秸秆还田下减氮对土壤养分、酶活性和冬小麦产量的影响

doi:10.16035/j.issn.1001-7283.2023.04.030

摘要/Abstract

摘要：

为探索豫东地区冬小麦减量施氮潜力，通过连续3年定位试验，研究了秸秆还田下减量配施氮肥对土壤养分、酶活性和小麦产量的影响。结果表明，与秸秆移除下施全氮相比，秸秆还田下减量施氮有利于土壤有机质含量增加，其中氮肥减量20%和减量40%的处理能显著提高土壤有机质含量。减量施氮对土壤全氮和有效磷含量无显著影响；秸秆还田能提高土壤速效钾含量，但氮肥减量20%和减量40%处理土壤速效钾含量增加幅度较小，约为6.5%，除两者外，其余处理均与秸秆移除处理存在显著性差异。秸秆还田对土壤pH有一定正效应，能减缓土壤酸化程度，但差异未达到显著水平；秸秆还田下配施氮肥能增加土壤过氧化氢酶、碱性磷酸酶和蔗糖酶活性，且减量施氮更利于土壤酶活性的提升。秸秆还田配施氮肥对土壤脲酶活性无显著影响；秸秆还田下减氮20%和减氮40%处理产量均处于较高水平，且穗粒数、千粒重与全量氮肥处理相比无显著差异，减氮40%处理的穗数也处于最高水平，但与其他处理差异不显著。可见减氮40%（180kg/hm²）并结合秸秆还田可获得较高产量。

关键词: 秸秆还田, 减量施氮, 土壤养分, 酶活性, 产量

Abstract:

In order to explore the potential of nitrogen reduction in winter wheat planting in eastern Henan province, the effects of straw returning and reducing nitrogen application on soil nutrients, enzyme activities and yield by three-year field experiment were studied. The results showed that compared with the total nitrogen treatment with straw removal, the reducing nitrogen application under straw returning was beneficial to the increase of soil organic matter content. The reduction of nitrogen application with 20% and 40% could significantly increase the soil organic matter content. Reducing nitrogen application had no significant effect on the contents of soil total nitrogen and available phosphorus. The straw returning could increase the content of soil available potassium, the increase range of soil available potassium was about 6.5% under 20% and 40% reduction nitrogen application treatments, respectively, except the two treatments, the other treatments had significant differences with the straw removal treatment. There were certain positive effects with straw returning on soil pH, and straw returning could be slowed down the degree of soil acidification, but it was not significant. Straw returning and nitrogen application could increase the soil catalase, alkaline phosphatase and sucrase activities, and reducing nitrogen application was more beneficial to the increase of soil enzyme activity. There was no significant effect on soil urease activity by straw returning and reducing nitrogen application. The yields of the 20% and 40% reduction in nitrogen application treatments were at a high level, and there was no significant difference in grain number per spike, 1000-grain weight with total nitrogen application treatment. The spike number of the 40% reduction nitrogen application treatment was the highest, but there was no significant difference with other treatments. In conclusion, the 40% reduction nitrogen application (180kg/ha) with straw returning to field still had high yield.

Key words: Straw returning, Reducing nitrogen application, Soil nutrients, Enzyme activities, Yield

刘红杰, 任德超, 倪永静, 葛君, 张素瑜, 吕国华, 胡新. 秸秆还田下减氮对土壤养分、酶活性和冬小麦产量的影响[J]. 作物杂志, 2023 (4): 210–214

Liu Hongjie, Ren Dechao, Ni Yongjing, Ge Jun, Zhang Suyu, Lü Guohua, Hu Xin. Effects of Straw Returning and Reducing Nitrogen Application on Soil Nutrients, Enzyme Activities and Wheat Yield[J]. Crops, 2023(4): 210–214

