秸稈還田配施化肥對(duì)春玉米耕層土壤理化性質(zhì)及產(chǎn)量的影響①

劉 艷，葉 鑫，包紅靜，王曉暉，雋英華*

秸稈還田配施化肥對(duì)春玉米耕層土壤理化性質(zhì)及產(chǎn)量的影響①

劉 艷1，葉 鑫1，包紅靜1，王曉暉2，雋英華1*

(1 遼寧省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物營(yíng)養(yǎng)與環(huán)境資源研究所，沈陽(yáng) 110161；2瓦房店市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，遼寧瓦房店 116300)

通過(guò)連續(xù)3 a田間定位試驗(yàn)，研究了不同秸稈還田方式配施化肥對(duì)春玉米耕層土壤理化性質(zhì)及產(chǎn)量的影響。結(jié)果表明：秸稈還田能顯著提高各土層的田間持水量8.6% ～ 18.0%，降低土壤緊實(shí)度6.3% ～ 27.5%，且以秸稈深翻和深旋還田方式效果較好，同時(shí)這兩種方式還能顯著降低20 ～ 40 cm土層容重。連續(xù)秸稈還田后耕層土壤有機(jī)質(zhì)、堿解氮、有效磷和速效鉀含量較無(wú)還田處理平均提高21.2%、8.6%、15.0% 和17.2%。此外，在秸稈還田時(shí)配合適量氮肥施用更利于土壤養(yǎng)分的提高，其中秸稈深翻和秸稈深旋配施210 kg/hm2氮肥和90 ～ 120 kg/hm2鉀肥可顯著提升土壤養(yǎng)分狀況，促進(jìn)春玉米穗長(zhǎng)、穗粗和百粒重的增加，進(jìn)而提高春玉米產(chǎn)量，是遼寧棕壤區(qū)春玉米生產(chǎn)中比較理想的一種農(nóng)藝措施，在農(nóng)業(yè)發(fā)展中具有一定的應(yīng)用和推廣價(jià)值。

秸稈還田；土壤理化性質(zhì)；春玉米；產(chǎn)量

作物秸稈是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的主要副產(chǎn)物，每年我國(guó)作物秸稈產(chǎn)量高達(dá)7億 ～ 9億t[1–2]，資源量極其豐富。作物秸稈中含有豐富的氮磷鉀和中微量元素，秸稈還田不僅能將其本身的養(yǎng)分元素歸還給土壤，維持土壤養(yǎng)分平衡，培肥地力，而且還能通過(guò)還田耕作改善土壤耕層結(jié)構(gòu)[3–4]，促進(jìn)土壤水分、養(yǎng)分庫(kù)容擴(kuò)大[5–6]，有效提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力，是實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展的一項(xiàng)重要農(nóng)藝措施[7]。已有研究表明，合理利用秸稈資源無(wú)論對(duì)土壤還是作物產(chǎn)量均有影響。徐嘉翼等[8]在遼北的研究結(jié)果顯示，秸稈連年翻壓還田可顯著降低整個(gè)耕層土壤容重，增加表層土壤含水率，改善土壤養(yǎng)分狀況，提高產(chǎn)量13.6%。隋鵬祥等[9]的研究結(jié)果表明，秸稈還田顯著增加了春玉米產(chǎn)量和水分利用效率，同時(shí)提高了0 ～ 60 cm土層的硝態(tài)氮、有效磷和速效鉀含量。

