西北黄土旱塬春玉米产量和水分利用效率对膜下秸秆还田减氮的响应

来源：中国土壤与肥料杂志2025年第7期北京时间：

作者：党翼，张建军，赵刚，王磊，周刚，樊廷录，胡靖宇，米文博

单位：(1.甘肃省农业科学院旱地农业研究所/甘肃省旱作区水资源高效利用重点实验室，甘肃 兰州 730070;2.农业农村部西北旱地作物绿色低碳重点实验室/部省共建农业农村部旱地作物抗逆增产及雨水高效利用重点实验室，甘肃 兰州 730070)

摘要：提高作物产量和水分利用效率是西北黄土旱塬玉米可持续生产的重要目标。通过5年田间定位试验，研究不同降水年型膜下秸秆还田的氮肥-水分-产量变化关系，旨在为黄土高原旱作农业区秸秆还田条件下的氮肥管理提供理论依据。本研究设置不施氮(CK)、常量施N+秸秆还田(N 225 kg·hm-2+9000 kg·hm-2，F+TS)，80%N+秸秆还田(N180 kg·hm-2+9000 kg·hm-2，80%F+TS)，60%N+秸秆还田(N 135 kg·hm-2+9000 kg·hm-2，60%F+TS)共4个处理。测定播前、抽雄-吐丝期和收获0～200 cm土层土壤含水量，调查玉米产量，计算农田耗水量、水分利用效率等指标。结果显示:春玉米土壤水分变化主要发生在0～100 cm土层，干旱年土壤含水量随深度增加逐渐降低，平水年土壤含水量随深度增加呈先增加后降低趋势，丰水年土壤含水量无明显变化。不同降水年型均以80%F+TS处理平均产量最高，为12801.4 kg·hm-2，较正常施氮与秸秆还田配施平均增产7.4%，较不施肥(CK)增产51.4%。耗水量变化为丰水年>干旱年>平水年，干旱年各施肥处理耗水量显著低于CK(P<0.05)；平水年F+TS和80%F+TS处理耗水量显著高于60%F+TS和CK处理(P0.05)。水分利用效率在干旱年和丰水年均以80%F+TS最高，平水年以60%F+TS最高。相关性分析表明，耗水量和水分利用效率与产量呈极显著正相关(P<0.01)。因此，西北黄土旱塬旱作玉米田土壤含水量变化主要发生在0～100 cm土层，土壤含水量及耗水量因降水年型而异，产量和水分利用效率在不同降水年型均以80%F+TS处理最高。因此，西北黄土旱塬区在9000 kg·hm-2秸秆还田条件下，在常量施氮225 kg·hm-2基础上减N 20%优化了玉米耗水结构，提高了不同降水年型春玉米产量和水分利用效率。研究结果可为西北黄土旱塬及其类似生态区提供新的施氮与秸秆管理策略。

关键词：西北黄土旱塬;秸秆还田减氮;土壤水分利用效率;产量

基金资助：基金项目:国家自然科学基金(32360548)；甘肃省陇原青年英才项目；中央引导地方科技发展资金项目(25ZYJA035)；甘省2023年度陇原青年创新创业人才(团队)项目。