常青 周生 吳中凱

doi：10.15889/j.issn.1002-1302.2024.10.011

摘要：于2019—2020年開(kāi)展2種耕作方式（深松、旋耕）和施氮水平（0、60、120、180、240 kg/hm2）試驗(yàn)，研究耕作方式和氮肥用量對(duì)玉米產(chǎn)量及氮肥利用效率的影響。結(jié)果表明，同一耕作方式下，玉米關(guān)鍵生育時(shí)期地上部生物量隨施氮量的增加而升高，總體表現(xiàn)為N0＜N1＜N2＜N3≈N4。耕作方式和施氮量均顯著影響玉米籽粒產(chǎn)量和氮素利用效率，且兩者互作效應(yīng)顯著。2019年和2020年深松條件下玉米籽粒產(chǎn)量分別比旋耕高4.48%和5.25%；2019年、2020年深松條件下玉米的氮肥利用率比旋耕處理分別提高13.46%、12.87%。在相同耕作模式下，2個(gè)試驗(yàn)?zāi)攴軳3與N4處理的籽粒產(chǎn)量差異不顯著，但與N0、N1、N2處理多呈顯著性差異，各施氮處理表現(xiàn)為 N3>N4>N2>N1>N0。吐絲期各器官對(duì)氮素的吸收依次為葉片>籽粒>莖稈>穗軸，生理成熟期對(duì)氮素的吸收依次為籽粒>葉片>莖>穗軸。2種耕作方式的玉米氮素回收率相似，但深松條件下的氮肥偏生產(chǎn)力較旋耕處理提高14.10%。不同耕作方式和年份下，N3處理的氮素回收率分別比N1、N2、N4處理提高了132.81%、38.26%、11.84%。因此，深松條件下配施氮肥 180 kg/hm2 是提高華北地區(qū)玉米產(chǎn)量和氮素利用效率的最優(yōu)組合。

關(guān)鍵詞：玉米；耕作方式；施氮量；產(chǎn)量；氮肥利用效率

中圖分類(lèi)號(hào)：S513.06? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1002-1302（2024）10-0083-08

收稿日期：2023-07-22

基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金（編號(hào)：31700270）。

作者簡(jiǎn)介：常? 青（1972—），女，河南南樂(lè)人，副教授，從事作物生物學(xué)研究。E-mail：13781377099@163.com。

土壤退化是全球范圍內(nèi)的主要環(huán)境問(wèn)題之一［1］。土壤環(huán)境的惡化主要是由不利的自然因素和人類(lèi)不合理的土地利用所引起的［2］，導(dǎo)致土壤質(zhì)量和生產(chǎn)力下降［1］。隨著人口不斷增長(zhǎng)，對(duì)糧食的需求將持續(xù)增加，土壤退化導(dǎo)致的生產(chǎn)力下降不利于糧食安全。耕作措施是構(gòu)建合理耕層結(jié)構(gòu)、提高土地生產(chǎn)力的重要舉措［3］。合理耕作可以改善土壤結(jié)構(gòu)和理化性質(zhì)、提高土地生產(chǎn)力［4］。有關(guān)學(xué)者研究表明，深松可以顯著提高耕層和根際微生物數(shù)量、微生物多樣性和土壤儲(chǔ)水能力［5］，為根系發(fā)育創(chuàng)造理想條件，有效延緩作物衰［6］，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)量的提升。也有學(xué)者研究表明，以旋耕為代表的耕作技術(shù)因其操作簡(jiǎn)單、能耗低而大面積應(yīng)用［7-8］，但長(zhǎng)期旋耕會(huì)引起耕層變淺、深層土壤容重上升等問(wèn)題［9］。 氮素是玉米生長(zhǎng)發(fā)育的關(guān)鍵性元素，對(duì)其生理特性和產(chǎn)量形成有著很大的影響［10］。玉米是華北地區(qū)最重要的糧食作物之一，提高玉米產(chǎn)量的主要途徑是依靠田間管理和化肥的施用，尤其是氮肥［11］。合理施氮在玉米產(chǎn)量構(gòu)成因素中起著重要作用［12］。然而，種植戶(hù)為提高玉米產(chǎn)量經(jīng)常過(guò)量施用氮肥，導(dǎo)致氮肥利用效率低，生產(chǎn)成本高，環(huán)境污染嚴(yán)重［12］。在華北玉米主產(chǎn)區(qū)，盡管玉米的平均施氮量為263 kg/hm2［12］，遠(yuǎn)高于Liu等推薦的 180 kg/hm2［15-16］，而當(dāng)?shù)视昧看笥?40 kg/hm2時(shí)，玉米的氮肥利用率可降至14.4%［17］。農(nóng)田過(guò)量施用化肥后，土壤會(huì)通過(guò)氨揮發(fā)、淋濾、硝化、反硝化等氮遷移和轉(zhuǎn)化途徑流失［13］。過(guò)度使用化肥會(huì)造成嚴(yán)重的負(fù)面影響，人們?cè)絹?lái)越關(guān)注最佳化肥施用量減少對(duì)環(huán)境的影響［18］。因此，探索合理的耕作措施和適宜的氮肥用量對(duì)作物高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)和耕地保護(hù)具有重要意義。