然而也有研究顯示，由于秸稈碳氮比較高，自然狀態(tài)分解時(shí)需要消耗一定的氮素，故而造成土壤微生物與作物爭(zhēng)氮的現(xiàn)象，影響作物前期生長(zhǎng)[10–11]。另外，作物秸稈中的鉀離子還田后雖然可以快速釋放進(jìn)入土壤，但其有效性受外界環(huán)境影響后與化肥鉀相差甚遠(yuǎn)[12]，尤其在低鉀土壤上，如果單純依靠秸稈還田并不能滿足作物對(duì)鉀素的需求，因此，秸稈還田后不適宜盲目地增加或減少氮鉀肥的用量，進(jìn)一步研究秸稈還田配施氮鉀肥具有重要的意義。宮明波等[13]的研究表明，秸稈還田配施中等氮肥可以顯著提高作物產(chǎn)量，同時(shí)顯著提高土壤有機(jī)質(zhì)和速效鉀含量。Chen等[14]通過(guò)長(zhǎng)期定位試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，秸稈還田配施化肥可以顯著提高土壤有機(jī)碳、全氮和有效磷含量。目前，已有的秸稈還田與化肥配施研究多集中在氮素上，關(guān)于秸稈還田同時(shí)與氮鉀肥配施的研究則鮮有報(bào)道。鑒于此，本文利用3 a定位試驗(yàn)研究了春玉米不同秸稈還田方式與氮鉀肥配施對(duì)土壤理化性質(zhì)及玉米產(chǎn)量的影響，以期為本地區(qū)秸稈還田條件下氮鉀肥的合理施用、土壤的可持續(xù)利用及糧食的增產(chǎn)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)區(qū)概況

試驗(yàn)于2018—2020年在瓦房店市元臺(tái)鎮(zhèn)(39°31′10″N，122°3′16″E)進(jìn)行。該區(qū)屬暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候，冬無(wú)嚴(yán)寒，夏無(wú)酷暑，四季分明，年平均氣溫9.3 ℃，無(wú)霜期165 ～ 185 d，年降水量580 ～ 750 mm，5—9月有效日照總數(shù)約1 100 h，≥10 ℃有效積溫約3 200 ℃。供試土壤為棕壤土，耕層土壤(0 ～ 20 cm)基本理化性質(zhì)為：pH 5.2，全氮0.74 g/kg，全磷 1.09 g/kg，全鉀23.9 g/kg，有機(jī)質(zhì)9.22 g/kg，堿解氮(N) 81 mg/kg，有效磷(P2O5) 20.2 mg/kg，速效鉀(K2O) 55.0 mg/kg。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用裂區(qū)設(shè)計(jì)，主因素為4個(gè)秸稈還田方式(S)：S1為秸稈粉碎深翻還田，S2為秸稈粉碎深旋還田，S3為秸稈覆蓋免耕還田，S4為秸稈不還田；副因素為施肥(F)，設(shè)2個(gè)氮水平(N，210、180 kg/hm2)和2個(gè)鉀水平(K2O，120、90 kg/hm2)4個(gè)組合：F1為N210-K120，F(xiàn)2為N210-K90，F(xiàn)3為N180-K120，F(xiàn)4為N180-K90。試驗(yàn)共16個(gè)處理，3次重復(fù)，每個(gè)小區(qū)長(zhǎng)為20 m，寬為3.6 m(6壟)，面積為72 m2。每年秋季機(jī)械收獲玉米時(shí)將秸稈全部粉碎，在經(jīng)滅茬機(jī)處理后，按試驗(yàn)要求進(jìn)行還田操作，深翻還田30 cm，深旋還田20 cm，覆蓋還田鋪于地表，不還田將秸稈離田后常規(guī)旋耕12 cm。氮、磷、鉀肥分別為尿素(含N 460 g/kg)、磷酸二銨(含N 180 g/kg，P2O5460 g/kg)和氯化鉀(含K2O 600 g/kg)。各處理磷肥統(tǒng)一用量為P2O590 kg/hm2。全部肥料均在播種時(shí)一次性側(cè)深施入。供試玉米品種為當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)品種宏碩899，生育期約130 d，種植密度4 000株/畝(1畝=667 m2)，生育期內(nèi)無(wú)灌溉。每年5月上旬播種，10月上旬收獲。除草和田間管理按常規(guī)管理方式。

