吳鵬年，王艷麗，侯賢清，李培富

秸稈還田配施氮肥對(duì)寧夏揚(yáng)黃灌區(qū)滴灌玉米產(chǎn)量及土壤物理性狀的影響①

吳鵬年，王艷麗，侯賢清，李培富*

(寧夏大學(xué)農(nóng)學(xué)院，銀川 750021)

針對(duì)寧夏揚(yáng)黃灌區(qū)土壤質(zhì)地黏重、土壤水分匱乏等導(dǎo)致作物產(chǎn)量低下等問題，研究秸稈還田配施氮肥對(duì)土壤物理性狀的改良效應(yīng)。本試驗(yàn)設(shè)計(jì)在玉米秸稈全量粉碎還田(12 000 kg/hm2)的同時(shí)配施4種純氮施用水平(0、150、300、450 kg/hm2)，以秸稈不還田常規(guī)施氮225 kg/hm2為對(duì)照，研究秸稈還田配施不同量氮肥對(duì)玉米產(chǎn)量及土壤物理性狀的影響。結(jié)果表明：與處理前相比，施用純氮300 kg/hm2和450 kg/hm2可分別降低0~20 cm土層土壤容重1.25% 和3.20%，土壤孔隙度2.69% 和1.89%。與秸稈不還田處理相比，秸稈還田配施氮肥300 kg/hm2和450 kg/hm2可使0 ~ 20 cm土層2 ~ 5 mm、>5 mm機(jī)械穩(wěn)定性團(tuán)粒結(jié)構(gòu)顯著增加。秸稈還田配施氮肥可顯著增加土壤含水量，尤其在作物生長(zhǎng)前期，秸稈還田配施氮肥300 kg/hm2較對(duì)照可顯著增加土壤含水量13.64%。秸稈還田配施氮肥條件下玉米產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素較秸稈不還田均有增加趨勢(shì)，秸稈還田配施純氮300 kg/hm2可提高玉米產(chǎn)量20.21%，增加玉米百粒重9.37%，以及增加穗粒數(shù)37.91%?？梢?，秸稈還田配施純氮300 kg/hm2具有較好的蓄水保墑效果，其增產(chǎn)效果顯著，可為該區(qū)土壤培肥提供參考。

秸稈還田；氮肥；土壤容重；土壤含水量；玉米產(chǎn)量

寧夏揚(yáng)黃灌區(qū)是寧夏重要的糧食生產(chǎn)地區(qū)，但該區(qū)土壤質(zhì)地黏重、有機(jī)質(zhì)含量偏低、養(yǎng)分匱乏，嚴(yán)重制約了作物的正常生長(zhǎng)，從而導(dǎo)致該地區(qū)土壤生產(chǎn)效率低下。作物秸稈全量直接還田作為一種土壤快速培肥的有效方式，將在該地區(qū)迅速推廣。已有研究表明[1]，通過合理的利用作物秸稈可有效提高土壤有機(jī)質(zhì)含量，改善土壤結(jié)構(gòu)，減緩地力衰竭，對(duì)于培肥土壤有顯著的效果。作物秸稈中由于含有較高碳、氮等[2]，導(dǎo)致作物秸稈還田后土壤碳氮比升高[3]，因此需要增施氮肥來降低碳氮比。近年來，隨著農(nóng)業(yè)機(jī)械化水平的不斷提高，秸稈還田技術(shù)也得到了進(jìn)一步的發(fā)展，為大面積秸稈還田處理增加了可能性，一方面可減少焚燒秸稈帶來的空氣污染，另一方面可以提升作物秸稈的利用效率，增加農(nóng)民收入。目前，對(duì)于該區(qū)秸稈還田配施氮肥技術(shù)的研究較少，加之缺乏科學(xué)的理論指導(dǎo)。因此本試驗(yàn)采取玉米秸稈還田配施不同量氮肥處理，以期為當(dāng)?shù)亟斩掃€田配施氮肥提供一定的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2016年10月至2017年10月在寧夏同心縣王團(tuán)鎮(zhèn)旱作節(jié)水高效農(nóng)業(yè)科技園區(qū)進(jìn)行。該園區(qū)位于寧夏揚(yáng)黃灌區(qū)同心縣王團(tuán)鎮(zhèn)旱作節(jié)水高效農(nóng)業(yè)科技園區(qū)。地理位置為36°51′42′′N，105°59′ 27′′E，海拔1 370 m，地處黃土高原與內(nèi)蒙古高原交界地帶，地勢(shì)由南向北逐漸傾斜(南高北低)，以山地為主，地形復(fù)雜，屬中溫帶干旱大陸性氣候，干旱少雨，年降水量150 ~ 300 mm，年際變率大，無霜期120 ~ 218 d，年平均氣溫8.6 ℃，≥10 ℃的積溫約3 000 ℃，熱量充足、晝夜溫差大、水分蒸發(fā)強(qiáng)烈。2017年降水總量為286.1 mm，其中玉米生育期(4—9月)降雨量為231.4 mm，占全年的80.9%，有效降雨量為167.5 mm。

