旱作農田地表覆蓋對土壤氮素礦化及玉米產量的影響.pdf

1、黃土高原降水少及變異性大決定了水資源短缺是農作物生產的主要限制因素，為有效利用有限降水，秸稈覆蓋、砂礫覆蓋和地膜覆蓋等抑蒸技術被廣泛應用。地表覆蓋通過影響土壤溫度與水分而改變土壤有機氮礦化，進而影響玉米各器官生物量和產量，該觀點是本研究假設的基礎。樹脂芯法(RCT)是目前國內外研究土壤氮素礦化最常用的田間原位培養(yǎng)方法，已被國內外廣泛用于森林、草地、農田土壤氮素礦化研究，而用以測定地表覆蓋農田土壤氮素礦化的研究比較少見?；谝陨蟽蓚€問題，

2、本試驗依托陜西長武農田生態(tài)系統(tǒng)國家野外科學觀測研究站定位試驗，設置對照不覆蓋(BP)、秸稈覆蓋(SM)和地膜覆蓋(FM)3個處理，采用RCT法研究旱作地表覆蓋農田土壤氮素礦化規(guī)律，并測定不同生育期玉米植株各器官生物量和玉米產量，以期為準確評價旱作覆蓋農田土壤有機氮礦化以及選擇最佳覆蓋材料提供理論依據(jù)。主要研究結果如下:
　　1、秸稈覆蓋和地膜覆蓋明顯影響0～25cm土層土壤溫度。與對照相比，2015年和2016年SM處理土壤平均溫

3、度分別下降0.4和0.7℃，而FM處理平均溫度分別增加1.3和0.6℃;不同生育階段覆蓋對土壤溫度影響的效果不同，各生育期0～25cm土層溫度兩年均表現(xiàn)為FM＞BP＞SM，地膜覆蓋顯著提高耕層土壤溫度。秸稈覆蓋和地膜覆蓋明顯提高了0～20cm土層土壤含水量，2015生育期內平均分別增加9.8和14.3％，2016生育期內平均分別增加5.7和17.2％。地膜覆蓋在不同階段的影響程度不同:在PT-V10時期，2015和2016地膜覆蓋土壤含

4、水量均顯著高于露地，但在以后生育階段二者沒有顯著差異，說明在生育前期地膜覆蓋保墑效果最佳。
　　2、旱作玉米全生育期不同地表覆蓋條件下0～20cm土層土壤氮素均呈凈固持。但分生育階段看，生育前期以固持為主，后期以凈礦化為主，綜合整個生育期表現(xiàn)為凈固持。2015年地膜覆蓋、秸稈覆蓋和不覆蓋凈固持量分別為68.0、20.0和17.9mg kg-1，凈礦化量分別為14.7、2.1和16.7mg kg-1;2016年地膜覆蓋、秸稈覆蓋和不

5、覆蓋凈固持量分別為56.7、52.7和53.7mg kg-1，凈礦化量分別為13.7、31.8和26.3mg kg-1，2015年累積礦化量和累積固持量均小于2016年。
　　3、2015年整個生育期各處理樹脂硝態(tài)氮含量表現(xiàn)為SM(11.2mg kg-1)＞BP(11.1mg kg-1)＞FM(3.8mg kg-1)，2016年表現(xiàn)為SM（10.5mg kg-1）＞BP(9.4mg kg-1)＞FM(2.0mg kg-1)，兩年不

6、同覆蓋處理樹脂硝態(tài)氮含量基本一致，樹脂吸附硝態(tài)氮含量與降雨量高度吻合。2016年秸稈覆蓋的氮素凈礦化量顯著高于不覆蓋對照，較高的礦化量同時也增加了秸稈覆蓋0～20cm土壤礦質氮的淋失風險;地膜覆蓋雖然顯著提高了0～20cm土層土壤溫度和水分，但土壤氮素凈礦化量和氮素凈礦化速率并未顯著增加。
　　4、秸稈覆蓋處理降低了兩年主要生育期各器官生物量，而地膜覆蓋處理顯著增加了兩年主要生育期各器官生物量。與對照不覆蓋相比，2015年V10、

7、R1、R3、R5時期秸稈覆蓋植株總生物量分別降低6.2、13.2、11.9和17.1％，地膜覆蓋分別提高47.8、26.4、20.6和19.2％;2016年量秸稈覆蓋分別降低6.7、18.8和增加0.6和4.1％，地表覆蓋分別提高62.6、23.4、25.1和23.4％。
　　5、不同材料地表覆蓋對產量的影響效果不同。2015年和2016年秸稈覆蓋玉米產量分別降低了18.8和36.1％;而地膜覆蓋分別顯著增產6.4和20.1％。雖