 N吸收量 F2 略高于 F1 或显著降低,而 F2 处理
根系 N 吸收量与 F1 处理之间的差异不显著
(表 2)。 摇
2.3摇 玉米钾含量和吸收量
表 3表明,AI处理玉米地上部和根系钾(K)含
量与 CI处理之间的差异均不显著。 相同灌溉方式
和施肥水平下,W2 玉米地上部和根系 K 含量与 W1
之间的差异也不显著。 相同水分条件下,F2 处理在
W1AI1、W2AI1 和 W2AI3 下地上部 K 含量以及在
W1CI和 W1AI3 下根系 K 含量显著低于 F1 处理,而
在其他条件下地上部和根系 K含量均有不同程度的
减少,但差异不显著。
2525 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 34卷摇
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表 3摇 不同水氮条件下灌溉方式对玉米钾含量和吸收量的影响
Table 3摇 Effect of irrigation method on K content and uptake of maize under different water and nitrogen conditions
有机无机 N比例
Ratio of org.
to inorg. N
灌水水平
Irrigation
level
灌溉方式
Irrigation
method
钾含量 K content / %
地上部
Shoot
根系
Root
钾吸收量 K uptake / (mg /株)
地上部 Shoot 根系 Root 总量 Total
F1 W1 CI 1.95依0.05abcde 2.27依0.07abc 1526.2依100.6ab 135.0依17.2abcd 1661.2依140.2ab
AI1 2.21依0.03a 2.53依0.14a 1396.8依13.2ab 135.3依12.8abcd 1521.5依23.4abc
AI2 2.02依0.01abcd 2.03依0.11bcdef 1417.7依31.1ab 150.1依15.7abc 1567.8依35.8ab
AI3 1.95依0.05abcde 2.36依0.10ab 1425.9依151.7ab 147.2依13.7abc 1573.1依176.3ab
W2 CI 2.15依0.08ab 2.32依0.05abc 1413.9依58.5ab 164.8依15.7ab 1578.8依70.8ab
AI1 2.17依0.19a 2.41依0.08ab 1291.4依94.9bc 113.9依8.9cd 1405.4依88.6bc
AI2 2.14依0.07ab 2.22依0.10abcd 1433.6依149.7ab 129.9依8.9abcd 1563.6依152.6ab
AI3 2.08依0.05abc 2.17依0.08abcde 1724.5依130.0a 168.9依16.3a 1893.4依199.3a
F2 W1 CI 1.81依0.10cde 1.88依0.14def 1502.6依70.4ab 131.8依17.7abcd 1648.9依84.5ab
AI1 1.74依0.10de 2.18依0.07abcde 1032.9依43.5cd 117.3依6.3cd 1150.2依49.9cd
AI2 1.97依0.01abcde 1.88依0.08def 1535.9依33.5ab 122.9依2.9bcd 1660.7依36.7ab
AI3 1.69依0.06e 1.72依0.18f 1332.5依67.0bc 109.4依1.3cd 1441.9依65.7bc
W2 CI 2.01依0.05abcd 2.16依0.14abcde 1265.8依10.1bc 142.4依7.4abc 1406.6依20.3bc
AI1 1.83依0.19bcde 2.07依0.07bcdef 894.7依82.5d 96.2依15.1d 990.9依70.0d
