氮肥配施生物炭和脲酶抑制剂对夏玉米-冬小麦产量及氮素利用的影响

于2019—2021年采用再裂区设计,设置氮肥、生物炭和脲酶抑制剂3个因素,主处理设5个氮水平:0、75、150、225 kg·hm^(-2)和300 kg·hm^(-2),副处理设2个生物炭水平:0 t·hm^(-2)和7.5 t·hm^(-2),副副处理设2个脲酶抑制剂水平:0%和2%,共20个处理,研究氮肥配施生物炭和脲酶抑制剂对夏玉米-冬小麦轮作体系作物产量和氮肥吸收利用的影响。结果表明,施用生物炭显著提高夏玉米和冬小麦产量、植株氮素吸收量、氮肥表观利用率、氮素收获指数以及夏玉米地上部生物量,较不施生物炭处理分别增加4.4%和2.9%、2.3%和3.0%、25.8%和13.5%、4.9%和6.1%、4.5%;氮肥单独配施生物炭可显著提高夏玉米和冬小麦产量、植株氮素吸收量和氮肥表观利用率,且氮肥和生物炭具有显著的交互效应。施用脲酶抑制剂显著增加夏玉米植株氮素吸收量和氮肥表观利用率,较不施脲酶抑制剂处理分别提高1.5%和3.0%;氮肥单独配施脲酶抑制剂可提高夏玉米植株氮素吸收量和氮肥表观利用率,但氮肥与脲酶抑制剂无显著交互效应。氮肥同时配施生物炭与脲酶抑制剂可显著提高夏玉米和冬小麦产量、植株氮素吸收量和氮肥表观利用率,较单施氮肥处理(B0C0)平均增幅分别为10.0%和4.2%、5.4%和3.4%、11.0%和6.2%,但氮肥、生物炭和脲酶抑制剂三者之间均无显著交互效应。综上,氮肥单独配施生物炭能够提高夏玉米和冬小麦产量及其对氮肥的吸收利用率,且效果优于同时配施生物炭和脲酶抑制剂;氮肥单独配施脲酶抑制剂对提高夏玉米氮肥吸收利用率具有一定的作用。

秸秆还田、覆膜和施氮对旱地麦田土壤质量的影响

通过5 a大田定位试验研究了秸秆还田、覆膜及氮肥对旱地土壤质量的影响.以双因素裂区设计,主处理为3种栽培模式:常规栽培(CT)、秸秆还田(SR)和覆膜栽培(FM);副处理为3种施氮水平:0、144和180 kg·hm^(-2).在第5季冬小麦收获后采集耕层0~20 cm土壤样品,测定容重(BD)、孔隙度(SP)、田间持水量(FC)、有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)、全钾(TK)、矿质氮(NO_(3)^(-)-N+NH_(4)^(+)-N)、速效磷(AP)、速效钾(AK)、微生物生物量碳(MBC)、微生物生物量氮(MBN)、蔗糖酶(SA)、碱性磷酸酶(ALP)、脲酶(UA)和脱氢酶(DHA)等土壤理化性质及生物性质等指标,基于两个最小数据集(MDS),利用线性(LT)和非线性(NLT)评分模型计算土壤质量指数(SQI),通过与冬小麦产量拟合来寻找最优SQI,据此分析土壤质量对秸秆还田、覆膜及氮肥的响应.结果表明,SR处理的SP、FC、SOC、TK、SA、ALP、DHA、MBN和MBC分别较CT显著高10.1%、40.5%、28.3%、14.3%、22.0%、8.9%、48.3%、35.9%和62.5%.FM处理的SP、FC、NO_(3)^(-)-N、AP、AK、ALP和MBN分别较CT显著高3.1%、14.6%、729.0%、37.4%、28.2%、7.2%和17.7%.SR和FM处理冬小麦产量分别较CT显著高25.1%和18.6%.与N_(0)相比,施用氮肥土壤SP、TN、NO_(3)^(-)-N、NH_(4)^(+)-N、ALP和MBN显著增加3.4%~407.6%,BD、SOC和MBC/MBN显著下降3.0%~31.7%.在3种栽培模式下,施氮显著增加冬小麦产量,增幅为69.4%~79.1%,相同栽培模式两施氮水平间差异不显著.基于MDS2的非线性评分模型计算的SQI能够更准确地评价旱地麦田土壤质量.在NLT-SQI2中,SR、FM和氮肥均可增加土壤的SQI,在SR配施N_(180)水平下SQI达到最大,FM次之,CT最小.综上,秸秆还田和覆膜配施适量氮肥能维持和提高土壤质量,秸秆还田优于覆膜.

生物炭和氮肥配施对夏玉米-冬小麦轮作体系耕层土壤质量的影响

通过2年大田试验研究了氮肥和生物炭配施对西北旱地耕层土壤质量的影响。本试验为双因素裂区设计,主处理为5个施氮水平:0、75、150、225和300 kg N·hm^(-2);裂区处理为2个施生物炭水平:0和7.5 t·hm^(-2)。在冬小麦-夏玉米两年轮作后采集耕层0~15 cm土壤样品,测定土壤理化性质和生物性质,并利用主成分分析和相关分析建立最小数据集(MDS),分析土壤质量对氮肥和生物炭的响应。结果表明:氮肥和生物炭配施能够改善0~15 cm土壤物理性质,增加大团聚体含量,降低土壤容重,提高土壤孔隙度;二者均对土壤微生物生物量碳、氮影响显著。施用生物炭能够提高土壤脲酶活性及0~15 cm土壤养分和有机碳含量。从16个与土壤质量相关的指标中筛选出脲酶、微生物生物量碳、全磷、全氮、pH和速效钾6个指标构成MDS,并计算了土壤质量指数(SQI),其变化范围为0.14~0.87;225和300 kg N·hm^(-2)配施生物炭处理的SQI得分显著高于其他处理。施用氮肥和生物炭均可显著提高土壤质量指数,且二者具有交互效应,在高施氮量条件下二者的配施效果较佳。