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垄沟种植对旱地玉-麦轮作体系生产力和土壤硝态氮累积量的影响

文献类型： 中文期刊

作者： 吴金芝;黄修利;侯园泉;田文仲;李俊红;张洁;李芳;吕军杰;姚宇卿;付国占;黄明;李友军

作者机构：

关键词： 垄沟种植;旱地;玉-麦轮作;土壤性状;产量;水分利用效率;硝态氮

期刊名称：中国农业科学

ISSN： 0578-1752

年卷期： 2023 年 56 卷 11 期

页码：

收录情况： 北大核心（2020版） ; ; CSCD（2023-2024年度） ; ; 科技核心（2023版） ; ; 农林核心（2020版）

摘要： 【目的】探究不同垄沟种植模式对旱地玉-麦轮作体系作物生产力、土壤性状及土壤硝态氮累积量的影响,为改善旱地土壤肥力,提高作物产量和效率,降低环境风险提供科学依据。【方法】基于中国农业科学院洛阳旱农试验基地始于2004年的长期定位试验,设置6行固定道垄沟种植(6RPRF)、6行每年起垄垄沟种植(6REYRF)、4行固定道垄沟种植(4RPRF)、4行每年起垄垄沟种植(4REYRF)和传统平作(CF)5个处理,分析了2015—2021年度玉米、小麦及其周年的产量、水分利用效率,2020年玉米收获期0—40 cm不同土层的容重、养分含量和酶活性,以及2019—2020年度小麦收获期0—380 cm土层土壤硝态氮累积量。【结果】与CF相比,4种垄沟种植下玉米、小麦、周年的6年平均产量分别显著提高8.6%—32.1%、12.5%—25.6%、11.3%—29.6%,水分利用效率分别显著提高8.6%—31.4%、12.5%—31.1%、12.8%—30.3%；0—5 cm和20—40cm土层的容重分别显著降低7.3%—11.3%和4.9%—11.5%；0—40 cm土层平均有机质、全氮、有效磷和速效钾含量及脲酶活性分别提高6.0%—19.8%、80.8%—100.0%、28.5%—80.9%、58.5%—141.2%和24.0%—46.9%,0—100 cm土层的硝态氮累积量显著提高38.8%—116.0%,其中,总体以4RPRF处理效果最优,其还可以在硝态氮累积量总量维持在CF水平的同时使0—100cm土层显著提高38.8%、200—380 cm土层显著降低15.0%,具有提高根层、降低深层土壤硝态氮累积量的作用。固定道垄作模式(PRF)与每年起垄模式(EYRF)相比,玉米和周年的6年平均产量分别显著提高10.6%和9.1%,垄面种植6行模式(6R)下玉米、垄面种植4行模式(4R)下小麦和周年的6年平均水分利用效率分别显著提高21.1%、15.2%和8.2%,土壤养分含量表层提高、下层降低,0—380 cm土层的硝态氮累积量显著降低4.9%—30.2%。4行模式较6行模式,玉米和周年的6年平均产量分别显著提高9.9%和6.8%,EYRF下玉米、PRE下小麦和周年的6年平均水分利用效率分别显著提高7.4%、16.5%和6.7%,土壤特性有改善趋势,但其效应因指标而异,且在不同起垄模式和不同土层表现不同。【结论】4行固定道垄沟种植(4RPRF)既可降低土壤容重,提高土壤有机质、全氮和速效钾含量,又可使玉米、小麦、周年的产量和水分利用效率在多数条件下表现最优,还可以有效降低200—380 cm土层的硝态氮累积量,是协同实现旱地雨养玉-麦轮作区作物高产高效和环境友好生产的种植模式。

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