综合农艺措施实现东北玉米生产和环境效益及土壤肥力的同步提升

摘要：

[目的]东北春玉米生产中普遍存在种植密度偏低、肥料施用不合理、耕层质量差等问题,严重制约了玉米持续增产及养分效率的提升.研究综合农艺措施下玉米产量、植株氮素吸收与利用及土壤氮素平衡,为春玉米高效生产提供参考依据.[方法]2017—2019年,以玉米品种'富民108'为供试材料,在吉林省农安县进行田间试验.整合密度、耕作方式、氮素施用量和施用时期等技术要素,设置了高产高效模式(HH)和超高产模式(SH),同时设置农户模式(FP)和基础地力模式(CK)作为对照;为计算肥料利用率及土壤氮素平衡,在FP、HH和SH模式下各自增设不施氮肥空白处理.在玉米6个生育期,取植株样品测定氮素含量和吸收量,同时取0—40 cm土壤样品测定铵态氮和硝态氮含量.在成熟期考种、测产.[结果]3年试验玉米籽粒产量均表现为SH>HH>FP (P<0.05),SH比HH、FP处理平均提高了8.76％、20.16％.氮素偏生产力(PFPN) 3年均以HH处理最高,SH处理最低,HH比FP、SH处理平均分别提高37.92％、45.65％;氮素农学效率(AEN)和氮素回收效率(REN)均表现为HH>SH>FP,HH处理的AEN和REN分别比SH、FP处理提高了21.21％、35.72％和9.69％、63.56％.植株氮积累量在苗期至拔节期FP、HH、SH处理间无显著差异.生殖生长阶段(R1至R6)植株氮素积累量占氮素总积累量的比例为SH (36.21％)>HH (34.60％)>FP (29.75％)>CK (26.33％).籽粒氮素积累量来自花后吸收的比例随着产量的增加而提高,SH、HH、FP、CK处理花后氮素吸收量的贡献率分别为48.43％、44.78％、40.40％、35.39％.0—20 cm、20—40 cm土层土壤无机氮含量在玉米开花期前均以FP处理最高,而开花期到成熟期以SH处理最高,与FP、HH处理相比,SH处理的0—20 cm土层土壤无机氮含量平均分别提高了12.00％、4.05％,20—40 cm土层土壤无机氮含量分别提高了14.81％、4.93％.HH处理氮素表观损失量显著低于FP和SH处理,而土壤氮素盈余量均以FP处理最高,比HH、SH处理分别平均高了23.36％、5.25％.玉米净收益HH比FP、SH处理分别提高了14.38％、18.30％.[结论]高产高效模式显著提高了玉米氮素利用率,降低了土壤氮残留率和氮损失量,而超高产模式虽然使产量进一步显著增加,但降低了氮素利用效率,增加了土壤氮素残留与表观损失量.综合考虑产量、氮素利用率、经济效益及潜在环境风险,将种植密度由6.0万株/hm2提高至7.5万株/hm2,氮肥播前一次性基施改为减量分次施用,配套秋季深翻、夏季深松的高产高效模式,可以实现春玉米产量和氮效率的同步提高.

关键词：春玉米、综合农艺措施、氮素效率、产量、土壤氮损失、氮素平衡

所属期刊栏目：29

分类号：S158;S513.093;U445.4

资助基金：国家玉米产业技术体系项目;吉林省青年成长科技计划;国家重点研究发展计划项目

在线出版日期：2023-03-09（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共13页

页码：18-30