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长期秸秆还田与施氮下冬小麦产量和土壤肥力的变化

张娟霞  
【摘要】:关中平原麦玉轮作区是陕西省粮食的主产区,小麦秸秆高留茬—夏玉米秸秆直接还田已成为麦玉轮作区一项常规农业措施。为了给关中麦玉轮作区冬小麦的高产高效和秸秆资源的优化管理提供科学依据,在陕西省周至县设置长期定位试验,试验是以主处理为玉米秸秆全部还田(S+N)和秸秆不还田(N),副处理为不同氮肥用量(N0,84,168,252和336 kg N/hm~2)的裂区设计。主要结论如下:1、从氮肥效应曲线看,随着年度后移,无论秸秆是否还田,小麦最高产量施氮量逐年降低(2016年和2017年例外),且秸秆还田条件下最高产量高于秸秆不还田;秸秆还田条件下的氮肥效应曲线与秸秆不还田条件下的氮肥效应曲线有交点,2012年至2016年施氮量分别高于N 153、187、76.5、99和147 kgN/hm~2时,秸秆还田增产;而施氮量比该施氮量低时,秸秆还田减产。2、小麦穗数和穗粒数是影响秸秆还田配施氮肥条件下冬小麦产量变化的主要因素;施氮水平和年际间气候条件对籽粒产量、穗数、千粒重和收获指数的影响大于秸秆还田对其的影响;两因素互作对穗粒数无明显影响,秸秆还田×施氮量对籽粒产量有极显著的交互作用,而对其他产量构成因素均无显著影响;秸秆还田和年际间气候条件互作对穗数有极显著的影响,但是对其他构成因素无显著影响。3、土壤微生物量碳、氮和可溶性有机碳的含量可作为评价土壤肥力质量好坏的指标。微生物量碳、氮和可溶性有机碳受小麦生育期内气温、土壤水分、施肥、作物吸收和秸秆腐解等多种因素的影响,呈现有规律的消长变化;土壤微生物量碳从小麦分蘖期至越冬期降低,此后至拔节期升高且达到峰值,拔节期至成熟期降低。各处理土壤可溶性有机碳从分蘖期至拔节期增加,拔节期达到峰值,此后至成熟期降低;而土壤微生物量氮的动态变化在小麦整个生育期呈现降低的趋势。4、秸秆还田下的土壤微生物量碳和土壤可溶性有机碳显著高于秸秆不还田,平均分别提高6.7%和9.3%;秸秆还田下土壤微生物量氮均高于秸秆不还田处理,且在拔节期和成熟期达显著水平;各处理的土壤微生物量碳和微生物量氮随着施氮量的增加而显著降低,还田处理的土壤可溶性有机碳随施氮量的增加而显著增加,平均增加11.8%;而秸秆不还田处理的土壤可溶性有机碳含量表现出先增高后降低的趋势。可见,秸秆还田有提高土壤活性有机碳、氮的作用,而过量氮肥对土壤活性有机碳、氮的提高有抑制作用。5、当年秸秆还田后0-40cm土层土壤有机质、硝态氮、有效磷和速效钾的含量均有所提高,但不显著;长期秸秆还田有提高土壤有机质的趋势,随着年限的增加有机质含量逐年增加;但各土层的硝态氮、有效磷和速效钾并没有表现出逐年增加的趋势,它们的含量年际间变化较大;随着年限的增加硝态氮含量的波峰会出现向下移动的现象,但秸秆还田对硝态氮的下移有一定的减缓作用。


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