目前諸多學(xué)者針對(duì)單一耕作方式與施氮量對(duì)玉米產(chǎn)量形成的影響進(jìn)行了研究，但對(duì)華北地區(qū)耕作方式與施氮量組合對(duì)土壤微生物量、玉米產(chǎn)量和氮素利用率影響的研究相對(duì)較少。因此，本研究開(kāi)展2年田間定位試驗(yàn)，旨在探明耕作方式和施氮量對(duì)土壤微生物量、玉米產(chǎn)量和氮素利用效率的影響，以期對(duì)2種耕作方式的增產(chǎn)效應(yīng)和合理的施用量做出客觀(guān)評(píng)價(jià)，為華北地區(qū)玉米高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)和控釋肥的應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1? 材料與方法

1.1? 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)分別于2019年、2020年在河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院試驗(yàn)基地（39°53′N(xiāo)，113°10′E）開(kāi)展。該地區(qū)屬于暖溫帶半濕潤(rùn)性季風(fēng)氣候，年平均日照時(shí)間為 2 331.8 h，日照充足；年平均溫度為13.7 ℃；年平均降水量約為647.3 mm，主要集中在7—8月，占全年降水量的51.4%。試驗(yàn)地供試土壤為黃褐土，其試驗(yàn)地耕層0～20 cm初始土壤的理化性質(zhì)詳見(jiàn)表1。

1.2? 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)置2種耕作方式和4個(gè)施肥水平。2種耕作方式為旋耕（R）和深松（S），深松耕作深度為35～40 cm，旋耕耕作深度為10～15 cm。氮肥施用量分別為60（N1）、120（N2）、180（N3）、240（N4）kg/hm2。以不施氮肥處理為對(duì)照（CK）。本試驗(yàn)共設(shè)9個(gè)處理：CK、RN1、RN2、RN3、RN4、SN1、SN2、SN3、SN4。小區(qū)面積為46 m2 （4.6 m×10 m），種植密度55 000株/hm2，重復(fù)3次。氮肥類(lèi)型為樹(shù)脂包膜緩釋肥，100%包膜氮素含量為46.0%，磷肥為過(guò)磷酸鈣（P2O5含量≥44%），鉀肥為硫酸鉀（K2O含量≥60%）。種植前所有處理氮肥、磷肥（150 kg/hm2）和鉀肥（100 kg/hm2）全部基施。分別于2019年4月27日和2020年4月28日種植，于2019年10月12日和2020年10月14日收獲。

1.3? 測(cè)定指標(biāo)與方法

1.3.1? 土壤微生物數(shù)量

在玉米收獲期采用土鉆采集土壤深度0～40 cm的樣品，將新鮮土壤樣品裝入無(wú)菌袋于4 ℃保存，用于微生物培養(yǎng)及計(jì)數(shù)。采用稀釋平板涂布培養(yǎng)計(jì)數(shù)法對(duì)土壤中可培養(yǎng)微生物數(shù)量進(jìn)行測(cè)定。其中，細(xì)菌采用牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基，真菌采用馬丁氏孟加拉紅瓊脂培養(yǎng)基，放線(xiàn)菌采用高氏Ⅰ號(hào)培養(yǎng)基，纖維素分解菌采用哈金森培養(yǎng)液平板計(jì)數(shù)法分析，每個(gè)處理重復(fù)3次。

