长期保护性耕作对玉米生长期间土壤氮矿化作用的影响机制研究

【编辑推荐】华北平原研究人员通过10年定位试验，揭示不同耕作方式(CT/NT/ST)对玉米关键生育期(E-J/E-H/E-HA)土壤氮转化过程的影响。研究发现免耕(NT)在E-J期显著降低硝化(59.9%)和矿化率(58.2%)，但在E-HA期分别提升24.9%和41.1%；亚表层耕作(ST)使矿化率降低15-16.3%。研究为优化耕作制度提供重要理论依据。

　　

这项创新性研究采用原位培养法(in situ incubation)揭示了长期耕作方式对玉米生长关键阶段土壤氮转化的动态影响。在2015-2016年的系统观测中发现，免耕处理(no-tillage, NT)展现出有趣的"双相效应"：在玉米拔节期(E-J阶段)使土壤硝化率和矿化率骤降近60%，却在收获期(E-HA阶段)反超常规耕作(conventional tillage, CT)达24.9-41.1%。亚表层耕作(subsoil tillage, ST)则持续表现出15-16.3%的矿化抑制效应。

通过路径分析(path analysis)揭示出关键驱动因子：拔节期主要受pH值、土壤有机碳(SOC)和微生物量碳(MBC)调控；抽穗期转为碳氮比(C/N)、SOC和pH主导；收获期则演变为SOC和容重(BD)起决定性作用。这些发现为华北平原农田管理提供了重要启示——当综合考虑土壤有效氮源和氮淋失风险时，免耕模式展现出优于常规耕作和深松耕作的综合效益。研究结果发表在专业期刊上，为可持续农业的氮素管理策略提供了理论支撑。