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试验设计及统计分析DOC
试验设计及统计分析
实习报告
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指导老师：
开山策
实习时间：
不同栽培模式及施氮量对冬小麦产量、水分利用效率的影响田间试验
（西北农林科技大学资源环境学院资源环境科学专业，陕西省杨凌区712100）
摘要：
本次试验于2013年10月在本校北校区农作一站进行，以冬小麦为试验材料，采用裂区设计的田间方法，通过5种不同的栽培模式和3种不同施氮量两个研究因子，探讨不同种植模式与施氮量对冬小麦产量、土壤水分含量、硝态氮含量、铵态氮含量的影响。
通过试验研究得出不同栽培模式中补灌方式的土壤含水量最大，覆草方式的土壤含水量最少，施氮量越大，土壤含水量越少；垄沟方式的土壤硝态氮含量最大，覆草的土壤硝态氮含量最小，施氮量越多土壤硝态氮含量也越多；补灌方式的土壤铵态氮含量最大，常规的最低，施氮量为120kg/hm2的土壤铵态氮含量最高，施氮量240kg/hm2的最低。
根据试验结果可得出在本试验条件下补灌与施氮量0kg/hm2方式的土壤含水量最高，覆膜与施氮量240kg/hm2方式的土壤硝态氮含量最高，覆草与施氮量120kg/hm2方式的土壤铵态氮含量最高。
所以在干旱与半干旱地区种植冬小麦时采用补灌配以施氮量120kg/hm2的种植方式最有利于作物获得水分进而获得高产量。
Abstract:
thetestinOctober2013attheuniversitynorthcampusfarmingonestation,withwinterwheatasexperimentalmaterial,thedesignmethodinthefieldofthecrackarea,throughfivedifferentcultivationpatternsand3differentnapplicationrateoftwofactors,differentplantingpatternsandappliedamountofnfertilizeronwinterwheatyield,soilmoisturecontent,ammoniumnitratenitrogencontent,nitrogencontent.Throughexperimentalstudyonthedifferentwaysofcultivationmodeforirrigationmaximumsoilwatercontent,thewayofcoveringgrasssoilmoisturecontentatleast,theNapplicationrate,thegreaterthesoilmoisturecontentisless;ThecontentofsoilNO3---Nlargestcorrugationway,coveringgrasssoilNO3---Ncontentoftheyoungest,napplicationis,themorethemorecontentofsoilNO3---N.Fillsoilammoniumnitrogencontentofthebiggestirrigationmode,conventionalminimum,napplicationrateof120kg/hm2soilammoniumnitrogencontentisthehighest,lowestofnapplicationrateof240kg/hm2.Accordingtothetestresultscanbeobtainedundertheconditionofthisexperimentforirrigationandnapplicationrate0kg/hm2wayofsoilmoisturecontentishighest,coatedwithnapplicationrateof240kg/hm2wayhasthehighestcontentofsoilNO3---N,coveringgrassandnapplicationrateof120kg/hm2wayofsoilammoniumnitrogencontentinthehighest.Soinaridandsemiaridareasusedwhenplantingwinterwheatfillingirrigationwithnapplicationrateof120kg/hm2waybestforcropstoobtainwaterandobtainhighyield.
关键词：
栽培模式；施氮量；土壤含水量；硝态氮；铵态氮
1前言
1.1背景
目前,中国西北干旱半干旱地区有耕地0.13亿多公顷,约占全国耕地总面积的1/3,尚有0.26—0.33亿公顷土地可供开垦,种植粮食作物。