1.3.2? 植株氮濃度及產(chǎn)量

在玉米拔節(jié)期、抽雄期、吐絲期和生理成熟期，每個(gè)試驗(yàn)小區(qū)隨機(jī)采集3株植株，分為莖（包括鞘、莖和苞片）、葉、穗軸和籽粒，采用干燥稱(chēng)重法對(duì)各器官干物質(zhì)重進(jìn)行測(cè)定，最后折算成玉米植株地上部干物重，即干物質(zhì)積累量。將各處理的干樣粉碎、研磨和過(guò)篩，采用微量凱氏定氮法測(cè)定各器官氮濃度，最后折算成玉米植株地上部氮濃度。在收獲期，每個(gè)小區(qū)隨機(jī)選取玉米果穗10個(gè)，帶回實(shí)驗(yàn)室測(cè)定玉米產(chǎn)量構(gòu)成因素（穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒重）。

1.4? 統(tǒng)計(jì)分析

采用雙因素方差分析（ANOVA）分析各指標(biāo)間的差異。采用最小差異（LSD）檢驗(yàn)在0.05顯著水平上檢驗(yàn)各處理間的差異。采用單因素方差分析（one-way ANOVA）對(duì)每個(gè)指標(biāo)進(jìn)行比較。分別使用SPSS 22.0和Origin 2019軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析和繪圖。

2? 結(jié)果與分析

2.1? 耕作方式及施氮量對(duì)土壤微生物數(shù)量的影響

由表2可知，耕作方式對(duì)土壤真菌數(shù)量和放線(xiàn)菌數(shù)量均有極顯著影響，對(duì)土壤細(xì)菌和纖維素菌數(shù)量無(wú)顯著影響；施氮量對(duì)土壤微生物數(shù)量均有極顯著影響；耕作方式和施氮量二者互作對(duì)土壤真菌數(shù)量和放線(xiàn)菌數(shù)量有極顯著影響，而對(duì)土壤細(xì)菌和纖維素菌數(shù)量影響不顯著。同一耕作方式下，土壤細(xì)菌數(shù)量隨氮肥用量的增加呈先增后降的趨勢(shì)。與N0相比，旋耕條件下N1、N2、N3和N4處理的年均土壤細(xì)菌數(shù)量分別增加了57.57%、85.75%、96.02%和91.08%。深松條件下N1、N2、N3和N4處理的年均土壤細(xì)菌數(shù)量比N0分別增加了40.41%、81.53%、104.40%和99.78%。從各施氮量的平均值來(lái)看，2年深松條件下土壤真菌數(shù)量分別比旋耕條件下平均增加24.05%和11.33%。與旋耕相比，深松條件下N1、N2、N3和N4處理的年均土壤真菌數(shù)量分別增加27.36%、14.82%、22.02%和10.55%。從各施氮量的平均值來(lái)看，2年深松條件下土壤放線(xiàn)菌數(shù)量分別比旋耕處理高20.46%和22.84%。與旋耕相比，深松條件下N1、N2、N3、N4處理的年均土壤放線(xiàn)菌數(shù)量分別增加15.61%、31.67%、19.48%和19.72%。與N0相比，深松條件下N1、N2、N3和N4處理的年均土壤纖維素菌數(shù)量分別增加91.99%、140.38%、149.68%和137.50%；旋耕條件下N1、N2、N3和N4處理的年均土壤纖維素菌數(shù)量分別增加78.14%、127.24%、161.65%和154.84%。

2.2? 耕作方式及施氮量對(duì)玉米干物質(zhì)積累的影響

由表3可知，耕作方式和施氮量對(duì)玉米全生育期干物質(zhì)積累（DMA）均有極顯著影響；但二者交互作用僅對(duì)抽雄期和吐絲期DMA產(chǎn)生顯著或極顯著影響。同一耕作方式下，玉米干物質(zhì)積累量隨著生育進(jìn)程的推進(jìn)呈逐漸上升趨勢(shì)，但隨施氮量的增加呈先增后減的趨勢(shì)。不同耕作方式間DMA的差異在生理成熟期大于吐絲期。從各施氮量的平均值來(lái)看，2019年和2020年生理成熟期的DMA深松比旋耕高4.39%和6.27%。在相同耕作方式下，2年N3與N4處理的總生物量差異性不顯著，但與N1、N2處理均呈顯著性差異，說(shuō)明過(guò)量施氮抑制了玉米群體干物質(zhì)生產(chǎn)。

