优化氮肥管理提高滨海盐渍土春玉米产量、氮肥利用率及经济效益研究

[目的]研究基于根层氮素实时调控技术的氮肥综合管理措施对滨海盐渍土春玉米产量、氮肥利用率及经济效益的影响,旨在提高滨海盐渍土区域春玉米生产效益,降低氮肥带来的环境风险.[方法]田间定位试验于 2020-2022 年在山东省东营市进行,以'郑单 958'为供试春玉米品种.采用双因素设计,主处理设置 5 个供氮水平,分别为不施氮对照(CK)、基于根层氮素实时调控技术的优化施氮(Opt)、优化施氮下调(Opt70%)、优化施氮上调(Opt130%)、农民习惯施氮(FNP);副处理为3种氮肥,分别为硫酸铵(AS)、硝酸铵钙(CAN)、尿素(Urea).于春玉米六叶期(V6)、抽雄期(VT)、成熟期(R6)测定地上部生物量,收获时测定籽粒产量、籽粒和秸秆含氮量.播种前和收获后,取 0-90 cm土层土壤样品,分析无机氮含量.计算春玉米种植体系中氮素表观平衡、氮肥农学利用率(AEN)、氮肥偏生产力(PFPN)和施氮经济效益.[结果]Opt处理下 2020、2021 和2022 年 3 种氮肥处理的平均产量较Opt70%处理下分别显著增加 8.5%、4.1%和 12.7%,2020 年显著高于Opt130%,2021 和 2022 年与Opt130%持平,2020、2021 和 2022 年PFPN分别较Opt130%显著增加了33.3%～50.9%、2.6%～21.4%、15.1%～23.2%(P<0.05).与FNP处理相比,Opt处理氮肥总施用量降低了30.7%～46.4%,作物吸氮量、生物量和产量无显著差异,而 2020、2021 和 2022 年PFPN分别显著增加了90.6%～115.0%、38.9%～49.8%和 52.4%～60.7%,总收益增加了 22.8%.Opt氮肥用量下,2020 和 2021 年 3 种氮肥处理的籽粒产量无显著差异,2022 年CAN处理的籽粒产量显著高于Urea处理,与AS处理无显著差异;CAN处理的PFPN较Urea和AS处理分别显著增加了 14.3%～17.2%和 9.8%～14.6%(P<0.05),AEN较AS处理显著增加 8.9%～18.9%(P<0.05);CAN处理的表观氮损失较AS和Urea处理分别降低 10.3%和 11.0%,但其3 年平均产量收益低于AS处理 18.5%.[结论]基于根层氮素实时调控技术,在玉米需氮量大的六叶期和抽雄期优化氮肥管理,可以在减少氮肥施用量的同时维持作物产量和生物量,提高氮肥利用率,降低土壤无机氮残留和表观氮素损失,其施氮效益显著高于农户传统施氮.综合考虑春玉米产量、生物量、氮肥利用率、氮素表观平衡、施氮效益等因素,在滨海盐渍土区域采用以 10 t/hm2 为目标产量的根层氮素实时调控技术,同时施用150～194 kg/hm2 的硫酸铵,可以实现春玉米产量、氮肥利用率和经济效益的协同提高.