长期不同施肥运筹对玉米产量、氮素转运和土壤氮积累的影响

来源：中国土壤与肥料杂志2024年第4期北京时间：

作者：刘婷娜，苏永中，安芳娇，牛子儒

单位：(1.中国科学院西北生态环境资源研究院，甘肃 兰州 730000;2.中国科学院大学，北京 100049;3.兰州理工大学土木工程学院，甘肃 兰州 730050;4.陕西省土地工程建设集团自然资源部退化及未利用土地整治工程重点实验室，陕西 西安 710000)

摘要：利用河西走廊中部临泽绿洲2005年开始的长期定位肥料试验，研究新垦绿洲砂质土壤长期不同施肥运筹对玉米产量、氮素转运和利用以及土壤氮积累的影响，为区域砂质农田玉米生产合理施肥运筹提供技术方案。试验共设9个处理:单施高量有机肥(M3:有机肥2.4 t·hm-2)、高量氮磷化肥(NP3:N 300 kg·hm-2，P2O5 225 kg·hm-2)，低量氮磷化肥配施高量有机肥(NP1M3:N 150 kg·hm-2，P2O5 90 kg·hm-2，有机肥2.4 t·hm-2)、低量氮磷钾化肥(NPK1:N 150 kg·hm-2，P2O5 90 kg·hm-2，K2O 90 kg·hm-2)、中量氮磷钾化肥(NPK2:N 225 kg·hm-2，P2O5 135 kg·hm-2，K2O 135 kg·hm-2)、高量氮磷钾化肥(NPK3:N 300 kg·hm-2，P2O5 225 kg·hm-2，K2O 225 kg·hm-2，为区域农户施肥水平)、低量氮磷钾化肥配施高量有机肥(NPK1M3:N 150 kg·hm-2，P2O5 90 kg·hm-2，K2O 90 kg·hm-2，有机肥2.4 t·hm-2)、中量氮磷钾化肥配施中量有机肥(NPK2M2:N 225 kg·hm-2，P2O5 135 kg·hm-2，K2O 135 kg·hm-2，有机肥1.8 t·hm-2)、高量氮磷钾化肥配施低量有机肥(NPK3M1:N 300 kg·hm-2，P2O5 225 kg·hm-2，K2O 225 kg·hm-2，有机肥1.2 t·hm-2 )，玉米-玉米-大豆轮作。2021年取样分析长期不同施肥处理下玉米产量及氮素吸收、转运和利用特征。研究结果如下:(1)连续17年不同施肥处理，NP3、NPK3和NP1M3处理比较，玉米产量无显著差异，表明开垦利用年限较短的砂质农田，钾素并不是主要限制因素，有机肥施用可以提供作物需要的钾素营养；高量氮磷化肥和氮磷钾化肥配施有机肥玉米产量显著高于中低量化肥和单施有机肥；长期单施有机肥处理(M3)与单施化肥的4个处理(NP3、NPK1、NPK2、 NPK3)比较，玉米产量与秸秆生物量已无显著差异，M3处理的产量甚至超过NPK1和 NPK2处理；NPK1M3、NPK2M2和NPK3M1处理的玉米产量和秸秆生物量最高，三者之间差异很小。(2)玉米地上部吐丝期氮素积累量各处理之间表现出较高的变异性，但高量化肥氮投入处理(NP3、NPK3M1)显著高于其他处理，M3处理最低；而成熟期氮素积累量施有机肥的处理高于单施化肥处理，NPK1M3处理最高，表明有机肥能提供较化肥更持久的氮素供应。各处理吐丝期氮素转运量对籽粒贡献率(62.95%～80.41%)显著高于花后氮素积累率对籽粒的贡献率，吐丝前积累的氮素是玉米植株氮素的主要来源。(3)单施有机肥和有机无机配施处理0～20和20～40 cm土层硝态氮积累显著高于单施化肥处理。综上所述，新垦绿洲砂质农田高量化肥投入能够获得较高的产量，但有机肥的持续投入对作物产量的持续提升起重要的调控作用，增施有机肥可以替代部分化肥投入；长期有机无机肥配施有利于土壤保肥性能的提升和肥沃耕层的形成。

关键词：长期定位肥料试验;施肥运筹;玉米产量;氮素积累和转运;土壤氮积累