施氮对春玉米氮素利用及农田氮素平衡的影响

田间试验研究了玉米对不同土壤氮素供应水平下作物氮素吸收利用、土壤氮素供应以及农田氮素平衡的影响。结果表明,玉米产量随施氮量的增加而显著提高,当施氮量高于N 240 kg/hm2时,产量有减少趋势;氮素当季利用率随施氮量的增加逐渐降低。土壤中硝态氮含量在玉米整个生育时期呈现先迅速下降后缓慢升高的趋势;玉米成熟期,施氮处理的各层土壤中硝态氮含量显著高于不施氮处理,各层硝态氮含量基本随施氮量的增加而升高。适量施氮促进玉米对氮素的吸收和利用,进而提高玉米生物量和产量;过量施氮导致硝态氮在土壤中大量累积,提高了硝态氮淋溶风险。施氮处理显著提高了收获后土壤中残留无机氮(Nmin),土壤残留Nmin随施氮量的增加而增加;当施氮量高于N 240 kg/hm2时,残留Nmin有下降趋势。氮素表观损失随施氮量的增加而增加。在本试验条件下,综合产量、氮肥利用率和土壤硝态氮累积情况考虑,合理施氮量应控制在N 1802~40 kg/hm2左右。     

供氮水平和有机无机配施对夏玉米产量及土壤硝态氮的影响

通过大田试验研究了不同氮素水平下有机无机肥料配施夏玉米生育期内土壤硝态氮(NO3--N)的变化规律。结果表明,玉米产量主要受施氮量影响,不受有机无机配施影响;土壤的硝态氮含量随施氮量的增加而增加;有机肥与尿素配合施用,可保证土壤长期和短期的氮素的供应;增施有机肥可以协调土壤氮素的供应,降低土壤NO3--N含量,从而可减少对地下水的污染;夏玉米季的施氮安全值在200 kg/hm2较为适宜,且有机肥无机肥配比以3∶1为宜。     

华北平原春玉米种植体系中土壤无机氮的时空变化与盈亏

在华北平原北部高肥力土壤条件下,研究了不同氮肥管理模式（包括不施氮、推荐施氮和经验施氮）对春玉米物质生产、土壤无机氮时空动态、氮素盈亏和平衡的影响。结果表明：1）推荐施氮和经验施氮未能显著提高春玉米产量,但显著提高了总吸氮量,而氮素收获指数与总吸氮量呈相反趋势。2）春玉米生长季内,土壤铵态氮含量始终处于较低水平,土壤中无机氮形态以硝态氮为主;全生育期内的土壤硝态氮含量,经验施氮均明显高于其它施氮措施,推荐施氮居中,不施氮最低。3）受土壤肥力和天气的影响,春玉米生长期间土壤硝态氮会发生大幅度的垂直运移,潜在淋洗量很大。4）不施氮处理中土壤矿化量占总吸氮量的75％,其中绝大部分矿化集中于春玉米生育后期,土壤Nmin残留量比播前起始值下降了21．4％;经验施氮中施氮量过大造成大量的损失,表观损失率高达42．6％,残留率为48．60k;而推荐施氮处理不仅能够保持产量和土壤供氮能力的稳定,更减少了氮素损失的可能。     

施氮量对土壤无机氮分布和微生物量氮含量及小麦产量的影响

在高肥力土壤条件下,研究了施氮量对土壤无机氮分布和微生物量氮含量及小麦产量的影响。结果表明,小麦生长期间,施氮处理0100.cm土层硝态氮积累量显著大于不施氮处理;当施氮量大于150.kg/hm2时,随施氮量增加,0100.cm土层硝态氮积累量显著增加;随小麦生育进程推进,施氮处理上层土壤硝态氮下移趋势明显,至小麦成熟时,施氮1952～85.kg/hm2处理60100.cm土层硝态氮含量显著大于其它处理。小麦生长期间,0100.cm土层铵态氮积累量较为稳定,施氮处理间亦无显著差异。与不施氮肥相比,施氮提高小麦生长期间040.cm土层土壤微生物量氮含量;当施氮量小于240.kg/hm2时,随施氮量增加,土壤微生物量氮含量增加。小麦的氮肥利用率随施氮量增加而降低;施氮1051～95.kg/hm2,收获时小麦植株吸氮量、生物产量、子粒产量和子粒蛋白质含量提高;而施氮量大于240.kg/hm2时,小麦生育后期的氮素积累量降低,收获时植株吸氮量、生物产量和子粒蛋白质含量降低。说明本试验条件下,施氮1051～50.kg/hm2可满足当季小麦氮素吸收利用,获得较高的子粒产量和蛋白质含量。继续增加施氮量,土壤微生物量氮含量增加,但土壤中残留大量硝态氮,易淋溶损失。     

