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不同施氮量对土壤团聚体碳氮含量及小麦产量的影响

2024-05-01分类号:S512.1

【作者】韩潇杰   任志杰   李双静   田培培   卢素豪   马耕   王丽芳   马冬云   赵亚南   王晨阳
【部门】河南农业大学农学院/国家小麦工程技术研究中心  河南农业大学资源与环境学院  
【摘要】目的】探究长期不同施氮量对土壤团聚体碳氮含量及小麦产量的影响,为合理施氮提供理论依据。【方法】基于设置在河南省许昌市张潘镇4个不同施氮水平11年定位试验,施氮量分别为0(N0)、180 kg·hm~(-2)(N1)、240 kg·hm~(-2)(N2)及300 kg·hm~(-2)(N3),分析不同处理土壤碳氮含量、团聚体分布及其碳氮含量的变化,并探寻长期施氮对小麦产量及其构成的调控路径。【结果】随着施氮量增加,各土层土壤团聚体分布呈现大团聚体(>0.25 mm)向微团聚体(0.053—0.25 mm)和粉黏粒组分(<0.053 mm)转化的趋势,显著降低了团聚体平均重量直径(MWD)。土壤碳、氮含量在0—20cm土层随施氮量增加而逐渐上升,20—40 cm土层呈先升高后降低趋势。与N0相比,0—20 cm土层各施氮处理土壤有机碳和全氮含量的平均增幅分别为13.1%—37.2%和19.4%—29.4%;20—40 cm土层的平均增幅分别为15.3%—32.2%和6.1%—29.3%。长期施氮处理显著提高了各粒级团聚体有机碳含量,与N0相比,施氮处理大团聚体有机碳平均含量提高31.6%—62.0%,微团聚体提高8.7%—61.2%,粉黏粒提高14.0%—81.7%。在0—20 cm土层,各粒级团聚体全氮含量亦随施氮量增加而增加,各施氮处理大团聚体、微团聚体和粉黏粒中全氮含量平均增幅分别为32.6%—51.0%、25.7%—35.9%和3.2%—9.7%,且均以N3处理最高。在20—40 cm土层,各粒级团聚体全氮含量随施氮量增加呈先升高后降低趋势,各施氮处理大团聚体、微团聚体和粉黏粒全氮含量平均增幅分别为17.6%—35.2%、11.7%—24.0%和1.1%—12.9%,且均以N1处理最高。研究结果还表明,长期施氮显著增加了小麦成穗数和穗粒数,进而提高了产量。与N0相比,N1、N2和N3处理分别提高小麦产量188.1%、177.3%和173.2%。相关分析与结构方程模型分析表明,小麦产量与土壤碳、氮含量及团聚体中碳、氮含量均呈显著正相关,长期施氮通过改变土壤及团聚体中碳、氮含量进而影响小麦产量。【结论】综上,长期合理施氮提高了土壤及团聚体中碳、氮含量,提升了土壤肥力,促进小麦增产。在本试验条件下以施氮量180 kg·hm~(-2)时最优。
【关键词】氮肥施用量  土壤团聚体  碳、氮含量  小麦产量
【基金】国家重点研发计划(2022YFD2300803);; 河南省重大科技专项(221100110700);; 河南省科技攻关项目(232102111022)
【所属期刊栏目】中国农业科学
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