半干旱區(qū)秸稈還田配施氮肥對土壤養(yǎng)分、氮肥利用率及玉米產(chǎn)量的影響

摘要：為探究秸稈還田配施氮肥對玉米氮肥利用率及產(chǎn)量的影響，以黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院齊齊哈爾分院肥料長期定位試驗(yàn)田為研究對象，研究CK（常規(guī)種植）、秸稈還田不配施氮肥（SR+N0）、秸稈還田分別配施氮肥262.5 kg·hm-2（SR+N1）、300.0 kg·hm-2（SR+N2）、337.5 kg·hm-2（SR+N3）、375.0 kg·hm-2（SR+N4）、412.5 kg·hm-2（SR+N5）、450.0 kg·hm-2（SR+N6）和487.5 kg·hm-2（SR+N7）等處理對土壤全量養(yǎng)分、化學(xué)計(jì)量特征、氮肥農(nóng)學(xué)效率、氮肥偏生產(chǎn)力、氮肥利用率及玉米產(chǎn)量的影響進(jìn)行分析。結(jié)果表明，與CK相比，SR+N5（秸稈還田+增施10%氮肥）和SR+N6（秸稈還田+增施20%氮肥）處理對土壤全氮、全磷的累積最佳，SR+N4（秸稈還田+常規(guī)施肥）處理全鉀含量最高，SR+N5處理的土壤有機(jī)碳含量提高了3.24%。SR+N6和SR+N7（秸稈還田+增施30%氮肥）處理的土壤C/N較CK降低了20%以上，SR+N4處理 C/P值最高；SR+N5處理的C/K、N/K和 P/K值均有所提升。SR+N2（秸稈還田+減施20%氮肥）處理氮肥農(nóng)學(xué)效率、氮肥偏生產(chǎn)力、氮肥利用率提升最為明顯，與對照CK相比，氮肥農(nóng)學(xué)效率、氮肥偏生產(chǎn)力、氮肥利用率分別提高了21.14%、22.72%和0.04%。秸稈還田下，當(dāng)?shù)赝扑]施氮量加20%（450.0 kg·hm-2）產(chǎn)量最高。秸稈還田的基礎(chǔ)上配施氮肥對玉米產(chǎn)量的影響呈二次函數(shù)關(guān)系，在秸稈還田配施氮肥用量為450.0 kg·hm-2時(shí)，繼續(xù)加大氮肥配施量會抑制玉米的產(chǎn)量。綜合考慮，增氮20%（450.0 kg·hm-2）可作為協(xié)調(diào)半干旱區(qū)秸稈還田下春玉米產(chǎn)量的合理選擇。

