減量施氮下玉米-大豆套作系統(tǒng)的氮素高效利用機(jī)理研究.pdf

1、氮肥在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中占據(jù)著重要的地位。施用氮肥對增加糧食產(chǎn)量和保障糧食安全具有重要的意義，但氮肥的過量投入也帶來了嚴(yán)重的生態(tài)環(huán)境問題。因此，減量施氮技術(shù)的發(fā)展成為了各國農(nóng)業(yè)專家和學(xué)者的研究熱點(diǎn)。近年來，在我國西南地區(qū)，玉米-大豆帶狀套作發(fā)展迅速，其種植技術(shù)體系日趨成熟，對當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)增產(chǎn)和農(nóng)民增收作出重要貢獻(xiàn)，但該模式中的施肥技術(shù)仍沿用傳統(tǒng)的玉米-甘薯模式，或以玉米、大豆單季作物獨(dú)立施用，施氮總量大，技術(shù)復(fù)雜，氮肥利用效率低，損失嚴(yán)重，限制了該

2、模式進(jìn)一步推廣應(yīng)用。因此，本研究通過多年大田試驗(yàn)，結(jié)合池栽15N同位素示蹤技術(shù)，研究了玉米單作(MM)、大豆單作(SS)、玉米-大豆套作(IMS)及不施N(NN)、減量施N（RN:180 kg N.hm-2）、常量施N（CN:240 kg N.hm-2）下玉米、大豆的作物產(chǎn)量、N素吸收利用、N肥殘留及損失、土壤N素轉(zhuǎn)化的變化規(guī)律，旨在探明玉米-大豆套作系統(tǒng)中作物對N素的吸收特性，揭示減量施N下玉米-大豆套作系統(tǒng)的N高效利用機(jī)理。研究結(jié)果

3、如下:
　　1.與MM(SS)相比，IMS下玉米的莖葉生物量無顯著變化，籽粒產(chǎn)量降低3.49％;大豆的莖葉生物量顯著降低，籽粒產(chǎn)量顯著增加9.71％; MM(SS)下，施N相對于不施N提高了玉米、大豆的莖葉生物量和玉米的籽粒產(chǎn)量，施N處理間玉米的籽粒產(chǎn)量以CN最高，大豆的則以RN最高;IMS下，施N相對于不施N提高了玉米、大豆的莖葉生物量和籽粒產(chǎn)量，施N處理間均在RN下獲得最高。
　　2.與MM(SS)相比，IMS下玉米莖葉

4、吸N量增加，籽粒吸N量降低，大豆莖葉吸N量降低，籽粒吸N量增加。RN下，IMS的N肥吸收利用率比MM的高99.87％，土壤N貢獻(xiàn)率低18.12％，N肥農(nóng)學(xué)利用率比MM和SS的分別高21.77％、138.67％。施N與不施N相比，顯著提高了單、套作下玉米、大豆植株的吸N量。RN與CN相比，IMS下，玉米、大豆植株總吸N量分別提高12.17％、12.24％; IMS的N肥吸收利用率提高100.95％，N肥農(nóng)學(xué)利用率提高95.09％，土壤N貢

5、獻(xiàn)率降低10.94％。
　　3.隨土壤層次的增加，玉米、大豆的土壤NO3--N累積量和15N殘留量逐漸降低，殘留氮素主要集中在0-40cm土層中。與MM(SS)相比，IMS下，玉米的土壤NO3--N累積量、15N殘留量增加，大豆的土壤NO3--N累積量降低，15N殘留量增加。MM、SS及IMS下，RN-NH415NO3處理的玉米、大豆的15N殘留量顯著高于RN-15NH4NO3的。IMS的氨揮發(fā)累積量與MM的差異不顯著，但其損失率

6、顯著降低。IMS的N2O排放量及其損失率均低于MM和SS的。RN與CN相比顯著降低了IMS的氨揮發(fā)累積量及其損失率、N2O排放量及其損失率。
　　4.與MM(SS)相比，IMS下，玉米土壤NO3--N、NH4+-N及全N含量增加，大豆土壤NO3--N及全N含量降低，土壤NH4+-N含量增加。與MM(SS)相比，IMS下，玉米、大豆土壤的硝化作用強(qiáng)度和氨化作用強(qiáng)度增加，大豆土壤固N(yùn)作用強(qiáng)度降低。IMS下，RN與CN相比，大豆的土壤硝

7、化作用強(qiáng)度提高12.69％，玉米、大豆的土壤氨化作用強(qiáng)度降低23.69％、7.93％，玉米、大豆的土壤固N(yùn)作用強(qiáng)度提高26.31％、32.53％。
　　5.與MM(SS)相比，IMS增加了玉米莖葉總N含量，莖葉、籽粒的15N％豐度及15N吸收量和大豆莖總N含量、莢、籽粒的15N％豐度及15N吸收量。與RN-NH415NO3相比，RN-15N H4NO3處理下玉米、大豆的植株15N％豐度及15N吸收量顯著增加，其中，IMS下，玉米、