生长调节剂对玉米氮代谢的影响

采用田间小区试验,研究了植物生长调节剂不同配方对玉米光合特性、氮素代谢以及玉米子粒产量与蛋白质含量的影响。结果表明,调节剂不同配方处理能明显提高子粒灌浆期玉米功能叶叶绿素的含量和净光合速率,功能叶与茎秆中的全氮和蛋白氮的减少量,功能叶的硝酸还原酶、谷氨酰胺合成酶与转化酶活性及子粒谷氨酰胺合成酶与转化酶活性;灌浆中、后期玉米功能叶蛋白水解酶活性和玉米子粒产量、子粒蛋白质含量及蛋白质产量。在生长调节剂中,PGR4处理玉米子粒的蛋白氮含量比对照提高1.35.g/kg,子粒产量比对照增加9.5%,子粒蛋白质产量比对照增加19.6%;PGR3处理玉米子粒的蛋白氮含量比对照提高0.78.g/kg,子粒产量比对照增加11.4%,子粒蛋白质产量比对照增加17.4%,是较合理的配方。     

氮施用量对夏玉米土壤水氮动态及水肥利用效率的影响

采用田间小区试验,监测夏玉米不同生长期土壤水分和硝态氮剖面含量变化,研究不同施氮量对其时空变化及籽粒产量、水肥利用效率的影响,探讨氮肥对水肥资源高效利用的调节作用。结果表明：不同施氮处理,土壤剖面水分和硝态氮随土壤深度的变化趋势基本一致,即表层50 cm土壤水分和硝态氮含量较高且呈降低态,50-110 cm相对较低且波动较小,灌浆期二者均达到最低值;各生长期表层50 cm土壤含水量呈不施氮处理均高于施氮处理,50-110 cm土层则相反;施氮能提高土壤硝态氮含量,土壤硝态氮运移受土壤水分状况和含量的影响,含量越高,向下移动越深;施氮能显著提高水分利用效率及籽粒产量,增产效果明显（增产28.52%-37.86%）,二者均以施氮240 kg/hm^2处理最高;随施氮量的增加籽粒产量及籽粒吸氮量和水分利用效率增幅均表现为先升高后降低之趋势,当施氮量超过240 kg/hm^2后,籽粒产量和水分利用效率提高并不显著;不施氮与施氮处理氮素生产力、氮肥利用率之间均存在极显著差异。在本试验条件下,从控制土壤硝态氮积累及取得较高的产量和氮素利用率综合考虑,夏玉米的适宜施氮量范围应控制在120-240 kg/hm^2较好。     