1.3 測(cè)定指標(biāo)與方法

1.3.1 土壤物理性狀 玉米收獲后，采用環(huán)刀法測(cè)定土壤容重和田間持水量。用標(biāo)準(zhǔn)體積為100 cm3環(huán)刀在秸稈還田主區(qū)采集2.5、22.5和42.5 cm土層的原狀土，分別代表0 ～ 20、20 ～ 40和40 ～ 60 cm土層土壤樣品，每區(qū)隨機(jī)選取3點(diǎn)，用膠帶密封環(huán)刀后帶回實(shí)驗(yàn)室用于容重和田間持水量的測(cè)定；每區(qū)利用 SC900土壤硬度儀，按照“S”型隨機(jī)觀測(cè)法，測(cè)定0 ～ 45 cm土壤緊實(shí)度，每區(qū)6 次重復(fù)，計(jì)算其平均值。

1.3.2 土壤化學(xué)性質(zhì) 玉米收獲后，各小區(qū)采集0 ～ 20 cm耕層土壤用于化學(xué)性質(zhì)的測(cè)定。采用重鉻酸鉀容量法測(cè)定有機(jī)質(zhì)；采用堿解擴(kuò)散法測(cè)定速效氮；采用NaHCO3溶液浸提，鉬銻抗比色法測(cè)定有效磷；采用 NH4OAC 溶液浸提，火焰光度計(jì)法測(cè)定速效鉀。

1.3.3 產(chǎn)量及其構(gòu)成因素 玉米收獲時(shí)，各小區(qū)取12 m2測(cè)產(chǎn)，按14% 含水率折合成單位面積產(chǎn)量。另選取有代表性的果穗10穗，待風(fēng)干后于室內(nèi)考種，測(cè)定穗長(zhǎng)、穗粗、禿尖長(zhǎng)和百粒重等產(chǎn)量構(gòu)成因素。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用 Excel 2010進(jìn)行數(shù)據(jù)處理；應(yīng)用 SPSS22進(jìn)行GLM單變量(Univariate)方差分析，Duncan法進(jìn)行多重比較；采用Origin 9.1繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同秸稈還田方式對(duì)土壤物理性狀的影響

2.1.1 土壤容重 土壤容重和孔隙度等物理指標(biāo)是決定土壤水、肥、氣、熱等因素相互協(xié)調(diào)，以滿足作物正常生長(zhǎng)發(fā)育需要的重要因素。連續(xù)2 a試驗(yàn)結(jié)果顯示，土壤容重隨土層深度增加而增加(圖1)。在0 ～ 20 cm表層，兩年結(jié)果均顯示S3處理的容重最大，平均為1.47 g/cm3，顯著高于其他處理21.6% ～ 28.2%，主要是由于免耕處理沒(méi)有土壤耕作的過(guò)程，使表層土壤變得相對(duì)結(jié)實(shí)。在20 ～ 40 cm土層，2019年由于秸稈還田年限較短故各處理差異不顯著，2020年各處理容重表現(xiàn)為S1

2.1.2 田間持水量 從圖2可知，2019年，在0 ～ 20 cm土層秸稈還田處理的田間持水量都高于無(wú)秸稈處理，順序?yàn)镾1>S2>S3>S4，其中S1和S2處理較S4處理(對(duì)照)差異顯著，提高了22.2% 和12.8%；在20 ～ 40 cm土層，S3和S1處理的田間持水量較S4處理顯著提高了10.8% 和9.8%；在40 ～ 60 cm土層，秸稈還田處理的田間持水量均高于無(wú)秸稈處理，順序?yàn)镾2>S1>S3>S4，其中S2和S1處理較S4處理提高了38.2% 和14.9%，差異顯著。2020年，各土層田間持水量的變化趨勢(shì)基本一致，均表現(xiàn)為S1≈S2>S3≈S4，S1和S2處理較S4處理各土層持水量分別增加8.6% 和11.7%、13.7% 和9.6%、18.0% 和14.2%，且差異顯著。說(shuō)明秸稈連續(xù)還田后能增加耕層及深層土壤田間持水量，且深翻和深旋的還田方式對(duì)于增強(qiáng)土壤持水能力更好。

