耕作方式與施氮量對小麥玉米一年兩熟農(nóng)田土壤質(zhì)量與生產(chǎn)力的影響.pdf

1、本研究于2011-2012年在山東省龍口市北馬鎮(zhèn)前諸留村和作物生物學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，以大田試驗(yàn)為主，結(jié)合室內(nèi)生理生化分析，系統(tǒng)研究了秸稈還田下常規(guī)、耙耕、旋耕與免耕4種耕作方式和5種施氮量(N0，N1，N2，N3，N4在小麥季分別施用0，52.5，105，157.5和210kg/hm2N，在玉米季分別施用0，67.5，135，202.5和270kg/hm2 N)對土壤物理化學(xué)性狀、微生物特性、氮素轉(zhuǎn)化細(xì)菌及速率、干物質(zhì)積累以及對作物

2、產(chǎn)量、籽粒品質(zhì)的影響，主要研究結(jié)果如下:
　　1、耕作、施氮量對作物產(chǎn)量的影響
　　在冬小麥-夏玉米一年兩熟種植制度下，旋耕與耙耕不會(huì)顯著減少作物周年的產(chǎn)量;免耕的周年產(chǎn)量顯著低于耙耕、旋耕與常規(guī)耕作處理。常規(guī)耕作與耙耕、旋耕耕作周年產(chǎn)量差異不顯著，具體表現(xiàn)為:對于小麥產(chǎn)量最大的為常規(guī)耕作，耙耕、旋耕次之，免耕最低;而耙耕、旋耕比常規(guī)耕作顯著性提高了玉米產(chǎn)量，免耕仍然最低。
　　施氮對作物產(chǎn)量的影響受耕作的影響不盡相同

3、。但普遍表現(xiàn)為N3條件下，提高了小麥與玉米產(chǎn)量，進(jìn)而提高了周年產(chǎn)量。對于小麥產(chǎn)量，N3處理的產(chǎn)量最高。而對于玉米的產(chǎn)量，N3處理產(chǎn)量最高，但耙耕與免耕下，N2的產(chǎn)量與N3處理無顯著性差異，甚至在耙耕處理下N2高于N3的玉米產(chǎn)量，這可能與小麥季氮素沒有充分利用而對玉米季產(chǎn)生的后效有關(guān)。因此，在秸稈還田后，可以通過減少施氮量來得到相應(yīng)的產(chǎn)量輸出。耙耕、旋耕與N3處理沒有影響作物的品質(zhì)。
　　2、耕作、旋氮量對土壤理化性狀的影響

4、　　進(jìn)一步深入分析農(nóng)田作物的土壤生境得出結(jié)論:在高產(chǎn)田條件下，秸稈還田后顯著提高了土壤肥力。旋耕、耙耕與免耕增加土壤容重。施氮量對土壤容重的影響不顯著。耙耕、旋耕有利于小麥季SOC的積累，而常規(guī)耕作顯著增加了玉米季SOC的積累。在免耕條件下，全年的STN顯著高于其它處理，同時(shí)耙耕、旋耕顯著增加了玉米季STN含量。隨施氮量從N0增加到N3，SOC與STN顯著增加。小麥和玉米生產(chǎn)的C/N分別在N3、N2處理下最低，這表明土壤中殘留了較少的氮

5、素，氮被作物充分地使用。隨著施氮量的增加，氮肥的農(nóng)學(xué)利用率、偏生產(chǎn)力和氮收獲指數(shù)顯著降低。在冬小麥的N3處理和夏玉米的N2處理氮肥利用率最高。
　　3、耕作、施氮量對碳代謝的影響
　　微生物特性隨著季節(jié)有顯著性變化。耙耕、旋耕與免耕提高了微生物量碳，同時(shí)也有較高的土壤呼吸速率;玉米秸稈進(jìn)入大田時(shí)，對微生物有激發(fā)效應(yīng)，提高了活躍微生物量及其活性;耙耕、旋耕提高了小麥生長季活躍微生物量及其活性;免耕的活躍微生物量低于其他處理，即

6、使活性較高，仍然不利于秸稈利用，對產(chǎn)量不利。
　　高施氮量N4有較高的微生物量碳積累，其呼吸效率也高于N3處理，不利于作物產(chǎn)量提高。而N3的活躍微生物量與活性與N4周年趨勢差異不大，甚至高于N4，提高了作物對微生物分解產(chǎn)物的利用。
　　4、耕作、施氮量對氮代謝的影響
　　耙耕、旋耕耕作提高了土壤中亞硝化細(xì)菌的菌落形成單位，且有較高的總硝化速率，可以為作物生長提供更多的可利用氮素;免耕可以提高亞硝化細(xì)菌菌落形成單位，但硝

7、化速率低于耙耕、旋耕耕作，同時(shí)提高了反硝化細(xì)菌的菌落形成單位和反硝化速率，致使免耕氮素更多的轉(zhuǎn)化為不能被作物所利用的形式而損失;常規(guī)耕作亞硝化細(xì)菌與反硝化細(xì)菌形成單位和速率也較低，尤其在玉米季，不利于土壤中氮素的轉(zhuǎn)化吸收。
　　N3降低了小麥播種至拔節(jié)期的亞硝化細(xì)菌與反硝化細(xì)菌的菌落形成單位;在小麥開花至玉米大喇叭口期，N3提高了亞硝化細(xì)菌的菌落形成單位，對反硝化細(xì)菌菌落形成單位與N4無顯著性差異，且N3總硝化速率與反硝化速率都小