黄土高原旱作塬区土地是黄土高原重要的产粮区之一,也是我国以生产小麦为主的古老旱作农区。
该区地下水位深度大于10m,不能补给土壤水分.年降水量少而集中,时空分布极不均匀,从东南向西北递减,一般年降水量200~700mm,6~9月降雨占全年降水的60%~70%,多以暴雨形式降落。
农业对天然降雨依赖性较大,粮食产量低而不稳定,为典型的雨养农业区。
该区在干旱季节降雨量少,土壤水分缺乏,水分是限制作物生长发育的最主要因素,若不能解决水分胁迫问题,则养分不能发挥其应有的作用。
与世界上大多数干旱地区一样,黄土高原丘陵区的有限降水资源并未得到充分利用,致使当前农田实际产量低于降水生产潜力。
冬小麦是渭北旱塬区最重要的粮食作物之一,降水时空分布不均且与冬小麦水分需求规律不吻合严重制约该区冬小麦生产。
冬小麦产量受很多方面因素的影响，其中氮素含量和栽培模式是两个关键的因素。
杨凌处于半干旱地区，选择合适的栽培模式和恰当的施氮量对作物良好生长尤为重要。
小麦的遗传特性与栽培措施、特别是施用氮肥的量影响其氮素吸收、累积及转运的关键因素，增施氮肥可促进小麦碳氮物质的积累与转运。
而不同的栽培模式下小麦的产量也不同，合适的栽培模式可以增加土壤中含水量，从而增加小麦产量。
1.2目的意义
寻求有效集雨保墒并提高降水利用效率并适当增加土壤中养分的措施是该区小麦稳产高产的关键,如何将有限的降水拦截蓄集,减少地表径流和蒸发散失,提高农业用水的利用效率,最大限度地利用天然降水,以较少的水分消耗获得尽可能多的经济产量,是旱地农业生产急需解决的问题。
通过本次试验来研究不同栽培模式与施氮量下对土壤水分、硝态氮、铵态氮含量的影响，从而得出土壤水含量，硝态氮、铵态氮含量最高的最适栽培模式及施氮量，再运用到其他黄土高原地区以提高作物产量，使资源得到合理利用。
2材料与方法
2.1供试材料与试验设计
2.1.1试验地点概况
试验地位于陕西杨凌西北农林科技大学农作一站，该试验站位于黄土高原南部，处于渭河三级阶地，属温带大陆性气候，海拔520m左右，年均气温12.9℃，年均降水量632mm左右，降水主要集中在7-9月，年均蒸发量1400mm，属半湿润半干旱地区，冬春季易发生旱情。
供试土壤为黑塿土，黄土母质，早耕人为土，且为石灰性土壤。
2.1.2试验方案及方法设计
试验方法分为2个研究因子：
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0，120，240kg/hm2。
表1试验的因素水平表
代号
因素名称
水平
简称
说明
常规A1
常规
无垄沟、不覆膜覆草
麦草覆盖A2
覆草
300kg/667m2
A
栽培模式
垄上覆膜A3
覆膜
垄上覆膜，沟内播种，垄宽∶沟宽=55cm∶55cm，沟内种3行，共播种18行，每副区5个垄。
垄上覆膜沟内覆草A4
垄沟
垄上覆膜，沟内覆草；垄宽∶沟宽=55cm∶55cm，沟内种3行，共播种18行，每副区5个垄。
冬季补灌A5
补灌
冬季灌水40mm
0kg/hm2B1
N0
B
施N量
120kg/hm2B2
N8
240kg/hm2B3
N16
田间方法设计：
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6m×9.9m=59.4m2，60个副区的总面积59.4×60=3564m2，外加小区之间的垄宽（30cm），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P2O5100kg/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具体肥料用量
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
0
0
0
N120
0.7128
1.526
20
N240
1.4256
3.052
20
P2O5：
100
0.594
3.7125
60
注：
尿素总需求量91.58kg，磷肥222.75kg
播量：
①沟播，10kg/667m2（0.9kg/小区），行距20cm。
对于覆膜和垄沟模式：
垄宽：
沟宽=55cm：
55cm，沟内种3行，共播种18行，0.05kg/行（50g/行），每副区5个垄。
播种沟离垄75cm，均每隔20cm种一行。
常规、覆草、补灌三种栽培模式：
每小区30行，0.03kg/行，播种时每小区南北最边上两行离小区边界线均为10cm,其余每隔20cm种一行。
②穴播，穴间距2cm，每行长9.9m,每穴1粒种子，共495穴，千粒重按45g计算，每行23g。
对于覆膜、与垄沟模式播种18行，播量414g/区（70kg/ha）；常规、覆草、补灌三种栽培模式：
每小区30行，播量为690g/区（117kg/ha）。
田间排列
第二区组
第一区组
常规N（0）
常规N（16）
常规N（8）
垄沟N（0）
垄沟N（8）
垄沟N（16）