2.1.3 土壤緊實(shí)度 從圖3可以看出，各處理土壤緊實(shí)度隨著土層深度的增加呈先快速增加后趨于平穩(wěn)的趨勢(shì)。經(jīng)過(guò)3 a田間試驗(yàn)后各秸稈還田處理均降低了0 ～ 40 cm土層的土壤緊實(shí)度，具體表現(xiàn)為0 ～ 20 cm土壤緊實(shí)度隨土層加深逐漸增加，各處理平均緊實(shí)度大小為S1

圖3 不同秸稈還田方式對(duì)土壤緊實(shí)度的影響

2.2 秸稈還田配施化肥對(duì)土壤養(yǎng)分的影響

多因素交互結(jié)果表明(表1)，秸稈還田極顯著影響了土壤有機(jī)質(zhì)含量(<0.001)，連續(xù)2 a試驗(yàn)結(jié)果均顯示秸稈還田各處理有機(jī)質(zhì)含量顯著高于無(wú)秸稈處理(<0.05)，兩年分別平均提高5.2% 和21.1%。此外，施肥、秸稈與施肥互作均對(duì)有機(jī)質(zhì)含量產(chǎn)生顯著影響(<0.01)。多重比較結(jié)果顯示，高氮量組合處理(F1、F2)的有機(jī)質(zhì)含量顯著高于F4處理，平均高出2.8% ～ 15.8%。另外，從表1還可以看出，秸稈還田配合高氮處理的有機(jī)質(zhì)含量顯著高于無(wú)秸稈低氮處理。

秸稈還田、施肥、秸稈還田與施肥互作對(duì)堿解氮和有效磷含量均產(chǎn)生了極顯著影響(<0.001)。連續(xù)2 a試驗(yàn)結(jié)果表明，S1和S2處理堿解氮含量較S4處理平均提高2.5% 和8.6%，且2020年差異達(dá)顯著水平；秸稈還田各處理有效磷含量在2020年較S4處理提高了10.8% ～ 17.8%，其中S1和S2處理提高顯著。從施肥角度分析發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)1處理堿解氮和有效磷含量在2 a試驗(yàn)結(jié)果中均是最高，與其他施肥組合差異顯著，其次是高氮低鉀F2處理和低氮高鉀F3處理，與F4處理差異亦達(dá)顯著水平，說(shuō)明在有秸稈還田的條件下需要適當(dāng)?shù)卦黾拥驶蜮浄实挠昧坎拍鼙ＷC土壤中速效養(yǎng)分的擴(kuò)充。

秸稈還田顯著影響了土壤速效鉀含量(<0.05)，2020年秸稈還田各處理的速效鉀含量均顯著高于無(wú)秸稈處理，平均提高13.8% ～ 20.6%；此外秸稈還田各處理中，S1處理顯著高于S2和S3處理，說(shuō)明秸稈在深翻還田時(shí)擾動(dòng)土壤能夠促進(jìn)速效鉀的釋放。施肥對(duì)速效鉀含量的影響兩年結(jié)果不相一致，2019年有極顯著影響(<0.01)，但2020年無(wú)顯著影響，可能與兩年的氣候和降雨量差異較大有關(guān)。秸稈還田和施肥的互作對(duì)速效鉀含量有顯著或極顯著影響，S1F1和 S2F1處理較S4F4處理的速效鉀含量均有顯著提高(<0.05)。

表1 秸稈還田與施肥對(duì)土壤養(yǎng)分的影響及交互作用

注：表中同列不同小寫字母表示在<0.05水平處理間差異顯著。S表示秸稈還田處理，F(xiàn)表示施肥處理，S×F表示交互作用；*表示達(dá)<0.05顯著水平，**表示達(dá)<0.01 顯著水平，***表示達(dá)<0.001 顯著水平，ns 表示不顯著。下同。