硫膜和树脂膜控释尿素对土壤硝态氮含量及氮素平衡和氮素利用率的影响

【目的】控释尿素已被证明对于提高氮素利用率、减少氮素损失和增产有积极意义,且不同包膜的控释尿素由于包膜材料的不同,对于氮素的释放和供应强度有所不同。本文在黄淮海区域采用玉米田间试验,探讨硫膜和树脂膜控释尿素在氮素供应和减少氮素损失等方面的效应,以期为黄淮海区域夏玉米在高温多雨的种植条件下两种控释尿素的选择和应用提供依据。【方法】以硫膜和树脂膜控释尿素为研究对象,采用田间试验研究0—100 cm土壤剖面中的硝态氮含量,玉米整个生育期的土壤氮素平衡和玉米产量以及氮素利用率。【结果】与相同施氮量的普通尿素相比,硫膜和树脂膜控释尿素均具有"前控后保"的特性,使玉米苗期0—100 cm土层的土壤硝态氮含量降低了11.7%~56.7%和28.8%~68.2%,玉米灌浆期和收获期0—40 cm土层的硝态氮含量分别提高了16.3%~46.7%、0.5%~60.7%;两种控释尿素均能有效降低玉米整个生育期土壤残留的无机氮量、氮素表观损失量和盈余量,降幅分别为12.0%~18.4%、13.2%~66.4%和15.6%~30.9%,使玉米产量提高14.6%~37.5%,氮素利用率提高12.3~20.8个百分点。在N 210 kg/hm2、N 300 kg/hm2两种施氮量条件下,与相同施氮量的硫膜控释尿素相比,树脂膜控释尿素处理的玉米苗期0—60 cm土层的硝态氮含量降低了26.4%~39.1%,灌浆期0—40 cm土层和收获期0—20 cm土层的硝态氮含量分别提高了10%~21.8%和9.6%~16.4%,土壤残留无机氮量、氮素表观损失量和盈余量分别降低了2.3%~6.0%、44.6%~61.3%和17.0%~17.7%,玉米产量提高了6.8%~8.3%,氮素利用率提高了7.1~8.4个百分点,说明树脂膜控释尿素的效果优于硫膜控释尿素。树脂膜控释尿素和硫膜控释尿素在施氮量N 300 kg/hm2时均比N 210 kg/hm2条件下玉米整个生育期不同土层的硝态氮含量提高了1.2%~90.9%和2.0%~56.7%,玉米整个生育期土壤残留无机氮量、氮素表观损失量和盈余量分别提高了42.1%~47.6%、66.2%~137.9%、52.5%~53.8%,玉米产量和氮素利用率分别提高了20.8%和22.5%、6.5和5.2个百分点,施氮量N 300 kg/hm2优于N 210 kg/hm2。【结论】树脂膜控释尿素在减少夏玉米农田土壤剖面硝态氮残留、维持土壤氮素平衡和提高氮素利用率等方面的效果优于硫膜控释尿素和普通尿素。综合考虑保证土壤氮素供应、减少氮素损失、提高玉米产量及氮素利用率等因素,在黄淮海区域高温多雨气候条件下种植夏玉米,以施氮量N 300 kg/hm2的树脂膜控释尿素或者硫膜和树脂膜控释尿素二者配合施用效果最佳。     

亚热带主要耕作土壤硝态氮淋失特征试验研究

本文选取红壤、水稻土、潮土、黄棕壤和紫色土等我国亚热带地区的主要耕作土壤为研究对象,采用土柱模拟试验,研究了在这些土壤中,氮素累积与硝态氮迁移的动态特征,并对氮素的淋失风险进行了定量评价和预测。结果表明,硝态氮在土壤中的淋失过程可分为两个明显的阶段:高浓度快速降低阶段和低浓度缓慢降低阶段。硝态氮淋失过程存在明显的拐点,该点对应的累积入渗量（拐点入渗量）变化范围为38.1 - 219.7 mm,且随土壤硝态氮含量的增加呈幂函数关系增加,表明随硝态氮含量的增高,其淋失风险呈加速增大的趋势。硝态氮淋失强度随土壤硝态氮含量的增加呈显著的线性变化趋势。初步估测,我国亚热带地区年降水入渗量700 mm和土壤硝态氮累积水平为N 20 mg /kg条件下,表层土壤（0-20cm）的硝态氮年平均淋失量为N 484.9 kg /hm2,土壤间的变异系数（CV）分别为26.5%。土壤硝态氮含量是影响硝态氮淋失强度的决定性因素,其它土壤性质的影响均相对较小,因此,控制土壤氮素累积和化肥施用水平是降低其淋失风险的关键环节。     

