施氮量對(duì)揚(yáng)黃灌區(qū)土壤水分、溫度、碳氮及玉米產(chǎn)量的影響

勉有明，苗芳芳，吳鵬年，王月寧，侯賢清

(寧夏大學(xué)農(nóng)學(xué)院，寧夏 銀川 750021)

秸稈還田可將作物秸稈中的有機(jī)物及養(yǎng)分經(jīng)土壤微生物分解歸還土壤，不僅可培肥地力、提高作物產(chǎn)量，還能提升土壤水分有效性、調(diào)控土壤溫度，在改善土壤生態(tài)環(huán)境方面已得到廣泛認(rèn)可[1-3].同時(shí)，秸稈還田還能有效改善土壤水熱環(huán)境，顯著提高作物水分利用效率和產(chǎn)量[4-5].但秸稈中碳氮比比較高，在秸稈腐解過(guò)程中會(huì)與土壤微生物間產(chǎn)生嚴(yán)重的爭(zhēng)氮現(xiàn)象，從而影響氮素的有效性及作物生長(zhǎng)，制約作物產(chǎn)量提高[6].

相關(guān)研究結(jié)果[7-8]表明，秸稈還田配施氮肥可以解決秸稈在玉米生育前期腐熟過(guò)程中微生物與作物的爭(zhēng)氮問(wèn)題，具有培肥改土的作用，有效降低了土壤容重，可調(diào)節(jié)土壤三相比，增強(qiáng)土壤蓄水保墑的能力，減少水分蒸發(fā)，提高作物產(chǎn)量和水分利用效率.

在現(xiàn)階段農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中為了追求作物高產(chǎn)，氮肥施用量越來(lái)越大，這不僅增加了投入成本，還會(huì)造成土壤污染[9].因而如何將秸稈還田措施與氮肥施用量有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)提高作物產(chǎn)量、維持土地生產(chǎn)力，更好地促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展，是值得研究的重要課題.目前，對(duì)秸稈還田配施氮肥的研究多關(guān)注于土壤培肥[10-11]及作物增產(chǎn)效應(yīng)[8,12]方面，然而關(guān)于滴灌條件下秸稈全量還田配施氮肥用量對(duì)土壤水熱狀況、土壤碳氮調(diào)節(jié)和作物產(chǎn)量方面的研究成果相對(duì)較少.

寧夏揚(yáng)黃灌區(qū)地處中部干旱區(qū)，常年干旱少雨、季節(jié)性降水分布不均，且春季晝夜溫差大，導(dǎo)致該區(qū)域作物在春季受水分和低溫脅迫，出苗率低，而在作物生育中后期作物根系生長(zhǎng)又受高溫影響，從而造成作物產(chǎn)量下降.因此，文中針對(duì)寧夏揚(yáng)黃灌區(qū)降雨較少、春季低溫影響作物生長(zhǎng)發(fā)育等特點(diǎn)，采用滴灌條件下秸稈全量還田配施不同施氮量(150，300，450 kg/hm2)，以秸稈還田不施氮肥為對(duì)照，研究不同施氮量下對(duì)土壤水熱、碳氮及產(chǎn)量的影響變化，以探究該地區(qū)滴灌條件下秸稈還田的最佳施氮量，旨在為寧夏揚(yáng)黃灌區(qū)聚水調(diào)溫、調(diào)控土壤碳氮比C/N和玉米高產(chǎn)栽培，提供理論參考和技術(shù)支撐.