2.3? 耕作方式及施氮量對(duì)玉米產(chǎn)量及構(gòu)成因素的影響

由表4可知，耕作方式和施氮量對(duì)玉米產(chǎn)量、穗粒數(shù)、百粒重和收獲指數(shù)均有極顯著影響。耕作方式與施氮量二者交互作用對(duì)產(chǎn)量和百粒重也產(chǎn)生極顯著的影響，而對(duì)穗粒數(shù)和收獲指數(shù)無(wú)顯著影響。所有施肥處理均能提高玉米籽粒產(chǎn)量，產(chǎn)量隨氮肥施用量的增加呈先增加后降低的趨勢(shì)。從各施氮量的平均值來(lái)看，2019年和2020年深松處理的籽粒產(chǎn)量分別比旋耕高4.48%和5.25%。在相同耕作方式下，2019年和2020年N3與N4處理的籽粒產(chǎn)量差異不顯著，但多與N1、N2處理呈顯著性差異，說(shuō)明過(guò)量施氮抑制了玉米產(chǎn)量的形成。從各施氮量的平均值來(lái)看，2019年和2020年深松處理的穗粒數(shù)分別比旋耕提高5.01%和1.96%。與旋耕相比，深松處理N1、N2、N3和N4處理下年均穗粒數(shù)分別增加2.52%、5.94%、2.43%、3.13%。從各施氮量平均值來(lái)看，2019年和2020年深松處理的百粒重分別比尿素高0.92%和1.55%。與旋耕相比，深松處理N1、N2、N3和N4處理年均百粒重分別提高1.94%、0.45%、1.58%、1.02%。從各施氮量平均值來(lái)看，2019年和2020年深松處理的收獲指數(shù)分別比旋耕處理高0.72%和0.91%。在相同耕作方式下，2年N3和N4處理的收獲指數(shù)差異不顯著。

2.4? 耕作方式及施氮量對(duì)吐絲期和生理成熟期的氮素吸收的影響

由表5可知，耕作方式顯著或極顯著影響吐絲期和生理成熟期各器官（籽粒除外）對(duì)氮素的吸收；施氮量對(duì)各器官吐絲期和生理成熟期的氮素吸收均有極顯著影響；耕作方式和施氮量二者交互作用僅對(duì)吐絲期穗軸氮素吸收有極顯著影響，而對(duì)其他器官氮素吸收均無(wú)顯著影響。吐絲期植株全氮吸收量隨施氮量的增加而增加，相同施氮量下，深松處理植株全氮吸收量高于旋耕處理。就年均值而言，深松處理吐絲期植株氮素總吸收量為76～148 kg/hm2，旋耕處理為75～156 kg/hm2。同樣，深松處理在生理成熟期的植株全氮吸收值（90～184 kg/hm2）比旋耕 （85～181 kg/hm2）高。吐絲期各器官對(duì)氮素的吸收依次為葉片>籽粒>莖稈>穗軸，生理成熟期對(duì)氮素的吸收依次為籽粒>葉片>莖>穗軸。

2.5? 耕作方式及施氮量對(duì)氮素利用效率的影響

由表6可知，耕作方式對(duì)氮素利用率和氮肥偏生產(chǎn)力產(chǎn)生極顯著影響，對(duì)氮素回收率無(wú)顯著影響；施氮量對(duì)氮素利用效率、氮素回收率和氮肥偏生產(chǎn)力均有極顯著影響；耕作方式和施氮量二者交互作用對(duì)氮素回收率無(wú)影響，但對(duì)氮素利用率和氮肥偏生產(chǎn)力產(chǎn)生顯著或極顯著影響。從各氮肥施用量和年份的均值來(lái)看，2019年、2020年深松處理的氮肥利用率比旋耕處理分別提高了13.46%和12.87%。在所有氮肥施用量中，N3處理的氮肥利用率最高。不同耕作方式和年份下，N3處理的氮肥利用率分別比N1、N2、N4處理提高了27.77%、109.63%、62.01%。從各氮肥施用量和年份的均值來(lái)看，深松和旋耕處理的氮素回收率相似，但氮肥偏生產(chǎn)力表現(xiàn)為深松處理高于旋耕處理。從不同耕作方式下各施氮量處理的平均值來(lái)看，深松條件的氮肥偏生產(chǎn)力較旋耕處理提高14.10%。不同耕作方式和年份下，N3處理的氮素回收率分別比N1、N2、N4處理提高了132.81%、38.26%、11.84%。

