小麦玉米和蚕豆玉米间作对土壤消态氮累积和氮素利用效率的影响.docVIP

小麦/玉米和蚕豆/玉米间作对土壤硝态氮 累积和氮素利用效率的影响 叶优良1，李 隆2，索东让3 1. 河南农业大学资源与环境学院，河南 郑州 450002；2. 农业部植物营养重点开放实验室//中国农业大学植物营养系，北京 100094； 3. 甘肃省张掖地区农业科学研究所，甘肃 张掖 734000 摘要：提高氮肥利用效率，减少氮肥过量施用对环境造成的污染，是保障国家粮食生产和生态环境安全的关键。文章以甘肃河西灌区为试验地点，在0、300、450 kg·hm-2氮水平下，探讨了小麦(Triticum aestivum L.)/玉米(Zea mays L.)和蚕豆(Vicia faba L.)/玉米间作对土壤硝态氮累积和分布的影响。结果表明：随氮肥用量增加，0~60 cm土层土壤硝态氮相对累积量增加，100~200 cm土层降低。在3个氮水平下，蚕豆间作土壤硝态氮含量和累积量都低于单作。小麦间作在300 kg·hm-2氮水平下土壤硝态氮累积量都低于单作，但在0和450 kg·hm-2氮水平下，小麦收获后间作与单作近似，玉米收获后小麦间作土壤硝态氮累积量都低于单作。与小麦和蚕豆间作的玉米在300 kg·hm-2氮水平下土壤硝态氮累积量都低于单作玉米，在0和450 kg·hm-2氮水平下则表现不同。在300 kg·hm-2氮水平下，两种间作氮肥当季利用率都明显高于相应的单作，施氮量增加到450 kg·hm-2时，则表现不一样。 关键词：小麦/玉米间作；蚕豆/玉米间作；土壤硝态氮；氮素利用效率 中图分类号：S153.6+1 文献标识码：A 文章编号：1672-2175（2008）01-0377-07 近年来，农业生产中氮肥用量不断增加，在甘肃河西走廊大面积种植的小麦/玉米带田推荐施氮量每公顷高达480~540 kg纯氮，在实际生产中用量有时更高[1]。氮肥的过量施用一方面造成了养分资源的浪费，同时也给环境带来了严重的压力，因此提高氮肥利用效率，减少氮肥投入，以保障国家粮食和生态环境安全，是研究者关注的重点。Zhou等[2]的研究表明，间作处理收获后100 cm以上土壤剖面硝态氮含量比单作减少47%；灌溉条件下，间作渗漏水硝态氮含量比单作减少50%。Karpenstein– Machan等[3]对不同比例黑麦/红三叶草、黑麦/豌豆间作与豌豆、黑麦单作研究表明，豆科作物间作0~90 cm土层中土壤NO3--N含量比单作要低，说明间作能减少NO3--N在土壤中的残留，但以往的研究主要集中在豆科与非豆科作物间作。小麦/玉米和蚕豆/玉米间作在我国西北地区广泛种植[4]，代表了禾本科/禾本科、豆科/禾本科两种间作方式。一些研究也表明[4-6]，这两种间作都可以明显增加农作物产量。因此本文试图探讨一下小麦/玉米和蚕豆/玉米两种间作方式对土壤硝态氮累积和氮素利用效率的影响，为西北地区氮素高效利用提供依据。 1.1 材料与方法 1.1 试验地点和供试土壤 试验设于张掖地区农科所试验农场内，位于河西走廊中部(38°56′N，100°28′E)，海拔1473 m，年降雨量122 mm，平均无霜期148（120~179）d，年蒸发量1972 mm，全年平均日照时数为2932~3085 h，≥0 ℃积温2466~3391 ℃，≥10积温为1837~2870 ℃。 供试土壤为灌漠土，土壤有机质含量为21.1 g·kg-1，全氮为1.9 g·kg-1，碱解氮为107.0 g·kg-1，速效磷为19.3 mg·kg-1，速效钾为148.0 mg·kg-1，pH为8.6。 1.2 试验设计 试验设3个氮水平：0、300、450 kg·hm-2，5种种植方式：单作小麦、单作玉米、单作蚕豆、蚕豆/玉米间作和小麦/玉米间作，磷肥为90 kg·hm-2。采用裂区设计，主处理为氮水平，副处理为不同种植方式。 1.3 种植方式和施肥 采用带状间作，每小区间作种3个带幅，分别用于取样和计产。带宽为1.40 m，每带小麦/玉米间作中玉米为2行，行间距为0.40 m，株距为0.30 m，占地0.80 m；小麦种5行，行间距为0.12 m，占地0.60 m。 蚕豆/玉米间作中，蚕豆为3行，行间距为0.20 m，株距为0.30 m，占地0.60 m，玉米行间距为0.40 m，株距为0.30 m，占地0.80 m。 小麦、玉米和蚕豆单作行距、株距都与间作相同，保证在相同面积上，间作和单作密度相等。 小区面积为4.2 m×5.5 m，单种小麦为35行，单种蚕豆为21行，单种玉米为10行。小麦/玉米蚕豆/玉米间作都种植3个组合带。各处理重复三次，小区间筑埂，随机排列。试验不施农家肥。间作中1/2氮肥和全部的磷肥作基肥施用，1/2的氮肥分两次在