减氮及施用生物炭对间作玉米光合特性及产量的影响

摘要

依托2022—2023年在河西绿洲灌区布设的田间裂区试验开展研究，主区为玉米‖鲜食豌豆（IM）和单作玉米（SM）,裂区为地方传统施氮量(N1, 360 kg·hm^-2)、减氮30%(N2, 250 kg·hm^-2),裂裂区为施用生物炭（C）和不施生物炭，探究了不同处理间玉米叶片净光合速率（P_n）、蒸腾速率（T_r）、气孔导度（G_s）、冠层覆盖度（CC）、叶片持绿度（SG）和干物质积累量（DMA）的变化规律，同时结合土壤有机碳（SOC）、硝态氮（NH₃^- -N）、铵态氮（NH₄⁺—N）含量，分析了玉米光合特性与籽粒产量（GY）之间的相互关系。结果表明，间作玉米较单作玉米的P_n、T_r、G_s和CC分别显著提高2.6%～4.1%、52.1%～55.1%、8.6%～10.5%和2.1%～2.3%（P<0.05）;减氮30%降低了玉米的P_n、T_r、G_s和CC,降幅分别为4.3%～6.5%、21.5%～28.3%、12.9%～15.6%和22.2%～24.3%,而施用生物炭处理下间作玉米光合指标在N2与N1之间差异均不显著。间作玉米的DMA和GY分别较单作玉米显著提高6.9%～7.9%和18.6%～20.8%（P<0.05）;减氮30%显著降低了玉米DMA和GY,但施用生物炭使玉米的DMA和GY分别显著提高11.3%～19.7%和8.7%～17.5%,并使间作玉米的DMA和GY在N2与N1之间无显著差异。间作玉米带的SOC、NO₃^--N和NH₄⁺-N含量较单作玉米分别显著增加5.9%～7.9%、3.1%～7.2%和7.1%～10.8%（P<0.05）,而施用生物炭进一步增加了N2下间作玉米带的SOC、NO₃^- -N和NH₄⁺-N含量，增幅分别为6.4%～7.3%、25.5%～26.8%和27.4%～27.9%,与N1之间差异不显著。在减氮30%条件下，施用生物炭主要通过增加土壤铵态氮含量提高间作玉米冠层覆盖度和叶片持绿度，从而改善叶片光合并增加了干物质积累量，最终提高玉米籽粒产量。因此，在减氮30%及间作鲜食豌豆条件下，施用生物炭可作为干旱绿洲灌区玉米节氮增效的可持续生产模式。

关键词

玉米‖鲜食豌豆 / 减施氮肥 / 生物炭 / 光合特性 / 产量 / 土壤氮素