關(guān)鍵詞：秸稈還田；氮肥；全量養(yǎng)分；氮肥利用效率；產(chǎn)量

黑龍江省西部半干旱區(qū)是我國重要的玉米產(chǎn)區(qū)，其玉米種植面積和產(chǎn)量在全國占有重要位置[1]。施用化肥作為提高玉米產(chǎn)量的重要措施之一，其氮肥的作用尤為顯著。但長期施用氮肥，增大了農(nóng)業(yè)投入成本，導(dǎo)致土壤養(yǎng)分失衡，氮肥利用率降低、玉米高氮增產(chǎn)效果不明顯[2]。作物秸稈既含有作物生長所必需的碳、氮、磷、鉀等營養(yǎng)元素，又可有效改善土壤理化性質(zhì)和生物學(xué)性狀，而作物秸稈直接還田勢必會導(dǎo)致土壤碳、氮比上升，不利于作物的生長[3]。因此，秸稈還田配施適量氮肥作為提高土壤肥力和實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的一種重要措施已被廣泛認(rèn)可。關(guān)于秸稈還田配施氮肥對土壤養(yǎng)分和作物產(chǎn)量的影響已有諸多報(bào)道。宋佳杰等[4]研究認(rèn)為，在關(guān)中地區(qū)秸稈還田配施化肥會改善土壤物理性狀，增加土壤養(yǎng)分，同時(shí)提高冬小麥產(chǎn)量。孟祥宇等[5]研究結(jié)果表明，秸稈全量還田條件下配施適量氮肥可改善土壤通氣狀況，并增加水稻生物產(chǎn)量。張俊瑩等[6]研究了連續(xù)秸稈還田條件下氮肥減施對土壤養(yǎng)分和水稻產(chǎn)量的影響，認(rèn)為水稻秸稈還田+減氮10%處理可以提高土壤堿解氮和速效鉀含量，且水稻產(chǎn)量有一定程度的增加。高麗超等[7]研究發(fā)現(xiàn)，秸稈還田配施控釋摻混尿素較普通尿素更有利于小麥前期和后期速效氮供應(yīng)，長期施用能顯著提高土壤有機(jī)質(zhì)含量，可提高土壤的保肥性和緩沖性，培肥土壤。但在實(shí)際生產(chǎn)過程中，玉米秸稈還田配施氮肥對氮肥利用效率的影響因區(qū)域土壤類型、耕作措施和氣候等因素的不同而存在差異，且玉米產(chǎn)量與氮肥用量關(guān)系密切，黑龍江省西部松嫩平原光熱資源豐富，玉米單產(chǎn)水平高，發(fā)展?jié)摿Υ螅?是我國重要的糧食產(chǎn)區(qū)。松嫩平原存在降水較少、黑鈣土耕層土壤結(jié)構(gòu)不良和養(yǎng)分匱乏、肥料利用效率低等問題，秸稈還田措施已成為該區(qū)一種有效的土壤培肥措施，但秸稈在腐解過程中需要消耗一定量的氮，進(jìn)而出現(xiàn)土壤微生物與作物爭氮的現(xiàn)象。為防止玉米秸稈與作物爭氮，在當(dāng)?shù)赝扑]施氮量的基礎(chǔ)上增施一定量的氮肥，但過多的氮肥又會對土壤環(huán)境造成污染[8]。因此研究秸稈還田配施不同用量氮肥對改善黑龍江省西部半干旱區(qū)黑鈣土肥力、提高玉米氮肥利用效率具有重要意義。于2018年開始在黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院齊齊哈爾分院試驗(yàn)基地，開展秸稈全量還田配施氮肥不同用量試驗(yàn)，研究其對玉米產(chǎn)量及氮肥利用率的影響，以期為該區(qū)秸稈還田條件下合理施用氮肥，實(shí)施黑鈣土快速培肥和玉米肥料高效利用提供一定的理論依據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)在黑龍江省齊齊哈爾市富拉爾基區(qū)黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院齊齊哈爾分院玉米秸稈還田試驗(yàn)基地（47°16′N，123°41′E）開展，秸稈還田配施氮肥定位試驗(yàn)開始于2018年，至2023年本試驗(yàn)已持續(xù)6年。該基地屬于中溫帶大陸性季風(fēng)氣候，年平均降水量400 mm，雨熱同期，降水主要分布在5月－10月。土壤類型為黑鈣土，0～20 cm土層土壤基本理化性質(zhì)：堿解氮127 mg·kg-1，有效磷20.23 mg·kg-1，速效鉀152.36 mg·kg-1，有機(jī)質(zhì)24.32 g·kg-1，pH為7.83。

1.2材料

玉米供試品種為雄玉1688，為中熟品種，適宜在黑龍江省第一積溫帶種植，由南通大熊種業(yè)科技有限公司和中國科學(xué)院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所共同選育。

1.3方法

1.3.1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)，在玉米秸稈全量還田（14 000 kg·hm-2）條件下，共設(shè)6個處理，秸稈還田不配施氮肥（SR+N0）、秸稈還田分別配施氮肥262.5 kg·hm-2（SR+N1）、300.0 kg·hm-2（SR+N2）、337.5 kg·hm-2（SR+N3）、375.0 kg·hm-2（SR+N4）、412.5 kg·hm-2（SR+N5）、450.0 kg·hm-2（SR+N6）、487.5 kg·hm-2（SR+N7），以秸稈不還田施用 375.0 kg·hm-2氮肥為對照（CK），其中秸稈還田處理為每年秋季機(jī)械收獲后將玉米秸稈全部粉碎為長度≤5 cm左右的小段，均勻翻入0～25 cm土層。