2.3 秸稈還田配施化肥對(duì)玉米產(chǎn)量及其構(gòu)成的影響

從多因素交互作用結(jié)果(表2)可以看出，2 a試驗(yàn)結(jié)果中秸稈還田均對(duì)穗長(zhǎng)有極顯著性影響(<0.001)，2019年對(duì)穗粗和百粒重有極顯著影響(<0.001)，2020年對(duì)禿尖長(zhǎng)有顯著性影響(<0.05)。施肥均對(duì)穗長(zhǎng)有極顯著性影響(<0.05)，對(duì)穗粗無(wú)影響。二者的交互作用在2019年對(duì)產(chǎn)量構(gòu)成各因素均無(wú)顯著影響，在2020年對(duì)穗粗和百粒重有顯著性影響。多重比較結(jié)果表明，秸稈還田各處理的穗長(zhǎng)和穗粗均高于無(wú)秸稈處理0.6% ～ 4.6% 和2.0% ～ 33.9%，其中S1和S2處理與S4處理差異達(dá)顯著水平。從施肥角度分析發(fā)現(xiàn)，2019年高氮量施肥處理能提高玉米穗長(zhǎng)、穗粗和百粒重，較低氮低鉀的F4處理分別平均提高2.8%、1.8% 和2.6%，且F1和F2處理的穗長(zhǎng)較F4處理增加差異顯著，說(shuō)明施肥可通過(guò)提高穗長(zhǎng)來(lái)促進(jìn)產(chǎn)量的形成。

從多因素交互作用結(jié)果還可以看出，秸稈還田、施肥和二者的交互作用對(duì)產(chǎn)量有極顯著或顯著性影響(<0.05)。連續(xù)2 a試驗(yàn)結(jié)果表明(表2)，秸稈還田各處理的產(chǎn)量均高于無(wú)秸稈還田處理，S1、S2和S3處理比S4處理兩年分別提高17.2% 和13.9%、9.8%和16.2%、7.3% 和2.9%，其中S1和S2處理與S4處理差異達(dá)顯著水平，主要是由于深耕秸稈還田后能夠打破犁底層，增加耕層厚度，促進(jìn)了玉米根系對(duì)下層土壤養(yǎng)分的吸收，進(jìn)而增加產(chǎn)量。施肥各處理產(chǎn)量順序?yàn)镕1>F2>F3>F4，其中高氮處理F1和F2較低氮處理平均提高3.7% ～ 13.8%，差異達(dá)顯著水平；高鉀處理F1和F3較低鉀處理平均提高3.2% ～ 6.3%，但差異不顯著。另外，從整體上看，S1F1>S1F4、S2F1>S2F4、S3F1>S3F4，且差異均顯著。

3 討論

3.1 秸稈還田配施化肥對(duì)土壤物理性狀的影響

秸稈還田后經(jīng)腐解產(chǎn)生的腐殖質(zhì)是土壤結(jié)構(gòu)的膠結(jié)劑，能調(diào)控土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的形成[16]，從而間接改善土壤結(jié)構(gòu)。與常規(guī)耕作相比，免耕雖然對(duì)土壤不產(chǎn)生擾動(dòng)，但是土壤沉降作用已使土壤顆粒間排列比較緊實(shí)，再加上春種秋收時(shí)的機(jī)械壓實(shí)，即使表層覆蓋了秸稈，依然使土壤容重顯著增加，尤其0 ～ 20 cm土壤容重增加了21.6% ～ 28.2%，這與徐瑩瑩等[17]研究結(jié)果一致。土壤緊實(shí)度是評(píng)估土壤結(jié)構(gòu)的一個(gè)重要指標(biāo)，可用于表征土壤壓實(shí)強(qiáng)度[18]。本研究中雖然秸稈還田方式不同，但卻都不同程度地緩解了土壤板結(jié)緊實(shí)的問(wèn)題，且以深翻和深旋秸稈還田方式更優(yōu)。深翻或深旋還田方式通過(guò)深耕作業(yè)楔入或混入秸稈改善了土壤松緊程度，提高了土壤孔隙度[19]，擴(kuò)大了土壤水分的貯存空間，容納更多的大氣降水，加之秸稈本身的親水性，使0 ～ 20 cm土層的田間持水量提高22.2% 和12.8%，緊實(shí)度降低了20.3% 和13.8%。對(duì)于20 cm以下土壤，通過(guò)深耕還田打破犁底層，利于水分傳導(dǎo)與入滲，有效增加了相應(yīng)土層土壤的田間持水量，有效預(yù)防田間徑流的發(fā)生[20]，對(duì)于緩解研究區(qū)域內(nèi)由年際間降水不均和年內(nèi)降水分布不均而引起的季節(jié)性干旱具有十分重要的作用。