該園區(qū)土壤類型為灰鈣土，試驗(yàn)地土壤0 ~ 40 cm土層有機(jī)質(zhì)含量為8.2 g/kg，堿解氮38.3 mg/kg，有效磷16.1 mg/kg，速效鉀198.0 mg/kg，pH 8.4，屬低等肥力水平。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，在玉米秸稈粉碎全量還田(12 000 kg/hm2)措施下，設(shè)置4個(gè)純氮施用水平：秸稈還田不配施氮肥(SR+N0)、秸稈還田配施氮肥150 kg/hm2(SR+N1)、秸稈還田配施氮肥300 kg/hm2(SR+N2)、秸稈還田配施氮肥450 kg/hm2(SR+N3), 秸稈還田常規(guī)施氮225 kg/hm2對(duì)照處理(CK)。共5個(gè)處理，4次重復(fù)，共20個(gè)小區(qū)。小區(qū)面積15 m × 5 m = 75 m2。

具體操作方式為：秸稈還田方式采用全量粉碎還田，于上一季玉米收獲后，將玉米秸稈粉碎后均勻撒入小區(qū)，同時(shí)在不同施肥水平處理中分別撒入對(duì)應(yīng)量的尿素(含氮量≥46%)，秸稈不還田處理為將玉米秸稈移出田塊，最后用旋耕機(jī)將秸稈和尿素旋入土壤。

玉米品種為先玉335，寬窄行種植，寬行70 cm，窄行40 cm，株距為20 cm，種植密度為90 000株/hm2；追肥方式：基施磷酸二銨(N-P-K：15-46-0)300 kg/ hm2、復(fù)合肥料(硫酸鉀型，N-P-K：15-15-15)495 kg/hm2，于播種前一天按小區(qū)面積稱好各處理所需的量，在玉米播種前結(jié)合整地撒施后深翻入土(深翻深度20 cm)；在玉米各關(guān)鍵生育期結(jié)合滴灌水肥一體化追施純氮150 kg/hm2。

1.3 數(shù)據(jù)處理

玉米生育期：定期觀測(cè)出苗、抽雄、吐絲、灌漿、成熟，并記錄生育期。

土壤水分：在玉米關(guān)鍵生育期，采用土鉆取土烘干法測(cè)定0 ~ 100 cm層土壤含水量(每20 cm 層取土樣)，并結(jié)合降雨量和灌水量，計(jì)算作物的耗水量。

土壤養(yǎng)分：參照鮑士旦編寫的《土壤農(nóng)化分析》，測(cè)定播種前和收獲后0 ~ 40 cm層土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、速效氮磷鉀等養(yǎng)分指標(biāo)，分析其對(duì)土壤養(yǎng)分的影響；測(cè)定玉米收獲后植株莖、葉和籽粒中全氮含量。