图/表 4

表1

表2

表3

图1

参考文献 29

[30]	叶盛嘉, 郑晨萌, 张影, 等. 氮肥减量配施有机肥对豫中地区冬小麦―夏玉米轮作生产力和土壤性质的影响. 中国生态农业学报, 2021, 30(6):900-912.
[31]	王金金, 刘小利, 刘佩, 等. 秸秆还田条件下减施氮肥对旱地冬小麦水氮利用、光合及产量的影响. 麦类作物学报, 2020, 40(2):210-219.
[1]	南雄雄, 田霄鸿, 张琳, 等. 小麦和玉米秸秆腐解特点及对土壤中碳、氮含量的影响. 植物营养与肥料学报, 2010, 16(3):626-633.
[2]	毕于运, 王亚静, 高春雨, 等. 中国主要秸秆资源数量及其区域分布. 农机化研究, 2010, 32(3):1-7.
[3]	张唯乐, 戴志刚, 任涛, 等. 不同水旱轮作体系秸秆还田与氮肥运筹对作物产量及养分吸收利用的影响. 中国农业科学, 2016, 49(7):1254-1266.
[4]	王宜伦, 刘天学, 赵鹏, 等. 施氮量对超高产夏玉米产量与氮素吸收及土壤硝态氮的影响. 中国农业科学, 2013, 46(12):2483-2491. doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2013.12.009
[5]	赵吉平, 权宝全, 郭鹏燕, 等. 秸秆还田与施氮量对土壤质量及小麦产量的影响. 华北农学报, 2021, 36(2):176-181. doi: 10.7668/hbnxb.20191555
[6]	薛志伟, 杨春玲. 秸秆还田条件下氮肥用量对冬小麦生长发育及产量的影响. 作物研究, 2021, 35(3):200-204.
[7]	Miao Y X, Stewart B A, Zhang F S. Long-term experiments for sustainable nutrient management in China. A review. Agronomy for Sustainable Development, 2011, 31(2):397-414. doi: 10.1051/agro/2010034
[8]	Ninh H T, Grandy A S, Wickings K, et al. Organic amendment effects on potato productivity and quality are related to soil microbial activity. Plant and Soil, 2015, 386(1/2):223-236. doi: 10.1007/s11104-014-2223-5
[9]	Sun R, Guo X, Wang D, et al. Effects of long-term application of chemical and organic fertilizers on the abundance of microbial communities involved in the nitrogen cycle. Applied Soil Ecology, 2015, 95:171-178. doi: 10.1016/j.apsoil.2015.06.010
[10]	Chen Y, Xin L, Liu J, et al. Changes in bacterial community of soil induced by long-term straw returning. Scientia Agricola, 2017, 74(5):349-356. doi: 10.1590/1678-992x-2016-0025
[32]	杨宪龙, 路永莉, 同延安, 等. 长期施氮和秸秆还田对小麦―玉米轮作体系土壤氮素平衡的影响. 植物营养与肥料学报, 2013, 19(1):65-73.
[11]	成臣, 汪建军, 程慧煌, 等. 秸秆还田与耕作方式对双季稻产量及土壤肥力质量的影响. 土壤学报, 2018, 55(1):247-257.
[12]	杨艳华, 苏瑶, 何振超, 等. 还田秸秆碳在土壤中的转化分配及土壤有机碳库影响的研究进展. 应用生态学报, 2019, 30 (2):668-676.
[13]	董印丽, 李振峰, 王若伦, 等. 华北地区小麦、玉米两季秸秆还田存在问题及对策研究. 中国土壤与肥料, 2018(1):159- 163.
[14]	吴玉红, 郝兴顺, 田霄鸿, 等. 秸秆还田与化肥减量配施对稻茬麦土壤养分、酶活性及产量影响. 西南农业学报, 2018, 31 (5):998-1005.
[15]	鲁如坤. 土壤农业化学分析方法. 北京: 中国农业科技出版社, 2000.
[16]	关松荫. 土壤酶及其研究法. 北京: 农业出版社,1986.
[17]	Yang Y H, Su Y, He Z C, et al. Transformation and distribution of straw-derived carbon in soil and the effects on soil organic carbon pool: A review. The Journal of Applied Ecology, 2019, 30(2):668-676.
[18]	严奉君, 孙永健, 马均, 等. 秸秆覆盖与氮肥运筹对杂交稻根系生长及氮素利用的影响. 植物营养与肥料学报, 2015, 21 (1):23-35.
[19]	宋朝玉, 王圣健, 宫明波, 等. 小麦―玉米周年秸秆还田模式下氮肥利用特征的分析. 山东农业科学, 2020, 52(10):113-118.
[20]	郑顺安, 刘代丽, 章明奎, 等. 长期秸秆还田对污染农田土壤与农产品重金属的影响. 水土保持学报, 2020, 34(2):354-359.
[21]	马丽娜, 马俊祥, 王冬梅, 等. 秸秆还田与施氮量对盐碱粳稻区土壤养分及产量的影响. 吉林师范大学学报(自然科学版), 2021, 42(4):134-140.
[22]	戴志刚, 鲁剑巍, 李晓坤, 等. 不同作物还田秸秆的养分释放特征试验. 农业工程学报, 2010, 26(6):272-276.
[23]	谢占军, 柳赟博, 韩瑛祚, 等. 秸秆还田条件下氮肥对玉米产量和土壤肥力的影响. 辽宁农业科学, 2021(2):31-33.
[24]	张珊, 石祖梁, 杨四军, 等. 施氮和秸秆还田对晚播小麦养分平衡和产量的影响. 应用生态学报, 2015, 26(9):2714-2720.
[25]	王学敏, 刘兴, 郝丽英, 等. 秸秆还田结合氮肥减施对玉米产量和土壤性质的影响. 生态学杂志, 2020, 39(2):507-516.
[26]	路怡青, 朱安宁, 张佳宝, 等. 免耕和秸秆还田对小麦生长期内土壤酶活性的影响. 生态与农村环境学报, 2013, 29(3):329-334.
[27]	宫秀杰, 钱春荣, 曹旭, 等. 玉米秸秆还田配施氮肥对土壤酶活、土壤养分及秸秆腐解率的影响. 玉米科学, 2020, 28(2):151-155.
[28]	刘玮斌, 田文博, 陈龙, 等. 不同秸秆还田方式对土壤酶活性和玉米产量的影响. 中国土壤与肥料, 2019, 283(5):25-29.
[29]	高日平, 刘小月, 杜二小, 等. 垄膜沟播与秸秆还田对内蒙古黄土高原玉米农田土壤水分、酶活性及产量的影响. 中国农业科技导报, 2021, 23(11):181-190.

