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Dynamic changes of soil NO3--N as affected by different N fertilizer application
and weed treatments in semi-humid winter wheat field

不同施肥及杂草处理下半湿润冬小麦田NO3--N的动态变化


Application of nitrogen (N) fertilizer is one of the most important measures to increase grain yield and improve grain quality of winter wheat. However, it is common that excessive N fertilizer is applied in fertile field, which results in higher amount of nitrate (NO3--N) accumulation in the soil, bringing potential risks to the environment. Nitrogen (N) application strategies were evaluated to determine the extent to which these treatments could reduce nitrate (NO3--N) leaching. With normal density treatments, six fertilizer treatments (P0N0, PN0, PN45, PN90, PN135 and PN180) were applied, and with lower density treatments, four levels of fertilizer P0N0, PN0, PN135 and P0N135 were applied. Within each of these treatment combinations, different weed treatments were imposed. This experiment was carried out in Eum-Orthic Anthrosol located in the semi-humid farmland ecological system. Soil samples of 0-100cm layer were collected during different growth stages of winter wheat to study the dynamic changes of NO3--N as affected by different fertilizer and weed treatments in semi-humid winter wheat(Triticum aestivum)field.
The results showed that NO3--N accumulation in soil profile remarkably increased with N application rate, and NO3--N accumulation of 0-100cm soil profile was linearly related with N rate. The correlation coefficients at over-wintering, regreening and jointing stage were 0.995, 0.971 and 0.949, respectively. 2) During the whole growth stage of winter wheat, soil NO3--N content decreased first, and then increased. NO3--N content at jointing stage was the lowest. NO3--N resulted from organic nitrogen mineralization at maturity was a major contributor to soil residual NO3--N after harvesting. 3) During over-winter, regreening, jointing stage and after harvest, NO3--N of P application (PN135) was reduced by N 61.4(P<0.05), 26.9(P<0.05), 36.6(P<0.05) and 5.5 kg/hm2, compared with P0N135. 4) In different weed treatments of low level N (PN45, PN90), NO3--N accumulation was not significantly different, but there was significant difference at high level N (PN180) (P<0.05) among different weed treatments. After removing weeds in the over-winter stage, the NO3--N content of PN135 was remarkably higher than other weed treatments at jointing stage.


全 文 :收稿日期:!""#$%!$%& 接受日期:!""’$"($"’
基金项目:国家自然科学基金()"(’%%%#,)"#’")!#),西北农林科技大学创新团队项目资助。
作者简介:南维鸽(%&’&—),女,陕西兴平市人,硕士,主要进行植物营养生理生态的研究工作。
*+,:"&%#$!#-%##",./012,:3134+25+!""’671899: ;90: ;3。! 通讯作者 *+,:"!&$<’"%#%%’%,./012,:=>,260=: 2=4;: 1;: ;3
不同施肥及杂草处理下半湿润冬小麦田
!" #$ #!的动态变化
南维鸽%,!,),李世清%,!!,侯红乾%,李生秀!
(% 西北农林科技大学,中国科学院、水利部水土保持研究所,黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室,陕西杨凌
’%!%"";! 西北农林科技大学资源环境学院,陕西杨凌 ’%!%"";) 陕西理工学院,陕西汉中 ’!)""%)
摘要:以中等肥力土垫旱耕人为土为供试土壤,在冬小麦(!"#$#%&’ ()*$#+&’)不同生育期采集 "—%"" ;0土层土壤样
品,研究不同施肥及杂草处理对半湿润农田生态系统土壤 ?@$) $?动态变化的影响。结果表明,%)土壤剖面 ?@$) $?
