Page 77 - 《华中农业大学学报（自然科学版）》2022年第2期

72 华 中 农 业 大 学 学 报 第 41 卷

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低，影响还田后土壤有机质的增加 ［14］ 。关于当季秸 6万株/hm 。除草、打药等措施与当地玉米常规生产
秆还田对作物产量和土壤养分状况的影响的研究已 保持一致。
有较多报道，而较少研究长期连续秸秆还田下作物 1.3 样品采集与分析
对养分需求变化，尤其是缺乏结合东北中部地区土 采集试验起始及每年当季玉米收获后 0~100
壤类型和种植制度开展的多年连续秸秆还田下的适 cm 土壤样品，分 0~20、20~40、40~60、60~80、80~
宜氮肥用量研究。因此，本研究于 2017-2020 年在 100 cm 5 个层次，土样采回后将新鲜土过孔径 2 mm
吉林省公主岭市开展秸秆还田定位试验，结合不同 筛，采用 1 mol/L KCl溶液（土液质量比 1∶5）浸提，利
氮肥施用水平，确定连续秸秆还田下协调玉米产量、 用流动分析仪（mulit N/C 3100)测定土壤矿质氮含
利用率和氮素损失的施氮量，为该地区秸秆资源合 量。同时土壤于105 ℃烘干24 h，测定土壤含水量。
理利用和优化施肥管理提供理论依据。 于玉米成熟期，每个小区选取 10 m 进行收获，
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1 材料与方法 测定籽粒产量，并折算成 14% 的标准含水量。在各
小区随机选取长势均匀的 5 个植株，于 105 ℃烘箱杀
1.1 试验区概况 青 30 min，70 ℃烘干至恒质量，称质量后计算籽粒和
试验起始于 2017 年，连续 4 a在公主岭市朝阳坡
秸秆生物量。将样品粉碎并混匀，采用 H 2 O 2 -H 2 SO 4
进行。试验区地处公主岭市北部，四季分明，年均气 消煮，用凯氏定氮法测定秸秆和籽粒的氮含量。

温 5.6 ℃，年均降水量 594.8 mm，且多集中在 6-8 月， 1.4 指标计算
属温带季风气候，主要实行的种植制度为一年一熟 所有处理均在秸秆还田条件下且其秸秆用量相
的春玉米连作制度。土壤类型为黑土，试验开始前 同，因此，在计算氮肥利用率中未将秸秆还田带入的
该 地 区 秸 秆 未 进 行 还 田 ，其 0~20 cm 耕 层 土 壤 氮量计算在内，仅考虑了施肥带入的氮量。由于试
基 础 性 质 为 ：全 氮 1.07 g/kg，全 磷 0.40 g/kg，全 验为定位试验，采用累积肥料氮素利用率表征肥料
钾 18.60 g/kg，有 效 磷 34.1 mg/kg，速 效 钾 143.7 氮素利用情况，并分析氮素表观损失，其所用计算公
mg/kg，硝态氮 16.7 mg/kg，铵态氮 2.1 mg/kg，有机 式 ［9，15-16］ 如下：
质 23.4 g/kg，pH 5.86。0~100 cm 土壤各层次（以 20 累积肥料氮素农学效率（kg/kg）=（施氮区累积产量―
cm 计）土壤容重分别为：1.251、1.387、1.369、1.330 和 不施氮区累积产量）/累积施氮量 （1）
1.350 g/cm 。 累积肥料氮素回收率=（施氮区植株地上部氮素累积
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1.2 试验设计 量―不施氮区植株地上部氮素累积量）/累积施氮量×
试验在秸秆还田条件下，共设置 6 个施氮梯度： 100% （2）
0、70、140、210、280 和 350 kg/hm ，分 别 记 作 N0、 累积肥料氮素偏生产力（kg/kg）=施氮区累积产量/累
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积施氮量 （3）
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N70、N140、N210、N280 和 N350。小区面积 60 m ，3
氮素表观盈余率=（累积施氮量―植株地上部累积吸
次重复，各处理施磷量和施钾量一致，分别为 90 kg
氮量）/植株地上部累积吸氮量×100% （4）
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P 2 O 5 /hm 和 120 kg K 2 O/hm 。氮肥使用尿素（含 N
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土壤残留矿质氮量（以 20 cm 分层计算）（kg/hm ）=
46%），磷肥使用过磷酸钙（含 P 2 O 5 18%），钾肥使用
土壤容重×20×矿质氮浓度/10 （5）
氯化钾（含 K 2 O 60%）。各施肥处理 40% 氮肥于播
累积氮素表观矿化量（kg/hm）=不施氮区植株地上部
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前一次性基施，60% 于拔节期追施，所有磷肥和钾
累积吸氮量+不施氮区土壤矿质氮素残留量―不施氮区土
肥均作为基肥一次性施入。该地区玉米生产中，农 壤起始矿质氮量 （6）
民习惯措施为秸秆通常不还田，玉米产量在 9~11 累积氮素表观损失量（kg/hm）=累积施氮量＋土壤起
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t/hm ，其施氮量在 250~350 kg/hm 。根据往年秸秆 始矿质氮量＋土壤氮素表观矿化量―植株地上部累积吸氮
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生 产 水 平 ，各 处 理 每 年 秸 秆 还 田 量 均 为 10 000 量―收获期土壤矿质氮素累积量 （7）
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kg/hm ，还田前将秸秆粉碎成约 10 cm 长，于每年 11 1.5 数据处理
月进行深翻还田，深度为 20~40 cm，秸秆氮、磷和钾 试验数据采用 Excel 2010 处理，SPSS 23.0 进行
养分含量分别为 7.0、0.5 和 12.1 g/kg，玉米播种密度 统计分析，绘图采用SigmaPlot14.0软件。