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2017年10月—2018年10月在寧夏同心縣王團(tuán)鎮(zhèn)旱作節(jié)水高效農(nóng)業(yè)科技園區(qū)(105°59′E，36°51′N(xiāo)，海拔1 200 m)進(jìn)行.該區(qū)地勢(shì)南高北低，屬中溫帶干旱大陸性氣候，干旱少雨，年均降水量225 mm；光照充足、蒸發(fā)強(qiáng)烈、溫差大，無(wú)霜期120～218 d，年均氣溫8.6 ℃，≥10 ℃的積溫約為3 000 ℃；2018年月均降水量P、大氣溫度T如圖1所示，年降水總量為302.2 mm，其中4—10月降水量為274.4 mm，有效降水量為224.5 mm，占全年的74.3%.試驗(yàn)地土壤類(lèi)型為灰鈣土，質(zhì)地為砂壤土，耕層(0～40 cm)土壤主要理化性質(zhì)為土壤容重1.64 g/cm3、土壤有機(jī)質(zhì)質(zhì)量比8.2 g/kg、全氮0.39 g/kg、堿解氮24.9 mg/kg、速效磷16.4 mg/kg、速效鉀135.1 mg/kg，pH為8.3，土壤肥力偏低，屬低等肥力水平.

圖1 試驗(yàn)地月均降水量和溫度

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用單因素隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，玉米秸稈全量還田(9 000 kg/hm2)條件下，設(shè)3種純氮施用水平：施純氮150，300，450 kg/hm2(分別設(shè)為處理N1，N2，N3)，以秸稈還田不施氮為對(duì)照(CK)，3次重復(fù)，共12個(gè)小區(qū).小區(qū)面積為15 m×4 m=60 m2.純氮配施水平設(shè)置依據(jù)：參考相關(guān)文獻(xiàn)[7]并結(jié)合寧夏中部干旱區(qū)當(dāng)?shù)卮河衩讉鹘y(tǒng)純氮施用水平(約為225 kg/hm2)，并考慮到在秸稈直接還田時(shí)通常配施一定量無(wú)機(jī)氮肥，以補(bǔ)充土壤速效氮的不足，因此設(shè)計(jì)純氮中間施用量為300 kg/hm2.為了探討不同施氮量下還田秸稈腐解對(duì)土壤性質(zhì)及玉米產(chǎn)量的影響，設(shè)置中間量減半處理(150 kg/hm2)和中間量加半倍處理(450 kg/hm2)，對(duì)照為秸稈還田配施純氮0 kg/hm2處理.

具體操作方式：秸稈還田方式采用玉米秸稈全量粉碎還田(9 000 kg/hm2)，于2017年10月在上一季玉米收獲后，將玉米秸稈粉碎成3～5 cm小段后均勻撒入小區(qū)，同時(shí)分別在各小區(qū)撒入設(shè)計(jì)量的尿素(總養(yǎng)分φN≥46%)，將秸稈和尿素翻壓入土(深度為20 cm).次年玉米播種前，各處理小區(qū)統(tǒng)一基施磷酸二銨(N-P-K：15-46-0)300 kg/hm2、硫酸鉀型復(fù)合肥(N-P-K：15-15-15)495 kg/hm2，撒施后翻耕入土，于2018年4月12日進(jìn)行播種，玉米播深4～5 cm，寬窄行種植，寬行70 cm，窄行40 cm，株距為20 cm，種植密度為90 000 株/hm2；播種同時(shí)于窄行鋪設(shè)滴灌帶，在關(guān)鍵生育期各處理小區(qū)進(jìn)行滴灌追施尿素和硫酸鉀，于2018年10月1日收獲玉米.

試驗(yàn)所用玉米秸稈中有機(jī)碳質(zhì)量比為705.8 g/kg、全氮12.0 g/kg、全磷2.6 g/kg、全鉀12.7 g/kg.玉米供試品種為先玉335.玉米關(guān)鍵生育期，各試驗(yàn)處理按照該農(nóng)業(yè)科技園“水-肥滴灌管理措施”進(jìn)行統(tǒng)一管理，具體灌水量I，以及追肥尿素和硫酸鉀量M見(jiàn)表1.

表1 玉米不同生育期灌水和施肥情況

1.3 測(cè)定項(xiàng)目及方法

1) 土壤水分：于2018年玉米播種后20，50，80，110，140，170 d采用土鉆烘干法測(cè)定0～100 cm土層土壤質(zhì)量含水量，每20 cm土層測(cè)1次.