补灌N（16）
补灌N（0）
补灌N（8）
覆膜N（0）
覆膜N（16）
覆膜N（8）
覆草N（8）
覆草N（0）
覆草N（16）
常规N（16）
常规N（8）
常规N（0）
覆膜N（16）
覆膜N（8）
覆膜N（0）
覆草N（8）
覆草N（0）
覆草N（16）
垄沟N（8）
垄沟N（0）
垄沟N（16）
补灌N（0）
补灌N（16）
补灌N（8）
覆膜N（16）
覆膜N（8）
覆膜N（0）
覆草N（16）
覆草N（8）
覆草N（0）
常规N（16）
常规N（0）
常规N（8）
补灌N（16）
补灌N（8）
补灌N（0）
垄沟N（8）
垄沟N（16）
垄沟N（0）
常规N（8）
常规N（0）
常规N（16）
覆草N（16）
覆草N（0）
覆草N（8）
覆膜N（0）
覆膜N（16）
覆膜N（8）
补灌N（0）
补灌N（8）
补灌N（16）
垄沟N（8）
垄沟N（0）
垄沟N（16）
第四区组
第三区组
2.2测定项目与方法
2.2.1采样方法
在划分出的各小区中用土钻采集0-20cm土层的土壤3或4钻构成混合样，采样点要求要分散与小区中不同位置，且注意不要太靠边界以防止边界效应。
再将所取土样测定土壤含水量和铵态氮、硝态氮含量。
2.2.2新鲜土样含水量的测定方法
称取5.00g新鲜土样于铝盒中，放入烘箱于105±2℃下烘12h，冷却称量。
按下表计算：
表3新鲜土样含水量数据记录表
土样编号
土壤层次
（cm）
铝盒重（g）
铝盒+新鲜土重（g）
铝盒+烘干土重（g）
新鲜土样含水量（%）
2.2.3土壤NO3--N、NH4+-N的测定方法
称取5.00g新鲜土样于150mL三角瓶中，加1mol/LKCl溶液50mL，常规振荡1h，过滤，所得滤液直接上AA3型连续流动分析仪测定。
2.3数据处理与分析方法
数据计算、处理与图表制作利用WPS2013软件。
3结果与分析
3.1不同栽培模式和施氮条件下对土壤含水量的影响
3.1.1不同栽培模式和施氮条件下土壤含水量的测定数据如下：
2014年的气象数据
月份
降雨量（mm）
均气温
7
22.9
28.1
8
108.6
23.7
9
215.1
19.1
主处理
副处理
区组（%）
处理均值（%）
主处理均值（%）
1
2
3
4
常规
N0
17.30
28.77
17.23
16.65
19.99
17.29
N120
2.70
19.77
16.79
17.74
14.25
N240
18.80
17.77
18.21
15.71
17.62
覆草
N0
19.20
21.11
11.44
17.65
17.35
18.11
N120
20.30
19.30
15.70
18.32
18.41
N240
18.90
19.50
18.17
17.69
18.56
覆膜
N0
18.30
17.90
16.88
17.37
17.61
17.83
N120
19.40
19.41
16.63
17.64
18.27
N240
16.70
18.56
17.96
17.27
17.62
垄沟
N0
18.20
13.07
8.97
13.42
19.36
N120
50.30
19.82
16.89
17.96
26.24
N240
18.40
17.78
18.21
19.27
18.41
补灌
N0
17.60
25.10
17.16
18.71
19.64
19.03
N120
18.40
19.47
18.33
17.79
18.50
N240
19.80
18.86
18.56
18.64
18.96
3.1.2不同栽培模式和施氮条件下土壤含水量的测定值如下：
主处理
副处理
均值（%）
N0（%）
N120（%）
N240（%）
常规
19.99
14.25
17.62
17.3
覆草
17.35
18.41
18.56
18.1
覆膜
17.61
18.27
17.62
17.8
垄沟
13.42
26.24
18.41
19.4
补灌
19.64
18.50
18.96
19.0
均值
17.6
19.1
18.2
18.3
3.1.3不同栽培模式下土壤水分含量示意图如下：
3.1.4不同施氮量下土壤水分含量示意图如下：
从数据和示意图中可看出：
（1）不同栽培模式中土壤含水量由高到低为：
垄沟>补灌>覆草>覆膜>常规。
（2）不同施氮量下土壤水分含量由高到低为：
120kg/hm2>240kg/hm>0kg/hm2。
（3）在同等条件下，用垄沟的栽培方式下施氮120kg/hm2土壤中含水量最高。
3.2不同栽培模式和施氮条件下对土壤硝态氮含量的影响
3.2.1不同栽培模式和施氮条件下土壤硝态氮的含量
主处理
副处理
区组
处理均值
主处理均值
1
2
3
4
常规
N0
7.80
5.45
6.62
7.16
N120
5.50
7.03
6.27
N240
8.89
8.29
8.59
覆草
N0
9.77
33.69
21.73
14.15
N120
9.18
8.31