3.2 秸稈還田配施化肥對(duì)土壤養(yǎng)分的影響

秸稈中含有豐富的氮、磷、鉀和各種微量元素等多種養(yǎng)分，還田后可為土壤補(bǔ)充部分外源有機(jī)物質(zhì)，同時(shí)提高土壤中養(yǎng)分的有效性[21]。已有研究表明，秸稈連續(xù)還田后耕層土壤有機(jī)質(zhì)、全氮磷鉀和速效氮磷鉀含量均有顯著增加[22]。本研究也有相同結(jié)論，秸稈連續(xù)還田3 a后，有機(jī)質(zhì)、堿解氮、有效磷和速效鉀含量較無(wú)秸稈還田平均提高21.2%、8.6%、15.0% 和17.2%。土壤養(yǎng)分含量的增加與秸稈腐解釋放養(yǎng)分有直接的關(guān)系，孫哲等[23]、匡恩俊等[24]已對(duì)玉米秸稈的養(yǎng)分釋放情況做了相關(guān)研究。土壤有機(jī)質(zhì)含量顯著提升，一方面是由于秸稈還田后它本身就充當(dāng)了碳源；另一方面，外源碳的持續(xù)加入激發(fā)了土壤微生物的活性和數(shù)量，加強(qiáng)了微生物礦化和固定程度，促進(jìn)了秸稈中碳在土壤中的固定和積累[25]。因此，在本研究中有機(jī)質(zhì)和速效養(yǎng)分含量的顯著增加，主要來(lái)源于玉米秸稈中的養(yǎng)分釋放。此外，本研究還發(fā)現(xiàn)，在秸稈還田條件下，低施肥量處理的有機(jī)質(zhì)和堿解氮含量低于高氮施肥處理，可能是由于低施肥量尤其是低氮量，導(dǎo)致玉米地上和根系生物量減少，地上部凋落物、根系及其分泌物進(jìn)入土壤的量大大降低，有機(jī)碳的積累少、分解快[26]。另外，玉米秸稈碳氮比較高，還田后亦需要大量微生物分解，缺氮導(dǎo)致秸稈腐解不完全，影響其養(yǎng)分釋放，從而不利于土壤養(yǎng)分含量的積累。因此，本研究顯示，秸稈還田的同時(shí)應(yīng)配合大量氮肥的投入，更有利于秸稈腐解與有機(jī)養(yǎng)分的礦化，促進(jìn)養(yǎng)分積累，實(shí)現(xiàn)土壤深層次培肥，這與宋佳杰等[27]研究較為一致。

3.3 秸稈還田配施化肥對(duì)玉米產(chǎn)量的影響

關(guān)于秸稈還田配施化肥對(duì)玉米產(chǎn)量影響的研究很多，但不同土壤類型、氣候區(qū)域所得結(jié)果存在差異。本研究結(jié)果表明，秸稈還田、施肥和二者的互作對(duì)玉米產(chǎn)量都有顯著或極顯著影響，秸稈還田處理均能提高玉米產(chǎn)量2.9% ～ 17.2%，且秸稈深翻和深旋處理產(chǎn)量提高顯著，分析其原因應(yīng)是深耕秸稈還田一方面將秸稈翻埋或深混于土中更有利于秸稈腐解釋放它本身含有的豐富營(yíng)養(yǎng)元素，從而補(bǔ)充和調(diào)節(jié)農(nóng)田土壤養(yǎng)分[28]；另一方面，深翻/深旋秸稈還田改善土壤結(jié)構(gòu)，有利于根系下扎生長(zhǎng)，吸收更多的養(yǎng)分，從而提高玉米產(chǎn)量[29]。另有研究表明，秸稈還田同時(shí)減少10% ～ 20% 化肥用量，仍能提高作物產(chǎn)量[30–31]。而本文研究結(jié)果顯示，秸稈還田只有與高氮量(210 kg/hm2)配施才能夠顯著提高玉米產(chǎn)量，施用低肥量有減產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)，主要原因可能是玉米秸稈還田后會(huì)引起土壤C/N比過(guò)高，出現(xiàn)土壤養(yǎng)分被微生物爭(zhēng)奪，使作物前期缺肥，進(jìn)而影響產(chǎn)量。本試驗(yàn)區(qū)土壤基礎(chǔ)養(yǎng)分并不豐富，因此在秸稈還田時(shí)需要配合適量的氮肥才能更充分地激發(fā)和利用秸稈中的養(yǎng)分，達(dá)到培肥增產(chǎn)的目的。