2) 土壤貯水量[9]為

W=10hab，

(1)

式中：W為土壤貯水量，mm；h為土層深度，cm；a為土壤容重，g/cm3；b為土壤質(zhì)量含水量，%.

3) 試驗(yàn)區(qū)因地下水位較深，多在50 m以下，故地下水上移補(bǔ)給量、深層滲漏、地面徑流均忽略不計(jì).作物耗水量為

ET=P+I+ΔW，

(2)

式中：P為作物生育期降雨量，mm；I為生育期灌水量，m3/hm2，換算為mm(濕潤(rùn)層按1 m計(jì)算，轉(zhuǎn)換系數(shù)為1.5)；ΔW為玉米播種期和收獲期土壤貯水量之差，mm.

4) 作物水分生產(chǎn)率(CWP)：玉米生育期單位耗水量(ET)下的作物經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量(Y)的比值.表示為

CWP=Y/ET.

(3)

5) 土壤溫度：于2018年玉米播種后20，50，80，110，140和170 d，選擇晴天用曲管地溫計(jì)連續(xù)3 d測(cè)定玉米種植行0，10，15，20和25 cm土層土壤溫度日變化(8:00—20:00)，間隔2 h讀1次溫度，并取3 d日均土壤溫度的平均值作為該生育時(shí)期的土壤溫度.

6) 土壤養(yǎng)分：于2017年秸稈還田試驗(yàn)處理前和2018年10月玉米收獲后，采集(0，20]，(20，40] cm土層土風(fēng)干，依次用5.00，2.50，1.00，0.25 mm孔隙篩剔除土壤中未腐解的秸稈殘留，再將剔除秸稈殘留的土樣混勻研磨后過(guò)0.25 mm篩，分別測(cè)定土壤有機(jī)碳、全氮含量，方法分別為重鉻酸鉀容量法-外加熱法、凱氏定氮法[13].

7) 玉米產(chǎn)量性狀：在玉米收獲后，每個(gè)小區(qū)選取10株長(zhǎng)勢(shì)一致且有代表性的植株進(jìn)行室內(nèi)考種(穗數(shù)、穗粒數(shù)、百粒質(zhì)量)；取中間2行(寬0.4 m、長(zhǎng)3.0 m)，3次重復(fù)，人工脫粒測(cè)產(chǎn)，換算出單位面積玉米籽粒產(chǎn)量.

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

采用Excel 2003繪制圖表，利用SAS 8.0進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，LSD法進(jìn)行差異顯著性比較(P<0.05).

2 結(jié)果與分析

2.1 秸稈還田配施氮肥對(duì)土壤貯水量的影響

秸稈還田配施不同量氮肥條件下0～100 cm土層土壤貯水量W如圖2所示(圖中d為播后天數(shù)).

圖2 秸稈還田配施氮肥對(duì)玉米生育期土壤貯水量的影響

隨玉米生育期的推進(jìn)呈“W”的變化趨勢(shì)，且玉米生育前中期土壤貯水量高于后期.玉米苗期(播后20 d)，各處理土壤貯水量從高到低以處理排序?yàn)镹1，N2，CK，N3；拔節(jié)期(播后50 d)，玉米植株快速生長(zhǎng)耗水階段，降水較少且秸稈腐解會(huì)消耗耕層土壤水分，導(dǎo)致土壤貯水量有所下降.與處理CK相比，處理N2對(duì)提高土壤貯水量效果最佳，顯著提高21.4%，且不同施氮處理差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；拔節(jié)到抽雄期(大喇叭口期，播后80 d)，由于進(jìn)入雨季，各處理土壤貯水量明顯上升，較處理CK，處理N2和N3土壤貯水量分別顯著增加16.4%，20.8%；抽雄到灌漿期(播后110～140 d)，玉米進(jìn)入旺盛生長(zhǎng)階段，該階段高溫少雨且作物耗水增加，各處理土壤貯水量降至最低，其中處理N2土壤貯水量最高，較CK顯著增加20.6%，處理N1和N3次之，且與處理CK間差異不具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；玉米收獲期(播后170 d)，各處理土壤貯水量有所提高，處理N1和N3分別較CK顯著提高13.6%和14.4%，處理N2與CK間差異不具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義.可見(jiàn)，在玉米關(guān)鍵生育期(拔節(jié)、抽雄及灌漿期)，處理N2的土壤蓄水保墑效果最佳，其次為處理N3.

