腐殖酸与生物硝化抑制剂联合施用对玉米产量及氮转化和利用的协同作用机制

《Journal of Soil Science and Plant Nutrition》：Synergistic Mechanism of the Combined Application of Humic Acid and Biological Nitrification Inhibitors on Maize Yield and Nitrogen Transformation and Utilization

本试验探究腐殖酸与硝化抑制剂协同对辽宁褐土土壤氮转化及玉米生长的影响。采用随机区组设计，设置6种处理，结果显示：UHM处理两年总产量达26.59 t·ha?1，增产6.56%，氮肥利用率提升58.03%和20.67%。该组合显著降低氨挥发（3.99%-17.84%），提高根际微生物多样性及关键类群（Mortierellomycota等）丰度，表明协同效应有效提升玉米产量及氮利用效率。

　　

摘要

目的：本研究探讨了腐殖酸与不同硝化抑制剂（NI）联合应用对土壤氮转化过程及玉米生长的调控作用。

方法：2022年至2023年，在中国辽宁省开展了一项为期两年的田间试验，研究腐殖酸以及两种硝化抑制剂[3,4-二甲基吡唑磷酸盐（DMPP）和3-(4-羟基苯基)丙酸（MHPP）对棕壤中无机氮含量、土壤氨（NH₃）挥发、根际微生物多样性以及玉米（Xianyu 1483）生长的影响。试验采用了随机区组设计，共设置了六种处理方式：常规施肥对照（200.00 kg·N·ha^?1，记为U）、常规施肥+DMPP（UD）、常规施肥+MHPP（UM）、常规施肥+腐殖酸（UH）、常规施肥+腐殖酸+DMPP（UHD）和常规施肥+腐殖酸+MHPP（UHM）。

结果：与对照组相比，UHM处理组的两年总玉米产量增加了6.56%，达到26.59 t·ha^?1。两年间的氮肥利用率分别为40.28%和37.30%，分别提高了58.03%和20.67%。虽然单独使用抑制剂或腐殖酸并未显著减少土壤NH₃的挥发损失，但两者联合使用可将NH₃挥发损失降低3.99%至17.84%，其中UHM处理组的效果最为显著。与UD和UH处理组相比，UHD处理组降低了根际土壤中的N-乙酰-β-D-葡萄糖胺酶活性及微生物多样性。UHM处理组根际真菌和细菌的多样性指数分别为585.35和2860.70，显著高于U处理组（412.31和2546.49）。此外，UHM处理组还增强了根际微生物的多样性和丰富度。与UM和UH处理组相比，UHM处理组显著增加了根际土壤中Mortierellomycota、Acidobacteriota和Chloroflexi的相对丰度，这些微生物对植物残体的快速分解、氮循环及植物生长至关重要。

结论：腐殖酸与MHPP的联合应用提高了根际细菌的多样性和丰富度，增强了玉米产量和氮素利用效率，并减少了土壤NH₃的挥发损失，表现出一定的协同效应。该方法有望成为提高棕壤中玉米产量和氮素利用效率的有效技术。