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作物杂志,2021, 第4期: 130–135 doi: 10.16035/j.issn.1001-7283.2021.04.020

• 生理生化·植物营养·栽培耕作 • 上一篇    下一篇

长期定位施肥对土壤有机质、不同形态氮含量及作物产量的影响

刘学彤1(), 郑春莲1, 曹薇2, 党红凯1, 曹彩云1,3, 李晓爽4, 李科江1,3, 马俊永1,3()   

  1. 1河北省农林科学院旱作农业研究所,053000,河北衡水
    2衡水市农机管理总站,053000,河北衡水
    3河北省农作物抗旱研究重点试验室,053000,河北衡水
    4衡水学院生命科学学院,053000,河北衡水
  • 收稿日期:2020-08-07 修回日期:2020-09-04 出版日期:2021-08-15 发布日期:2021-08-13
  • 通讯作者: 马俊永
  • 作者简介:刘学彤,主要从事作物养分资源管理研究,E-mail：liuxuetong349@163.com
  • 基金资助:
    国家重点研发计划粮食丰产增效科技创新课题(2016YFD0300205-04);河北省现代农业产业技术体系小麦产业创新团队项目;河北省重点研发项目(19226438D);河北省农林科学院创新工程项目(2019-4-6-1);河北省农林科学院创新团队项目

Effects of Long-Term Located Fertilization on Soil Organic Matter, Nitrogen Forms and Crop Yields

Liu Xuetong1(), Zheng Chunlian1, Cao Wei2, Dang Hongkai1, Cao Caiyun1,3, Li Xiaoshuang4, Li Kejiang1,3, Ma Junyong1,3()   

  1. 1Dryland Farming Institute of Hebei Academy of Agriculture and Forestry Sciences, Hengshui 053000, Hebei, China
    2Hengshui Management Station of Agricultural Machinery, Hengshui 053000, Hebei, China
    3The Key Laboratory of Crop Drought-Resistance Research of Hebei Province, Hengshui 053000, Hebei, China
    4Department of Biology, Hengshui University, Hengshui 053000, Hebei, China
  • Received:2020-08-07 Revised:2020-09-04 Online:2021-08-15 Published:2021-08-13
  • Contact: Ma Junyong

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10

PDF (PC)

472

摘要：

通过长期定位试验,研究不同施肥处理对河北省低平原区土壤有机质、不同氮形态含量及作物产量的影响,旨在为该区冬小麦–夏玉米轮作系统秸秆全量还田下土壤肥力和作物产量的提高提供理论依据。结果表明,经过36个小麦玉米轮作周期的不同施肥处理后,与不施肥处理（CK）相比,施肥可以提高土壤有机质和全氮含量,且随化肥施用量的增加而逐渐增加。在化肥施用量≤N 360kg/hm2+P2O5 240kg/hm2时,秸秆还田较不还田可显著提高土壤有机质和全氮含量,在化肥施用量为N 540kg/hm2+P2O5 360kg/hm2时,增加速度减缓。与CK相比,长期施肥提高了土壤碱解氮和硝态氮含量,而对土壤铵态氮含量没有显著影响。单施化肥时,表层土壤碱解氮和硝态氮含量随氮肥施用量的增加而增加;在秸秆还田下,N360+P240+S9000处理表层土壤碱解氮和硝态氮含量最高。施肥显著提高了作物产量,单施化肥处理,小麦、玉米产量均随施肥量的增加而逐渐增加;秸秆还田条件下,小麦产量在化肥施用量≤N 360kg/hm2+P2O5 240kg/hm2时较单独施用化肥的处理增产。由以上结果可知,长期施肥可提高土壤肥力,增加土壤有机质和全氮含量,适宜的氮肥施用量配合秸秆还田可固持土壤有机碳和全氮,过量氮肥不利于土壤有机质的累积。长期单施化肥或化肥配合秸秆还田均可提高土壤碱解氮和硝态氮含量,对土壤铵态氮含量无显著影响。长期施肥可提高作物产量,在秸秆还田条件下,化肥施用量为N 360kg/hm2+P2O5 240kg/hm2时,增产效果较好。

关键词: 长期施肥, 秸秆还田, 土壤有机质, 全氮, 作物产量

Abstract:

To provide a basis for promoting soil fertility and increasing crop yield for winter wheat and summer maize rotation system under the straw returning in Hebei low plain, it is necessary to study the effects of long-term located fertilization test on soil organic matter, nitrogen forms, and crop yields. The results showed that after 36 wheat-maize rotation cycles of fertilizer experiment, compared with CK, the soil organic matter and total N and gradually increased with the increase of chemical fertilizer application. When the application of chemical fertilizer was less than or equal to N 360kg/ha+P2O5 240kg/ha, compared with no straw returning, the straw returning could significantly increase treatments of soil organic matter and total N, and the increasing rate was decreased under the treatment of N 540kg/ha+P2O5 360kg/ha. Compared with CK, long-term fertilization increased soil alkali-hydrolyzable nitrogen (AHN) and NO3--N contents, however, NH4+-N was not affected. The contents of soil AHN and NO3--N increased with the increase of N fertilizer application with only chemical fertilizer treatments. Under straw returning, the contents of soil AHN and NO3--N were the highest under the treatment of N360+P240+S9000. Fertilization significantly increased crop yield, with the single application of chemical fertilizers, the wheat and maize yields were increased gradually with the increase of fertilizer. When the application of chemical fertilizer was less than or equal to N 360kg/ha + P2O5 240kg/ha, compared with only chemical fertilizer, could increase wheat yield under the condition of straw returning. The long-term fertilization enhanced soil fertility and increased soil organic matter and total N, soil organic carbon and total N could be increased by suitable nitrogen application combined with straw returning, and excessive N fertilizer was not conducive to the accumulation of soil organic matter. Both long-term single application of chemical fertilizer and chemical fertilizer combined with straw returning could increase the contents of soil AHN and NO3--N, but had no significant effect on the content of soil NH4+-N. And it also could increase crop yields. The effects of increasing yield of the application of chemical fertilizer (N 360kg/ha+P2O5 240kg/ha) was better than other fertilizering treatments.

Key words: Long-term fertilization, Straw returning, Soil organic matter, Total N, Crop yield

表1

试验处理

处理Treatment N P2O5 玉米秸秆Maize straw
CK 0 0 0
N180+P120 180 120 0
N360+P240 360 240 0
N540+P360 540 360 0
S9000 0 0 9000
N180+P120+S9000 180 120 9000
N360+P240+S9000 360 240 9000
N540+P360+S9000 540 360 9000

图1

不同处理土壤有机质含量 不同小写字母表示差异显著（P<0.05）,下同

图2

不同处理土壤全氮含量

表2

不同处理表层（0~20cm）土壤不同形态氮含量及占全氮的百分比

处理
Treatment		 各形态氮含量Contents of different kinds of soil N (mg/kg) 占全氮百分比Percentage in total N (%)
碱解氮AHN 硝态氮NO3--N 铵态氮NH4+-N 碱解氮AHN 硝态氮NO3--N 铵态氮NH4+-N
CK 51.0±1.7e 1.3±0.2d 2.5±0.6a 5.7 0.14 0.28
N180+P120 64.3±6.6cd 7.8±0.3bcd 2.4±0.4a 6.4 0.78 0.24
N360+P240 67.5±6.4cd 8.0±0.9bcd 2.2±0.4a 6.2 0.73 0.20
N540+P360 80.3±2.9ab 15.3±10.4ab 2.8±0.9a 6.4 1.22 0.22
S9000 62.8±6.4d 2.8±1.7cd 2.8±0.8a 6.0 0.27 0.26
N180+P120+S9000 72.3±4.2bc 10.1±0.5abc 2.3±0.7a 6.4 0.89 0.21
N360+P240+S9000 82.3±3.0a 17.5±2.6a 2.3±0.5a 6.9 1.47 0.19
N540+P360+S9000 81.8±2.2a 15.4±2.6ab 2.2±0.6a 6.3 1.18 0.17

表3

不同处理2016、2017年小麦和玉米产量

处理
Treatment		 2016 2017 平均产量Average yield
小麦Wheat 玉米Maize 小麦Wheat 玉米Maize 小麦Wheat 玉米Maize
CK 1333±210d 4948±266e 1333±257c 6753±547f 1383±226c 5850±387f
N180+P120 6358±745c 8088±352c 4889±847b 9715±974d 5624±669b 8902±410d
N360+P240 9482±280a 9430±339a 8383±371a 11194±247bc 8933±195a 10312±252abc
N540+P360 9803±647a 8909±212ab 9507±1191a 12432±872ab 9655±881a 10670±401ab
S9000 1500±393d 6205±235d 1247±130c 8351±668e 1333±214c 7278±451e
N180+P120+S9000 7926±329b 8858±165b 4531±635b 10599±425cd 6229±207b 9729±259c
N360+P240+S9000 9939±278a 9403±152ab 9223±501a 10472±1044cd 9581±155a 9938±544bc
N540+P360+S9000 9556±812a 8986±511ab 8766±428a 12707±735a 9161±618a 10847±486a
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