2.2 秸稈還田配施氮肥對(duì)土壤溫度的影響

圖3為秸稈還田配施氮肥下玉米生育期0～25 cm土層土壤溫度變化情況.由圖可知各處理下0～25 cm土層土壤溫度T隨玉米生育期的推進(jìn)呈先增加后降低再增加的變化趨勢(shì).整個(gè)玉米生育期，秸稈還田配施氮肥對(duì)玉米生育期土壤溫度影響明顯，以施純氮量300 kg/hm2調(diào)節(jié)地溫效果最佳.在玉米苗期(播后20 d)，與處理CK相比，秸稈還田配施氮肥可顯著提高耕層土壤溫度，以處理N2保溫效果最好，較CK顯著增溫3.20 ℃；在玉米拔節(jié)期(播后50 d)，土壤溫度隨著氣溫回升逐漸呈上升趨勢(shì)，處理CK土壤溫度高于其他處理；在大喇叭口-抽雄期(播后80～110 d)正處于寧夏高溫季節(jié)，各處理土壤溫度達(dá)到最高，較處理CK，處理N2和N3的土壤溫度分別平均顯著降低1.00和1.30 ℃；在灌漿期(播后140 d)，各處理土壤溫度急劇降低，處理N1的耕層土壤溫度最低，而處理N2和N3較CK土壤溫度分別提高0.14和0.07 ℃；收獲期，土壤溫度逐漸回升，且各處理間差異不具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義.

圖3 秸稈還田配施氮肥下玉米生育期0～25 cm土層土壤溫度

表2為秸稈還田配施氮肥下玉米生育期0～25 cm土層土壤溫度，表中h為土層深度.由表可知，整個(gè)玉米生育期內(nèi)不同施氮量下不同土層平均土壤溫度的變化規(guī)律不同.5 cm土層，處理N1和N2分別較CK顯著提高溫度0.4和0.6 ℃，而處理N3與CK相比有降溫效果且差異不具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；10和15 cm土層的溫度，處理N3較CK分別顯著降低1.2和1.4 ℃，處理N1和N2與CK相比降溫效果不顯著；20 cm土層，處理N1，N2和N3較CK降溫效果顯著，分別顯著降溫0.5，0.4和0.8 ℃，處理N2與N3間差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；25 cm土層，N1較CK顯著降溫0.4 ℃，N2和N3降溫效果不顯著；0～25 cm土層平均土壤溫度，較處理CK，N3降溫效果最顯著，顯著降低0.8 ℃，而處理N1和N2較CK有一定的降溫效果但差異不具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義.

表2 秸稈還田配施氮肥下玉米生育期0～25 cm土層土壤溫度

2.3 秸稈還田配施氮肥對(duì)土壤碳氮的影響

2018年玉米收獲期，秸稈還田配施不同量氮肥處理下0～40 cm土層土壤有機(jī)碳(TOC)和全氮(TN)含量均顯著高于2017年試驗(yàn)處理前(本底值)，土壤有機(jī)碳含量增幅為13.6%～60.7%，全氮含量增幅為23.1%～74.4%，土壤碳氮比C/N降低2.9%～8.4%，具體見(jiàn)表3.