2.6? 相關(guān)性分析

玉米干物質(zhì)積累量、籽粒產(chǎn)量、產(chǎn)量組成、土壤微生物指標(biāo)、植株不同器官氮素吸收與肥料利用效率的相關(guān)性如表7所示。生理成熟期干物質(zhì)積累與籽粒產(chǎn)量關(guān)系的相關(guān)系數(shù)（r=0.97）大于吐絲期（r=0.88）。玉米籽粒產(chǎn)量與土壤細(xì)菌數(shù)量（r=0.89）、真菌數(shù)量（r=0.88）、放線(xiàn)菌數(shù)量（r=0.80）和纖維素菌數(shù)量（r= 0.74）均呈極顯著相關(guān)。特別是玉米籽粒產(chǎn)量與植物各器官吐絲期和生理成熟期氮素吸收均呈極顯著相關(guān)，其中，吐絲期氮素吸收以葉的相關(guān)性最強(qiáng)（r=0.93），而生理成熟期氮素吸收以籽粒的相關(guān)性最強(qiáng)（r=0.96）。產(chǎn)量與氮素回收率（r=0.95）和氮素偏生產(chǎn)率（r=0.76）均呈極顯著相關(guān)，而與氮素利用率無(wú)相關(guān)性。在籽粒產(chǎn)量構(gòu)成因素中也表現(xiàn)出類(lèi)似的結(jié)果。植物各器官吐絲期和生理成熟期氮素吸收與土壤細(xì)菌、真菌、放線(xiàn)菌、纖維素菌數(shù)量均呈顯著或極顯著相關(guān)，其相關(guān)系數(shù)為0.53～0.89。

3? 討論

土壤微生物在農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展、土壤生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)和能量轉(zhuǎn)換中發(fā)揮著重要作用［19］。本研究結(jié)果表明，除細(xì)菌數(shù)量和纖維素菌數(shù)量外，耕作方式和氮肥施用量對(duì)土壤微生物群落結(jié)構(gòu)均有顯著影響。其中，土壤真菌和放線(xiàn)菌數(shù)量與耕作方式和施氮量之間存在極顯著的交互作用。之前的研究也表明，深松有利于土壤微生物群落的發(fā)育［20］。本研究表明，玉米籽粒產(chǎn)量與土壤真菌數(shù)量和土壤放線(xiàn)菌數(shù)量呈極顯著正相關(guān)，原因可能是深松通過(guò)增加土壤微生物數(shù)量來(lái)改善土壤結(jié)構(gòu)和土壤生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)性，從而提高作物產(chǎn)量［21］。

在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，耕作措施通過(guò)調(diào)節(jié)土壤通氣性、孔隙度等物理性質(zhì)來(lái)影響土壤養(yǎng)分狀況和作物生境，最終影響作物產(chǎn)量［22］。在大量研究中，保護(hù)性耕作可以提高土壤肥力［23］，保持玉米產(chǎn)量［24］，并保證增產(chǎn)［25］。本研究表明，當(dāng)?shù)视昧肯嗤瑫r(shí)，深松處理的玉米干物質(zhì)積累量、籽粒產(chǎn)量及其構(gòu)成因素總體高于旋耕，這與前人的研究結(jié)果［26］一致，可能是由于深松提高了土壤團(tuán)聚體有機(jī)碳含量和土壤肥力，改善土壤孔隙條件，增加滲透性，有利于作物根系在深層土壤中的分布，促進(jìn)養(yǎng)分和水分的利用，有利于干物質(zhì)的積累和作物產(chǎn)量的提高［24-25］。在本研究中，耕作方式與施氮量對(duì)玉米籽粒產(chǎn)量及百粒重具有極顯著的雙向交互作用。在相同施氮量下，深松處理玉米籽粒產(chǎn)量高于旋耕處理。

同一耕作類(lèi)型下，施氮180、240 kg/hm2對(duì)玉米產(chǎn)量無(wú)顯著影響，這一現(xiàn)象表明，當(dāng)施肥量超過(guò)一定閾值時(shí)，玉米無(wú)法繼續(xù)吸收和利用氮素［27］。耕作可影響土壤水分等生態(tài)環(huán)境，進(jìn)而與氮肥互作影響玉米產(chǎn)量形成。在本研究中，深松條件下配施氮肥用量180 kg/hm2是提高玉米籽粒產(chǎn)量的最佳耕作與氮肥組合。其原因是深松配合樹(shù)脂包膜緩釋肥較翻耕改善了土壤生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)了作物根系和地上部生長(zhǎng)發(fā)育，表現(xiàn)出顯著的增產(chǎn)潛力，這些結(jié)果與前人的研究結(jié)論［26］一致。