耕作方式对冬小麦氮素积累与转运及土壤硝态氮含量的影响

以济麦22为试验材料,在大田条件下设置条旋耕（SR）、深松+条旋耕（SRS）、深松+旋耕（RS）、旋耕（R）和翻耕（P） 5个耕作方式处理,研究了耕作方式对冬小麦氮素积累、分配和转运及土壤硝态氮含量的影响。结果表明,1）深松+条旋耕和深松+旋耕处理小麦开花至成熟期20140 cm各土层的土壤含水量较低; 拔节期之后的小麦氮素吸收强度、开花和成熟期植株氮素积累量、成熟期氮素向子粒中的分配比例及开花期营养器官中贮存的氮素向子粒中的转运量均高于条旋耕和旋耕处理; 深松+条旋耕和深松+旋耕处理成熟期氮素向子粒中的分配量高于翻耕,翻耕高于旋耕和条旋耕处理。2）深松+条旋耕和深松+旋耕处理成熟期080 cm各土层的土壤硝态氮含量低于翻耕处理,翻耕低于旋耕和条旋耕处理,条旋耕最高; 深松+旋耕在120160 cm土层的土壤硝态氮含量高于其他处理; 各处理在160200 cm土层的土壤硝态氮含量无显著差异。3）深松+旋耕和深松+条旋耕的子粒产量和氮肥偏生产力最高且两者无显著差异,翻耕次之,旋耕和条旋耕低于上述处理。在本试验条件下,综合考虑氮素利用、子粒产量和土壤中硝态氮的淋溶,深松+条旋耕为最佳耕作方式,可供生产中参考。     

不同形态氮肥对玉米干物质、氮素积累及土壤氮素的影响

为提高玉米生产过程中的氮素利用,减少氮素损失,采用田间原位试验法,在农民习惯施用酰胺态尿素的基础上研究相同施氮量下不同形态氮素对玉米干物质积累量、氮素吸收利用、产量及土壤氮素的影响。设置不施氮肥(CK)、酰胺态氮肥(T1)、铵态氮肥(T2)、硝态氮肥(T3)和硝/铵态氮肥(T4)5个处理。结果表明:(1)成熟期各处理干物质和氮素积累量均为T4>T3>T1>T2>CK,T4的干物质累积量较其他施氮处理显著提高6.3%～15.0%,氮素累积量较其他施氮处理增加6.4%～30.1%;该处理延长了玉米干物质和氮素积累旺盛期,推迟了玉米干物质和氮素积累速率最大时间。(2)与T1、T2比较,T4的土壤氮素依存率、氮素表观损失分别显著减少10.9%～23.1%、12.8%～49.1%。整个生育期,各施氮处理的土壤硝态氮含量明显高于铵态氮,且各处理的土壤硝态氮含量降幅大于铵态氮。(3)T4的氮肥利用效率、氮肥生产效率、氮肥农学效率及玉米产量均较优,其氮肥利用效率、氮肥生产效率、氮肥农学效率分别较其他施氮处理提高6.8%～25.9%、7.3%～14.4%、21.3%～48.3%,产量显著增加7.3%～14.4%。因此,硝/铵态氮肥配施在河北黑龙港地区比农民习惯施用尿素更能促进玉米增产和氮素利用,有效减少氮素表观损失。     

Chlorophyll meter as nitrogen management tool in malting barley

Abstract

Variable precipitation in many regions makes it difficult to predict yield goals and nitrogen (N) rates for malting grade barley (Hordeum vulgare L.). During years with below normal growing season precipitation, barley fertilized at the recommended rate often exhibits grain protein concentrations exceeding what is acceptable for malting. A study was conducted to evaluate the chlorophyll meter as a N management tool. Barley was grown under several N rates in the field. Chlorophyll meter readings and N additions were made at the Haun 4 to 5 growth stage, and grain yield and protein concentrations were evaluated at maturity. Chlorophyll meter readings, normalized as meter reading from treatment plot divided by that from a plot receiving a full N treatment at the Haun 4 to 5 growth stage, were correlated with grain yield (r²=0.67). Stands having normalized chlorophyll meter readings below 95% responded to N additions with yields equivalent to the fully fertilized stand and grain protein concentrations acceptable for malting. A N management strategy is proposed whereby 40 to 50% of the N calculated for the yield goal is applied at planting and a fully fertilized reference strip is included for each variety or soil type. At the Haun 4 to 5 growth stage, chlorophyll meter readings are taken in the reference strip and in the field. Normalized chlorophyll meter readings below 95% of the reference strip indicate a need for additional N fertilizer. This strategy will provide producers with additional time (up to a month) to evaluate growing season conditions before investing in additional crop inputs and will improve the likelihood that a barley crop acceptable for malting will be produced.     