玉米生長(zhǎng)指標(biāo)：在玉米生育期測(cè)定植株株高、莖粗及地上部生物量等生物學(xué)性狀。

產(chǎn)量性狀：玉米收獲期，分小區(qū)進(jìn)行測(cè)產(chǎn)，選取10株玉米進(jìn)行考種, 記錄穗數(shù)、穗粒數(shù)、百粒重，并計(jì)算出籽率。

土壤物理指標(biāo)測(cè)定：土壤容重，在2017年4月中旬試驗(yàn)處理前及10月初玉米成熟后，每處理區(qū)以 S 型布置 5個(gè)采樣點(diǎn)，按表層 0 ~ 20 cm和耕層20 ~ 40 cm用環(huán)刀取樣，采用環(huán)刀法測(cè)定各土層土壤容重。土壤密度近似值取2.65 g/cm3，根據(jù)文獻(xiàn)[4]計(jì)算土壤總孔隙度：

土壤總孔隙度(%)＝(1?容重/密度)×100% (1)

土壤團(tuán)聚體含量在2017年10月初玉米成熟后，按 S 型 5 點(diǎn)取土法在 0 ~ 20 cm、20 ~ 40 cm 土層采集原狀土樣，自然風(fēng)干后除去粗根及小石塊，并將大土塊按自然裂痕剝離為1 cm3左右。將風(fēng)干土樣過孔徑為5 mm篩，利用干篩法測(cè)定機(jī)械穩(wěn)定性土壤團(tuán)聚體粒級(jí)分布和穩(wěn)定性[5]。

>0.25 mm 機(jī)械穩(wěn)定性團(tuán)聚體含量 DR0.25根據(jù)文獻(xiàn)[4]計(jì)算：

式中：為對(duì)應(yīng)粒徑的團(tuán)聚體質(zhì)量分?jǐn)?shù)(%)；為粒徑；為粒徑總數(shù)。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

采用 Excel 2016 制圖，SPSS 19.0 進(jìn)行方差分析，并用 LSD 法(<0.05)進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果

2.1 秸稈還田配施氮肥對(duì)玉米地上部生物量的影響

秸稈還田配施氮肥處理較秸稈不還田處理在玉米不同生育期均可顯著增加玉米的地上部生物量，如圖1。在玉米關(guān)鍵生育期地上部生物量隨著施氮量的增加呈逐漸上升的趨勢(shì)。收獲期SR+N2和SR+N3處理地上部生物量分別較CK處理增加11.10% 和8.75%，而SR+N0處理則相比CK處理降低了3.79%；相對(duì)于秸稈不還田(CK)和秸稈還田不施氮肥(SR+N0)，秸稈還田配施氮肥可顯著改善玉米地上部生物量。

(圖中小寫字母不同表示玉米同一生育期不同處理間地上部生物量差異達(dá)P<0.05顯著水平)

2.2 秸稈還田配施氮肥對(duì)玉米產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響

表1是秸稈還田配施氮肥條件下各處理玉米產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素表，相對(duì)于秸稈不還田(CK)處理，單純秸稈還田在一定程度上會(huì)降低玉米的產(chǎn)量，各處理產(chǎn)量高低依次為：SR+N2 > SR+N1 >SR+N3 > CK > SR+N0；SR+N0處理較CK處理減產(chǎn)1.05%。在秸稈還田條件下配施氮肥可顯著增加玉米產(chǎn)量，在一定程度上隨著施氮量的增加而呈上升趨勢(shì)，SR+N2處理較CK處理增產(chǎn)20.21%，但當(dāng)施氮量過高時(shí)產(chǎn)量又會(huì)呈下降趨勢(shì)，SR+N3處理較SR+N2減產(chǎn)10.19%。通過比較各處理產(chǎn)量構(gòu)成因素，SR+N2處理較SR+N1增產(chǎn)主要表現(xiàn)在穗粒數(shù)及百粒重上，SR+N2和SR+N1處理百粒重分別較CK處理增加9.37% 和6.62%，兩者穗粒數(shù)則分別較CK處理增加37.91% 和21.25%。玉米出籽率在秸稈還田配施氮肥處理下隨施氮量的增加而降低，但各處理之間差異不顯著。

