试验设计与统计课程论文

试验设计与统计分析课程实习论文

题 目：不同栽培模式及施氮量对土壤水分含量、土壤硝态氮和铵态氮含量的影响

不同栽培模式及施氮量对土壤水分含量、土壤硝态氮和铵态氮含

量的影响

摘要：【目的】随着农业生产的发展，通过合理施肥提高肥料利用率已被认为是可持续农业发展的一条重要途径，推广小麦配方施肥，特别是研究氮、磷肥料对小麦的生长和产量的影响，已刻不容缓，高产品种必须有与之相适应的施肥方案，才能发挥其应有的价值。【实验设计】通过研究对比不同种植模和施氮量下耕层土壤矿化氮的含量及冬小麦的产量，找出最佳栽培模式和合理的施氮量，从而达到增产的目的.田间试验采取裂区设计,试验设栽培模式和施氮量2种因子。栽培模式设露地栽培（常规）、麦草覆盖（覆草）、垄上覆膜（覆膜）、垄上覆膜沟内覆草（垄沟）、冬季补灌(补灌)五种方式；施氮设不施氮、施120 kg/hm2N和240 kg/hm2N三个水平。【结果】试验结果表明,五种不同栽培模式中麦草覆盖、陇上覆膜和陇上覆膜沟内覆草能显著增加耕层土壤(0-20cm)的储水量；在水分充足的情况下不同栽培模式对耕层土壤（0-20cm）矿化氮含量及冬小麦产量没有显著影响；不同的施氮量对耕层土壤水分含量没有显著影响，但对小麦产量、生物量和耕层土壤矿化氮含量影响极为显著，施氮量为120kg/hm2N和240kg/hm2N处理的生物量比不施氮均能增加50%以上，但两者生物量之间差异很小；施氮量为120kg/hm2N和240kg/hm2N处比不施氮小麦产量均增加23%以上，土壤矿化氮含量均增加55%以上，但两者生物量之间差异很小。

关键词：不同的栽培模式；不同施氮量；水分含量；小麦产量；硝态氮氮含量；铵态氮含量

前言：不同氮、磷营养对小麦生长发育、养分吸收、产量及其构成和品质有明显的影响。适宜的氮、磷配比及用量可提高小麦干重、有效穗数、穗长、穗粒数、百粒重，提高小麦植株对氮、磷养分的吸收。氮是小麦营养中最为重要的元素之一，它影响小麦的生长发育和产量形成。由于土壤中有效氮素含量低，而小麦的需氮量有很多，施氮肥具有明显的增产作用。小麦吸收磷主要在拔节孕穗期，但早期的磷营养对于植株，尤其对根系极为重要。据Black的试验[1]，磷肥可以显著增加分蘖与次生根数；在磷肥充足的条件下，氮肥促进分蘖与次生根数的作用

加强，磷肥可增强小麦根系的吸收能力，增加伤流量，并能提高小麦苗期的抗寒性。

一．材料方法

1、材料：2013年农作一站种植的小麦

2、时间地点：杨凌西北农林科技大学农作一站。

3、实验区概况：西北农林科技大学农作一站进行。该地位于渭河三级阶地, 年平均气温13。C，年平均降水量约630mm , 其中79 月降雨量占年降水量的60% ~ 65%, 属半湿润易旱地区。[2]

4、田间实验设计：2个试验因子分别为分为：A 因子（种植模式或栽培模式）：主因子分为5个水平，即常规、麦草覆盖、垄上覆膜、垄上覆膜沟内覆草、冬季补灌）；B因子：副因子施氮量，分为0，120，240 kg/hm2。

表1 试验的因素水平表

代号

因素名称

水平

简称

说明

无垄沟、不覆膜覆草 300 kg/667 m2

垄上覆膜，沟内播种，垄宽∶沟宽= 55 cm∶55 cm，沟内种3行，共播种18行，每副区5个垄。

A

栽培模式

常规 A1 麦草覆盖 A2 垄上覆膜 A3

常规 覆草 覆膜

B

施N量

垄上覆膜沟内覆草 A4 冬季补灌 A5 0 kg/hm2 B1 120 kg/hm2 B2 240 kg/hm2 B3

垄沟 补灌 N0 N8 N16

垄上覆膜，沟内覆草；垄宽∶沟宽= 55 cm∶55 cm，沟内种3行，共播种18行，每副区5个垄。 冬季灌水40 mm

在田间采用裂区设计，栽培模式为主区，施氮量为副区，重复4次，副区面积为6 m × 9.9 m=59.4 m2，60个副区的总面积59.4×60=35 m2，外加小区之间的垄宽（30 cm），试验地总面积约6亩。 氮肥：采用尿素（N：46.7%）

