长期有机无机肥配施下玉米氮素利用率和红壤碱解氮含量的阶段性变化
吸收量,盈余,1材料与方法,1试验地概况,2试验设计,3样品采集和指标测定,4数据计算与统计分析,2结果与分析,1施肥处理各试验阶段玉米周年产量,2施肥处理各试验阶段玉米氮肥偏生产力,3施肥处理各
宋惠洁,胡丹丹,邬 磊,都江雪,胡志华,张文菊,李大明,余红英,柳开楼*(1 江西省红壤及种质资源研究所 / 国家红壤改良工程技术研究中心 / 农业农村部酸化土改良与利用重点实验室,江西南昌 330046;2 中国农业科学院农业资源与农业区划研究所,北京 100081;3 九江市农业技术推广中心,江西九江 332000)
21世纪以来,玉米种植业蓬勃发展,已发展成我国第一大粮食作物。但是,农民传统管理措施[1]与土壤肥力[2]限制了玉米产量的提高,制约了农民的增产增收。肥料投入是当前提高作物产量的主要途径之一,氮是玉米生长不可或缺的营养元素,外源氮肥是保障玉米氮素吸收的重要措施。红壤作为我国南方丘陵区重要的耕地资源,普遍存在土壤肥力低[3],水土流失[3]、土壤酸化[4]等问题,作物生长发育对外源氮肥的依赖度很高。过度的氮肥投入又加剧了土壤酸化[5]和水体污染[6],形成恶性循环。据研究报道[7–8],我国红壤旱地单季作物有机氮、无机氮投入量分别为75.59、224.8 kg/hm2,年际氮盈余为167.6 kg/hm2。土壤中盈余的氮素部分储存在土壤中供下季作物吸收,部分通过硝化淋溶和气态形式损失[9]。因此,科学的氮肥管理方式,对于建立作物产量、经济效益和环境可持续发展间的平衡关系显得尤为重要。
大量研究证实,在我国红壤区有机无机肥配施是一种重要的、可确保土壤–作物生产系统稳定高效运转的氮素管理方法,可以有效提升农作物氮肥利用率,维持农田系统氮素平衡[10–12]。有机肥可促进微生物对农田铵态氮和硝态氮的同化,减轻土壤酸化程度[12]。施用有机肥作物的氮素吸收量和氮素回收利用率较施用化肥可分别提高155.2%和73.91%。Duan等[13–14]通过长期定位试验发现,有机无机肥配施处理的氮肥利用率平均为49%,最高达70%。然而,长期施用氮肥也导致氮素盈余量的增加,He等[15]的研究表明,我国氮素盈余量1984—2010年间呈现逐渐增加趋势,2010—2014年呈现逐渐降低的趋势,以东南地区的氮盈余值最大(93.4~129.7 kg/hm2)。Liu等[16]在马铃薯的研究发现,随着施氮量的增加,红壤中的氮素盈余逐渐增加,当氮盈余量超过94.3~100.0 kg/hm2时,硝态氮淋失风险呈指数级增加。许多研究证明,有机氮替代部分化肥氮[17–18]、合理的有机无机肥配施[19–23],均可有效降低土壤氮盈余与潜在的面源污染风险。然而,氮素盈余与土壤氮素供应能力的相关关系还缺乏深入研究。因此,本研究以红壤双季玉米为对象 ......
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