AI2 1.89依0.03abcde 1.96依0.15cdef 1419.2依17.5ab 111.1依13.1cd 1530.4依20.0abc
AI3 1.76依0.05de 1.83依0.09ef 1595.1依129.9ab 127.0依2.1abcd 1722.2依131.4ab
摇 摇 表中数值为平均值依标准误,同一列处理间小写字母不同者表示差异显著(P<5%),处理间相同表示差异不显著(P>5%)
摇 摇 与 CI相比,F2 时 AI1 处理地上部和总 K吸收量
分别减少 30.3%和 29.9%,W2 时 AI1 处理根系 K 吸
收量显著减少 31.7%,而在其他水肥条件下 AI 处理
玉米地上部、根系和总 K吸收量变化不显著。 因此,
在有机无机 N 肥配施条件下,苗期—灌浆初期分根
区交替灌溉不利于玉米 K吸收量的增加(表 3)。 在
相同灌溉方式和施肥条件下,W2 处理地上部、根系
和总 K吸收量与 W1 处理之间的差异不显著。 与 F1
处理相比,仅 W1AI1 和 W2AI1 下 F2 处理地上部和总
K吸收量显著降低,而其他水分条件下降低不显著
(表 3)。
2.4摇 土壤碱解氮和速效钾含量
表 4 表明,与 CI 相比,F1W2 下 AI1,AI2 和 AI3
处理土壤碱解N含量分别增加22 . 2% ,16 . 1%和
表 4摇 不同水氮条件下灌溉方式对土壤碱解氮和速效钾含量的影响
Table 4摇 Effect of irrigation method on soil available N and K contents under different water and nitrogen conditions
有机无机 N比例
Ratio of org. to inorg. N
灌水水平
Irrigation level
灌溉方式
Irrigation method
碱解氮
Available N / (mg / kg)
速效钾
Available K / (mg / kg)
F1 W1 CI 86.9依6.8ab 139.2依2.9ab
AI1 82.7依5.2abcd 118.7依4.3cde
AI2 81.0依4.1abcd 139.1依2.7abc
AI3 77.7依1.5abcd 127.8依3.6bcde
W2 CI 72.5依6.8bcd 121.0依7.9bcde
AI1 88.6依4.3a 140.4依7.4ab
AI2 84.2依3.9abc 122.7依9.1 bcde
AI3 81.7依2.2abcd 153.5依4.4 a
F2 W1 CI 68.1依1.3d 121.3依7.6bcde
AI1 70.8依5.1cd 123.6依4.5bcde
AI2 69.7依0.9cd 117.2依4.2de
AI3 72.5依2.6bcd 122.6依1.2bcde
W2 CI 67.9依3.6d 129.1依4.4bcde
AI1 70.0依4.5cd 137.4依6.2abcd
AI2 67.5依7.7d 111.7依7.1e
AI3 70.2依1.7cd 132.5依5.1bcd
摇 摇 表中数值为平均值依标准误,同一列处理间小写字母不同者表示差异显著(P<5%),处理间相同表示差异不显著(P>5%)
3525摇 18期 摇 摇 摇 刘水摇 等:不同水氮条件下灌溉方式对玉米干物质量和氮钾利用的影响 摇
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12郾 7%,而在其他水肥条件下 AI 处理土壤碱解氮含
量与 CI处理之间的差异不显著。 另外,W2 处理土
壤碱解氮含量与 W1 处理之间的差异不显著。 与 F1
相比,F2 处理土壤碱解 N 含量分别在 W1CI、W2AI1
和 W2AI2 下降低 21.6%、21.1%和 19.8%,而在其他
水分条件下仅略有降低(表 4)。
表 4还表明,与 CI 相比,F1W1 下 AI1 处理土壤
