夏玉米秸秆还田量和施氮量对冬小麦产量和氮素利用的影响

【目的】研究夏玉米秸秆还田量和施氮量对冬小麦产量和氮素利用的影响,为提高秸秆和氮肥利用效率,实现冬小麦高产高效提供理论依据。【方法】本试验于2019—2021年在山东农业大学试验站进行。分别在夏玉米秸秆全量还田(S)、半量还田(1/2S)和不还田(CK)条件下,设施氮量为N 210 kg/hm^(2)(N)和178.5 kg/hm^(2)(−15%N),即SN、S−15%N、1/2SN、1/2S–15%N、CKN和CK–15%N,共6个处理。分析小麦不同生育时期地上部氮素积累量、氮素营养指数(NNI)、氮素吸收效率(UPE)、吸收氮素利用效率(UTE)和氮素利用率(NUE)。【结果】与CKN处理相比,SN、S–15%N和1/2SN处理的小麦产量分别显著增加了12.79%、11.24%和12.63%,成熟期地上部氮素积累量分别显著增加了24.45%、22.81%和23.51%(P<0.05)。SN和1/2SN处理小麦成熟期土壤无机态氮累积量分别较CKN处理显著增加了4.81%和3.19%,S–15%N和1/2S–15%N处理较CK–15%N处理分别显著增加了8.28%和5.15%。小麦拔节期,CKN处理的NNI为0.90,其余处理较CKN显著降低8.14%~25.56%。小麦开花后,SN处理的NNI大于1,且比CKN显著增加了28.66%;S–15%N和1/2SN的NNI分别为0.98和1.08,分别较CKN处理显著增加20.66%和17.45%。SN、S–15%N和1/2SN处理的UPE较CKN分别显著增加16.99%、42.65%和27.15%。与CKN相比,SN和S–15%N处理的UTE分别显著降低10.68%和8.29%。SN、S–15%N和1/2SN处理的NUE较CKN分别显著增加10.41%、29.55%和14.19%。【结论】不减少氮肥用量(N 210 kg/hm^(2)),夏玉米秸秆半量还田与全量还田的小麦产量无显著差异;与施氮量210 kg/hm^(2)相比,减施15%氮肥,玉米秸秆全量还田不会显著降低小麦产量,且获得更高的氮肥利用效率,而半量还田小麦产量显著降低。

玉米秸秆还田量对黑土区农田地面节肢动物群落的影响

为考察玉米秸秆还田量对黑土区农田地面节肢动物群落的影响,2016年6—9月在内蒙古兴安盟扎赉特旗研究了0(CK)、9000(SR1)、10500(SR2)、12000(SR3)、13500(SR4) kg/hm25个梯度对农田地面节肢动物群落影响。结果表明:共捕获地面节肢动物1820只,隶属于16个类群; SR4处理显著提高了地面节肢动物个体数(P<0.05),SR3处理显著提高了地面节肢动物类群数(P<0.05)。各处理样地地面节肢动物个体数最高值均出现在8月,类群数则出现在7月; SR4处理显著提高了地面节肢动物多样性指数和丰富度指数(P<0.05),SR1处理显著提高了地面节肢动物优势度指数(P<0.05),对照CK的均匀度指数最高(P>0.05)。相关分析表明:农田地面节肢动物的个体数与土壤有机质呈极显著相关(P<0.01),与平均入渗率呈显著正相关(P<0.05),与土壤容重呈显著负相关(P<0.05);类群数与土壤温度呈显著正相关(P<0.05);丰富度指数与平均入渗率和土壤含水量呈显著正相关(P<0.05)。主成分分析表明:地面节肢动物的个体数、多样性指数、蟋蟀总科、跳甲科和步甲科5个特征指标对玉米秸秆还田最为敏感,初步认为是衡量黑土区土壤玉米秸秆还田后肥力状况的评价指标。

不同玉米秸秆还田量的土壤大型动物夏季群落动态特征

调查不同玉米秸秆还田量下的农田大型土壤动物群落动态特征,于2016年6-9月玉米生育期内进行,采用手拣法捕获土壤动物。结果表明:共捕获大型土壤动物2681只,隶属于41个类群。方差分析显示,13500 kg·hm^-2还田处理(SR4)显著提高了大型土壤动物个体数,12000kg·hm^-2还田处理(SR3)显著提高了大型土壤动物类群数。多样性表明:多样性指数和丰富度指数随玉米生长季总体呈现出先增加后下降的趋势;均匀度指数随玉米生长季总体呈现出下降的趋势;优势度指数总体与多样性指数变化趋势相反,随玉米生长季呈现出先下降后增加的趋势。垂直分布表明:随玉米的生长时期的推移,表层0~10 cm土层的大型土壤动物有向10~20 cm土层下移的趋势。功能群特征表明:捕食性大型土壤动物个体数随玉米生长季呈现先增加后下降的趋势;植食性和腐食性大型土壤动物个体数随玉米生长季呈现增加的趋势;杂食性大型土壤动物个体数在玉米生长季无明显变化。RDA分析表明:受农田土壤环境因子影响较大的大型土壤动物类群主要是研究区的优势类群,大型土壤动物的个体数与土壤有机质含量和土壤含水量关系紧密。总体上,玉米秸秆还田影响地表土壤的微环境,进而影响了大型土壤动物群落的组成、分布特征和功能群,玉米秸秆还田有益于农田大型土壤动物功能群的发展。