秸秆还田和氮肥用量对冬小麦产量和氮素利用的影响

摘要

[目的]在陕西关中小麦-玉米轮作区通过连续7年田间定位试验,探索秸秆还田配施化学氮肥对冬小麦产量、籽粒蛋白质含量、地上部吸氮量、收获期土壤硝态氮残留量及土壤氮素平衡的影响,为小麦增产及氮素高效利用提供科学依据.[方法]试验采用裂区设计,主处理为玉米秸秆还田和不还田,副处理设置5个施氮水平,分别为0(N0,不施用氮肥)、84 kg·hm-2(N84,当地推荐氮肥用量的一半)、168 kg·hm-2(N168,当地推荐氮肥用量)、252 kg·hm-2(N252,高氮肥用量)、336 kg·hm-2(N336,超高氮肥用量).[结果]与秸秆不还田处理相比秸秆还田未提高冬小麦籽粒产量,施用氮肥较不施氮肥小麦增产18％-29％,而超高氮肥用量较推荐氮肥用量有减产风险.秸秆还田和氮肥用量对小麦产量有交互效应.与秸秆不还田处理相比,秸秆还田在氮肥用量为252和336 kg·hm-2时,公顷小麦穗数增加5％-7％,产量平均增加5％-6％.秸秆还田对小麦籽粒蛋白质含量无显著影响,施用氮肥的籽粒蛋白质含量较不施用氮肥增加16％-33％.秸秆还田对小麦地上部吸氮量无显著影响,施用氮肥的地上部吸氮量较不施用氮肥增加36％-72％.秸秆还田和氮肥用量对小麦地上部吸氮量有交互效应.与秸秆不还田处理相比,秸秆还田在氮肥用量为252和336 kg·hm-2时地上部吸氮量平均增加5％-8％.与秸秆不还田相比,秸秆还田使土壤硝态氮残留量平均增加18％,增加的硝态氮含量主要分布在70-170 cm土层.N168处理在秸秆不还田条件下土壤氮处于亏损状态,秸秆还田后有效地弥补了氮亏缺,进一步增加氮肥用量,将大幅增加土壤氮盈余量.相对于秸秆还田,氮肥用量对土壤氮盈余量的影响更大.[结论]秸秆还田配施高氮肥用量能增加小麦产量和地上部吸氮量,但同时增加了土壤硝态氮残留量和氮盈余量.综合考虑小麦籽粒产量、土壤硝态氮残留和土壤表观氮平衡等,秸秆还田配施168 kg·hm-2氮肥更利于维持小麦产量和保护生态环境.