磷肥：肥底，采用云南磷肥（P2O5：16%），用量为P2O5 100 kg/ha。

所有肥料在小区内全面撒施，用锄翻入耕层土壤（也可以用旋耕机翻入土中）。

表2 肥料用量 肥料用量水平

副区施用量（kg/副区） 副区肥料用量（kg/副区）

需要份数

N0 N120 N240 P2O5：100

0 0.7128 1.4256 0.594

0 1.526 3.052 3.7125

0 20 20 60

注：尿素总需求量91.58 kg，磷肥222.75 kg

播量：10 kg/ 667 m2（0.9 kg/小区）：常规、秸秆覆盖、补灌四种栽培模式每小区30行，0.03 kg/行（30 g/行）；地膜覆盖、垄沟模式每小区18行，0.05 kg/行（50 g/行）。

穴播（仅限五个小区）：每穴1粒种子（千粒重45 g），穴间距2 cm，覆膜和垄沟处理18行小麦，总长约180 m（18 × 9.9），总计9000穴，种子总需求量9000粒，大约0.405 kg（播量68 kg/hm2）；非覆膜处理30行小麦。总长约300 m，总计15000穴，种子总需求量15000粒，大约0.675 kg（播量113 kg/hm2）。 5、室内分析

5.1新鲜土样含水量的测定

称取20.00 g新鲜土样于铝盒中，放入烘箱于105±2℃下烘12 h，冷却称量。 5.2土壤NO3--N、NH4+-N的测定

称取5.00 g新鲜土样于150 mL三角瓶中，加1mol/L KCl溶液50 mL，常规振荡1 h，过滤，所得滤液直接上AA3型连续流动分析仪测定。 二、数据处理方法

实验数据采用Excel软件进行数据处理和统计分析。 三、结果与分析

1、不同栽培模式和施氮量对耕层土壤水分含量的影响

表3不同栽培模式和施氮量对耕层土壤水分含量的影响

副处理

常规

N0 N120 N240

8.35 9.20 8.25

覆草

10.10 10.17 8.67

主处理 补灌

9.17 8.24 8.31

垄沟

11.10 10.56 10.45

覆膜

9.71 10.47 11.37

图一

从上表和柱状图可以看出，不同栽培模式和施氮量对土壤水分含量起着综合影响作用。在同一施氮量条件下，覆草、补灌、垄沟、覆膜处理比常规条件下土壤水分含量高，覆草、补灌、垄沟、覆膜处理中尤其以垄沟与覆膜对提高土壤含水量效果最好。5中栽培模式中，覆草与其他4种处理相比，既能提高土壤含水量，又经济、环保。综上所述，在干旱和半干旱地区可以根据土壤贫瘠情况合理用同栽培模式进行农业种植生产，在肥沃（施氮量很小）的土壤条件下可以优先选用覆草和垄沟种植模式；肥力一般（施氮量较大）的土壤条件下，优先选用覆草、垄沟栽培模式；在极度贫瘠（施氮量很大）的土壤条件下，优先选用覆膜的栽培模式效果会很好。

2、不同栽培模式和施氮量对土壤矿化氮的影响

表4 不同栽培模式和施氮量对土壤矿化氮的影响

副处理 N0 N120 N240

常规 3.366 3.634 4.908

覆草 3.349 4.885 5.068

主处理 补灌 2.103 4.742 4.553

垄沟 6.242 5.4 6.655

覆膜 2.846 10.809 6.662

由表4可以看出：当施氮量为0时，5种植模式下的矿化氮累积量是先增加后减少，垄沟模式的矿化氮累积量最高。当施氮量为120kg/hm2时，5种模式下的矿化氮累积量是先增加后减少，覆膜模式下矿化氮累积量最大，然后依次是垄沟的、覆草的、补灌的、常规的。当施氮量为240kg/hm2时，5种模式下的矿化氮累积量是先增加后减少，垄沟与覆膜模式下矿化氮累积量相差不大且为最大。