通過對(duì)玉米的產(chǎn)量和秸稈還田配施氮量進(jìn)行曲線擬合，發(fā)現(xiàn)在秸稈還田的基礎(chǔ)上配施氮肥對(duì)玉米產(chǎn)量的影響呈二次函數(shù)，隨著施氮量的持續(xù)增加，玉米產(chǎn)量會(huì)呈現(xiàn)減少的趨勢(shì)。施氮量-產(chǎn)量曲線方程為：= -0.03812+ 19.875+ 11 897(2= 0.899 5)，當(dāng)(秸稈還田配施純氮量)取260 kg/hm2時(shí)，(玉米產(chǎn)量)取得最大值14 489 kg/hm2，這說明在秸稈還田配施氮肥用量為260 kg/hm2時(shí)，繼續(xù)加大氮肥配施量會(huì)抑制玉米的產(chǎn)量。結(jié)合產(chǎn)出-投入比，該地秸稈還田所配施的氮肥用量不宜超過260 kg/hm2。

表1 秸稈還田配施氮肥玉米各處理產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素

注：同列不同小寫字母表示處理間差異顯著(<0.05)，下表同。

2.3 秸稈還田配施氮肥對(duì)土壤容重及土壤孔隙度的影響

玉米收獲后，秸稈還田配施氮肥能顯著減少土壤容重(<0.05，圖3A)。與處理前相比，0 ~ 20 cm 土層土壤容重隨施氮量的增加而降低，其中以SR+N3最為明顯，降幅達(dá)3.20%，SR+N2次之，降幅為1.25%。而CK和SR+N1土壤容重較處理前差異不顯著，SR+ N0處理則較處理前有增加趨勢(shì)。20 ~ 40 cm土層土壤容重變化和0 ~ 20 cm類似，其中SR+N3處理較處理前降低6.29%(<0.05)，SR+N0、SR+N1、SR+N2處理間差異不顯著，較處理前降低3.56%，CK處理與處理前無明顯差異。可見，秸稈還田配施一定量的氮肥相對(duì)于秸稈不還田施氮肥可有效降低土壤容重。

圖2 秸稈還田下不同施氮量–玉米產(chǎn)量回歸曲線

秸稈還田配施氮肥處理下能夠顯著增加土壤孔隙度(<0.05，圖3B)，以0 ~ 20 cm土層尤為顯著，且隨施氮量的增加呈逐漸增加的趨勢(shì)。0 ~ 20 cm土層土壤中SR+N3較處理前增加2.70%，而SR+N0較處理前顯著降低5.1%，而CK則與處理前無顯著差異。20 ~ 40 cm土層土壤孔隙度在低施氮水平呈現(xiàn)降低趨勢(shì)，SR+N0和SR+N1分別較處理前減少4.08% 和6.54%；而高施氮水平下土壤孔隙度則呈逐漸上升的趨勢(shì)，SR+N2、SR+N3分別較處理前增加2.96% 和1.89%，而CK與處理前沒有顯著差異。這說明在秸稈還田基礎(chǔ)上配施氮肥可有效改善耕層土壤的孔隙度，從而增加土壤透氣性和貯水能力。

(圖中小寫字母不同表示同一土層不同處理間差異達(dá)P<0.05顯著水平)