8.75
N240
14.89
9.06
11.98
覆膜
N0
2.67
7.94
5.30
6.37
N120
6.04
10.07
8.06
N240
4.29
7.24
5.76
垄沟
N0
1.57
2.10
1.84
5.49
N120
7.49
6.58
7.03
N240
9.48
5.72
7.60
补灌
N0
3.01
148.03
75.52
30.26
N120
15.40
8.90
12.15
N240
4.62
1.59
3.11
主处理
副处理
均值
N0
N120
N240
常规
6.62
6.27
8.59
7.2
覆草
21.73
8.75
11.98
14.2
覆膜
5.30
8.06
5.76
6.4
垄沟
1.84
7.03
7.60
5.5
补灌
75.52
12.15
3.11
30.3
均值
22.2
8.5
7.4
12.7
3.2.2不同栽培模式下土壤硝态氮含量示意图如下：
3.2.3不同施氮量下土壤硝态氮含量示意图如下：
从数据和示意图中可看出：
（1）不同栽培模式中土壤硝态氮含量由高到低为：
补灌>覆草>常规>覆膜>垄沟。
（2）不同施氮量下土壤硝态氮含量由高到低为：
0kg/hm2>120kg/hm2>240kg/hm2。
（3）在同等条件下，用补灌的栽培方式下施氮0kg/hm2的土壤中硝态氮含量最高。
3.3不同栽培模式和施氮条件下对土壤铵态氮含量的影响
3.3.1不同栽培模式和施氮量下土壤铵态氮含量
副处理
主处理
常规
覆草
覆膜
垄沟
补灌
N0
1.88
1.24
2.71
1.87
1.84
N120
1.31
2.64
1.86
2.05
2.11
N240
1.71
1.84
1.57
1.68
2.24
3.3.2不同栽培模式和施氮量下土壤铵态氮含量
3.3.3不同施氮量下土壤铵态氮含量示意图如下：
从数据和示意图中可看出：
（1）不同栽培模式中土壤铵态氮含量由高到低为：
补灌>覆膜>覆草>垄沟>常规。
（2）不同施氮量下土壤铵态氮含量由高到低为：
120kg/hm2>0kg/hm2>240kg/hm2。
（3）在同等条件下，用补灌的栽培方式下施氮120kg/hm2的土壤中铵态氮含量最高。
4结论
（1）不同施氮量情况下土壤含水量最大的最适的栽培模式也随之变化。
总而言之补灌方式下氮肥用量少的土壤含水量高。
与常规相比，各种模式都增加了土壤含水量，这对半干旱地区农业有助。
（2）不同施氮量情况下土壤中硝态氮和铵态氮累积量最多的最适的耕作模式也在变化。
同一种栽培模式下随着施氮量的增加，土壤中硝态氮含量也增加而铵态氮变化不一致。
（3）相同模式下施氮的土壤比不施氮的土壤的含水量、硝态氮、铵态氮含量要高一些，说明施肥可以提高相应的数据，给小麦生长提高更好的环境而提高产量。
（4）施肥应适量，否则会对环境造成污染，破坏生态环境。
由本次的实验结果可得出在试验条件下补灌模式和施氮量120kg/hm2下是相对较好的模式，土壤在合适的施氮量和恰当的栽培模式下可改善作物的生存环境以提高作物的产量。
5参考文献
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1066-1071
【2】王彩绒，田霄鸿，李生秀沟垄覆膜集雨模式对冬小麦水分利用效率及产量的影响中国农业科学2004,37
（2）205-218
【3】王春阳，周建斌，郑险峰，赵满兴，李生秀西北农林科技大学学报（自然科学版）2008年1月
【4】植物营养与肥料学报2012,18
（2）；291-299
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【7】张正茂,任广鑫,闵安成;渭北旱塬冬小麦不同栽培方式初探[J];干旱地区农业研究;1999年04期
【8】袁新民,杨学云,同延安,李晓林,张福锁;不同施氮量对土壤NO3--N累积的影响[J];干旱地区农业研究;2001年01期
【9】李世清,李凤民,宋秋华,王俊;半干旱地区不同地膜覆盖时期对土壤氮素有效性的影响[J];生态学报;2001年09期
附录：
出勤表
10月11日（周六）上午：
动员大会
下午：
丈量土地，划小区，采样（0-20cm每小区三钻，混合样品）称取肥料；将称好的肥料，按实验处理将肥料放到各校区，将肥料均匀撒施到小区；撤掉所有绳子，旋耕将肥料入土。
10月13号（周一）：
上午：
在旋耕机旋过的基础上重新划小区，起垄分隔各个小区，设置保护行。
10月14日（周二）：
进行常规、麦草覆盖、冬季补灌三个处理所有小区的播种
10月15日（周三）：
对未完成的垄上覆膜、垄上覆膜沟内覆草两种处理未完成小区进行播种，再试验区域外采集土壤，完成土培实验。
10月16日（周四）：
上午：
土壤样品称重，烘干，制作测定氮素含量的土壤溶液
下午：
烘干土的称重
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