速效 K含量降低 14.8%,F1W2 下 AI3 处理土壤速效
K含量却增加 26.7%,而其他水肥条件下 AI 处理土
壤速效 K含量与 CI 处理之间的差异不显著。 相同
灌溉方式和施肥处理下,与 W1 处理相比,AI2 下 W2
处理速效钾含量减少,而其他水氮条件下略有增加。
另外,W1AI2 和 W2AI3 下 F2 处理土壤速效钾含量比
F1 处理分别减少 15.7%和 13.7%,而在其他水分条
件下,它们之间的速效钾含量差异不显著(表 4)。
3摇 讨论
前人研究表明,与常规灌溉(CI)相比,分根区交
替灌溉(AI)一般降低玉米干物质总量[4,13鄄14]。 本研
究表明,与 CI 处理相比,AI1 处理地上部、根系和总
干物质量均明显减少,但在 F2W2 下,AI3 处理地上
部和总干物质量都有明显增加,原因可能是 AI3 处
理在拔节期—抽雄期进行分根区交替灌溉,适当的
水分胁迫促进根系生长,提高吸水能力,减少叶片水
分蒸腾,并可以保证植物光合作用的正常进行,后期
恢复常规灌溉后,玉米生长有较强的补偿能力,从而
促使玉米植株快速生长。 说明轻度缺水和有机无机
氮肥配施下,AI3 处理有利于增加玉米地上部和总干
物质量。 另外,与 F1 相比,F2 玉米地上部和总干物
质量一般提高,根系质量却略有降低,这与谷洁
等[15]的结论相似。
据报道,分根区交替灌溉有利于提高作物养分
吸收[11,16鄄17]。 农梦玲等[12]研究发现苗期—拔节期
根区局部灌溉不降低玉米植株 N 含量,而苗期—抽
雄期根区局部灌溉地上部 N含量有所下降。 本试验
表明,不同生育期交替灌溉增加根系氮含量不显著,
在轻度缺水(W2)下,AI1、AI2 和 AI3 处理均在不同
程度上增加地上部 N 含量,且此条件下 AI3 处理地
上部和总 N 吸收量显著提高,这与 AI3 处理促进玉
米总干物质量的原因相似。 说明轻度缺水时 AI3 处
理有利于提高玉米地上部和总 N 吸收量。 AI1 处理
玉米地上部和总 K吸收量比 CI处理明显降低,与农
梦玲等[12]的结果一致,他们也发现苗期—抽雄期根
区局部灌溉会降低玉米对 K 的吸收量,说明苗期—
灌浆初期交替灌溉(AI1)不利于提高玉米对 K 的
吸收。
刘小刚等[18]研究表明,灌水量对玉米植株氮吸
收量的影响不显著,本研究结果基本一致,但在 AI3
处理时 W2 玉米地上部和总氮吸收量显著高于 W1,
说明 AI3 处理下轻度缺水有利于提高玉米地上部和
总氮吸收量。 另外,相同水分条件下,有机无机氮肥
配施有利于玉米地上部 N 含量和吸收量的增加;反
之,玉米植株 K含量和吸收量有所减少。
余江敏等[19]研究表明,在相同施肥水平下,AI
处理拔节期土壤碱解 N比 CI略高,而大喇叭口期和
灌浆期土壤碱解 N 与 CI 处理相近。 本研究表明,
F1W2 下 AI1 和 AI3 处理土壤碱解 N 和速效 K 含量
明显高于 CI处理,说明在单施无机氮肥和轻度缺水
下,苗期—灌浆初期(AI1)和拔节期—抽雄期(AI3)
分根区交替灌溉不利于玉米从土壤中吸收 N 和 K。
此外,相同水分条件下,F2 处理土壤碱解 N和速效 K
含量均显著低于 F1 处理,因为有机氮一般要通过矿
化作用转化为无机氮后才能被玉米吸收,但是这个
过程需要较长时间,因此在短期的盆栽试验中施有
机 N肥对土壤碱解 N 的增加相对缓慢,但是 5 年后
有机肥与有机无机肥配施处理土壤碱解 N含量水平
才全面超过无机 N 肥处理[20],彭娜等[21]和侯红乾
等[22]的研究结果也说明了这点。
4摇 结论
(1)在轻度缺水和有机无机氮肥配施下,拔节
期—抽雄期分根区交替灌溉(AI3)有利于玉米总干
物质量和总 N 吸收量的增加,而苗期—灌浆初期分
根区交替灌溉不利于玉米 K吸收的提高。
(2)AI3 下轻度缺水和有机无机氮肥配施有利
于玉米氮吸收总量的提高,从而降低土壤碱解 N
含量。
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