耕层水肥调控对土壤深层累积硝态氮的生物有效性及运移的影响

摘要

本研究选在典型的农产区华北平原，以小麦-玉米为供试作物，布置田间试验，综合考虑不同水肥调控措施下，作物对土壤深层累积氮素生物有效性的影响。通过在小麦、玉米生育期设置不同耕层灌溉量、氮肥和磷肥施入量，在前茬小麦季进行15N微区标记，系统研究了小麦、玉米土壤硝态氮的动态变化、不同水肥管理作物根系生长状况、作物对标记15N的利用及作物收获后土壤剖面中残留标记15N的分布规律，以阐明小麦-玉米种植体系下，水肥调控对作物吸收深层累积硝态氮的影响特征，深层硝态氮的累积运移规律，为以后建立更具体的田间管理措施提供理论依据。主要结论如下：
　　 在该试验条件下，耕层水肥调控措施对前茬小麦地上部生物量产生影响。通过耕层合理的水肥调控，结果表明减氮控磷节水，由于充分发挥和利用作物根系的持续吸收氮素养分功能，在节约资源的前提下，并没减少地上部生物产量。
　　 在水氮调控条件下，小麦季耕层减氮传统灌水、减氮节水、施氮传统灌水、施氮节水对标记15N 利用率分别为8.4％和22.4％，12.4％和16.3％，相应处理玉米对残留15N 利用率分别为5.5％，1.5％，1.7％和2.2％，耕层减氮节水有助于发挥深层累积硝态氮的生物有效性。在节水控磷条件下，小麦季不施磷、低磷、高磷15N 利用率为6.8％，16.4％和11.2％；玉米对残留15N 利用率对应为1.2％,2.5％和2.2％。耕层适量节水控磷提高作物15N 利用率，过量则起抑制作用。
　　 耕层合理的水肥调控，充分发挥和利用作物根系的持续吸收功能。耕层节水减氮有利于根系下扎，前茬小麦减氮节水深层根系发育最好,80～150cm根长密度占0～150cm 整体比例为32.3％，后作玉米减氮传统灌水80～150cm根长密度占0～150cm整体比例最高为17.1％。耕层节水控磷促进中下层根系的发育，前茬小麦低磷处理60～120cm根长密度为12.97cm/cm3，后作玉米施磷处理80～150cm根长密度占0～150cm 整体比例分别为22.8％、26.6％。根系分布特征与作物对深层标记15N 利用率相协调。
　　 受水氮调控影响，小麦收获后，15N 垂直上移30cm，下移50cm，除减氮传统灌水在标记区域扩散外，其余处理累积峰自110cm 下移30cm；15N 水平运移距离越远，含量越低，将超出15cm。玉米收获后，15N 垂直上移90cm，下移70cm。受水磷调控影响，小麦收获后，15N 垂直上移50cm，下移70cm，累积峰下移30cm；玉米收获后，15N 主要分布于100～180cm，其前锋已移出200cm 土层，累积峰下移50cm。
　　 不同小麦、玉米生育期的土壤硝态氮的变化受氮肥输入影响极为严重。在小麦越冬期和返青期土壤硝态氮受耕层水肥调控影响微弱，在拔节期、孕穗期和收获期，水分养分均成为硝态氮变化的关键因素；玉米受降雨影响，整个生长季受灌溉影响弱于小麦季，三叶期变化不大，十叶期、大喇叭口期和收获期有影响。

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2 材料与方法

3 结果与分析

4 结论与讨论

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