表3 秸稈還田配施氮肥對(duì)土壤碳氮(0～40 cm)的影響

與對(duì)照相比，秸稈還田配施氮肥對(duì)玉米收獲期土壤碳氮影響明顯.(0，20] cm土層，隨施氮量增加，土壤有機(jī)碳和全氮含量均與施氮量成正比，較CK處理，以處理N2和N3對(duì)提高土壤有機(jī)碳和全氮含量效果顯著，土壤有機(jī)碳分別顯著提高44.9%和47.6%，全氮含量分別顯著提高33.3%和40.7%，且C/N分別顯著提高8.6%和5.0%.(20，40] cm土層，各施氮處理下土壤碳氮變化與(0，20] cm土層一致，與CK相比，處理N1，N2和N3的土壤有機(jī)碳含量分別顯著提高12.1%，36.6%和35.3%，處理N2和N3的土壤全氮含量分別顯著提高33.3%和42.9%，處理N1土壤全氮含量提高效果不顯著.處理N1土壤C/N顯著提高7.1%，處理N2土壤C/N提高效果不顯著，而處理N3土壤C/N顯著降低5.6%.另外，以處理N2對(duì)0～40 cm土層土壤C/N調(diào)控效果最佳(C/N為12.0)，較CK顯著增加5.2%.

2.4 秸稈還田配施氮肥對(duì)玉米產(chǎn)量和水分生產(chǎn)率的影響

表4為秸稈還田配施不同氮肥量下玉米產(chǎn)量構(gòu)成因子、產(chǎn)量和水分生產(chǎn)率，表中ns，nk，md，Y，ET，CWP分別為穗數(shù)、穗粒數(shù)、百粒質(zhì)量、籽粒產(chǎn)量、耗水量及水分生產(chǎn)率.由表可知隨施氮量增加，處理N1，N2，N3的穗數(shù)較CK分別顯著提高13.0%，39.1%和17.4%.處理N3玉米籽粒百粒質(zhì)量較處理CK降低5.2%，但差異不具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，而處理N1和N2分別顯著增加11.7%和24.8%；穗粒數(shù)以處理N3提高效果最佳，較CK顯著增加11.4%，而處理N1和N2次之，較CK分別顯著增加9.3%和8.3%，且各施氮處理間差異不具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義.隨施氮量增大，玉米籽粒產(chǎn)量逐漸增加，但達(dá)到一定施氮量后產(chǎn)量不再增加，并出現(xiàn)降低趨勢(shì)，各處理玉米籽粒產(chǎn)量大小按處理排序?yàn)镹2，N1，N3，CK，處理N2，N1和N3分別較CK顯著增產(chǎn)63.7%，46.2%和23.3%，且各處理間差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義.

表4 秸稈還田配施氮肥對(duì)玉米產(chǎn)量及水分生產(chǎn)率的影響

秸稈還田配施氮肥可降低作物耗水，從而提高作物水分生產(chǎn)率.不同施氮量處理下作物耗水量較對(duì)照處理以N3降低幅度最大，顯著降低8.2%，而處理N1的作物耗水量顯著提高5.8%.各處理下作物水分生產(chǎn)率高低按處理排序依次為N2，N3，N1，CK，處理N1，N2和N3的水分生產(chǎn)率分別較CK顯著提高18.4%，36.1%和21.1%.對(duì)玉米產(chǎn)量和水分生產(chǎn)率結(jié)合分析可知，秸稈還田配施純氮300 kg/hm2對(duì)提高玉米籽粒產(chǎn)量和水分生產(chǎn)率效果最佳.

3 討 論

3.1 秸稈還田配施氮肥對(duì)土壤水熱及碳氮的影響

秸稈還田配施適量氮肥可促進(jìn)秸稈腐解和養(yǎng)分礦化釋放，改善土壤理化性狀，增強(qiáng)土壤蓄水能力[14].張哲等[15]研究報(bào)道，秸稈與氮肥配施還田在干旱年份可明顯提高土壤含水率.高金虎等[16]研究發(fā)現(xiàn)，秸稈還田配施氮肥對(duì)玉米生育期內(nèi)保水效果影響較大，主要表現(xiàn)為生育前期不利于保水，而中后期保水效果較好.文中研究結(jié)果表明，較秸稈還田不施氮肥處理，秸稈還田配施氮肥能顯著增強(qiáng)玉米關(guān)鍵生育期(拔節(jié)、抽雄及灌漿期)土壤蓄水保墑能力，以施氮量300 kg/hm2處理的保水效果最佳，這與前人研究結(jié)果“生育前期不利于保水”[16]不一致，分析其原因：一方面，秸稈腐解過(guò)程中能將秸稈中纖維素徹底分解為CO2和H2O，可有效補(bǔ)充土壤水分[4]，同時(shí)秸稈腐解利于減少土壤表層結(jié)皮或結(jié)構(gòu)致密現(xiàn)象，進(jìn)而增加了土壤透水透氣性，減少了土壤水分流失[17]，而適宜的土壤C/N(25∶1)[18]最利于秸稈腐解，秸稈還田配施純氮300 kg/hm2后土壤碳氮比最接近25∶1；另一方面，作物關(guān)鍵生育期秸稈還田下不同氮肥用量的保水效果還與秸稈還田周期、研究區(qū)域氣候、土壤類(lèi)型和研究年份內(nèi)降雨及氣溫情況等有關(guān)[8].