含量随施氮量增加而显著增加,"—%"" ;0土层 ?@$) $?累积量与施氮量线性相关;在越冬期、返青期和拔节期,相
关系数 A分别为 "B&&(、"B&’%和 "B&-&。!)冬小麦生长过程中,土体 ?@$) $?含量先降低后回升,在拔节期最低;成熟
期土壤有机氮矿化产生的 ?@$) $?是收获后土壤剖面残留 ?@$) $?的主要贡献者。))在越冬期、返青期、拔节期和成
熟期,施磷(C?%)()与不施磷(C"?%)()处理相比,施磷可显著减少土体 ?@$) $?累积量,减少量分别为 ? #%B-、!#B&、
)#B#和 (B( D5 E 80!;磷肥对土壤 ?@$) $?残留累积量的削减效应以越冬期表现最为显著,成熟期表现不显著。-)在
施磷的基础上,不同杂草处理土壤剖面 ?@$) $?累积量在施氮量为 -( D5 E 80!(C?-()及 &" D5 E 80!(C?&")时差异不显
著;而在施氮量为 %<" D5 E 80!(即 C?%<")的高氮处理下差异显著。每公顷施氮 %)( D5(C?%)()的中氮处理,在越冬期
清除杂草后土壤剖面中 ?@$) $?累积量在拔节期显著高于其它杂草处理。
关键词:硝态氮;土壤剖面;施肥;密度;杂草
中图分类号:F%()B# 文献标识码:G 文章编号:%""<$("(H(!""<)"%$""’%$"<
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植物营养与肥料学报 !""<,%-(%):’% $ ’<
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9A9C))-0 CAC *? L 3),.#(!)"’0 1%23 I94:7C A E)M- 0%$$’"’-2 1’’0 2"’)2(’-2/ #$  &’>’& 4(I4EC,I4B9),4567 64 ).;
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!"# $%&’(:4567 64;/#%& !"#$%&’;$’"2%&%H)2%#-;0’-/%2,;1’’0
土壤剖面中残留 4567 64本身具有很高的生物
有效性,但能否被植物吸收利用,关键在于残留
4567 64所在深度及能否到达根区。在半湿润区降
雨量较高季节,4567 64向深层移动,而在干旱季节
即使土壤剖面深层 4567 64,也可随水分上移供根系
利用。因此许多地方用一定深度土层累积残留
4567 64作为土壤供氮指标[:]。长期以来,在研究土
壤 4567 64方面做了大量工作[F67],基本明确了土壤
4567 64转化及损失机理[E6D]。国内外对土壤 4567 64
的生态效应也进行了广泛的研究,如 P’0%- 和
=%&()-[N]研究表明,土壤剖面中 4567 64 的大量累
积,会促进 Q7 和 QE 植物种群间的竞争,导致 QE 植
物种群减少,影响植物多样性;相反由于不同植物
种群生长、根系分布及其对 4567 64吸收利用能力的
差异,植物多样性和种群组成也强烈影响土壤剖面
中 4567 64残留累积和淋溶损失。在农田生态系统
中,4567 64在土层中的淋失和空间分布受施氮量及
养分配比[B]、灌溉和降水[:96::]、作物生长以及其他
因素影响。目前,对于半湿润地区农田生态系统土
壤剖面中残留 4567 64累积影响的相关的研究报道
较多[7,B,::6:C],但将其与杂草联系起来的研究报道并
不多见。对于半湿润冬小麦农田生态系统中,作物
多为 Q7 植物,杂草多为 QE 植物,Q7 和 QE 植物并存
时 QE植物会吸收部分肥料氮[:J]。但杂草的存在对
土壤 4567 64残留累积有何影响,报道甚少。本研究
通过田间肥料及杂草处理试验,测定土壤剖面中
4567 64在冬小麦不同生育期的含量及其变化,明确
施肥、植物生长及杂草对土壤 4567 64残留的影响,
以期为半湿润农田生态系统合理施肥及杂草处理提
供一定理论根据。
) 材料与方法
)*) 试验地点基本情况
试验在西北农林科技大学土壤肥料试验站进
行。该试验站处于黄土高原南部旱作区,位于渭河
三级阶地,海拔 CF9 (左右,属大陆性季风气候。冬
小麦生育期大于 CR的积温在 :999!:799R,年均
降水量 J7F ((,分布不均,主要集中在 D、N、B 三个
月,冬春易旱;年均气温 :FABR,年蒸发量 :E99 ((,
地下水深大于 J9 (,属半湿润易旱地区。作物轮作
方式主要为冬小麦—夏玉米。供试土壤为中等肥力
土垫旱耕人为土,其剖面层次大体可划分为耕层
(9—F9 .()、粘化层(F9—J9 .()和母质层(J9—F99
.();肥力中等(表 :)。指示作物为冬小麦("#$%$&’(
)*+%$,’()小偃 FF。
表 ) 试验地土壤基本性状
+,-." ) /&%0"&12"( %3 14" (%2. 5("’ 26 14" "70"&28"61
土层
S),’"
(.()
有机质
5T
(? L *?)