氮肥配施水平設(shè)置依據(jù)：結(jié)合當(dāng)?shù)赜衩资┯玫视昧浚?75.0 kg·hm-2），且秸稈直接還田時(shí)通常需施一定量無機(jī)氮肥，以補(bǔ)充因秸稈分解和微生物活動爭氮而造成土壤速效氮的不足，調(diào)節(jié)C/N。因此設(shè)計(jì)較氮肥施用量增加10%、20%和30%的處理，即412.5，450.0和487.5 kg·hm-2，為探討秸稈還田條件下不同施氮用量對黑鈣土理化性質(zhì)及其玉米產(chǎn)量和氮肥利用效率的影響，同時(shí)設(shè)置氮肥減少10%、20%和30%的處理，即337.5，300.0和262.5 kg·hm-2。將基肥磷酸二銨262.5 kg·hm-2 、硫酸鉀112.5 kg·hm-2施于地表，尿素N質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥46%，分別在播種前，基肥氮肥量為總氮肥量30%，其他氮肥增加或減少用量在拔節(jié)期追肥時(shí)施入。N0處理為100.0 kg·hm-2過磷酸鈣和112.5 kg·hm-2硫酸鉀。小區(qū)面積5.4 m2， 采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，各處理9次重復(fù)，小區(qū)間設(shè)有大鐵板隔離帶。玉米種植密度為4 500株·hm-2，行距65 cm，株距23 cm，2023年5月5日播種，10月10日收獲，試驗(yàn)期間遇旱噴灌，生育期內(nèi)人工除草。

1.3.2測定項(xiàng)目及方法

2023年9月28日對各處理小區(qū)土壤進(jìn)行采集，采用 S形取樣法，深度為0～20 cm，3次重復(fù)。采集樣品自然風(fēng)干后過0.25 mm分樣篩，常溫保存?zhèn)溆谩?/p>

采用凱氏定氮消化-蒸餾法測定土壤全氮含量；采用酸溶-鉬銻抗比色法測定全磷含量；采用氫氧化鈉熔融-火焰光度計(jì)法測定全鉀含量；采用堿解擴(kuò)散法測定堿解氮含量；采用鉬銻抗比色法測定速效磷含量；采用乙酸銨浸提，火焰光度法測定速效鉀含量；采用重鉻酸鉀-外加熱容量法測定有機(jī)質(zhì)含量；利用pH計(jì)（水土比1.0∶2.5）測定[9]。

成熟期各處理每個重復(fù)隨機(jī)挑選長勢均勻一致的 5 m 雙行，選取5穗考察穗長度、穗粒數(shù)、含水率并記算每公頃籽粒產(chǎn)量（14%標(biāo)準(zhǔn)含水量），其余脫粒曬干后稱量計(jì)產(chǎn)。"在玉米收獲期，每處理選取 3 個點(diǎn)，每點(diǎn)選取長勢均勻一致的 3 個植株。分根、莖葉和籽粒 3 部分，105 ℃殺青30 min，然后80 ℃烘至恒重，測定植株地上部生物量（莖葉、籽粒）和全氮含量，結(jié)合種植密度計(jì)算玉米生物產(chǎn)量，并計(jì)算收獲指數(shù)。

收獲指數(shù)（%）=籽粒產(chǎn)量/生物產(chǎn)量×100[10]

1.3.3數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2010進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，采用SPSS 19.0分析差異顯著性。

2結(jié)果與分析

2.1秸稈還田配施氮肥對土壤全量養(yǎng)分含量的影響

由表1可知，秸稈處理與氮肥的交互作用影響了土壤全量養(yǎng)分含量。在秸稈還田條件下，各氮肥處理間全氮含量為SR+N5gt;SR+N6gt;SR+N7gt;SR+N1=SR+N2=CKgt;SR+N4gt;SR+N3gt;SR+N0，處理間差異不顯著。與CK相比，SR+N5、SR+N6和SR+N7處理土壤全氮含量分別增加了8.96%、6.72%和5.22%。不同處理土壤全磷含量順序?yàn)镾R+N5gt;SR+N6=SR+N7gt;CKgt;SR+N1gt;SR+N2=SR+N3=SR+N4gt;

