紫色土坡耕地优化施肥配合秸秆覆盖还田有效提高作物产量降低径流氮损失OA北大核心CSTPCD

【目的】紫色土坡耕地耕层浅薄,结构稳定性差,氮素流失严重,影响作物产量。在典型紫色土区开展田间试验,研究优化施肥配合秸秆还田防治紫色土区坡耕地农业面源污染和提高作物产量的效果。【方法】2019—2021年在重庆市典型紫色土区坡耕地上进行田间试验,种植制度为高粱-油菜轮作。设置常规施肥(CK)、优化施肥(IFT)和优化施肥+秸秆覆盖还田(IFT+SMT)3个处理,调查了高粱、油菜产量及次降雨径流中的全氮(TN)、硝态氮(NO_(3)^(-)-N)和铵态氮(NH_(4)^(+)-N)含量。【结果】与CK处理相比,2019年IFT+SMT和IFT处理油菜产量显著增加了30.70%、26.34%,2020年分别增加了32.03%、27.48%(P<0.05)。大雨及以上等级降雨事件的径流量以及径流液中的TN、NO_(3)^(-)-N和NH_(4)^(+)-N浓度和流失量总体高于小雨、中雨。同样降雨条件下,IFT+SMT处理的径流深和径流系数多低于CK和IFT处理。2019—2021年,IFT+SMT处理的NO_(3)^(-)-N平均浓度较CK处理均有所减少,但差异不显著。同一年份下,不同处理径流液间的TN、NO_(3)^(-)-N和NH_(4)^(+)-N的平均浓度均不存在显著性差异。在不同年份下仅有IFT+SMT处理的NH_(4)^(+)-N浓度存在显著性差异(P<0.01),2021年NH_(4)^(+)-N浓度分别比2019和2020年降低了39.55%和49.70%(P<0.01)。与CK处理相比,2019年IFT+SMT处理的TN和NO_(3)^(-)-N年累积流失量分别显著降低了10.19%和17.72%(P<0.05),2021年的TN、NO_(3)^(-)-N和NH_(4)^(+)-N年累积流失量分别显著降低了21.65%、19.12%和33.24%(P<0.01);然而,2020年IFT+SMT处理的TN、NO_(3)^(-)-N和NH_(4)^(+)-N年累积流失量较CK处理分别显著增加了39.56%、51.10%和40.42%(P<0.01)。IFT+SMT处理能有效减少NO_(3)^(-)-N流失。高粱、油菜产量均与径流量、NH_(4)^(+)-N年累积流失量呈显著正相关(P<0.05)。【结论】优化施肥+秸秆覆盖还田处理的径流系数、全氮和NO_(3)^(-)-N浓度及流失量均有降低,尤其对NO_(3)^(-)-N流失的阻控效果较为突出,此外,该处理还显著提高了油菜和高粱产量,提高了作物对氮素的吸收利用量,从而有效减少氮素流失。