全氮
=#2)& 4
(? L *?)
4UVE 64
((? L *?)
4567 64
((? L *?)
有效磷
O>)%& < I
((? L *?)
9—F9 :7AN 9ADN :9AD CA9 ::AD
F9—E9 ::AE 9ADE BAB EA: BAD
E9—J9 NA9 9ACJ :9AC EAE CAC
J9—N9 DAE 9ACN :9A9 EA9 JAB
N9—:99 JAD 9A77 :9AF EAF BA:
)*9 试验设计
田间试验处理包括施肥、杂草处理和密度等 7
个因子,采用不完全方案。以播种密度为主处理,杂
草处理为副处理,施肥处理为副处理。播种密度设
低密和正常密度两种情况,在每种密度条件下设 E
FD 植 物 营 养 与 肥 料 学 报 :E卷
种杂草处理方式:全生育期不清除杂草(!)、越冬前
清除杂草(")、返青期清除杂草(#)和拔节期清除杂
草($);正常播种密度下施肥处理设:不施任何肥
料(%&’&),单施磷肥(%’&),在施磷的基础上每公顷
施 ’ ()、*&、+,) 和 +-& ./(即 %’(),%’*&,%’+,),
%’+-&);低播种密度下施肥处理设:不施肥(%&’&)、
单施磷(%’&)、单施氮(’+,))和同时施氮磷(%’+,))。
正常密度播种共有 0个施肥处理 1 (个杂草处理,
共 2-个处理;低密度播种共有 (个施肥处理(%&’&、
%’&、’+,)和 %’+,))1 ( 个杂草处理,共 +3 个处理。
整个试验 (( 个处理(表 2),, 次重复,共 +,2 个小
区,小区面积 , 4 1 2 4,各小区间以 2& 54垄隔开。
小麦正常密度播种量为 +)& ./ 6 742,低密度播种量
为 *& ./ 6 742。氮肥以尿素(含氮 (38)为氮源;施
磷处 理,每 公 顷 均 施 +)&& ./ 过 磷 酸 钙(含
%29)+28)。尿素和磷肥在冬小麦播种前一次性做
种肥混施于 &—2& 54土层。全生育期未进行补充
灌溉,管理与一般大田相同。冬小麦于 2&&) 年 +&
月 +3日播种,2&&3 年 3 月 3 日收获,全生育期为
2,2 :。
杂草处理,分别于冬小麦越冬期(")(2&&)年 +2
月 ,+日)、返青期(#)(2&&3 年 , 月 0 日)、拔节期
($)(2&&3年 (月 +-日)和成熟期(!)(2&&3年 3月 )
日)等 (个时期按区清除杂草。根据试验设计,各时
期清除完杂草后,以后一旦发现杂草立即清除,以保
持作物生长期小区中无杂草。
表 ! 试验处理
"#$%& ! ’()&*+,&-.#% .*&#.,&-./
处理
;<=>?4=@?
正常播种密度施肥处理
A=?BE@ ?<=>?4=@?F B@
@E<4>C F==:B@/ :=@FB?G
低播种密度施肥处理
A=?BE@ ?<=>?4=@?F B@
CEH=< F==:B@/ :=@FB?G
全生育期不清除杂草(!)