SR+N0，除SR+N0顯著低于SR+N5、SR+N6和SR+N7外，處理間差異不顯著。SR+N5和SR+N6處理較CK提升了10.61%和9.09%。不同氮肥處理土壤全鉀含量差異不顯著，順序?yàn)镾R+N4gt;SR+N6gt;SR+N7gt;SR+N1gt;SR+N2gt;SR+N3gt;SR+N5gt;CKgt;SR+N0，其中SR+N4、SR+N6和SR+N7處理較CK處理全鉀含量分別升高了2.44%、2.24%和2.13%。處理間有機(jī)碳含量差異不顯著，其中SR+N5處理最高，與對照CK相比，SR+N5處理土壤有機(jī)碳含量增加了3.24%。

2.2秸稈還田配施氮肥對土壤化學(xué)計(jì)量特征的影響

如表2所示，不同處理C/K、N/K和P/K差異不顯著。土壤C/N表現(xiàn)為SR+N3gt;SR+N4gt;CKgt;SR+N5gt;SR+N1gt;SR+N2gt;SR+N0gt;SR+N6=SR+N7，與CK相比，SR+N5、SR+N1、SR+N2、SR+N0、SR+N6和SR+N7處理的C/N分別降低了5.22%、12.17%、18.96%、20.35%、27.30%和27.30%。SR+N3和SR+N4處理的土壤C/P較CK增加了4.88%和5.87%。SR+N5處理的土壤C/K較CK提升了1.28%。SR+N5、SR+N6和SR+N7處理的土壤N/K和P/K分別較CK升高了7.35%、4.41%、2.94%和5.88%、5.88%、5.88%。

2.3秸稈還田配施氮肥對氮肥農(nóng)學(xué)效率的影響

2.3.1氮肥農(nóng)學(xué)效率

由圖1可知，秸稈還田條件下配施氮肥對氮肥農(nóng)學(xué)效率產(chǎn)生一定的影響。其中SR+N2處理氮肥農(nóng)學(xué)效率最高，為14.33 kg·kg-1，與其他處理差異達(dá)到顯著水平（Plt;0.05）。與對照CK相比，SR+N1、SR+N2、SR+N4和SR+N6處理的氮肥農(nóng)學(xué)效率提高了4.47%、21.14%、4.98%和8.26%，SR+N3、SR+N5和SR+N7處理的氮肥農(nóng)學(xué)效率較CK降低了26.33%、1.69%和4.67%。

圖1秸稈還田與配施氮肥對氮肥農(nóng)學(xué)效率的影響

注： 不同小寫字母表示不同處理間差異顯著（Plt;0.05）。下同。

2.3.2氮肥偏生產(chǎn)力

由圖2可知，秸稈還田配施氮肥對氮肥偏生產(chǎn)力具有顯著的調(diào)節(jié)作用。SR+N2處理氮肥偏生產(chǎn)力最高，與其他處理差異達(dá)到顯著水平（Plt;0.05）。與CK相比，SR+N1、SR+N2、SR+N3和SR+N4處理的氮肥偏生產(chǎn)力分別升高1.96%、22.72%、7.19%和2.94%。而SR+N5、SR+N6和SR+N7處理的氮肥偏生產(chǎn)力較對照處理分別降低了4.72%、1.93%和12.19%。

2.3.3氮肥利用率

由圖3可知，SR+N2處理氮肥利用率最高，為35.28%，較CK提高了0.04%。

與對照CK處理相比，SR+N1、SR+N3、SR+N4、SR+N5、SR+N6和SR+N7處理氮肥利用率分別降低了4.74%、4.46%、0.68%、4.88%、3.08%和4.63%。

2.4秸稈還田配施氮肥對玉米產(chǎn)量性狀的影響

由表3可知，不同處理籽粒產(chǎn)量、生物產(chǎn)量及收獲指數(shù)差異達(dá)到顯著水平（Plt;0.05），與CK相比，SR+N0、SR+N1、SR+N2、SR+N3處理籽粒產(chǎn)量分別降低了59.11%、28.63%、3.53%和1.83%，SR+N4、SR+N5、SR+N6、SR+N7處理籽粒產(chǎn)量分別較CK增加了2.94%、4.81%、17.68%和14.15%。生物產(chǎn)量以SR+N7處理最高，SR+N6處理次之，較CK處理分別增產(chǎn)12.41%和6.52%。SR+N4、SR+N5、SR+N6、SR+N7處理的收獲指數(shù)較CK分別提高了4.60，3.93，5.25和0.77個百分點(diǎn)。

