旱地石灰性土壤长期施氮提高小麦籽粒中铁铜锌含量OA北大核心CSTPCD

【目的】明确氮肥用量引起的小麦籽粒铁、锰、铜、锌含量变化及土壤作物营养机制,为优化氮肥管理,实现小麦优质丰产提供理论依据。【方法】利用2004年在黄土高原南部陕西杨凌开始的氮肥用量长期定位试验,在施磷(P_(2)O_5) 100 kg/hm^(2)的基础上,设0、80、160、240和320 kg/hm^(2) 5个氮水平,在2013—2016年3个小麦收获期采集小麦植株和土壤样品,测定各器官生物量、铁锰铜锌含量及土壤有效铁锰铜锌含量,采用回归分析方法分析施氮量、小麦籽粒产量和微量元素含量之间的关系,计算获得最高籽粒产量和铁锰铜锌含量及其收获指数的氮肥用量。【结果】与不施氮相比,施氮提高了小麦产量和籽粒铁、铜、锌含量,降低了锰含量。籽粒铁含量与施氮量呈二元一次方程关系,小麦产量达最高(6116 kg/hm^(2))时的施氮量为212 kg/hm^(2),籽粒铁含量达最高(43.9 mg/kg)时施氮量为218 kg/hm^(2),铁收获指数最高时的施氮量为92 kg/hm^(2)。锌铜含量及其收获指数均与施氮量呈线性关系,施氮量每增加100 kg/hm^(2),籽粒铜和锌含量分别提高0.4和3.5 mg/kg。籽粒锰含量与施氮量呈负线性加平台关系,施氮量为57 kg/hm^(2)时,籽粒锰含量达最低37.5 mg/kg。与不施氮相比,施氮处理耕层土壤有效锰含量提高7.8%,有效铁、铜、锌含量无显著变化,平均为5.9,1.3和0.54 mg/kg。【结论】在黄土高原旱地石灰性土壤上,长期施用氮肥提高了冬小麦籽粒铁、铜、锌含量和吸收量,降低了锰含量和吸收量,主要归因于作物吸收量提高及铁向籽粒的分配增强,籽粒锰含量降低主要与产量提高引起的养分稀释效应有关。综合考虑产量和籽粒铁锰铜锌养分含量,该地区实现小麦高产目标5810 kg/hm^(2)时,氮肥用量应为122 kg/hm^(2),在最高产量施氮量212 kg/hm^(2)基础上可减施氮肥42%,此时籽粒铁、锰、铜、锌含量较高,分别为42.1、37.5、4.0和25.1 mg/kg。