’E? <=4EIB@/ H==:F :J%&’&、%’&、%’()、%’*&、
%’+,)、%’+-&、%&’+,)
%&’&、%’&、%&’+,)、%’+,)
越冬前清除杂草(")
K=4EIB@/ H==:F L=ME<= EI=%&’&、%’&、%’()、%’*&、
%’+,)、%’+-&、%&’+,)
%&’&、%’&、%&’+,)、%’+,)
返青期清除杂草(#)
K=4EIB@/ H==:F >? <=/<==@B@/ F?>/=
%&’&、%’&、%’()、%’*&、
%’+,)、%’+-&、%&’+,)
%&’&、%’&、%&’+,)、%’+,)
拔节后清除杂草($)
K=4EIB@/ H==:F >M?=< OEB@?B@/ F?>/=
%&’&、%’&、%’()、%’*&、
%’+,)、%’+-&、%&’+,)
%&’&、%’&、%&’+,)、%’+,)
注(’E?=):’的下标表示施氮量(./ 6 742),%&和 %分别表示不施磷和施磷量为 0-P3 ./ 6 742。QJLF54EJ@? EM
’ >RRCB5>?BE@,>@: %& >@: % <=R<=F=@? @E % >RRCB5>?BE@ >@: % >RRCB5>?BE@(0-P3 ./ 6 742),<=FR=5?BI=CGP
012 样品采集与分析方法
在小麦 (个不同生育期(越冬期、返青期、拔节
期和收获后),各小区按 &—2&、2&—(&、(&—3&、3&—
-&和 -&—+&& 54共分 )个层次取样,用以测定矿质
氮。矿质氮用 "<=4@=<法[+0]提取,即各小区将碎细
混匀新鲜土壤用 + 4EC 6 S T#C浸取,土水比为 + U),振
荡 &V) 7后过滤,滤液中的 ’9W, W’用连续流动分析
仪测定。土壤剖面中每土层 ’9W, W’累积量按下式
计算:
每土层 ’9W, W’累积量(’ ./ 6 742)X : 1 RL 1 5 6 +&
式中,:为土层厚度 2& 54;RL为土壤容重,5为土壤
中 ’9W, W’含量,单位为 ’ 4/ 6 ./。将各土层 ’9W, W’
相加,可计算其剖面累积量。经测定,&—2& 54 土
层容重为 +V2) / 6 54,,下层容重约为 +V,& / 6 54,。
试验结果采用 $%Q软件进行差异性检验、多重
比较和相关性分析。
! 结果与分析
!10 不同施氮水平对土壤剖面 3452 53分布和累
积量的影响
2V+V+ 对土壤剖面 ’9W, W’含量分布的影响 试验
结果表明(图 +),以 &—2& 54土层 ’9W, W’ 含量最
高,2& 54土层以下明显下降,不同施氮处理及生育
期表现出相似的分布规律。越冬前,&—2& 54土层
’9W, W ’ 累积量占 &—+&& 54 土层的 (2V38!
)(V+8。&—2& 54土层 ’9W, W’含量与施氮量呈极
显著线性相关,< X &V**-(! Y &V&+);当施氮量 Z ’
*& ./ 6 742,&—2& 54土层 ’9W, W’含量成倍增加,且
与 (& 54 以下土层 ’9W, W’含量差异极显著。与越
冬前相比,返青期土壤中 ’9W, W’含量显著降低,但
,0+期 南维鸽,等:不同施肥及杂草处理下半湿润冬小麦田 ’9W, W’的动态变化
对于 !—"! #$ 土层 %&’( ’% 含量,施氮与不施氮
()%!)间仍然存在极显著差异(! * !+!,),%&’( ’%含
量与施氮量呈显著线性相关,- . !+/0!。当施 % !
/! 12 3 4$"时,!—"!#$土层 %&’( ’%含量与 5! #$ 以
下土层 %&’( ’% 含量间也存在极显著差异( ! *
!+!,);5!—,!! #$ 土层 %&’( ’% 含量处于稳定水
平,受施氮量影响较小。进入拔节期,土壤中%&’( ’%
含量进一步降低,除 )%,(6和 )%,7!处理 5! #$以上土
层 %&’( ’%含量显著高于不施氮对照外(! * !+!6),
其它施氮处理与对照间的差异不显著;且高氮处理
()%,7!)中的 %&’( ’%已淋溶到 7!—,!! #$。收获后
不同施氮处理下土壤剖面 %&’( ’%累积量的差异主
要表现在 !—8! #$土体;与拔节期相比,土壤 %&’(
’%残留量有所增加,特别在 !—5! #$土层表现最为
突出;但不同施氮处理间的差异明显减小。
以上结果与小麦对氮素的吸收利用规律相吻
合。在拔节期以前,随作物生长及对 %&’( ’%的吸收
利用,土壤剖面中 %&’( ’%含量不断减少,且施氮量
对其含量的影响也逐渐减小;进入成熟期后,虽然