相关文章 15

[1]	周文丽, 郝淼艺, 张仁和. 高密度种植下氮肥对玉米根系生长及氮代谢的影响[J]. 作物杂志, 2026, (1): 125–132
[2]	马小明, 齐翔鲲, 谭雪, 史孟豫, 王玉凤, 付健, 杨克军. 免耕秸秆覆盖对半干旱区土壤团聚体稳定性和玉米产量的影响[J]. 作物杂志, 2026, (1): 152–159
[3]	谢富欣, 江晓林, 李成焕, 张文菁, 王飞雪, 胡卫丽, 梅鸿献, 何革命, 刘焱. 芝麻叶菜采摘时期对主要经济产量性状的影响及综合效益分析[J]. 作物杂志, 2026, (1): 160–166
[4]	施锘, 朱宏强, 杨梦璇, 周艳宾, 代惠娟, 吕鹏辉, 刘波, 王圣丰, 穆文坡, 杜宇. 不同微生物菌肥对烤烟生长发育、产量及品质的影响[J]. 作物杂志, 2026, (1): 189–196
[5]	张乐, 韩云飞, 杜二小, 李保成, 伞薪潼, 刘新雨, 王艳莉, 赵沛义, 任永峰. 有机培肥措施对马铃薯光合特性、养分含量及产量的影响[J]. 作物杂志, 2026, (1): 197–207
[6]	徐浩, 魏全全, 谭洪伟, 芶久兰, 冉雪松, 张萌, 宋南伶, 柳玲玲, 顾小凤, 吕锡斌. 酒糟有机无机复混肥对酒用高粱产量、品质、养分吸收及利用的影响[J]. 作物杂志, 2026, (1): 208–216
[7]	叶晓娟, 刘强. 不同降水年型下春小麦产量对降水、施氮及秸秆覆盖的响应模拟[J]. 作物杂志, 2026, (1): 217–224
[8]	桑瑞娟, 董春阳, 张红妹, 何云, 孙浩, 刘伯帅, 朱晓艳, 马森, 李德锋. 不同生育期刈割对豫北小黑麦草产量、品质和青贮发酵质量的影响[J]. 作物杂志, 2026, (1): 225–230
[9]	杨文高, 袁文珏, 李兆光, 和桂青, 和琼姬, 王蕊, 李燕, 叶磊, 侯志江. 播期对滇西北冬播藜麦农艺性状和产量的影响[J]. 作物杂志, 2026, (1): 257–265
[10]	李青欣, 金秀良, 宋晓, 张珂珂, 郭腾飞, 黄绍敏, 岳克, 丁世杰, 黄明, 李友军. 有机肥部分替代氮肥对豫东冬小麦生长及土壤特性的影响[J]. 作物杂志, 2025, (6): 121–131
[11]	高文瑞, 孙艳军, 韩冰, 张晓青, 王显生, 郑子松. 外源有机硒对设施樱桃番茄产量及果实品质的影响[J]. 作物杂志, 2025, (6): 140–147
[12]	兰秀, 梁振华, 杨海霞, 李恒锐, 阮丽霞, 韦婉羚, 陈会鲜, 何洪良, 黄若兰, 赵春慧, 汤丹峰. 甘蔗―凉粉草间作对土壤理化性质及作物产量的影响[J]. 作物杂志, 2025, (6): 156–163
[13]	秦娜娜, 黄淋华, 陈莹, 王胜谋, 谢勇, 缪凯, 李万明, 戚兰. 叶面喷施丙酰芸苔素内酯对夏大豆光合作用、农艺性状和产量的影响[J]. 作物杂志, 2025, (6): 164–171
[14]	王舒琦, 李建波, 刘志萍, 马宇, 渠佳慧, 巴图, 徐寿军. 不同栽培模式下大麦产量与蛋白质形成的生理机制研究[J]. 作物杂志, 2025, (6): 172–180
[15]	颜小文, 梁俊超, 曾攀, 周红英, 王郅琪, 乐美旺, 孙建. 迟播对秋芝麻主要农艺性状及产量的影响[J]. 作物杂志, 2025, (6): 189–194

