长期有机无机肥配施下玉米氮素利用率和红壤碱解氮含量的阶段性变化

【目的】充足的氮素供应是玉米高产的保证,研究红壤上玉米氮素吸收和土壤氮素盈余对长期不同施肥措施的响应特征,旨在为红壤地区玉米持续高产和土壤氮素科学管理提供依据。【方法】本研究依托江西进贤双季玉米定位试验,选择不施肥(CK)、常量化肥(NPK)、两倍量化肥(DNPK)、有机肥(OM)与常量化肥+有机肥(NPKM)5个处理,以10年为一个试验阶段,分析了35年来玉米产量、氮肥利用率、0—20 cm土层土壤碱解氮含量以及氮素表观盈余量等的阶段性变化规律。【结果】施肥处理(NPKM、DNPK、OM和NPK)玉米35年平均产量较不施肥对照(CK)分别显著提高了3.36~9.07、3.31~5.64、2.46~6.72和1.91~3.70倍,氮素吸收量分别显著提高了5.20~11.93、4.33~7.02、3.66~5.90和1.80~3.64倍。在试验0~10年,各施氮处理间玉米产量无显著差异,氮素吸收量NPKM、DNPK和OM处理间无显著差异,但均显著高于NPK处理。在试验11~20年,NPKM和DNPK处理产量与氮素吸收量显著高于NPK和OM处理;在试验21~35年,NPKM处理的产量和氮素吸收量均显著高于其他处理。NPK和DNPK处理的氮肥偏生产力在0~20年期间升高,在21~35年间下降,而NPKM和OM处理的氮肥偏生产力逐渐升高,至试验31~35年时,显著高于NPK和DNPK处理。各施氮处理土壤氮素均处于盈余状态,前30年均以NPKM处理氮素盈余量最高,较DNPK与NPK处理分别显著提升了13.63%~37.48%、133.95%~208.24%,而在试验31~35年,DNPK处理氮素盈余量与NPKM处理无显著差异。0—20 cm土层土壤碱解氮含量与氮素盈余量呈显著正相关(P<0.05),氮素盈余量每增加10 kg/hm^(2),0~10、11~20、21~30、31~35年耕层土壤碱解氮含量分别增加1.00、1.20、1.60、2.80 mg/kg。【结论】在试验前20年,单施化肥玉米氮素吸收量和肥料的偏生产力呈增加趋势,之后呈下降趋势。而有机无机肥配施或者单施有机肥可持续提高氮肥利用率,促进玉米增产。氮素盈余量的增加与耕层土壤碱解氮含量呈显著正相关;随施肥年限的延长,有机无机肥配施对土壤养分含量提升效果增强。