不同施氮处理间 %&’( ’%含量差异较小,但与拔节期
相比,各施氮处理土壤中 %&’( ’%含量均有一定程度
的增加,这主要与成熟期作物对 %&’( ’%的吸收利用
基本停止,而土壤有机氮继续矿化,仍可形成%&’( ’%
有关,因此土壤温度较高,有利于有机氮的矿化。
图 ! 不同施肥处理土壤剖面硝态氮分布
"#$%! &#’()#*+(#,- ,. /012 1/ #- ’,#3 4),.#35 #- 6#..5)5-( .5)(#3#78(#,- ()58(95-(’
"+,+" 对土壤剖面 %&’( ’%累积量的影响 试验结
果表明,在冬小麦成熟期以前,!—,!! #$ 土体
%&’( ’%累积量均随施氮量增加而增加,且呈线性相
关(表 ()。越冬期土体 %&’( ’%累积量与施氮肥量
相关系数( -)为 !+//6,返青期为 !+/0,,拔节期为
!+/56;收获后与施氮量的关系不及其他生育期明
显。表 (还看出,越冬期、返青期和拔节期土壤剖面
%&’( ’% 累积量平均分别为 % ,((+!、50+, 和 ,8+/
12 3 4$",从越冬期至拔节期,土壤剖面 %&’( ’%累积
量逐渐下降;但收获时与拔节期相比,土壤剖面
%&’( ’%累积量增加 % (,+8 12 3 4$"。产生这种现象
的原因可能与拔节前向土壤深层的淋失,作物对土
壤剖面中 %&’( ’%的吸收利用,成熟期根系对%&’( ’%
的吸收基本停止,而土壤有机氮矿化仍可形成
%&’( ’%有关。
从越冬期至拔节期,小麦营养生长迅速,需氮量
50 植 物 营 养 与 肥 料 学 报 ,5卷
较大。因此,土壤剖面中 !"#$ #!累积量迅速下降,
至拔节期各处理均最低,此时即使在最高施氮水平
(%!&’()下,累积量仅为 ! $)*) +, - ./);不施氮处理
(%!()更低,为 ! 0*1 +, - ./)。这一累积量既可保证
作物生长,也不至于发生严重淋失。但收获后,
!"#$ #!累积量较拔节期大幅度增加,对不施氮处理
(%!(),增加幅度更大,说明在成熟期因有机氮矿化
而形成大量 !"#$ #!,是小麦收获后雨季可能被淋溶
的重要 !"#$ #!来源。因为这一时期土壤温度较高,
有利于有机氮矿化。上述结果显示,如何有效利用
冬小麦成熟期有机氮矿化形成的 !"#$ #!,对减少冬
小麦后 !"#$ #!淋溶损失极为重要。
表 ! 施氮量对土壤剖面硝态氮累积量的影响(" #$ % &’()
)*+,- ! .//-012 3/ 45163$-4 6*1-2 34 1&- "78! 8" *009’9,*1-: 54 235, ;63/5,-
生育期 施氮水平 !2345,67 8643292:64 4;36< 平均值
=>?(*(1;@45A3. <3;,6 %!( %!B1 %!C( %!&$1 %!&’( DE64;,6
越冬期 "E64FA27364 <3;,6 B&*& C)*) &))*1 &01*) )$$*C &$$*( )(*&
返青期 G6,466727, <3;,6 &H*’ )) B1*& 0$*0 0’*( B0*& &$*0
拔节期 I527327, <3;,6 0*1 &(*C &B*0 &C*& $)*) &H*C C*&
收获后 D8364 .;4E6<3 )H*H )C*$ )0*C $&*’ B)*1 $&*H &(*1
=>?(*(1J &&*H &$*H &0*) )(*’ )$*1
注:=>?(*(1;表示不同施氮水平间差异达 (*(1显著性水平的临界值;=>?(*(1J表示不同生育期间差异达 (*(1显著性水平的临界值。
!536:=>?(*(1; 46K46<673< 3.6 L4232L;9 M2886467L6 E;9N6 ;3 (*(1 <2,7282L;73 96E69< ;/57, E;425N< 72345,67 4;36<,;7M =>?(*(1J 46K46<673< 3.6 L4232L;9 M2886467L6
E;9N6 ;3 (*(1 <2,7282L;73 96E69< ;/57, M28864673 ,45A3. <3;,6(<( 施磷对土壤 "78! 8"剖面分布的影响
加强作物磷营养,有利于促进作物对 !"#$ #!的
吸收以及含氮化合物的代谢。本研究结果表明,不
管施磷与否,随作物生育期推进,土壤 !"#$ #! 累积
量均呈下降趋势;施磷后土壤 !"#$ #!量明显低于
不施磷处理,说明施磷有利于减少 !"#$ #!的残留累
积及潜在淋失。从图 )可知,越冬期、返青期和拔节
期施磷(%!&$1),土体 !"#$ # ! 累积量比不施磷