2.4 秸稈還田配施氮肥對(duì)土壤含水量的影響

圖4反映的是玉米不同生育時(shí)期0 ~ 100 cm土層土壤含水量。土壤含水量呈先減小后增加的趨勢(shì)；與秸稈不還田相比，秸稈還田配施氮肥可顯著增加土壤含水量1.66% ~ 6.38%；與秸稈還田不施氮肥相比，秸稈還田配施氮肥可顯著提高土壤含水量13.64%(拔節(jié)期)~ 7.29%(抽雄期)；尤以SR+N2表現(xiàn)最為顯著。灌漿期由于雨水的補(bǔ)充使得各處理土壤蓄水量差異不顯著。SR+N0處理在玉米各生育時(shí)期土壤含水量均顯著低于其他處理，可能是因?yàn)橛衩捉斩挼牟煌耆?，使得土壤溫度增加，從而促進(jìn)了土壤水分的蒸發(fā)速度；苗期、拔節(jié)期和大喇叭口期SR+N0處理土壤含水率分別較CK處理降低7.48%、8.24% 和6.78%。因此與秸稈不還田(CK)及秸稈還田不施氮肥 (SR+N0) 相比，秸稈還田配施氮肥可有效增加土壤的保水、蓄水能力。

2.5 秸稈還田配施氮肥對(duì)土壤團(tuán)聚體的影響

由表2可知，經(jīng)過一年的秸稈還田配施氮肥處理，0 ~ 20 cm和20 ~ 40 cm土層土壤 >0.25 mm機(jī)械穩(wěn)定性團(tuán)粒質(zhì)量分?jǐn)?shù)(DR0.25)較對(duì)照均顯著增加，且隨著施氮量的增加而呈增加趨勢(shì)；而<0.25 mm 機(jī)械穩(wěn)定性團(tuán)粒質(zhì)量分?jǐn)?shù)則相對(duì)于對(duì)照處理顯著降低。0 ~ 20 cm土層中 >5 mm 和 <0.25 mm 機(jī)械穩(wěn)定性團(tuán)粒質(zhì)量分?jǐn)?shù)顯著大于其他粒徑。SR+N2 和SR+N3處理下0 ~ 20 cm土層 >5 mm 機(jī)械穩(wěn)定性團(tuán)粒質(zhì)量分?jǐn)?shù)較對(duì)照分別顯著增加24.71% 和29.05%，2 ~ 5 mm 和1 ~ 2 mm粒徑團(tuán)粒質(zhì)量分?jǐn)?shù)增幅介于11.28% ~ 36.05%，而0.5 ~ 1 mm和0.25 ~ 0.5 mm 粒徑團(tuán)粒質(zhì)量分?jǐn)?shù)增幅分別為29.96% 和24.24%。20 ~ 40 cm 土層中各粒徑機(jī)械穩(wěn)定性團(tuán)粒質(zhì)量分?jǐn)?shù)均小于0 ~ 20 cm土層，秸稈還田配施氮肥處理下，>5 mm粒徑團(tuán)粒質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨施氮量的增加而增加，增幅達(dá)2.27% ~ 28.23%，而2 ~ 5 mm、1 ~ 2 mm、0.5 ~ 1 mm、0.25 ~ 0.5 mm 級(jí)粒徑團(tuán)粒質(zhì)量分?jǐn)?shù)均較CK處理有所增加，增幅分別為14.8%、36.05%、26.23%、18.41%。

(圖中小寫字母不同表示玉米同一生育期不同處理間土壤含水量差異達(dá)P<0.05顯著水平)

表2 不同處理下0 ~ 40 cm土層土壤不同團(tuán)粒體粒徑分布

3 討論

秸稈還田配施氮肥可改善耕層土壤物理性狀[6]。趙麗亞等[7]認(rèn)為，秸稈還田可顯著降低土壤容重，白偉等[8]研究表明秸稈還田配施氮肥與秸稈不還田相比可降低0 ~ 20 cm土層土壤容重3.2%，0 ~ 40 cm土層土壤2.0%，國(guó)內(nèi)外學(xué)者就秸稈還田對(duì)土壤理化性狀做了許多研究，多數(shù)研究表明[9-10]，秸稈還田配施氮肥可有效降低土壤容重，同時(shí)增大土壤孔隙度。本研究認(rèn)為，秸稈還田配施氮肥與單一秸稈還田處理(CK)相比可顯著降低土壤的容重，尤以0 ~ 20 cm最為顯著，SR+N3處理較對(duì)照降幅達(dá)3.20%。土壤孔隙度的變化與土壤容重的變化趨勢(shì)相反，0 ~ 20 cm土層土壤孔隙度隨施氮量的增高而上升，SR+N3處理較對(duì)照增加2.70%，這與李瑋等[11]的研究結(jié)果一致。

