长期秸秆还田对小麦—玉米双茬系统土壤氮平衡、养分吸收和产量的影响

发布时间：2020-07-29 08:14

【摘要】：氮肥对粮食增产具有举足轻重的贡献,但过量投入不仅不能保持粮食产量同步增长,反而造成资源浪费,引发严重的环境问题。我国关中平原小麦玉米轮作体系中氮肥过量投入现象普遍;同时,麦玉秸秆还田利用率较低。研究长期秸秆还田及配合减氮措施对小麦、玉米轮作体系土壤氮素平衡、养分吸收和产量的影响,对于提升农田氮素利用效率具有重要意义。田间定位试验开始于2008年,设置小麦、玉米秸秆不同还田模式,以及不同氮肥减量措施;本研究于2015-2016年小麦、玉米生长季,分析了该体系土壤氮素平衡、氮磷钾养分吸收及产量,结果如下:(1)与双季秸秆不还田处理相比,秸秆还田处理对小麦和玉米产量的影响规律不一致,但小麦高留茬还田-玉米秸秆深松还田处理或粉碎还田处理(WH-MC或WH-MM)显著增加了小麦和玉米籽粒氮、磷、钾养分吸收量。经过小麦-玉米两季轮作后,麦玉秸秆粉碎还田处理以及双季不还田处理0-200 cm土壤剖面中累积了大量硝酸盐;然而,WH-MC或WH-MM处理土壤剖面中硝酸盐残留较少,尤其是下层土壤中,表明WH-MC或WH-MM处理中土壤硝酸盐淋溶损失较少。从土壤表观氮素平衡结果来看,双季秸秆不还田处理氮素盈余为负值,即土壤中氮素缺乏。上述结果表明,在小麦-玉米轮作体系中,小麦秸秆高留茬还田处理能够增加作物产量,以及降低硝酸盐淋溶损失,是相对较优的还田方式。(2)在小麦高留茬还田-玉米秸秆粉碎还田基础上,与常规施氮量相比,减氮15%未降低小麦和玉米籽粒产量;而减氮30%处理,小麦、玉米产量明显降低。减氮30%处理显著降低了籽粒、秸秆中氮素吸收量;小麦-玉米两季作物籽粒氮、秸秆氮和钾吸收量分别降低了13.4%、43.4%和19.4%。减氮15%-30%处理中0-200 cm土壤剖面硝酸盐累积量也明显降低,尤其是0-120 cm土层。此外,30%减氮处理在小麦-玉米收获后,0-200 cm土壤剖面中N盈余最低,小麦收获时仅为9.9 kg ha~(-1),表明氮素投入不足。总体来看,与传统施肥相比,小麦-玉米轮作体系中氮肥用量至少可以减少15%,即施氮量分别为127.5和159.4 kg ha~(-1)。综上,研究结果表明小麦高留茬还田-玉米深松还田或粉碎直接还田处理能够减少氮素损失,促进植株养分吸收。在小麦高留茬-玉米秸秆粉碎直接还田基础上,该体系氮肥用量至少可以减少15%。因此,综合考虑氮素平衡、氮素利用及产量等因素,推荐关中地区小麦玉米轮作体系,在秸秆还田基础上的施氮量为:小麦和玉米季分别为127.5和159.4 kg ha~(-1)。
【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S513;S512.1

【参考文献】