(%(!&$1)分别减少 ! H&*B、)H*C 和 $H*H +, - ./),表明
图 ( 磷肥对土壤剖面硝态氮累积量的影响
=5$>( .//-01 3/ ? *;;,50*1534 34 "78! 8"
*009’9,*1534 54 235, ;63/5,-
("P—越冬期 "E64FA27364 <3;,6;G>—返青期 G6,466727, <3;,6;
I>—拔节期 I527327, <3;,6;DQ—收获后 D8364 .;4E6<3)
磷肥对减少土壤 !"#$ #!残留累积量具有显著影响,
越冬期表现尤为显著(! R (*(1),收获期表现不显
著。单施氮肥,土壤剖面中出现 !"#$ #!向较深土层
淋溶及累积,而氮磷配施后土壤剖面较深土层 !"#$
#!累积量显著降低。这可能与施磷肥后能促进根
系生长,从而增加根系氮肥的吸收范围和吸收量,减
少土壤中 !"#$ #!累积和向深层运移有关。
(
作物种植密度显著影响作物生长以及作物对土
壤养分的吸收。从本研究结果的平均值看出(表
B),氮磷配施及单施氮、磷情况下,在冬小麦不同生
育期,低播种密度区土体 !"#$ #!累积量高于正常播
种密度区土体 !"#$ #!累积量,这种差别随作物生长
逐渐增大,以拔节期最为明显。低密度区土体 !"#$
#! 累积量比正常密度区土体 !"#$ #! 累积量高 !
&B*) +, - ./)(! R (*(1)。这主要是由于在正常密度
下,作物对氮素吸收增加。单施氮在返青期前,低密
度区土壤剖面 !"#$ #!累积量略低于正常密度区土
壤剖面 !"#$ #!累积量,差异不显著;拔节期以后,
作物经过旺盛生长期,低密度区土壤 !"#$ #!累积量
(! 0C*C +, - ./))显著高于正常密度区土壤(! 1B*B
+, - ./))
10&期 南维鸽,等:不同施肥及杂草处理下半湿润冬小麦田 !"#$ #!的动态变化
表 ! 不同播种密度处理 "—#""$%土体硝态氮累积量(& ’( ) *%+)
,-./0 ! &123 2& -$$4%4/-5678 68 "2#""$% /-90: -5 ;6<<0:085 =7>68( ;08=6560=
生育期
!"#$%& ’%()*
正常密度 +#",(- .*/’0%1(+2) 低密度 3#$ .*/’0%1(32)
3425657(
85+5 85+9:7 8+5 8+9:7
平均值
;<*"()*
85+5 85+9:7 8+5 8+9:7
平均值
;<*"()*
越冬期 =<*">$0/%*"0/) ??6@ @5A69 ?969 9B76@ 99A6B ?76: @?C6? ?56@ 97A6A 9@@6A @965
返青期 D*)"**/0/) ’%()* 9B6C 9:96? 9A6C BA6@ A56A @E6? 99?6A @?6A 99A69 B96@ 9A6E
拔节期 F#0/%0/) ’%()* 956? 7?6? B67 9E69 @@6E 9:6B BE6E 9@6B ?@65 :B69 996C
收获后 ;G%*" &("<*’% @B6A :B6: @E6: :?6: :@69 @E65 ?C6E :@6C ?965 :B6E 9:6B
3425657H C6E @96B E6C @@6A 956? @76: 996C @965
注(+#%*):3425657(表示不同播种密度间差异达 5657显著性水平的临界值;3425657H表示不同生育期间差异达 5657显著性水平的临界值。
3425657( "*I"*’*/%’ %&* J"0%0J(- .0GG*"*/J* <(-K* (% 5657 ’0)/0G0J(/% -*<*-’ H*%$**/ ’#$0/) .*/’0%0*’,(/. 3425657H "*I"*’*/%’ %&* J"0%0J(- .0GG*"*/J* <(-K* (% 5657 ’0)>
/0G0J(/% -*<*-’ (,#/) .0GG*"*/% )"#$%& ’%()*’L
(! M 5657)。在氮磷配施条件下,返青期、拔节期和
收获后低密比正常密度土体中 +=N: N+累积量分别
高 :E6E(! M 5657)、@@6E(! M 5657)和 A6B O) P &,@。
因此,适当增加作物密度可有效降低土壤中 +=N: N+
残留。
+?! 杂草处理对土壤 &123 2&剖面分布的影响
杂草是农田生态系统的重要组成部分,也是影
响农作物生长和消耗土壤养分的因素之一。表 7看
出,从返青期到拔节期,返青期不清除杂草时,土壤
中 +=N: N+平均累积量明显下降,由返青期的 + ?A6?
