氮肥用量对玉米-油菜和水稻-油菜轮作模式下油菜产量及氮素吸收利用的影响

旱-旱和水-旱轮作是我国长江流域冬油菜的典型种植模式,氮养分缺乏是油菜产量主要限制因子。利用2016—2023年在湖北省武汉市布置的裂区同田对比定位试验,探究氮肥用量对不同轮作模式下油菜产量和氮素吸收利用的影响差异,为科学施氮提供依据。试验设计的主处理为旱地油菜(玉米-油菜)和水田油菜(水稻-油菜)2种轮作模式,副处理为4个氮肥用量(0 kg N hm^(-2)、75 kg N hm^(-2)、150 kg N hm^(-2)、225 kg N hm^(-2)),分析了油菜产量、产量构成因子和氮素积累量等相关指标。7年试验结果表明,旱地和水田油菜的产量和氮素吸收在不同氮肥投入下的响应存在差异。当不施氮或低施氮(75 kg N hm^(-2))时,水田油菜产量显著高于旱地油菜,分别高出53.9%和20.8%,地上部氮素积累量分别高出57.8%和18.3%;当施氮量为150 kg N hm^(-2)时,2种轮作无显著差异;在高施氮(225 kg N hm^(-2))时,旱地油菜产量和氮素积累量较水田分别增加11.2%和16.0%。旱地油菜的氮肥农学利用效率、贡献率和表观利用率较水田油菜分别平均增加16.5%、20.5%和22.0%,氮肥对旱地油菜的增产潜力更大,但水田油菜季土壤基础氮素供应量较旱地高61.5%,对氮肥的依赖性更小。综上,增加氮肥用量显著提高了油菜产量和氮素积累,水田油菜在低氮投入下表现出较高的稳产性,而旱地油菜在较高氮投入下丰产潜力更高。因此,在实际生产中应根据不同轮作模式调整油菜施氮量,旱地油菜可以适当增加氮肥用量以获得高产,水田油菜要充分利用土壤供氮能力适当控制氮肥用量,以达到油菜高产高效生产和氮肥高效利用的目的。

氮肥及有机物料配施对黄壤冬油菜-玉米轮作田土壤微生物群落的影响

探讨氮肥及有机物料配施对黄壤冬油菜-玉米轮作田土壤微生物群落的影响,为贵州黄壤地力改善以及冬油菜和玉米丰产提质提供科学依据。2018—2021年连续4 a在贵州省贵阳市开展氮肥配施不同有机物料长期定位试验,设置5个处理[不施氮肥+磷钾肥(T1,CK);氮肥+磷钾肥(T2);氮肥+磷钾肥+秸秆(T3);氮肥+磷钾肥+生物炭(T4);氮肥+磷钾肥+商品有机肥(T5)],于2021年5月油菜收获后采集不同处理土壤样品,研究不同处理对土壤微生物群落的影响。结果表明,T1—T5处理的细菌OTU数量分别为3557、3413、3315、3452、3468个,真菌OTU数量分别为1530、1196、1488、1428、1579个。氮肥及有机物配施后的T2—T5处理,土壤细菌群落Chaol指数、Shannon指数较T1分别增长0.67%~7.79%、0.30%~1.36%,Simpson指数降低2.94%~11.76%;土壤真菌群落Chaol指数、Shannon指数较T1分别增长9.64%~20.66%、29.55%~61.86%,Simpson指数降低55.83%~89.52%。群落相对丰度以及线性判别分析(LEfSe)结果显示,与T1处理相比,氮肥及有机物料配施改变土壤中细菌优势菌种的丰度,变形菌门(Proteobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)、放线菌门(Actinobacteria)的相对丰度分别提高1.74%~24.05%、9.03%~29.06%、2.13%~12.12%,酸杆菌门(Acidobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)的相对丰度分别下降17.78%~42.79%、12.61%~14.68%;土壤真菌子囊菌门(Ascomycota)、被孢霉门(Mortierellomycota)、Unclassified_k_Fungi、罗兹菌门(Rozellomycota)的相对丰度分别下降2.79%~41.84%、33.14%~54.85%、4.13%~69.97%、37.64%~79.47%,担子菌门(Basidiomycota)的相对丰度提升29.78%~249.21%,镰刀菌属(Fusarium)的相对丰度下降4.95%~55.77%。综上,氮肥及有机物料配施均能改善黄壤冬油菜-玉米轮作田土壤中微生物环境,改变土壤微生物群落组成和多样性;配施有机物料有提升土壤有益菌群、降低或抑制有害菌群的作用,可改善黄壤地力。

氮磷钾肥对旱地和水田油菜产量及养分利用的影响差异

氮磷钾肥施用是农业生产中的重要增产措施,旱-旱和水-旱周年复种轮作是我国长江流域冬油菜的主要种植模式。为探究氮磷钾养分对不同轮作油菜产量和养分吸收利用的影响及其差异,于2017—2020年在湖北省沙洋县连续3年开展田间定位试验,采用旱地油菜(玉米-油菜)和水田油菜(水稻-油菜)2种轮作模式,各轮作分别设置氮磷钾(NPK)、不施氮(–N)、不施磷(–P)和不施钾(–K)4个处理,分析了油菜籽产量、产量构成和养分吸收情况,并对肥料利用率和土壤养分供应能力进行了评估。3年试验的平均结果表明,与NPK处理相比,–N、–P和–K处理的旱地油菜分别减产68.4%、89.6%和7.0%;水田油菜分别减产71.0%、84.7%和6.4%。对产量构成因子进一步分析发现,无论是旱地油菜还是水田油菜,施肥对角果数影响最大,其次是每角粒数,对千粒重影响最小。与NPK处理相比,旱地和水田油菜的角果数因缺氮、缺磷和缺钾分别减少61.6%和52.0%、82.0%和67.8%、16.2%和19.7%。相同施肥处理的旱地和水田油菜产量及养分吸收均存在显著差异,在–N、–K和NPK处理,旱地油菜产量均高于水田油菜,分别高27.2%、15.9%和16.7%,而–P处理的旱地油菜产量比水田油菜低20.8%;养分积累量趋势与产量相似,除–P处理外,其余3个处理的旱地油菜地上部养分积累量均高于水田,NPK处理的旱地油菜地上部氮、磷和钾积累量分别比水田油菜高20.4%、37.3%和4.2%。旱地油菜季的年均土壤本底氮和钾供应量分别比水田高15.0%和20.9%,而磷供应量比水田低39.2%。旱地油菜季氮肥和磷肥回收利用率均高于水田,而钾肥回收利用率低于水田。综上,养分的配合施用显著提高油菜产量和养分利用效率,旱-旱轮作和水-旱轮作油菜产量存在显著差异并受养分种类的影响。与旱地油菜相比,水田油菜种植需格外注重氮肥和钾肥的施用,而旱地油菜较水田油菜则需适当增施磷肥,以针对性地补充土壤缺乏养分和实现油菜高产高效生产。