水氮运筹对土壤氮代谢酶活性和小麦氮素利用的影响

• Published in: 水土保持学报 Vol. 39; no. 1; pp. 160 - 169
• Main Authors: 崔振坤, 于振文, 石玉, 张永丽, 张振
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 小麦育种全国重点实验室,山东农业大学农学院,农业农村部作物生理生态与耕作重点实验室,山东泰安 271018 2025
• Subjects: nitrogen utilization; 水氮运筹; 土壤酶活性; water and nitrogen application; 测墒补灌; soil enzyme activity; supplemental irrigation based on soil moisture measurement; wheat; 小麦; 氮素利用
• ISSN: 1009-2242
• DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2025.01.025

S154.4%S512.1; [目的]为探究在测墒补灌条件下,水氮运筹对土壤氮代谢相关酶活性和小麦氮素利用的影响.[方法]采用二因素裂区设计,主区在小麦拔节期和开花期,0～40 cm 土层土壤相对水分体积分数分别补灌至 65％(W1)、75％(W2)、85％(W3);副区分别设置施纯氮 0(N0)、150(N1)、180(N2)、210(N3)kg/hm24个施氮量.在2022-2024年2个小麦生长季,测定分析土壤氮代谢相关酶活性、植株氮素积累转运、氮素营养指数、硝态氮残留量、籽粒产量和水氮利用效率.[结果]1)土壤相对水分体积分数补灌至75％水平,协同施氮180 kg/hm2(W2N2处理)能够显著提高小麦开花期土壤脲酶和蛋白酶活性,降低土壤硝酸还原酶活性,有利于土壤氮素向作物可吸收形态转化.由方差分析结果可知,灌溉水平、施氮量及其交互作用对土壤氮代谢酶活性的影响均达到极显著水平(p＜0.01).W2N2处理显著减少60～120 cm 土层土壤硝态氮残留量,降低土壤氮素淋溶风险.2)W2N2和W2N3处理均能够显著提高小麦营养器官氮素积累量、氮素转运量和籽粒氮素积累量,同时,具有最佳的氮素营养指数,能够满足小麦氮素需求.灌溉水平、施氮量及其互作效应对小麦氮素营养指数、氮素积累和转运的影响均达到极显著水平(p＜0.01).3)W2N2处理能够获得最高的籽粒产量,继续增加水氮投入对小麦产量无显著影响.不同灌溉水平和施氮量对小麦籽粒产量具有显著影响,且二因素的交互作用达到极显著水平(p＜0.01),灌溉水平和施氮量对籽粒产量的决定系数分别为0.313、0.485.4)W2N2处理具有较高的水氮利用效率,继续提高灌溉水平和施氮量,易造成小麦水氮利用效率的显著降低.灌溉水平、施氮量及其互作效应对小麦水氮利用效率的影响均达到极显著水平(p＜0.01).相较于W2N2处理,W2N3、W3N2和W3N3处理氮肥农学效率2年平均值降低13.02％～26.34％,氮肥利用率降低9.77％～23.64％,灌溉水利用效率降低2.88％～38.10％.[结论]小麦拔节期和开花期0～40 cm土层土壤相对水分体积分数分别补灌至75％,协同施氮180 kg/hm2能够显著提高小麦籽粒产量、水氮利用效率、营养器官氮素积累与转运量和籽粒氮素积累量;同时,具有最佳的土壤氮代谢酶活性和氮素营养指数,是黄淮海地区小麦高产高效的最优水氮运筹方式.