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洞庭湖区典型稻田玉米水稻轮作下土壤—作物系统对施氮措施的响应

Response of Soil-Crop System to Different Nitrogen Fertilization Practices Under Maize and Rice Cropping System in the Paddy Soil of Dongting Lake Plain

作     者:房康睿 龙世平 彭斯文 陈山 廖育林 徐新朋 赵士诚 仇少君 何萍 周卫 FANG KangRui;LONG ShiPing;PENG SiWen;CHEN Shan;LIAO YuLin;XU XinPeng;ZHAO ShiCheng;QIU ShaoJun;HE Ping;ZHOU Wei

作者机构:中国农业科学院农业资源与农业区划研究所/北方干旱半干旱耕地高效利用全国重点实验室/农业农村部植物营养与肥料重点实验室 湖南省农业科学院 

出 版 物:《中国农业科学》 (Scientia Agricultura Sinica)

年 卷 期:2024年第57卷第10期

页      面:1979-1994页

核心收录:

学科分类:07[理学] 09[农学] 0901[农学-作物学] 0713[理学-生态学] 

基  金:农田智慧施肥项目(05) 中国农业科学院创新工程(CAAS-CSAL-202302) 湖南省重点研发项目(2021NK2029) 

主  题:玉米水稻轮作 产量 施肥措施 土壤类型 氮肥利用效率 土壤碳氮 

摘      要:【目的】双季稻田水旱轮作后能够提高作物产能降低土壤有机质含量,但水旱轮作后化肥氮素配施不同有机物料对作物产量、氮素利用效率及有机质含量影响的报道较少。【方法】以玉米水稻轮作为研究对象,于2015—2021年在洞庭湖区紫潮泥和红黄泥两种双季稻田上设置不施氮肥(CK)、单施化肥(NPK)、NPK+秸秆还田(NPKS)、NPK+有机肥(NPKM)、NPK+生物炭(NPKB)5种处理,探讨在两种土壤上不同施肥处理的作物产量、养分利用效率和土壤碳氮含量及平衡的变化。【结果】紫潮泥和红黄泥6年试验的平均玉米产量、水稻产量和年总产量分别为5.7、7.3和12.9 t·hm-2,三者在紫潮泥中的产量都略高于红黄泥,但差异都不显著。与NPK处理相比,NPKM处理使两种土壤的玉米和水稻平均产量分别显著(P0.05)提高10.6%、4.20%。在所有处理中,NPKM处理玉米产量最高,为6.0 t·hm-2;NPKB处理水稻产量最高,为7.5 t·hm-2。NPKM和NPKB处理的6年平均年总产量分别显著(P0.05)高于其他处理,但NPKM和NPKB处理间差异不显著。与其他处理相比,NPKM处理显著(P0.05)提高了玉米水稻的化肥氮素回收率、农学效率和偏生产力,玉米季6年平均值分别为66.3%、39.5kg·kg-1、56.0 kg·kg-1,水稻季6年平均值分别为53.8%,21.9 kg·kg-1、68.6 kg·kg-1。NPKB处理较NPK、NPKS显著(P0.05)提高了玉米水稻的化肥氮素农学效率和偏生产力,较NPK处理显著(P0.05)提高了玉米化肥氮素回收率。两种土壤有机碳、全氮含量从第4年(2019年)开始显著下降。与试验开始前(2015年)相比,2021年紫潮泥和红黄泥施氮处理年平均有机碳含量分别下降了1.8、0.7 g·kg-1,全氮含量分别下降0.4、0.1 g·kg-1;两种土壤NPKM处理的土壤有机碳平均含量下降幅度最小、NPKB处理次之。NPKM处理的碳、氮投入量最高,平均土壤有机碳、全氮损失量最小,分别为0.48 t C·hm-2·a-1、94.7 kg N·hm-2·a-1。【结论】双季稻田水旱轮作后,化肥与有机肥、生物炭配施能提高作物产量和延缓土壤有机质下降,试验期间化肥配施有机肥处理玉米平均产量最高,化肥配施生物炭处理水稻平均产量最高。

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