西北半干旱区农田土壤有机碳和全氮分布特征及其对地膜玉米产量的影响

探究西北半干旱区农田土壤碳氮含量以及不同碳氮含量对作物产量的影响,以期为保障国家粮食安全和耕地可持续发展提供决策依据。于2017—2018年连续两年在西北半干旱区彭阳县白阳镇、城阳乡和草庙乡,采用农田生态系统调查取样的研究方法,在地膜玉米的成熟期进行整株取样,围绕耕层土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)及碳氮比(C/N)变化趋势,开展土壤碳氮对玉米产量的影响展开研究。测定玉米籽粒的产量组成和实际产量,深入理解农田土壤碳氮含量变化及其对作物产量的影响机理。对指导农田生态系统合理培肥、提高土壤养分利用和生产水平有着重要指导意义。结果表明:调查区域耕层土壤SOC,TN含量及C/N分别分布于4.00~14.00 g/kg,0.80~1.30 g/kg,5.00~13.00之间,且TN随SOC呈上升趋势。总体看,一定阈值内,土壤SOC,TN含量及C/N增加,对玉米增产呈现积极的正效应。耕作层土壤SOC含量为4.00~14.00 g/kg,SOC含量每增加1 g/kg,玉米增产0.79%~12.20%。耕作层土壤TN 0.80~1.10 g/kg时,TN含量,每增加0.1 g/kg,玉米增产4.6%~12.40%;TN含量1.10~1.30 g/kg时,TN含量,每增加0.1 g/kg,玉米减产11.86%~20.05%。耕层土壤C/N在5.00~13.00时,玉米增产1.55%~24.09%。在其他既定条件不便的情况下,西北半干旱区存在通过提高土壤碳氮含量来增加作物产量的潜力。一定阈值内,保持较高水平的土壤碳氮含量对西北半干旱地区节本增效具有十分显著的作用。因此,研究土壤碳氮含量对作物产量的影响,对保障国家粮食安全和耕地可持续利用具有十分重要的意义。