化肥与有机肥或秸秆配施提高陇东旱塬黑垆土上作物产量的稳定性和可持续性

[目的]明确陇东旱塬长期施肥黑垆土上春玉米-冬小麦轮作系统作物产量和水肥效应与降水年型的响应关系,为该地区不同降水年型的合理施肥提供参考依据.[方法]位于甘肃平凉的长期肥料定位试验始于1979年,试验设6个处理:不施肥(CK)、单施化学氮肥(N)、氮磷化肥配施(NP)、氮磷化肥配施秸秆(SNP)、单施有机肥(M)和氮磷化肥配施有机肥(MNP).调查了试验38年玉米和小麦产量,依据降水量将生育年划分为干旱年、平水年和丰水年,分析不同降水年型下春玉米-冬小麦轮作系统长期施肥的产量变化稳定性、可持续性和肥料贡献率,降水利用率特征,探讨不同降水年型下产量、施肥和降水之间的关系.[结果]与N处理相比,NP、SNP、M和MNP处理冬小麦在干旱年、平水年和丰水年分别增产89.8％～151％、108％～174％ 和52.1％～102％,春玉米分别增产56.3％～99.9％、81.3％～104％ 和105％～127％.年降水量对冬小麦产量稳定性和可持续性影响较小,对春玉米影响较大.与N处理相比,三种降水年型下NP、SNP、M和MNP处理冬小麦和春玉米的肥料贡献率和降水利用率均显著提高,其中冬小麦在干旱年、丰水年肥料贡献率和降水利用率分别增加166％～198％、520％～654％ 和100％～164％、53.4％～105％,春玉米分别增加161％～218％、262％～289％ 和56.0％～99.2％、104％～125％.相同施肥处理下,NP、SNP、M和MNP处理冬小麦平水年和丰水年肥料贡献率分别较干旱年下降9.9％～23.3％ 和10.6％～23.3％,而春玉米丰水年较干旱年和平水年分别增加6.0％～25.0％ 和20.4％～27.7％.NP、SNP、M和MNP处理冬小麦平水年和丰水年水分利用率分别较干旱年下降2.2％～26.6％ 和22.3％～37.7％,而春玉米分别下降了41.9％～49.5％ 和10.9％～24.4％.回归分析表明,不论年降水量多寡,冬小麦和春玉米产量主要受施肥量和生育期降水影响.[结论]陇东旱塬不论年降水量多寡,氮磷与秸秆或有机肥配施与单施氮肥相比,均可显著提高作物产量、产量稳定性和可持续性,并提高肥料对产量的贡献率及降水利用率.因此,氮磷配合的基础上配合秸秆或有机肥是保障该地区农田生产力可持续的有效措施.同时,不同降水年型应进一步优化施肥策略以获得更高产量.