土壤含水量是反應(yīng)土壤保水能力的重要指標(biāo)，秸稈還田可提高土壤的蓄水保水能力，從而保證作物需水關(guān)鍵生育期的水分供應(yīng)。陳素英等[12]研究認(rèn)為秸稈還田可顯著提高土壤的蓄水保墑效果。張亮等[13]通過對(duì)比施氮跟秸稈還田方式對(duì)于土壤水分的影響，認(rèn)為相同施氮量條件下秸稈還田較秸稈不還田0 ~ 60 cm土層土壤含水量增加明顯。解文艷等[14]研究發(fā)現(xiàn)，秸稈還田秋施肥比秸稈不還田玉米水分利用效率顯著提高。本研究結(jié)果表明，秸稈還田配施氮肥較秸稈不還田可增加0 ~ 100 cm土層土壤蓄水量，相同秸稈還田條件下，不同施氮量直接影響土壤蓄水量，SR+N0處理土壤蓄水量顯著低于其他處理，原因可能是在不施氮肥情況下秸稈腐熟不完全，土壤質(zhì)地較緊實(shí)。

有關(guān)研究表明[15-16]，有機(jī)物料與氮肥配施會(huì)促進(jìn)土壤小團(tuán)聚體向大團(tuán)聚體的轉(zhuǎn)化和重新分布，進(jìn)而形成較好的土壤。這與本試驗(yàn)結(jié)果一致，秸稈還田配施不同量氮肥可顯著提高各處理 >5 mm、2 ~ 5 mm和 >0.25 mm土壤機(jī)械穩(wěn)定性團(tuán)粒數(shù)量。這是因?yàn)榻斩掃€田在腐解過程中產(chǎn)生不同類有機(jī)質(zhì)，提高了土壤微生物的活性，促進(jìn)腐殖質(zhì)的產(chǎn)生，進(jìn)而有利于土壤大團(tuán)粒的形成[17]。

王靜等[18]研究結(jié)果認(rèn)為，秸稈還田對(duì)作物產(chǎn)量增加有促進(jìn)作用。大量研究表明[19-22]，秸稈還田配施氮肥可有效提高作物產(chǎn)量及地上部生物量?；糁竦萚23]研究表明，秸稈還田配施氮肥可提高玉米產(chǎn)量34.63%。本試驗(yàn)結(jié)果表明，秸稈還田配施300 kg/hm2氮肥處理增產(chǎn)20.21%。

4 結(jié)論

1) 秸稈還田配施氮肥處理較秸稈不還田處理可顯著降低土壤容重，增加土壤孔隙度，SR+N3處理最為顯著。

2) 與秸稈不還田相比，秸稈還田配施氮肥處理可顯著增加土壤含水量，以SR+N2處理最為顯著；與秸稈還田不施氮肥相比，秸稈還田配施氮肥可提高土壤蓄水、保水能力。

3) 與秸稈不還田相比，秸稈還田配施氮肥處理可顯著增加0 ~ 20 cm土層2 ~ 5 mm和 >5 mm土壤機(jī)械穩(wěn)定性團(tuán)粒質(zhì)量分?jǐn)?shù)，20 ~ 40 cm土層中<0.25 mm和>5 mm 機(jī)械穩(wěn)定性團(tuán)粒質(zhì)量分?jǐn)?shù)顯著大于其他粒徑，尤以SR+N3處理表現(xiàn)最佳。

4) 秸稈還田配施氮肥對(duì)玉米有顯著的增產(chǎn)效果，SR+N2處理較對(duì)照增產(chǎn)20.21%，而秸稈還田配施氮肥用量過高則會(huì)減產(chǎn)。

[1] 勞秀榮, 孫偉紅, 王真, 等. 秸稈還田與化肥配合施用對(duì)土壤肥力的影響[J]. 土壤學(xué)報(bào), 2003, 40(4): 618–623.