叶绿素仪在夏玉米氮营养诊断中的应用

叶绿素仪(SPAD-502)的出现使通过无损伤的田间速测对作物进行氮营养诊断成为可能。采用简单的试验和研究方法在田间条件下研究了叶绿素仪应用于夏玉米氮营养诊断的可行性。研究结果表明,应用叶绿素仪监测夏玉米氮营养状况的最佳测定部位为最上部完全展开叶的中部,该部位叶绿素仪测定值与作物全氮、施氮量及产量之间均有较好的相关性。由于作物品种对叶绿素测定影响很大,需要通过相对叶绿素仪读数的方法对其进行校正,校正后叶绿素仪对夏玉米追肥推荐中营养状况的预测精度为66.7%。     

主动遥感光谱仪Greenseeker与SPAD对玉米氮素营养诊断的研究

以手持式主动遥感光谱仪Greenseeker和叶绿素仪SPAD对玉米不同氮素水平下各个生育期的NDVI值及叶片SPAD值进行测试,研究不同氮素对玉米群体和个体营养状况的变化以及田间条件下简便、快速、非接触性的作物氮素营养状况诊断方法。结果表明,在一定的范围内随着氮肥用量的增加NDVI值也增加,氮肥施用量为N 300kg/hm2时NDVI值达到最高,NDVI 与氮肥施用量符合线性加平台的关系;玉米不同生育期间NDVI 值变化明显,苗期NDVI值比较低,大喇叭口期NDVI 值达到最高,以后逐渐下降并在抽雄期后趋于稳定。SPAD值与NDVI 值的变化趋势相一致,SPAD值与叶绿素含量成正相关关系,大喇叭口期完全展叶的SPAD 与产量存在正相关关系。手持式主动遥感光谱仪Greenseeker和叶绿素仪SPAD结合能够对玉米的氮素营养状况作营养诊断。     

Chlorophyll meter readings in corn as affected by plant spacing

Abstract

Heightened environmental consciousness has increased the perceived need to improve nitrogen (N) use efficiency by crops. Synchronizing fertilizer N availability with maximum crop N uptake has been proposed as a way to improve N‐use efficiency and protect ground water quality. Chlorophyll meters (Minolta SPAD 502) have the potential to conveniently evaluate the N status of corn (Zea mays L.) and help improve N management. A potential problem with the use of chlorophyll meters is the effect of within‐row plant spacing on meter reading variability. Chlorophyll meter readings and leaf N concentration of irrigated corn at anthesis and grain yield at harvest were measured on plants grouped into eight within‐row plant spacing categories. Leaf N concentration was not affected by plant spacings, but chlorophyll meter readings and grain yield per plant increased as plant competition decreased and N fertilizer rate increased. These data indicate that avoiding plants having extreme spacings can greatly increase precision when using chlorophyll meters to evaluate the N status of corn.     

水热条件和土壤类型对纤维素分解菌的影响

试验选择中国东部3个气候带上的主要农田土壤:寒温带黑龙江海伦的黏化湿润均腐土(黑土)、暖温带河南封丘的淡色潮润雏形土(潮土)和中亚热带江西鹰潭的黏化湿润富铁土(红壤),在海伦、封丘和鹰潭3个生态试验站建立土壤置换试验,研究玉米不同生育期水热条件和土壤类型对好氧性纤维素分解菌数量的影响。结果表明,暖温带气候条件下土壤好氧性纤维素分解菌数量高于中温带和中亚热带气候条件;土壤类型显著影响了土壤好氧性纤维素分解菌数量,变化顺序为黑土>潮土>红壤;在玉米不同生育期土壤纤维素分解菌数量的顺序均为抽雄期>收获后>种植前;施用化肥提高了土壤中好氧性纤维素分解菌的数量。相关分析显示土壤好氧性纤维素分解菌数量与土壤有机质、全氮、全磷、全钾、含水量和pH值呈显著正相关,土壤温度和含水量是影响土壤好氧性纤维素分解菌数量的重要环境因子。通径分析结果表明,土壤养分是决定土壤好氧性纤维素分解菌数量的主要因子,水热条件对其直接作用并不明显,但水热、施肥、土壤类型对纤维素分解菌数量有显著的交互作用。     