4 結(jié)論

在本試驗(yàn)條件下及土壤和氣候相近區(qū)域，施肥及田間管理相同的情況下，秸稈深翻或深旋還田顯著降低土壤容重和土壤緊實(shí)度，增加田間持水量，有效改善土壤物理性狀；同時(shí)配合210 kg/hm2氮肥和90 ～ 120 kg/hm2鉀肥可顯著提升土壤養(yǎng)分狀況，同時(shí)提高春玉米產(chǎn)量，可見，該秸稈還田和施肥模式是遼寧棕壤區(qū)春玉米生產(chǎn)中比較理想的一種農(nóng)藝措施，在農(nóng)業(yè)發(fā)展中具有一定的應(yīng)用和推廣價(jià)值。

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Effects of Straw Incorporation Combined with Fertilizer on Physiochemical Properties of Soil and Yield of Spring Maize

LIU Yan1, YE Xin1, BAO Hongjing1, WANG Xiaohui2, JUAN Yinghua1*

(1 Institute of Plant Nutrition and Environmental Resource, Liaoning Academy of Agricultural Sciences, Shenyang 110161, China; 2 Agricultural Technology Extension Center of Wafangdian City in Liaoning Province, Wafangdian, Liaoning 116300, China)

A 3-year located field experiment was conducted to study the influences of different straw incorporation methodscombined with fertilizers on physiochemical properties of soil and yield of spring maize. The results show that no matter under what kind of straw returning methods, compared with non-straw returning, straw incorporation significantly increases the field capacity of every soil layer by 8.6%–18.0%, reduces soil compactness by 6.3%–27.5%, and deep turning and deep rotation of straws is better in the effects, which also significantly reduces soil bulk density of 20–40 cm. Straw incorporation increases the contents of soil organic matter by 21.2%, alkaline nitrogen by 8.6%, available phosphorus by 15.0% and available potassium by 17.2% in the plough layer after continuous straw returning for 3 years compared with the non-straw returning. In addition, appropriate nitrogen fertilizer combined with straw returning is more conducive to the improvement of soil nutrients. The application of 210 kg/hm2nitrogen and 90–120 kg/hm2potassium fertilizer with straw deep turning and rotation significantly improves soil nutrients, promotes the ear length and diameter as well as 100-grain weight, so increases the yield of spring maize, thus, it is an ideal model in spring maize production and has good application and promotion potential in agricultural development in brown soil area in Liaoning.

Straw incorporation; Physiochemical properties of soil; Spring maize; Yield

S152

A

10.13758/j.cnki.tr.2023.02.004

劉艷, 葉鑫, 包紅靜, 等. 秸稈還田配施化肥對(duì)春玉米耕層土壤理化性質(zhì)及產(chǎn)量的影響. 土壤, 2023, 55(2): 254–261.

沈陽(yáng)市科技計(jì)劃項(xiàng)目(21-109-3-01)，遼寧省揭榜掛帥項(xiàng)目(2021JH1/10400039)，遼寧省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目(2021JH2/10200030)和國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目(2018YFD0300303)資助。

(juanyong_001@sohu.com)

劉艷(1980—)，女，碩士，副研究員，主要從事植物營(yíng)養(yǎng)與高效施肥研究。E-mail: liuyan1980@163.com