[2] 侯賢清, 李榮, 吳鵬年, 等. 秸稈還田配施氮肥對(duì)土壤碳氮含量與玉米生長(zhǎng)的影響[J]. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào), 2018, 49(9): 238–246.

[3] 王旭東, 陳鮮妮, 王彩霞, 等. 農(nóng)田不同肥力條件下玉米秸稈腐解效果[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào), 2009, 25(10): 252– 257.

[4] 鮑士旦. 土壤農(nóng)化分析[M]. 3版. 北京: 中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社, 2000.

[5] Kemper W D, Rosenau R C. Aggregate stability and size distribution[J]. Methods of Soil Analysis, 1986, 1: 425–442.

[6] 白偉, 逄煥成, 牛世偉, 等. 秸稈還田與施氮量對(duì)春玉米產(chǎn)量及土壤理化性狀的影響[J]. 玉米科學(xué), 2015(3): 99–106.

[7] 趙亞麗, 薛志偉, 郭海斌, 等. 耕作方式與秸稈還田對(duì)冬小麥–夏玉米耗水特性和水分利用效率的影響[J]. 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué), 2014, 47(17): 3359–3371.

[8] 白偉, 安景文, 張立禎, 等. 秸稈還田配施氮肥改善土壤理化性狀提高春玉米產(chǎn)量[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào), 2017, 33(15): 168–176.

[9] Tangyuan N, Bin H, Nianyuan J, et al. Effects of conservation tillage on soil porosity in maize-wheat cropping system[J]. Plant Soil & Environment, 2009, 55(8): 327–333.

[10] Zhang P, Ting W, Jia Z K. Soil aggregate and crop yield changes with different rates of straw incorporation in semiarid areas of northwest China[J]. Geoderma, 2014, 230/231: 41–49.

[11] 李瑋, 喬玉強(qiáng), 陳歡, 等. 秸稈還田和施肥對(duì)砂姜黑土理化性質(zhì)及小麥–玉米產(chǎn)量的影響[J]. 生態(tài)學(xué)報(bào), 2014, 34(17): 5052–5061.

[12] 陳素英, 張喜英, 劉孟雨. 玉米秸稈覆蓋麥田下的土壤溫度和土壤水分動(dòng)態(tài)規(guī)律[J]. 中國(guó)農(nóng)業(yè)氣象, 2002(4): 35–38.

[13] 張亮, 黃婷苗, 鄭險(xiǎn)峰, 等. 施氮對(duì)秸稈還田冬小麥產(chǎn)量和水分利用率的影響[J]. 西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版), 2013, 41(1): 49–54.

[14] 解文艷, 樊貴盛, 周懷平, 等. 秸稈還田方式對(duì)旱地玉米產(chǎn)量和水分利用效率的影響[J]. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào), 2011, 42(11): 60–67.

[15] Puget P, Chenu C, Balesdent J. Dynamics of soil organic matter associated with particle-size fractions of water- stable aggregates[J]. European Journal of Soil Science, 2000, 51(4): 595–605.

[16] 朱劉兵, 李慧, 韓燕來, 等. 化肥與有機(jī)物料配施對(duì)黃褐土團(tuán)聚體分布及有機(jī)碳含量的影響[J]. 土壤通報(bào), 2015(5): 1181–1188.

[17] Sodhi G P S, Beri V, Benbi D K. Soil aggregation and distribution of carbon and nitrogen in different fractions under long-term application of compost in rice-wheat system[J]. Soil & Tillage Research, 2009, 103(2): 412–418.