2.5秸稈還田配施氮肥下玉米籽粒產(chǎn)量與施氮量關(guān)系探討

通過對玉米產(chǎn)量和秸稈還田配施氮肥進(jìn)行曲線擬合，發(fā)現(xiàn)在秸稈還田的基礎(chǔ)上配施氮肥對玉米產(chǎn)量的影響呈二次函數(shù)關(guān)系，當(dāng) x（秸稈還田配施純氮量）取 450 kg·hm-2時(shí)，y（玉米籽粒產(chǎn)量）取得最大值8 833 kg·hm-2。說明本試驗(yàn)條件下450 kg·hm-2為最適濃度。

3討論

3.1秸稈還田配施氮肥對土壤養(yǎng)分特征的影響

種植制度和農(nóng)田管理措對土壤養(yǎng)分含量的調(diào)節(jié)有至關(guān)重要的作用[11]。研究表明，秸稈還田添加氮肥能夠加速秸稈腐解，提高土壤固氮微生物數(shù)量，促進(jìn)氮素和有機(jī)碳的積累[12]。磷素作為生命系統(tǒng)的主要營養(yǎng)元素及生態(tài)系統(tǒng)中重要的養(yǎng)分限制因子，秸稈還田能夠促進(jìn)土壤微生物的繁殖和生長，較高的微生物量對土壤磷的礦化能夠起到較好的促進(jìn)作用[13]，從而顯著增加土壤磷素含量。土壤的全鉀含量是土壤中鉀素輸入與輸出的平衡結(jié)果，施肥和秸稈還田是增加土壤中鉀素含量的主要途徑[14]。本研究中，秸稈還田+增施10%～20%氮肥的SR+N5和SR+N6處理對土壤全氮、全磷的累積效果最佳。主要是因?yàn)榻斩捄胸S富的氮、磷等營養(yǎng)元素，配施適宜的氮肥產(chǎn)生了激發(fā)效應(yīng)，加速了微生物生長代謝活動，促進(jìn)了作物殘?bào)w分解[15]，從而增加了土壤全氮、全磷含量。SR+N4（秸稈還田+常規(guī)施肥）處理全鉀含量最高，說明土壤全鉀含量提高可能與秸稈本身富含鉀元素有關(guān)[16]。與CK相比，SR+N5處理的土壤有機(jī)碳含量提高了3.25%，原因是增施10%氮肥有利于秸稈腐解，且釋放大量有機(jī)化合物，土壤微生物活躍，使土壤碳素轉(zhuǎn)化為緩慢有效的碳源，有利于土壤有機(jī)碳積累[17]。

土壤碳、氮、磷化學(xué)計(jì)量比是預(yù)測有機(jī)質(zhì)分解速率的重要指標(biāo)之一[18]。其中，土壤C/N與有機(jī)質(zhì)的分解速率呈反比關(guān)系[19]。本研究發(fā)現(xiàn)，SR+N6（秸稈還田+增施20%氮肥）和SR+N7（秸稈還田+增施30%氮肥）處理的土壤C/N較CK降低了20%以上，說明稈還田處理下增施適當(dāng)?shù)视兄诮档陀袡C(jī)質(zhì)的分解速率，能夠有效調(diào)節(jié)土壤 C/N，緩解土壤微生物與玉米“爭氮”現(xiàn)象。土壤 C/P 是表征土壤中磷有效性的重要指標(biāo)，其比值大小與磷有效性高低有關(guān)，比值越高，固磷潛力越強(qiáng)[20]。SR+N4（秸稈還田+常規(guī)施肥）處理 C/P值最高，原因是秸稈還田后磷素轉(zhuǎn)化效率提升，有效磷含量增加，加之磷素在農(nóng)田土壤中比較穩(wěn)定，研究區(qū)域較好的固磷潛力也進(jìn)一步降低了磷素流失。SR+N5處理的C/K、N/K和 P/K值均有所提升，表明秸稈還田+增施10%氮肥使微生物礦化有機(jī)質(zhì)釋放出更多養(yǎng)分，鉀的有效性也更高，因此在植物和土壤中積累較多[21]。

