缓释氮肥与地膜覆盖对夏玉米产量及水氮利用效率的协同效应

《Irrigation Science》：Synergistic effects of slow-release nitrogen fertilizer and film mulching on summer maize yield and water–nitrogen use efficiencies

　　

摘要

本研究针对中国西北干旱地区夏玉米生产中因过量施用氮肥（N）所导致的水氮利用效率低及环境污染问题展开调查。2021年和2022年开展了田间试验，研究种植方式、氮肥类型和施用量对玉米生长、生理特性、产量以及水分和氮素利用效率的组合效应。试验设有两种种植方式：垄作全膜覆盖（RM）和平作无覆盖（NM）。RM设有5个处理：缓释氮肥（SRNF）施用量分别为100（RM1）、150（RM2）、200（RM3）和300 kg N ha^–1（RM4），以及常规氮肥（CNF）300 kg N ha^–1（RM5）。NM设有3个处理：SRNF 300 kg N ha^–1（NM1）、CNF 300 kg N ha^–1（NM2）和无氮对照（NM3）。结果表明，SRNF与RM处理的组合协同提高了叶面积指数（LAI）和叶绿素含量，促进了植株生长发育，增加了地上部干物质（ADM）积累，其中RM1–RM4处理下最高ADM积累速率两年平均值较NM2提高25.95%–39.78%。RM3处理的氮素吸收量、分配和再动员均达到最大，氮素积累量平均为150.76 kg N ha^–1。穗期后氮素吸收量及氮素再动员效率分别比NM2处理提高90.21%和73.24%。此外，穗期后氮素吸收量和穗期前氮素再动员与籽粒产量呈显著正相关。RM3处理的籽粒产量、水分利用效率、氮肥回收率、氮肥偏生产力、氮素生理效率和氮素农学效率两年平均值分别较NM2提高23.62%、25.19%、255.90%、114.73%、9.87%和8.08%。结果表明，将RM与200 kg N ha^?1 SRNF（RM3）结合是中国西北干旱地区提高夏玉米产量和生产效率的最优策略，可作为农业管理措施推广应用。该研究结果也为提高粮食安全提供了有价值的参考。