旱作農(nóng)田地表覆蓋對(duì)土壤氮素礦化及玉米產(chǎn)量的影響.pdf

1、黃土高原降水少及變異性大決定了水資源短缺是農(nóng)作物生產(chǎn)的主要限制因素，為有效利用有限降水，秸稈覆蓋、砂礫覆蓋和地膜覆蓋等抑蒸技術(shù)被廣泛應(yīng)用。地表覆蓋通過(guò)影響土壤溫度與水分而改變土壤有機(jī)氮礦化，進(jìn)而影響玉米各器官生物量和產(chǎn)量，該觀點(diǎn)是本研究假設(shè)的基礎(chǔ)。樹脂芯法(RCT)是目前國(guó)內(nèi)外研究土壤氮素礦化最常用的田間原位培養(yǎng)方法，已被國(guó)內(nèi)外廣泛用于森林、草地、農(nóng)田土壤氮素礦化研究，而用以測(cè)定地表覆蓋農(nóng)田土壤氮素礦化的研究比較少見?；谝陨蟽蓚€(gè)問題，

2、本試驗(yàn)依托陜西長(zhǎng)武農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)國(guó)家野外科學(xué)觀測(cè)研究站定位試驗(yàn)，設(shè)置對(duì)照不覆蓋(BP)、秸稈覆蓋(SM)和地膜覆蓋(FM)3個(gè)處理，采用RCT法研究旱作地表覆蓋農(nóng)田土壤氮素礦化規(guī)律，并測(cè)定不同生育期玉米植株各器官生物量和玉米產(chǎn)量，以期為準(zhǔn)確評(píng)價(jià)旱作覆蓋農(nóng)田土壤有機(jī)氮礦化以及選擇最佳覆蓋材料提供理論依據(jù)。主要研究結(jié)果如下:
　　1、秸稈覆蓋和地膜覆蓋明顯影響0～25cm土層土壤溫度。與對(duì)照相比，2015年和2016年SM處理土壤平均溫

3、度分別下降0.4和0.7℃，而FM處理平均溫度分別增加1.3和0.6℃;不同生育階段覆蓋對(duì)土壤溫度影響的效果不同，各生育期0～25cm土層溫度兩年均表現(xiàn)為FM＞BP＞SM，地膜覆蓋顯著提高耕層土壤溫度。秸稈覆蓋和地膜覆蓋明顯提高了0～20cm土層土壤含水量，2015生育期內(nèi)平均分別增加9.8和14.3％，2016生育期內(nèi)平均分別增加5.7和17.2％。地膜覆蓋在不同階段的影響程度不同:在PT-V10時(shí)期，2015和2016地膜覆蓋土壤含

4、水量均顯著高于露地，但在以后生育階段二者沒有顯著差異，說(shuō)明在生育前期地膜覆蓋保墑效果最佳。
　　2、旱作玉米全生育期不同地表覆蓋條件下0～20cm土層土壤氮素均呈凈固持。但分生育階段看，生育前期以固持為主，后期以凈礦化為主，綜合整個(gè)生育期表現(xiàn)為凈固持。2015年地膜覆蓋、秸稈覆蓋和不覆蓋凈固持量分別為68.0、20.0和17.9mg kg-1，凈礦化量分別為14.7、2.1和16.7mg kg-1;2016年地膜覆蓋、秸稈覆蓋和不

5、覆蓋凈固持量分別為56.7、52.7和53.7mg kg-1，凈礦化量分別為13.7、31.8和26.3mg kg-1，2015年累積礦化量和累積固持量均小于2016年。
　　3、2015年整個(gè)生育期各處理樹脂硝態(tài)氮含量表現(xiàn)為SM(11.2mg kg-1)＞BP(11.1mg kg-1)＞FM(3.8mg kg-1)，2016年表現(xiàn)為SM（10.5mg kg-1）＞BP(9.4mg kg-1)＞FM(2.0mg kg-1)，兩年不

6、同覆蓋處理樹脂硝態(tài)氮含量基本一致，樹脂吸附硝態(tài)氮含量與降雨量高度吻合。2016年秸稈覆蓋的氮素凈礦化量顯著高于不覆蓋對(duì)照，較高的礦化量同時(shí)也增加了秸稈覆蓋0～20cm土壤礦質(zhì)氮的淋失風(fēng)險(xiǎn);地膜覆蓋雖然顯著提高了0～20cm土層土壤溫度和水分，但土壤氮素凈礦化量和氮素凈礦化速率并未顯著增加。
　　4、秸稈覆蓋處理降低了兩年主要生育期各器官生物量，而地膜覆蓋處理顯著增加了兩年主要生育期各器官生物量。與對(duì)照不覆蓋相比，2015年V10、

7、R1、R3、R5時(shí)期秸稈覆蓋植株總生物量分別降低6.2、13.2、11.9和17.1％，地膜覆蓋分別提高47.8、26.4、20.6和19.2％;2016年量秸稈覆蓋分別降低6.7、18.8和增加0.6和4.1％，地表覆蓋分別提高62.6、23.4、25.1和23.4％。
　　5、不同材料地表覆蓋對(duì)產(chǎn)量的影響效果不同。2015年和2016年秸稈覆蓋玉米產(chǎn)量分別降低了18.8和36.1％;而地膜覆蓋分別顯著增產(chǎn)6.4和20.1％。雖