3.2秸稈還田配施氮肥對玉米產(chǎn)量的影響

大量研究表明秸稈還田可有效提升玉米籽粒產(chǎn)量及莖葉等地上部生物量[4，8，22]。 吳鵬年等[23]研究認(rèn)為秸稈還田配施適宜的氮肥對玉米有顯著的增產(chǎn)效果。本研究結(jié)果表明，秸稈還田后，隨著氮肥用量的減少，產(chǎn)量也在降低，當(dāng)施氮量降低于300 kg·hm-2時(shí)，產(chǎn)量出現(xiàn)斷崖式下降。而當(dāng)?shù)试黾訒r(shí)，產(chǎn)量也在增加，但當(dāng)施氮量超過450 kg·hm-2后，產(chǎn)量下降。原因可能是較少的氮肥導(dǎo)致了秸稈分解和微生物活動爭氮而造成土壤速效氮的不足，影響植株葉綠素的合成，最終影響籽粒產(chǎn)量[24]；而施用過量氮肥可能對玉米生長發(fā)育產(chǎn)生抑制作用，導(dǎo)致植株群體過大，不利于穗部發(fā)育，使玉米有效穗數(shù)及籽粒結(jié)實(shí)率降低[25]。

前人研究指出，施氮量和籽粒產(chǎn)量呈二次曲線關(guān)系，在一定閾值范圍內(nèi)，施氮能增加產(chǎn)量，當(dāng)施氮量超過臨界值，產(chǎn)量有所下降[26]。在本研究中，秸稈還田后，配施純氮量450.0 kg·hm-2時(shí)，玉米產(chǎn)量最高。說明秸稈還田及施用適量氮肥對玉米有增產(chǎn)效果，可能是因?yàn)橥寥涝谧魑锷L后期，還能夠保證較高的肥力供給，進(jìn)而提高作物產(chǎn)量。作物產(chǎn)量的形成需要適量的氮肥，而氮肥供應(yīng)不足將導(dǎo)致作物產(chǎn)量損失。同時(shí)，過量供應(yīng)會導(dǎo)致氮肥利用率下降，進(jìn)而導(dǎo)致作物產(chǎn)量大幅下降，并對生態(tài)環(huán)境造成污染風(fēng)險(xiǎn)[27]。

3.3秸稈還田配施氮肥對玉米氮肥利用效率的影響

玉米是對氮肥較敏感的作物之一，秸稈還田后能夠影響玉米生長及對氮肥的吸收與利用[28]。研究表明，隨著施氮量的提高，地上部氮素積累量會有所增加，但是氮肥農(nóng)學(xué)效率、氮肥利用率、氮肥偏生產(chǎn)力隨施氮量變化有所差異[29]。劉成敏等[30]研究表明，長期秸稈還田下，隨施氮量的增加，棉花氮肥農(nóng)學(xué)利用率和氮肥利用效率均表現(xiàn)為先升高后降低的趨勢。鄒文秀等[31]研究認(rèn)為玉米秸稈深翻還田（深度為0～35 cm）可以改善土壤的供氮能力，促進(jìn)植株對氮素的吸收利用，進(jìn)而提高氮肥利用率。蘇珊珊等[32]研究表明在玉米-大豆輪作且長期秸稈還田條件下，玉米氮肥農(nóng)學(xué)效率隨施氮量增加而逐漸降低。本研究表明，在秸稈全量還田條件下、當(dāng)?shù)赝扑]施氮量減20%（施氮量300.0 kg·hm-2的SR+N2）處理玉米氮肥農(nóng)學(xué)效率、氮肥偏生產(chǎn)力和氮肥利用率最高?？赡苁且?yàn)橛衩捉斩掃€田合理減施肥料用量能降低氮素淋失作用[33]，能促進(jìn)土壤中氮素的轉(zhuǎn)化[34]，增加速效氮含量，有利于植株氮素的積累，進(jìn)而提高了肥料利用效率。

4結(jié)論

秸稈還田+增施20%氮肥（SR+N6）處理對土壤全氮和全磷的積累有明顯促進(jìn)作用，且顯著降低了土壤C/N。秸稈還田下，當(dāng)?shù)赝扑]施氮量加20%（450.0 kg·hm-2）處理籽粒產(chǎn)量最高。當(dāng)增氮量超過20%時(shí)，隨著氮肥量的增加玉米籽粒產(chǎn)量降低。綜合考慮，秸稈還田基礎(chǔ)上增施氮肥20%可作為協(xié)調(diào)半干旱區(qū)秸稈還田下春玉米產(chǎn)量的合理選擇。