秸稈還田配施不同比例有機(jī)肥對(duì)合理調(diào)節(jié)土壤溫度、提高根際土壤微生物數(shù)量及秸稈腐解有較好的促進(jìn)作用[19].秸稈還田結(jié)合施氮具有保水緩溫作用[20].陳浩等[5]研究認(rèn)為，在秸稈還田的同時(shí)配施不同比例化肥，能夠有效調(diào)節(jié)土壤溫度，顯著提高土壤微生物數(shù)量與活性，改善土壤微環(huán)境.文中研究結(jié)果表明，秸稈還田配施不同量氮肥較不施氮肥處理，對(duì)玉米生育前期0～25 cm土層土壤有保溫效果，而在中后期各施氮處理地溫均低于對(duì)照，以300 kg/hm2施氮處理調(diào)控溫度效果最佳，分析原因是土壤溫度主要受秸稈還田的影響[21]，大量秸稈腐解主要集中在還田初期[5]，秸稈還田配施不同量氮肥能促進(jìn)秸稈腐解[10]，腐解過(guò)程會(huì)放出大量熱量使地溫增加，不同氮肥用量下秸稈腐解程度不同致使耕層土壤溫度差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；生育中后期大量秸稈腐解結(jié)束，其腐解釋放的熱量減少，導(dǎo)致處理間耕層土壤溫度差異不具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義[22].

土壤有機(jī)質(zhì)是衡量土壤肥力的重要指標(biāo)之一，秸稈還田配施氮肥可有效提高土壤有機(jī)碳含量，平衡土壤養(yǎng)分[23].幕平[24]研究認(rèn)為，秸稈還田配施適量氮肥可有效調(diào)節(jié)土壤C/N，加速土壤微生物活動(dòng)分解秸稈并釋放出養(yǎng)分補(bǔ)充到土壤中，土壤有機(jī)碳含量有效提升17.5%～28.7%[25].在文中研究中，秸稈還田配施氮肥可有效增加0～40 cm土層土壤有機(jī)碳和全氮含量，且以施純氮量450 kg/hm2對(duì)耕層養(yǎng)分含量提升效果最佳，分析其原因：秸稈還田可有效補(bǔ)充土壤有機(jī)質(zhì)，提高土壤C/N，增強(qiáng)對(duì)氮的固持能力，而秸稈還田配施適量氮肥具有較強(qiáng)的持水能力，可防止土壤氮素?fù)]發(fā)[11].文中研究還發(fā)現(xiàn)，與不施氮肥處理相比，施純氮450 kg/hm2處理20～40 cm土層碳氮比顯著降低5.6%，而施純氮150和300 kg/hm2的處理有效提高碳氮比.這可能由于在雨季，配施純氮450 kg/hm2較其他處理，0～20 cm土層中過(guò)多氮素未能被秸稈腐解和作物生長(zhǎng)利用，隨雨水下滲到20～40 cm土層中，增加該土層氮素含量，造成土層碳氮比增加[26].但這僅是1 a研究結(jié)論，仍需要進(jìn)一步深入探討.

