北方干旱区降解膜覆盖农田玉米生长和氮素利用模拟及优化

来源：农业工程学报杂志2020年第5期北京时间：

作者：李仙岳,冷旭,张景俊,郭宇,丁宗江,胡小东,朱昆仑,

摘要：为了明确干旱区降解地膜覆盖下作物生长及氮肥利用特征，在内蒙古河套灌区进行两年的降解膜覆盖农田施肥试验。在降解膜覆盖下设4个施氮水平：0（BN0）、216（BN1：追施氮160）、276（BN2：追施氮220）、336（BN3：追施氮280）kg/hm2，另设高氮塑料地膜覆盖（PN3）与高氮无膜覆盖（NN3）处理作为对照。率定和验证了不同类型地膜覆盖条件的DNDC 模型（denitrification-decomposition model，脱氮-分解作用模型），模拟并研究了不同类型地膜覆盖及不同施氮量对玉米生长、氮素吸收及利用效率的影响，并基于线性+平台模型优化了施肥模式。结果表明：在灌浆期降解地膜与塑料地膜覆盖下玉米生长无明显差异，干物质累积量2 a平均仅降低了2.41%（P>0.05），但比无膜处理分别提高了9.65%（P0.05）；在收获期降解地膜与塑料地膜覆盖处理之间差异增大但仍未达显著水平，仅降低了3.07%（P>0.05），且作物的日吸氮量、产量、氮肥利用率和氮素吸收效率也无显著差异，2 a平均分别仅降低1.09%、3.97%、3.08%和2.22%（P＞0.05），但比无膜覆盖处理分别提高了7.04%、13.67%、12.90%和8.90%（P＜0.05）。随着施氮量增加干物质累积量的增大趋势趋于平缓甚至出现负值，施氮量为336 kg/hm2（BN3）处理较276 kg/hm2（BN2）处理降低了1.06%，日吸氮量、累积吸氮量和产量仅提高了0.35%、0.78%和0.34%（P>0.05），而比216 kg/hm2（BN1）处理分别提高了6.41%、8.38%、23.58%和35.37%（P0.05）。通过DNDC模型不同情景模拟及线性+平台模型寻优，得到降解地膜覆盖农田施氮肥252.94 kg/hm2时，继续增加氮肥对产量无明显促进作用，为该地区降解地膜覆盖下较优的施肥模式。

关键词：氮素, 作物, DNDC模型, 干旱区, 可降解地膜, 氮肥利用, 优化