表5二因子随机区组方差分析表

变因 区组间 处理间 A B A×B 误差 总变异

df 3 14 4 2 8 42 59

SS 17.687 248.840 87.932 62.731 98.177 384.600 651.127

MS 5.6 17.774 21.983 31.366 12.272 9.157

F 0.4 1.941 2.401 3.425 1.340

F0.05 3.790 1.900 2.560 3.180 2.130

F0.01 4.200 2.460 3.720 5.060 2.880

从表4可以看出栽培模式和区组间对耕层土壤矿化氮含量影响不显著，施氮量、栽培模式和施氮量的交互作用对矿化氮的的影响不显著。 3、不同栽培模式和施氮量对冬小麦生物量及籽粒产量的影响 3.1不同栽培模式和施氮量对冬小麦生物量的影响

图二

表6不同栽培模式及施氮量对冬小麦生物量的影响方差分析表

变因 主区部分 区组间 栽培模式间 误差e1 副区部分 施氮量间

栽培模式间*氮肥 误差e2 总变异

SS

df

MS

F

F0.05

F0.01

155829.02 3 27562003.90 4 79195727.66 12 369222492.75 2 4133.32 8 72497607.13 30 605714813.78 59

5194183.01 0.79 60500.98 1.04 65993.97 184611246.37 76.39 ** 5206804.17 2.15 2416586.90

3.49 5.95

3.26 5.41 3.32 2.27

5.39 3.17

综合由上表和柱状图可以看出不同栽培模式和区组间对冬小麦生物量的影

响不显著，不同栽培模式和施氮量交互作用不显著，施氮量间对冬小麦生物量的影响达到极显著差异水平。

3.2不同栽培模式和施氮量对冬小麦子粒产量的影响

图三

表7二因子随机区组方差分析表

变因 区组间 处理间 A

B A×B 误差 总变异

df 3 14 4 2 8 42 59

SS 313396.59 18034214.04 612853.97 7733090.11 9688269.96 410396.51 59387157.14

MS 104465.53 1288158.15 153213.49 38665.05 1211033.74 977132.06

F 0.11 1.32 0.16 3.96 1.24

F0.05 3.79 1.90 2.56 3.18 2.13

F0.01 4.20 2.46 3.72 5.06 2.88

根据图三和表7可以看出：在同种栽培模式下，施氮量为120kg/hm2时小麦子粒产量最高（在覆膜模式下，三种施氮量的小麦产量相差不大）。施氮量对小麦籽粒产量的影响差异极显著。区组间及栽培模式间对小麦籽粒产量的影响均不显著，栽培模式及施氮量的交互作用也不显著。 四、结果讨论

由以上结果和分析可知，，除未施氮肥或磷肥的处理外，其他处理均显著提高了冬小麦的对于旱地冬小麦籽粒产量、生物量、每公顷穗数。不同的氮磷肥组合对其产生不同程度的提高作用，对于冬小麦穗粒数、千粒重，各个处理之间不存在差异，即不同的氮磷肥施用量对小麦产生的影响的差异不明显。

在对旱地冬小麦的施肥措施上， 投入氮肥应合理，并不是以量大取胜。磷肥的投放，更须因地制宜，合理分配，总体上投放量因土质条件而适当减少或加大[3]。氮磷肥料的最佳经济施肥量均小于最高产量施肥量，在同一土质不同肥力水平下，最高产量施肥量与最佳经济施肥量对应的小麦产量差异不明显，而氮磷施肥量却明显减少，经济效益就明显的增加[3]。氮、磷肥料的使用施用的氮、磷肥料并不是越多越好，有可能造成肥料利用率的下降，肥料的浪费，甚至减产。

小麦品质不仅与品种、环境和生态条件有关, 而且与施肥方法等栽培技术关系密切。因此, 改进栽培技术措施和改善施肥方法是提高小麦产量和品质的有效途径。研究表明, 无论在稻茬麦区或旱作区都应严格控制氮肥施用量, 适量增施磷、钾肥, 尽量控制小麦生育中后期氮肥施用量, 适量控氮、增磷、补钾等保优增产栽培技术措施, 可最大限度地发挥品种专用化生产的优势, 从而达到高产、优质。