在本研究中，玉米干物質(zhì)積累量與籽粒產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān)，特別是生理成熟期干物質(zhì)積累與籽粒產(chǎn)量關(guān)系的相關(guān)系數(shù)大于吐絲期。綜上所述，生理成熟期干物質(zhì)積累量對(duì)玉米產(chǎn)量的影響大于吐絲期前干物質(zhì)積累對(duì)產(chǎn)量的影響，這一結(jié)論與前人研究結(jié)果不一致。相關(guān)研究表明，從拔節(jié)到吐絲階段是玉米吸收水分和養(yǎng)分最敏感的時(shí)期［28］，這可能是因?yàn)楸狙芯筷P(guān)注的是玉米的產(chǎn)量，而前人的研究關(guān)注的是玉米的生長(zhǎng)，也可能與干物質(zhì)積累在吐絲和生理成熟過(guò)程中的重要作用有關(guān)。干物質(zhì)積累和氮素吸收從營(yíng)養(yǎng)器官向籽粒轉(zhuǎn)移的來(lái)源是拔節(jié)和吐絲期之間的干物質(zhì)積累［29］。前人研究表明，植株氮素吸收與作物需水量之間存在高度相關(guān)性，植物氮素吸收與干物質(zhì)積累之間也存在很強(qiáng)的相關(guān)性［30］。本研究結(jié)果表明，玉米籽粒產(chǎn)量與植株各器官氮素吸收量有較強(qiáng)的相關(guān)性（表6）。類(lèi)似的結(jié)果表明，植株吸收和積累的氮越多，對(duì)籽粒產(chǎn)量的貢獻(xiàn)就越大［31］。植株氮素吸收與籽粒產(chǎn)量的相關(guān)系數(shù)隨營(yíng)養(yǎng)器官的不同而不同，葉片和莖的相關(guān)系數(shù)高于穗軸（表6）。綜上所述，通過(guò)基因篩選，在玉米成熟前篩選出葉片和秸稈中氮吸收較高的基因型可能是一種新的途徑。

在本研究中，深松處理的氮肥利用率高于旋耕處理，并且同一耕作方式下，N4處理的氮肥利用率低于N3處理，但耕作方式與施氮量之間的互作效應(yīng)顯著，可有效提高氮肥利用率。這與前人研究結(jié)果一致，說(shuō)明深松可以在一定施氮范圍內(nèi)減緩由于氮肥用量增加所引起的氮利用效率降低等問(wèn)題。土壤微生物是土壤的重要特征，在土壤肥力和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展中發(fā)揮著重要作用，被認(rèn)為是影響土壤肥力和作物產(chǎn)量的決定性因素。本研究發(fā)現(xiàn)，植物各器官氮素吸收與土壤真菌數(shù)量呈顯著或極顯著相關(guān)。這可能與深松能提高土壤真菌數(shù)量，調(diào)控植物根系分泌物促進(jìn)養(yǎng)分吸收和分子信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)有關(guān)［32］。深松處理的根際土壤微生物數(shù)量比旋耕處理的土壤微生物數(shù)量更活躍［33-34］。根際微生物對(duì)植物營(yíng)養(yǎng)和作物生產(chǎn)更為重要，因?yàn)樗鼈儠?huì)分解土壤有機(jī)質(zhì)，釋放可被植物吸收的無(wú)機(jī)氮、磷和硫［35］。植物根系與根際土壤微生物群落組成之間的關(guān)系仍然是研究的一個(gè)難點(diǎn)，因?yàn)樵谶@個(gè)物理封閉、化學(xué)復(fù)雜和動(dòng)態(tài)的微環(huán)境中很難精確量化。然而，了解這些機(jī)制對(duì)提高氮素吸收和利用具有重要意義。

耕作方式和施氮量不僅對(duì)玉米籽粒產(chǎn)量和氮素利用效率有顯著影響，而且對(duì)植株各器官氮素吸收也有顯著影響。深松能促進(jìn)植株氮素吸收，增加玉米穗粒數(shù)，在施氮量相同的情況下，籽粒產(chǎn)量和氮肥利用率均較高。因此，從玉米產(chǎn)量和氮肥利用效率的綜合效益考慮，深松條件下配施氮肥用量180 kg/hm2對(duì)華北地區(qū)玉米農(nóng)田具有顯著的增產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)作用。

參考文獻(xiàn)：

［1］潘根興，程? 琨，陸海飛，等. 可持續(xù)土壤管理：土壤學(xué)服務(wù)社會(huì)發(fā)展的挑戰(zhàn)［J］. 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)，2015，48（23）：4607-4620.

