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砂姜黑土是淮河流域面广、量大的中、低产土壤,质地粘重、干缩湿胀、易旱易涝、耕性差、适耕期短、有机质含量低且质量差、缺氮少磷,是制约该地区农业生产发展的主要因素,而且砂姜黑土“旱、涝、瘦、僵”的不良属性不利小麦播种,阻碍小麦-玉米前期根系发育及后期地上部分生长,导致作物产量低而不稳,年际之间变化大,土地生产率低。针对生产中存在的上述问题,本文通过田间定位试验,研究了不同施肥措施(不施肥、常规施肥、推荐施肥、秸秆还田、有机肥(鸡粪)、缓释肥、控失肥、粉煤灰)和秸秆还田配施不同比例化学氮肥对沿淮砂姜黑土土壤养分,小麦、玉米生长性状,氮素利用和产量的影响,寻找出适合沿淮砂姜黑土地区的土壤施肥措施,为沿淮砂姜黑土土壤质量提升协同小麦.玉米的丰产稳产、区域粮食可持续发展提供技术支撑。经过两年试验,主要研究结果如下:
(1)等化肥氮磷钾量,不同施肥措施对土壤养分的影响:从两年平均值看,秸秆还田处理更利于增加0~15cm土壤有机质、全效养分和速效养分的含量。相比不施肥和常规施肥处理,有机质含量分别增加3.08g/kg和3.89g/kg;全氮含量分别增加11.2%和8.8%,碱解氮含量分别增加19.4%和7.9%;全磷含量分别增加34.1%和19.6%,速效磷含量分别增加154.1%和31.0%;速效钾含量分别增加47.7%和26.3%。
(2)等化肥氮磷钾量,不同施肥措施对小麦、玉米氮素利用和麦-玉周年产量的影响:小麦季:粉煤灰处理氮素累积量、氮肥利用率、氮素吸收效率较高,分别为180.0 kg/hm2、42.1%、0.80 kg/kg,较常规施肥处理分别增加34.7kg/hm2、12.4%、0.08kg/kg;玉米季:秸秆还田处理氮素累积量、氮肥利用率、氮素吸收效率较高,分别为176.5 kg/hm2、38.3%、0.65 kg/kg,较常规施肥处理分别增加23.0kg/hm2、14.5%、0.19kg/kg。麦-玉周年产量以秸秆还田处理最高(12921kg/hm2),粉煤灰处理次之(12365kg/hm2),较不施肥处理分别增产89.4%、81.2%;较常规施肥处理分别增产12.5%、7.7%。
(3)等化肥氮磷钾量,不同无机肥料对小麦生长性状、干物质/营养元素积累量和产量的影响:缓释肥处理小麦单株次生根数、单株分蘖数、叶面积指数在抽穗期表现最好,较不施肥、常规施肥、推荐施肥和控失肥处理,单株次生根数分别增加24.7%、19.7%、7.2%、22.1%;单株分蘖数分别增加25.0%、11.1%、11.1%、20.0%;叶面积指数分别增加39.1%、23.1%、10.3%、8.5%。提高了小麦生长期氮磷钾肥利用率,氮、磷(P2O5)肥利用率分别为43.35%、19.92%,分别比常规施肥处理提高13.66%和8.15%;钾(K2O)肥利用率为37.63%,比常规施肥和推荐施肥处理分别提高12.01%和9.47%。单产6424 kg·hm-2,分别较不施肥、常规施肥、推荐施肥和控失肥处理增产71.8%、6.4%、4.5%、5.3%。
(4)不等量化学氮肥,秸秆还田对土壤养分和作物产量的影响:秸秆还田配施不同比例氮肥处理相比不施肥处理,0~15cm土壤有机质含量提高2.22~3.74g/kg;全氮含量提高13.1%~25.0%,碱解氮含量提高14.9%~19.6%;全磷含量提高33.3%~44.4%;全钾含量提高3.0%~3.2%,速效钾含量提高34.8%~50.5%。相比推荐施肥处理,0~15cm土壤有机质含量提高2.08~3.60 g/kg;全氮含量提高13.1%~25.0%;碱解氮含量提高14.9%~19.6%;全磷含量提高7.5%~17.5%,速效磷含量提高21.62%~36.05%;全钾含量提高0.46%~0.58%,速效钾含量提高3.3%~15.4%,但秸秆还田配施不同比例氮肥各处理之间差异不显著。秸秆还田配施不同比例氮肥处理单产为6644.4~7562.9kg/hm2,较推荐施肥处理增产11.51%~26.92%。以秸秆还田配施化肥(N-P2O5-K2O为135-60-90kg/hm2)最高,为7562.9kg/hm2。