在小麦玉米套作的各生育时期,用土钻在取样区采用三点法取0~120cm混合土样,间隔20cm,用烘干法在105℃烘箱中8h,测定土壤含水率,取样时间为种前至收获后,间隔15~20天。作物收获后,用烘干法测定植株干物质,通过凯氏定氮法测定土壤中全氮含量,用钼锑抗比色法测定土壤中全磷含量。在每个小区的小麦带及玉米带各埋置2支80cm、120cm的负压计,采用田间定位通量法测定作物全生育期地下水补给量。
土壤储水量计算公式如下:
式中: W 为土壤储水量,mm; W i 为第 i 层土壤重量含水量,%; D i 为第 i 层土壤容重,g/cm 3 ; H i 为第 i 层土层厚度,cm(郭清毅等,2005)。
水分利用效率(WUE)指蒸散的每单位(mm)水分在单位面积上所生产的经济产量,其表达式如下:
作物耗水量用水量平衡法计算,公式如下:
式中: ET 为作物耗水量,mm;Δ W 为作物种植和收获后农田储水量的变化,mm; P 为降雨量; I 为灌溉量; W g 为地下水补给量; D 、 R 分别是渗漏水量和地表径流,由于试验区地面平坦,无明排, R 可以忽略。
肥料的利用效率采用偏生产力及农学效率来表征(Novoa R.等,1981;朱兆良,1992;Cassman K.G.等,1998;Fageria N.K.等,2003),它们能够较好地评价肥料的(增产)效益。
肥料偏生产力,是指单位投入的肥料所能生产的作物籽粒产量,公式如下:
肥料农学效率,是指单位施肥量所增加的作物籽粒产量,分式如下:
肥料利用率指单位投入的肥料因子所能增加的作物吸氮、磷、钾量,反映了作物对施入土壤中的肥料的回收效率,公式如下:
式中: Y 为施肥后所获得的作物产量; Y 0 为不施肥条件下作物的产量; F 为化肥的投入量; U 为施肥后作物收获时地上部的吸肥总量; U 0 为未施肥时作物收获期地上部的吸肥总量。
采用Office 2003对数据进行回归分析,通过SPSS19.0软件采用LSD检验对数据进行方差分析。