降低到拔节期的 9?6@ O) P &,@(! M 5657);而返青期
清除杂草(Q)处理,土壤 +=N: N+累积量相对增加,
说明返青期杂草对土壤中 +=N: N+的吸收会对剖面
+=N: N+残留累积产生一定影响;拔节期清除杂草
(处理 2)和全生育期不清除杂草(处理 ;)处理,其
土壤 +=N: N+累积量明显低于返青期清除杂草处理
(处理 Q),而越冬前清除杂草(处理 R)对土壤 +=N: N
+累积量的影响不明显。
表 7还看出,低氮(8+?7、8+E5)处理时,不同杂草
处理间土壤剖面 +=N: N+累积量存在一定差异。拔
节期清除杂草(2)的 8+?7处理,土壤 +=N: N+累积量
增加比较明显,从拔节期 + 9@65 O) P &,@增加到收获
后的 ?76A O) P &,@。高氮条件,越冬前清除杂草(R)
的 8+9:7处理在拔节期以及 8+9C5处理在返青期,其
土壤 +=N: N+ 累积量显著高于其他杂草处理(! M
5657)。但在拔节期,全生育期不除草(;)小区 +=N:
N+累积量比清除杂草小区(R、Q和 2)反而增加。
3 讨论
土壤剖面中残留 +=N: N+的累积不仅与施氮量
有关,而且还与植物吸氮量、灌溉和不同养分配合等
因素有关。作物生长能改变土壤剖面 +=N: N+的分
布状况,并可减少土壤 +=N: N+向深层的迁移,但是
施氮量超过作物需要时会导致土壤中 +=N: N+ 累
积[9@N9?,9C]。党廷辉等[97]研究认为,增施磷肥能够减
少土壤剖面 +=N: N+的累积及其向深层的运移。本
研究也表明,在作物生长过程中,土壤剖面 +=N: N+
残留量随施氮量增加而增加,拔节期后植物生长迅
速,土体残留 +=N: N+的量降低;且适当增加作物密
度和增施磷肥能够减少土壤剖面 +=N: N+的残留累
积量。
本研究还发现,在冬小麦整个生育期,不同杂草
处理土壤剖面 +=N: N+的动态变化差异相对有限,但
在各施肥间存在差异。多数杂草属于 Q? 植物,小麦
属于 Q:植物,Q:和 Q? 植物会发生养分和水分的竞
争,同时吸收土壤 +=N: N+;并且由于田间杂草生长
变异性很大,从而导致不同杂草处理在不同施肥上
差异不显著,但在不同生育期清除杂草,对土体
+=N: N+累积量有一定的影响。在越冬期,小麦与杂
草处于幼苗期,对养分吸收量均比较少,清除与不清
除杂草土层 +=N: N+累积量较高,差异不显著;而在
返青期后,小麦与杂草对养分的竞争最为关键,杂草
的存在能减少土体 +=N: N+的残留。不同施氮水平
在不同时期清除杂草,对土壤剖面 +=N: N+累积量的
影响不同。不同杂草处理土体 +=N: N+的累积量在
低氮(8+?7和 8+E5)处理间差异不明显,而在高氮
(8+9C5)处理间差异明显。这是因为低氮时氮素供
应不足,杂草与作物生长较差,植物地上部分从土壤
中吸收的氮素较低,从而在不同时期清除杂草对土
壤剖面 +=N: N+累积量的影响也不明显;高氮处理
AB 植 物 营 养 与 肥 料 学 报 9?卷
表 ! 不同施氮水平对 "—#"" $%土层硝态氮累积量的影响(& ’( ) *%+)
,-./0 ! ,*0 0110$23 41 56274(05 7-203 45 &89: 9& -$$;%;/-2645 65 "9#"" $% 346/ /-<07
生育期 杂草处理 施氮水平 !"#$%&’( )’$#"*"+’$ $,#’- 平均值
./01213,4$%5#6 -#,&’ 7’’8 #$’,# 9 :!1 :!;3 :!<1 :!=>3 :!=?1 @A’$,&’
越冬期 @ ;<2? ?B2= <>2B =C321 =?D2; ==C2; >C2B
EA’$F5"(#’$"(& G >32; =1D2; =C=23 D=;21 DD?2C =312; D<2?