SOIL-CROP NITROGEN RELATIONSHIPS IN MAIZE GROWN ON CALCAREOUS FIELDS

Maize yield is mainly controlled by nitrogen (N) fertilizers. Failure to predict economic optimum N rate causes over-fertilization of N through traditional application methods. Five field trials were conducted to study soil-crop N relationships in maize under field conditions. Optimum level of N application in this study was much lower than conventional N fertilization in calcareous soils of southern Iran, demonstrating over-fertilization of N fertilizers by farmers. Linear regression equations were found between total nitrogen (TN) and chlorophyll meter readings (CMR) (years 2001 and 2002) in both locations demonstrating that chlorophyll meter might be used in predicting TN in maize shoot. Results indicated that soil sampling location influenced on soil NO₃-N concentration at 4–6 leaf stage. In conclusion, N use efficiency can be improved by in-season soil NO₃-N testing. It appears that in Kooshkak and Bajgah experimental stations, soil samples for NO₃-N testing should be collected from shoulder and bottom of furrows, respectively.     

Use of a chlorophyll meter to evaluate the nitrogen status of dryland winter wheat

Abstract

Chlorophyll meter leaf readings were compared to grain yield, leaf N concentration and soil NH₄‐N plus NO₃‐N levels from N rate studies for dryland winter wheat Soil N tests and wheat leaf N concentrations have been taken in the spring at the late tillering stage (Feekes 5) to document a crop N deficiency and to make fertilizer N recommendations. The chlorophyll meter offers another possible technique to estimate crop N status and determine the need for additional N fertilizer. Results with the chlorophyll meter indicate a positive association between chlorophyll meter readings and grain yield, leaf N concentration and soil NH₄‐N plus NO₃‐N. Additional tests are needed to evaluate other factors such as differences among locations, cultivars, soil moisture and profile N status.     

连续三年减施氮肥对潮土玉米生长及根际土壤氮素供应的影响

【目的】我国北方农业生产中氮肥过量施用现象较普遍,冬小麦?夏玉米轮作体系是当地主要种植方式。研究轮作体系氮肥减施对玉米产量、氮肥利用率、根系形态及根际中无机氮特征的影响,为集约化农业生产体系中氮肥合理施用提供支持。【方法】选择河北衡水潮土试验点冬小麦?夏玉米轮作体系,连续开展了三年田间试验,小麦收获后免耕播种夏玉米。冬小麦季设置N 0、180、225、300 kg/hm2四个氮肥用量处理,其夏玉米季相应氮肥用量依次设置为N 0、144、180和240 kg/hm2,为不施氮肥、减施40%、减施25%和习惯施氮量处理。分别在玉米生育期的苗期、大喇叭口期、灌浆期及收获期在处理小区随机选植株5株,测定玉米籽粒产量、地上部氮含量、氮累积量及根际土壤中无机氮等指标,利用WinRHIZO根系分析系统分析获取根长、直径等数据。【结果】与N240 处理相比,N144、N180处理连续三年的玉米籽粒产量、地上部含氮量与氮累积量、根系长度与直径、根际土壤硝态氮与铵态氮含量均未受到明显影响,而氮肥利用率显著提高,农田氮素表观损失降低。三季N0、N144和N180处理的夏玉米籽粒产量、非根际土壤硝态氮和铵态氮含量出现下降。除2008年大喇叭口期之外,三季玉米所有生育时期中,施用氮肥处理的夏玉米根际土壤硝态氮含量明显低于非根际土壤。2008年玉米抽雄期,根际土壤中铵态氮含量显著高于非根际土壤,而在收获期,根际土壤铵态氮含量比非根际土壤明显降低。同一生育期,氮肥减施未明显降低根际土壤铵态氮含量。2008和2009年两季玉米籽粒产量均与大喇叭口期以后地上部氮累积量呈显著正相关,而2010年只与苗期和成熟期显著相关。2009年玉米根际硝态氮含量均与玉米产量呈正相关,生育后期呈极显著正相关关系,而除大喇叭口期非根际土壤硝态氮含量与玉米籽粒产量不相关外,其他生育期的非根际土壤硝态氮含量均与籽粒产量显著相关。【结论】在华北小麦–玉米轮作种植体系下,在土壤肥力水平较高地区,连续三年减氮 25% 甚至 40%,未显著改变夏玉米根系形态及根际无机氮供应水平,氮肥利用率显著提高,但非根际无机氮供应水平和籽粒产量有下降趋势。因此,在河北高肥力地区小麦?玉米轮作下短期减少氮肥用量可行,持续减施还需进一步研究。     