［2］連文慧，董? 雷，李文均. 土壤環(huán)境下的根際微生物和植物互作關(guān)系研究進(jìn)展［J］. 微生物學(xué)雜志，2021，41（4）：74-83.

［3］李景潤(rùn)，謝軍紅，李玲玲，等. 耕作措施與施氮量對(duì)旱作玉米產(chǎn)量及土壤水氮利用效率的影響［J］. 西北農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2021，30（7）：1000-1009.

［4］賈夢(mèng)圓，黃蘭媚，李琦聰，等. 耕作方式對(duì)農(nóng)田土壤理化性質(zhì)、微生物學(xué)特性及小麥營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的影響［J］. 植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào)，2022，28（11）：1964-1976.

［5］王翠麗，王軍強(qiáng)，陳? 亮，等. 不同耕作方式對(duì)綠洲區(qū)農(nóng)田土壤團(tuán)聚體中微生物生物量碳、氮含量的影響［J］. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2022，50（12）：246-251.

［6］曹慶軍，姜曉莉，楊粉團(tuán)，等. 深松條件下春玉米花后衰老過(guò)程中根系生物學(xué)變化特征［J］. 玉米科學(xué)，2014，22（5）：86-91.

［7］趙小星，李? 廣，閆麗娟，等. 不同耕作措施對(duì)黃土高原春小麥（Triticum aestivum L.）氮素吸收與分配的影響［J］. 分子植物育種，2020，18（3）：1027-1033.

［8］李詩(shī)豪，劉天奇，馬玉華，等. 耕作方式與氮肥類(lèi)型對(duì)稻田氨揮發(fā)、氮肥利用率和水稻產(chǎn)量的影響［J］. 農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境學(xué)報(bào)，2018，35（5）：447-454.

［9］田慎重，王? 瑜，寧堂原，等. 轉(zhuǎn)變耕作方式對(duì)長(zhǎng)期旋免耕農(nóng)田土壤有機(jī)碳庫(kù)的影響［J］. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2016，32（17）：98-105.

［10］王響玲，宋柏權(quán). 氮肥利用率的研究進(jìn)展［J］. 中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào)，2020，36（5）：93-97.

［11］趙政鑫，王曉云，田雅潔，等. 未來(lái)氣候條件下秸稈還田和氮肥種類(lèi)對(duì)夏玉米產(chǎn)量及土壤氨揮發(fā)的影響［J］. 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)，2023，56（1）：104-117.

［12］梁效貴，張經(jīng)廷，周麗麗，等. 華北地區(qū)夏玉米臨界氮稀釋曲線(xiàn)和氮營(yíng)養(yǎng)指數(shù)研究［J］. 作物學(xué)報(bào)，2013，39（2）：292-299.

［13］史常亮，郭? 焱，朱俊峰. 中國(guó)糧食生產(chǎn)中化肥過(guò)量施用評(píng)價(jià)及影響因素研究［J］. 農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化研究，2016，37（4）：671-679.

［14］Yang X L，Lu Y L，Ding Y，et al. Optimising nitrogen fertilisation：a key to improving nitrogen-use efficiency and minimising nitrate leaching losses in an intensive wheat/maize rotation （2008—2014）［J］. Field Crops Research，2017，206：1-10.

［15］Liu X J，Ju X T，Zhang F S，et al. Nitrogen dynamics and budgets in a winter wheat-maize cropping system in the North China Plain［J］. Field Crops Research，2003，83（2）：111-124.

［16］吳良泉，武? 良，崔振嶺，等. 中國(guó)玉米區(qū)域氮磷鉀肥推薦用量及肥料配方研究［J］. 土壤學(xué)報(bào)，2015，52（4）：802-817.

［17］張福鎖，王激清，張衛(wèi)峰，等. 中國(guó)主要糧食作物肥料利用率現(xiàn)狀與提高途徑［J］. 土壤學(xué)報(bào)，2008，45（5）：915-924.