參考文獻(xiàn)：

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Effects of Straw Returning and Nitrogen Fertilizer Application on Soil Nutrients， Nitrogen Fertilizer Utilization Efficiency， and Maize Yield in Semi-Arid Areas

GAO Pan1， WANG Yuxian1， LI Xinjie2， CAI Shanshan3， XU Yingying1， YANG Huiying1， ZHANG Gongliang1

（1.Qiqihar Branch，Heilongjiang Academy of Agricultural Sciences， Qiqihar 161006， China；2.Qingdao Environmental Protection Science Research Institute， Qingdao 266000， China；3.Heilongjiang Province Black Soil Protection and Utilization Research Institute， Harbin 150086， China）

Abstract：In order to investigate the effect of straw returning with nitrogen fertilizer on the nitrogen utilization efficiency and yield of maize， this experiment took the fertilizer long-term positioning experimental field of Qiqihar Branch of Heilongjiang Academy of Agricultural Sciences as the research object. CK （conventional planting）， straw returning without nitrogen fertilizer （SR+N0）， and straw returning with nitrogen fertilizer 262.5 kg·ha-1（SR+N1）， 300.0 kg·ha-1（SR+N2）， 337.5 kg·ha-1（SR+N3）， 375.0 kg·ha-1（SR+N4）， 412.5 kg·ha-1（SR+N5）， 450.0 kg·ha-1（SR+N6）， 487.5 kg·ha-1（SR+N7） were applied respectively.

The effects of nitrogen fertilizer treatments on soil total nutrients， chemical stoichiometry characteristics， nitrogen fertilizer agronomic efficiency， nitrogen fertilizer partial productivity， nitrogen fertilizer utilization efficiency， and yield were analyzed. The results showed that compared with CK， the SR+N5 and SR+N6 treatments of straw returning+10% nitrogen fertilizer and straw returning+20% nitrogen fertilizer application had the best accumulation of soil total nitrogen and phosphorus. The SR+N4 （straw returning+conventional fertilization） treatment had the highest total potassium content， and the SR+N5 treatment increased soil organic carbon content by 3.24%. The soil C/N value of SR+N6 （straw returning+20% nitrogen fertilizer application） and SR+N7 （straw returning+30% nitrogen fertilizer application） treatments decreased by more than 20% compared to CK， while SR+N4 （straw returning+conventional fertilization） treatment had the highest C/P value; The C/K， N/K， and P/K values of SR+N5 treatment were all improved. The SR+N2 treatment showed the most significant improvement in the agronomic efficiency， partial productivity， and utilization efficiency of nitrogen fertilizer. Compared with the control CK， the agronomic efficiency， partial productivity， and utilization efficiency of nitrogen fertilizer increased by 21.14%， 22.72%， and 0.04%， respectively. Returning straw to the field， the highest yield can be achieved with a recommended nitrogen application rate of 20% （450.0 kg·ha-1） locally. The effect of applying nitrogen fertilizer on maize yield on the basis of returning straw to the field shows a quadratic function relationship. When the amount of nitrogen fertilizer applied to straw returning was 450.0 kg·ha-1， increasing the amount of nitrogen fertilizer will inhibit maize yield. Taking all factors into consideration， a 20% increase in nitrogen （450 kg·ha-1） can be a reasonable choice for coordinating the yield of spring maize under straw returning in Semi-Arid Areas.

Keywords：returning straw to the field; nitrogen fertilizer; total nutrients; nitrogen fertilizer utilization efficiency; yield

基金項(xiàng)目：齊齊哈爾市科技計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目（ZDGG-202208）；黑龍江省農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新跨越工程——農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)監(jiān)測項(xiàng)目 （CX23JC06）；齊齊哈爾市科技計(jì)劃創(chuàng)新激勵項(xiàng)目（CNYGG-2023029，CNYGG-2023024）。

第一作者：高盼（1990-），女，碩士，助理研究員，從事土壤培肥與改良研究。E-mail：3250655758@qq.com。

通信作者：王宇先（1982-），男，碩士，副研究員，從事耕作栽培研究。E-mail：623249381@qq.com。