[18] 王靜, 屈克偉. 秸稈還田對(duì)土壤養(yǎng)分和作物產(chǎn)量的影響[J]. 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技, 2008(20): 179.

[19] 李孝勇, 武際, 朱宏斌, 等. 秸稈還田對(duì)作物產(chǎn)量及土壤養(yǎng)分的影響[J]. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué), 2003, 31(5): 870–871.

[20] 趙鵬, 陳阜, 馬新明, 等. 麥玉兩熟秸稈還田對(duì)作物產(chǎn)量和農(nóng)田氮素平衡的影響[J]. 干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究, 2010, 28(2): 162–166.

[21] 趙鵬, 陳阜. 秸稈還田配施化學(xué)氮肥對(duì)冬小麥氮效率和產(chǎn)量的影響[J]. 作物學(xué)報(bào), 2008, 34(6): 1014–1018.

[22] 苗峰, 趙炳梓, 陳金林. 秸稈還田與施氮量耦合對(duì)冬小麥產(chǎn)量和養(yǎng)分吸收的影響[J]. 土壤, 2012, 44(3): 395– 401.

[23] 霍竹, 王璞, 付晉峰. 秸稈還田與氮肥施用對(duì)夏玉米物質(zhì)生產(chǎn)的影響研究[J]. 中國(guó)生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào), 2006, 14(2): 95–98.

Effects of Straw Returning with Nitrogen Fertilizer on Maize Yield and Soil Physical Properties Under Drip-irrigation in Yanghuang Irrigation Area in Ningxia

WU Pengnian, WANG Yanli, HOU Xianqing, LI Peifu*

(Agricultural College, Ningxia University, Ningxia 750021, China)

In this paper, the effects of straw returning with nitrogen fertilizer on low maize yield caused by soil texture and moisture were studied in Yanghuang irrigation area in Ningxia. Four levels of pure nitrogen (0, 150, 300, 450 kg/hm2) were designed under the condition of total maize straw returning (12 000 kg/hm2), the conventional nitrogen of 225 kg/hm2without straw returning was as control (CK). The results showed that pure nitrogen of 300 kg/hm2and 450 kg/hm2reduced soil bulk density of 0–20 cm soil by 1.25% and 3.20%, and increased soil porosity by 2.69% and 1.89% respectively compared with before treatment. Compared with no straw returning, straw returning with nitrogen fertilizer of 300 kg/hm2and 450 kg/hm2significantly increased the mechanical stability of 2–5 mm and >5 mm aggregates in 0–20 cm soil. Straw returning with nitrogen fertilizer significantly increased soil moisture, especially at the early stage of crop growth, straw returning with nitrogen fertilizer of 300 kg/hm2significantly increased soil moisture by 13.64% compared with CK. Under the condition of straw returning with nitrogen fertilizer, the yield and yield components of corn increased compared with no straw returning. Corn yield of straw returning with pure nitrogen of 300 kg/hm2increased corn yield by 20.21%, 100–grain weight of maize by 9.37%, and the grain number per ear by 37.91%. Straw returning with pure nitrogen of 300 kg/hm2has a good effect on water storage and preservation, it can increase maize yield remarkably. This study can provide a reference for soil fertilization in the studied area.

Straw returning; Nitrogen fertilizer; Soil bulk density; Soil water content; Corn yield

S147.35；S512.1+1

A

10.13758/j.cnki.tr.2020.03.007

吳鵬年, 王艷麗, 侯賢清, 等. 秸稈還田配施氮肥對(duì)寧夏揚(yáng)黃灌區(qū)滴灌玉米產(chǎn)量及土壤物理性狀的影響. 土壤, 2020, 52(3): 470–475.

“十二五”國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(2015BAD22B05-03)資助。

(peifuli@163.com)

吳鵬年(1992—)，男，寧夏銀川人，碩士研究生，主要從事土壤培肥等相關(guān)研究。E-mail: 15121870790@163.com