有机肥配施氮肥对玉米根系生长、氮素利用及产量和品质的影响

摘要

【目的】研究有机肥与氮肥配施对玉米根系生长、氮素吸收利用及产量和品质的影响，探索玉米生产中有机肥与氮肥配施的最佳比例，为玉米高产优质栽培提供理论依据。【方法】于2021和2022年，采用大田试验与微区试验相结合的方法，设置不施氮处理(T0)、常规施氮量(T1)、有机肥替代15%氮肥(T2)、有机肥替代30%氮肥(T3)、有机肥替代45%氮肥(T4)共5个处理，在玉米成熟后，测定不同处理的土壤理化性质(体积质量、速效养分和有机质含量)、玉米根系形态(根长、根表面积、根直径)和根系活力以及与氮代谢相关酶(谷氨酰胺合成酶(GS)、谷氨酸合成酶(GOGAT)、硝酸还原酶(NR)和亚硝酸还原酶(NiR))活性、氮肥利用率与损失率以及玉米籽粒产量和品质(淀粉、蛋白质含量)。【结果】2021和2022年，与T0处理相比，T1～T4处理均明显降低了土壤体积质量，增加了土壤速效养分和有机质含量，其中以T3处理的土壤速效养分和有机质含量最高。2021和2022年，随着有机肥替代氮肥比例的增加，玉米根长、根表面积、根直径、根系活力和氮代谢相关酶(GS、GOGAT、NR和NiR)活性均呈先升高后降低的趋势，以上指标均以T3处理最大。2021和2022年，成熟期玉米植株氮分别有32.17%～40.86%和11.04%～14.87%来源于氮肥。与T1处理相比，T2～T4处理明显提高了氮肥利用率，降低了氮肥损失率。2021和2022年，与T0处理相比，T1～T4处理均明显提高了玉米籽粒产量及淀粉和蛋白质含量；随着有机肥替代氮肥比例的增加，玉米淀粉和蛋白质含量均呈先升高后降低的趋势，且以上指标均以T3处理最大。【结论】当有机肥替代30%氮肥(T3)时，明显提高了土壤养分含量，促进根系生长及对土壤氮素的吸收与利用，进而提高了玉米籽粒产量和品质，是最佳的有机肥与氮肥配施比例。

关键词

有机肥 / ¹⁵N示踪 / 玉米根系 / 氮素吸收利用 / 产量 / 品质