Metrics

Viewed

Full text

Abstract

Cited

Shared

Discussed

处理 Treatment	有机质 Organic matter (g/kg)	全氮 Total nitrogen (g/kg)	有效磷 Available phosphorus (g/kg)	速效钾 Available potassium (mg/kg)	pH
T1	19.32±0.68bc	1.10±0.05b	43.35±2.12c	234.64±15.25a	7.52±0.26a
T2	19.36±1.12bc	1.11±1.11b	44.30±0.69bc	217.90±14.16ab	7.67±0.31a
T3	21.16±0.95ab	1.13±1.13b	45.85±1.33bc	202.55±13.37bc	7.51±0.23a
T4	21.80±1.09a	1.17±0.08ab	48.06±1.63a	201.90±8.98bc	7.42±0.15a
T5	20.79±1.25abc	1.31±1.31a	47.40±1.13a	229.57±10.82a	7.19±0.29ab
T6	18.86±0.87c	1.24±1.24ab	46.07±2.40abc	189.58±12.15c	6.95±0.32b

处理 Treatment	过氧化氢酶 Catalase [mg/(g·20min)]	脲酶 Urease [mg/(g·h)]	碱性磷酸酶 Alkaline phosphatase [mg/(g·h)]	蔗糖酶 Sucrase [mg/(g·h)]
T1	3.55±0.18a	11.44±0.71a	0.26±0.01bc	0.48±0.02c
T2	3.47±0.14a	11.52±0.40a	0.33±0.01a	0.57±0.05ab
T3	3.11±0.07b	11.67±0.29a	0.34±0.01a	0.60±0.02a
T4	3.02±0.16bc	11.58±0.75a	0.28±0.02b	0.58±0.02ab
T5	2.63±0.09d	11.49±0.44a	0.24±0.02c	0.53±0.02bc
T6	2.84±0.10cd	11.87±0.77a	0.20±0.01d	0.50±0.03c

处理 Treatment	穗粒数 Grain number per spike	穗数 Spike number (×10⁴/hm²)	千粒重 1000-grain weight (g)	产量 Yield (kg/hm²)
T1	33.80±1.89a	508.00±23.37d	45.37±1.09a	6974.64±313.86c
T2	28.37±1.96c	659.20±16.22ab	45.14±1.81a	7535.97±218.54bc
T3	30.37±1.06bc	706.90±46.66a	43.48±2.34a	8032.50±409.66ab
T4	31.87±1.10ab	602.85±8.65bc	45.92±1.57a	8197.74±323.81a
T5	32.70±1.64ab	599.06±23.66bc	44.38±1.07a	7753.55±269.62ab
T6	32.86±2.14ab	567.94±35.25c	45.73±1.55a	7413.59±380.32bc