［18］Rahman K，Zhang D F. Effects of fertilizer broadcasting on the excessive use of inorganic fertilizers and environmental sustainability［J］. Sustainability，2018，10（3）：759.

［19］劉美霞，劉? 秀，趙? 燕，等. 地膜覆蓋對(duì)旱作春玉米農(nóng)田土壤微生物碳源代謝的影響［J］. 生態(tài)學(xué)報(bào)，2022，42（22）：9213-9225.

［20］朱長(zhǎng)偉，龍? 潛，董士剛，等. 小麥—玉米輪作體系不同旋耕和深耕管理對(duì)潮土微生物量碳氮與酶活性的影響［J］. 植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào)，2020，26（1）：51-63.

［21］張向前，楊文飛，徐云姬. 中國(guó)主要耕作方式對(duì)旱地土壤結(jié)構(gòu)及養(yǎng)分和微生態(tài)環(huán)境影響的研究綜述［J］. 生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào)，2019，28（12）：2464-2472.

［22］韋安培，丁文超，胡恒宇，等. 耕作方式及秸稈還田對(duì)土壤性質(zhì)、微生物碳源代謝及小麥產(chǎn)量的影響［J］. 干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，2019，37（6）：145-152.

［23］王? 倩，李? 軍，寧? 芳，等. 渭北旱作麥田長(zhǎng)期保護(hù)性耕作土壤肥力特征綜合評(píng)價(jià)［J］. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2018，29（9）：2925-2934.

［24］齊翔鯤，安思危，侯? 楠，等. 耕作和秸稈還田方式對(duì)半干旱區(qū)黑土玉米養(yǎng)分積累分配與產(chǎn)量的影響［J］. 植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào)，2022，28（12）：2214-2226.

［25］王玉鳳，陳天宇，付? 健，等. 不同耕作方式對(duì)松嫩平原半干旱區(qū)玉米生長(zhǎng)和產(chǎn)量的影響［J］. 玉米科學(xué)，2022，30（2）：104-111.

［26］李? 娜，寧堂原，崔正勇，等. 深松與包膜尿素對(duì)玉米田土壤氮素轉(zhuǎn)化及利用的影響［J］. 生態(tài)學(xué)報(bào)，2015，35（18）：6129-6137.

［27］Zhang X D，Li Z M，Siddique K H M，et al. Increasing maize production and preventing water deficits in semi-arid areas：a study matching fertilization with regional precipitation under mulch planting［J］. Agricultural Water Management，2020，241：106347.

［28］Du L J，Li Q，Li L，et al. Construction of a critical nitrogen dilution curve for maize in Southwest China［J］. Scientific Reports，2020，10：13084.

［29］Cai D Y，Yan H J，Li L H. Effects of water application uniformity using a center pivot on winter wheat yield，water and nitrogen use efficiency in the North China Plain［J］. Journal of Integrative Agriculture，2020，19（9）：2326-2339.

［30］Mueller S M，Camberato J J，Messina C，et al. Late-split nitrogen applications increased maize plant nitrogen recovery but not yield under moderate to high nitrogen rates［J］. Agronomy Journal，2017，109（6）：2689-2699.

［31］Wu M，Li G L，Li W T，et al. Nitrogen fertilizer deep placement for increased grain yield and nitrogen recovery efficiency in rice grown in subtropical China［J］. Frontiers in Plant Science，2017，8：1227.

［32］Pathan S I，Ceccherini M T，Pietramellara G，et al. Enzyme activity and microbial community structure in the rhizosphere of two maize lines differing in N use efficiency［J］. Plant and Soil，2015，387（1）：413-424.

［33］Bolan N S，Park J H，Robinson B，et al. Chapter four—Phytostabilization：a green approach to contaminant containment［M］//Sparks D L. Advances in agronomy. Academic Press，2011：145-204.

［34］丁琪洵，汪甜甜，童? 童，等. 深耕深松對(duì)土壤特性和作物產(chǎn)量影響研究進(jìn)展［J］. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2023，51（12）：34-41.

［35］Cesco S，Mimmo T，Tonon G，et al. Plant-borne flavonoids released into the rhizosphere：impact on soil bio-activities related to plant nutrition.A review［J］. Biology and Fertility of Soils，2012，48（2）：123-149.