沟灌方式和有机无机氮比例对甜糯玉米种植土壤酶活性和活性有机碳的影响

通过田间试验,研究了不同沟灌方式与有机无机氮(N)比例对甜糯玉米产量,不同时期土壤酶活性和活性有机碳含量的影响,以探讨有利于提高玉米产量和土壤质量的水肥供应模式。结果表明:60%无机N+40%有机N处理(F3)时,固定隔沟灌甜糯玉米鲜穗产量比常规沟灌提高12.0%;与单施无机氮处理相比,常规沟灌时70%无机N+30%有机N处理(F2)和固定隔沟灌时F3处理提高玉米鲜穗产量。相同水肥条件下,抽雄期土壤脲酶和转化酶活性显著高于成熟期。与单施无机氮处理相比,有机无机氮肥配施有利于增加土壤易氧化碳和可溶性碳含量,其中F3处理最高。与常规沟灌相比,交替隔沟灌和固定隔沟灌对抽雄期和成熟期土壤过氧化氢酶和转化酶活性、易氧化碳和可溶性碳含量均有不同程度的影响,且固定隔沟灌与F3组合抽雄期和成熟期土壤转化酶活性、易氧化碳和可溶性碳含量以及抽雄期土壤过氧化氢酶活性最高。因此,固定隔沟灌与F3组合有利于提高土壤过氧化氢酶和转化酶活性以及易氧化碳和可溶性碳含量,从而提高玉米鲜穗产量。     

Dynamics of soil carbon to nitrogen ratio changes under long‐term fertilizer addition in wheat‐corn double cropping systems of China

Soil carbon to nitrogen (C:N) ratio is one of the important properties of terrestrial ecosystems. Here, we report a study of soil C:N ratio dynamics in wheat‐corn double cropping systems based on four long‐term experimental sites in China: three in the temperate zone and one in the sub‐tropical zone. We evaluate effects of long‐term fertilizer input on soil organic carbon (SOC) and total nitrogen (TN) by comparing three treatments: no added fertilizer (the control), added nitrogen‐phosphorus‐potassium chemical fertilizers (NPK), and chemical fertilizers combined with manure (NPKM). Our study shows that SOC and TN had different responses to the treatments. There was an increasing trend in SOC, even without fertilizer. However, applying inorganic fertilizers only (NPK) did not maintain TN contents at some sites. The NPKM treatment resulted in a large increase in both SOC (35–147%) and TN (33 to 10%) contents, relative to the initial values. The soil C:N ratio showed a significant increase over time at the sub‐tropical site but little change at the three temperate sites. Our analysis showed similar C:N ratios (37–38) in gross input of organic materials under the NPK treatments. However, the estimated C:N ratio during decomposition was much smaller at the sub‐tropical site (23.7) than at the three temperate sites (44.0–48.2) under the NPK treatments, which may explain the increased soil C:N ratio at the sub‐tropical site. Thus, we conclude that variations in soil C:N ratio are not caused by organic matter inputs but by decomposition in the wheat‐corn double cropping systems.