3.2 對(duì)玉米產(chǎn)量和水分生產(chǎn)率的影響

白偉等[8]研究發(fā)現(xiàn)，秸稈還田配施氮肥可提高春玉米的產(chǎn)量，增產(chǎn)效果主要表現(xiàn)在百粒質(zhì)量和行粒數(shù)顯著增加.龐黨偉等[12]研究認(rèn)為，配施氮肥秸稈還田主要通過(guò)改善耕層土壤理化性質(zhì)，增加單位面積的穗數(shù)和穗粒數(shù)使得產(chǎn)量增加.文中研究結(jié)果也表明，秸稈還田配施純氮450 kg/hm2處理下玉米穗數(shù)和穗粒數(shù)分別高于秸稈還田配施純氮150和300 kg/hm2處理的，但百粒質(zhì)量和籽粒產(chǎn)量分別低于配施純氮150和300 kg/hm2處理的，究其原因可能由于氮肥過(guò)量產(chǎn)生高氮鹽害，對(duì)玉米生長(zhǎng)發(fā)育產(chǎn)生抑制作用，導(dǎo)致作物貪青晚熟，使玉米有效穗數(shù)、穗粒數(shù)及籽粒充實(shí)度降低，造成玉米減產(chǎn)[27].高金虎等[16]在遼西風(fēng)沙半干旱區(qū)通過(guò)秸稈還田配施氮肥研究發(fā)現(xiàn)，以秸稈還田量6 000～9 000 kg/hm2配施純氮420 kg/hm2對(duì)提高玉米產(chǎn)量和水分生產(chǎn)率效果最佳.張亮等[28]研究認(rèn)為，秸稈全量還田配施氮肥可提高關(guān)中平原冬小麥產(chǎn)量和水分生產(chǎn)率.文中研究結(jié)果表明，在寧夏揚(yáng)黃灌區(qū)，秸稈還田配施不同氮肥量可顯著提高玉米產(chǎn)量和水分生產(chǎn)率，以300 kg/hm2施氮處理效果最佳，分析其原因：秸稈還田后土壤養(yǎng)分提高對(duì)玉米產(chǎn)量構(gòu)成因素有一定促進(jìn)作用，且適量氮肥(300 kg/hm2)可顯著改善土壤水溫微環(huán)境，從而加速秸稈腐解及養(yǎng)分釋放，調(diào)節(jié)土壤C/N，為玉米生長(zhǎng)提供充足的養(yǎng)分供應(yīng)，最終使玉米產(chǎn)量和水分生產(chǎn)率顯著增加[24].

4 結(jié) 論

1) 秸稈還田配施氮肥可增強(qiáng)玉米關(guān)鍵生育期(拔節(jié)、抽雄及灌漿)0～100 cm土層土壤蓄水保墑能力，其中以秸稈還田配施純氮300 kg/hm2的保水效果最佳，配施純氮150和450 kg/hm2次之.

2) 秸稈還田配施氮肥對(duì)玉米各生育期0～25 cm土層土壤溫度有明顯的調(diào)控效應(yīng)，以秸稈還田配施純氮300 kg/hm2對(duì)耕層調(diào)溫效果較優(yōu).

3) 秸稈還田配施氮肥能有效增加0～40 cm層土壤有機(jī)碳和全氮含量，調(diào)節(jié)土壤C/N.其中隨施氮量增加，以配施純氮450 kg/hm2處理較對(duì)照處理提高土壤有機(jī)碳和全氮含量效果最優(yōu)，而配施氮量300 kg/hm2對(duì)調(diào)節(jié)土壤C/N效果最佳.

4) 秸稈還田配施氮肥可顯著提高玉米籽粒產(chǎn)量和水分生產(chǎn)率.與秸稈還田不施純氮處理相比，秸稈還田配施純氮300 kg/hm2處理的玉米增產(chǎn)和改善作物水分生產(chǎn)率的效果最優(yōu).可見(jiàn)，秸稈還田配施適量氮肥(300 kg/hm2)對(duì)土壤控溫保墑效應(yīng)、調(diào)節(jié)土壤碳氮比和提高玉米產(chǎn)量和水分生產(chǎn)率效果最顯著.