H >12C ?=21 ==<23 =>321 D132B ==;2; >>21
0 ;?23 <<23 =132> =CB2C >=?2? =;<2? DC2<
./01213I <23 =12? =B2C D=23 D12=
返青期 @ D=2D DD2= ;<2C 3C2D CD2D ;;23 =?23
J’&$’’("(& G =C2C D>2< 3D23 ?32? ==32< 3<2D DB2;
H ==2? D=2= ;>2? B?2< ;C2= >?2B =32<
0 =B2B D=21 >;23 ?D2? CC21 ;B2; D32=
./01213I B2> C21 <2< =12C =32?
拔节期 @ ?21 <2D =D2< =<2? ;?2< =<2C =>2C
K%"(#"(& G ?21 ==23 DD23 D;2D >D2B =<2? =<21
H C23 =D21 =D2D =32; D=2B =>2C =123
0 B2; =12? ==21 =B2< D32C =;2D ==2=
./01213I ! L 1213 ! L 1213 =12> ! L 1213 =>2C
收获后 @ DB2? D;2; D?21 D<2= 3B2B >>21 <23
@)#’$ 6,$A’-# G DD21 D12> D<21 ;D2< ><2C >12? ?2C
H >;2= ;32B >=2> DB2; >C2C >321 =121
0 D>2> DB2< D>2D D?2B >B21 DC2B ==2<
./01213I ! L 1213 <2; ! L 1213 C23 ==21
注(!%#’):./01213,表示不同施氮水平间差异达 1213显著性水平的临界值;./01213I表示在不同生育期不同杂草处理间差异达 1213显著性
水平的临界值。./01213, $’M$’-’(#- #6’ N$"#"N,* 8"))’$’(N’ A,*O’ ,# 1213 -"&(")"N,(# *’A’*- ,P%(& 8"))’$’(# ("#$%&’( )’$#"*"+’$ $,#’-,,(8 ./01213I $’M$’-’(#- #6’
N$"#"N,* 8"))’$’(N’ A,*O’ ,# 1213 -"&(")"N,(# *’A’*- ,P%(& 8"))’$’(# 5’’8 #$’,#P’(#- ,# 8"))’$’(# &$%5#6 -#,&’-9
氮素供应充足,杂草和作物生长好,植物地上部分吸
收较多氮素,因而不同时期除草对土壤剖面 !EQ> Q!
累积量会产生一定影响。对于高氮(:!=?1)处理,全
生育期不清除杂草,拔节期后土壤剖面 !EQ> Q!累积
量迅速增加,产生这一现象的原因还有待进一步研
究。
= 结论
=)土壤剖面,特别是上层 !EQ> Q!含量随施氮量
增加而增加,与施氮量呈线性相关。冬小麦生长过
程中,土体 !EQ> Q!累积量先降后升,在拔节期出现
低谷;成熟期土壤有机氮矿化形成的 !EQ> Q!是冬
小麦收获后土壤剖面存在残留 !EQ> Q!的主要来源。
D)增加作物密度和施磷能有效减小 !EQ> Q!在
土壤剖面中的残留累积。返青期除草对土壤剖面
!EQ> Q!累积量影响显著,而越冬前清除杂草及拔节
期除杂草对土壤剖面 !EQ> Q!累积量影响不大。低
氮处理下,土壤剖面 !EQ> Q!累积量在不同杂草处理
间差异不明显,而高氮处理下差异显著。
参 考 文 献:
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