不同氮肥水平下玉米根际土壤特性与产量的关系

摘要：

[目的]明确不同生育时期根际土壤特性与玉米籽粒产量之间的关系,为生产上合理施肥、提高氮素利用效率和减轻环境污染提供理论依据.[方法]2012年大田设置5个氮肥梯度固定施肥样地(对照、180 kg·hm-2、240 kg·hm-2、300 kg·hm-2和360 kg·hm-2,分别简写为CK、N180、N240、N300和N360),并于2012、201 3和2014年连续3年在玉米拔节、吐丝、成熟3个关键生育时期测定玉米根际和非根际土壤铵态氮、硝态氮、脲酶、过氧化氢酶、pH,同时测定玉米根系和地上部生物量及其氮素累积量,重点分析CK、N240和N360 3个处理根际土壤特性以及植株氮素累积量与玉米籽粒产量之间的关系.[结果]与CK相比,4个施肥处理(N180、N240、N300和N360)3年产量的平均值分别增加了23.85％、36.40％、39.87％和34.78％;其地上部不同阶段氮素累积量均显著高于CK(2012年播种—拔节除外),并随施肥量增加呈先增加后降低趋势.与CK相比,4个施肥处理根际土硝态氮含量分别增加23.38％、57.13％、57.87％和69.74％,非根际土壤硝态氮分别增加59.49％、92.01％、132.08％和179.35％.随施氮量的增加根际土铵态氮含量显著增加;与CK相比,4个施肥处理3年的非根际土壤铵态氮含量分别增加4.27％、3.51％、5.04％和26.26％.根际土壤pH和非根际土壤pH均随着氮肥施用量的增加而降低,其中根际土壤和非根际土壤pH的变化范围分别为4.5-6.7和5.5-7.2.与非根际土pH相比,根际土壤pH平均降低5％.根际土壤脲酶活性随氮肥用量的增加呈先增加后降低趋势.与对照相比,4个施氮处理3年非根际土壤脲酶活性平均值分别增加了4.02％、14.73％、24.55％和19.64％.根际土和非根际土过氧化氢酶活性均随氮肥用量的增加而降低,与CK相比,4个施氮处理3年的非根际土壤过氧化氢酶活性平均值分别降低了3.03％、5.09％、8.24％和12.67％.CK、N240和N360 3个处理不同生育时期玉米根际土壤特性以及植株氮素累积量与籽粒产量之间的相关分析结果表明,拔节期根际土壤硝态氮含量连续3年均与产量呈显著正相关.吐丝期玉米根际和非根际土壤硝态氮、根际土壤铵态氮和非根际土pH均与籽粒产量呈显著正相关;其中201 3和2014年根际脲酶活性和根际土壤pH与产量的相关性也达到显著水平.2013和2014年成熟期根际和非根际土硝态氮含量也与玉米产量呈显著相关.主成分分析表明,玉米籽粒产量与拔节期土壤硝态氮含量、根际过氧化氢酶、地上部生物量和氮素累积量相关性较强;与吐丝期根际和非根际土壤硝态氮含量、根际土壤铵态氮含量和土壤pH以及地上部生物量及氮素累积量、根系生物量相关性较强;与成熟期地上部生物量和氮素累积量相关性较强.[结论]根据不同生育时期玉米根际土壤特性与籽粒产量之间的关系,进行合理施肥,能够保证玉米根际养分的有效供应,营造良好的根际土壤环境,提高氮素利用效率、增加玉米籽粒产量.

关键词：玉米产量、氮肥、根际土壤特性、相关分析、主成分分析

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资助基金：国家公益性行业农业科研专项201203100、河南省教育厅科学技术研究重点项目13A210491

在线出版日期：2016-10-14（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：2687-2699