化肥减量配施黄腐酸降低盐渍农田NaCl含量提高氮磷养分有效性的协同效应

【目的】土壤盐渍化以及肥料过量施用严重限制着黄河三角洲盐渍化地区农业的可持续发展。综合分析氮、磷肥优化减量及其与黄腐酸配施对盐渍农田土壤肥力、冬小麦产量以及养分吸收利用的影响,可为该区盐渍农田化肥减施增效提供理论依据。【方法】以黄河三角洲中度盐土[pH 7.73、电导率(EC) 1.18 dS/m]为研究对象进行室内盆栽试验,试验设5个施肥水平,分别为常规氮磷肥用量(N100P100)、氮肥常规用量的85%(N85P100)、氮肥常规用量的70%(N70P100)、磷肥常规用量的85%(P85N100)、磷肥常规用量的70%(P70N100);每个处理下又分为添加、不添加黄腐酸(H)两个处理,并且以不施肥料和黄腐酸的处理为对照(CK),共11个处理。在冬小麦苗期和收获期,分别采集0—10和10—20 cm土层土壤样品,测定土壤有效磷、硝态氮、EC、pH和盐分离子组成。在收获期,测定冬小麦籽粒产量、全氮及全磷含量。【结果】化肥减量配施黄腐酸处理降低了冬小麦苗期和收获期0—10 cm土层硝态氮含量,提高了收获期10—20 cm土层硝态氮含量。0—10 cm土层土壤有效磷含量随着氮肥施用量的增加呈现降低的趋势。随着施氮量的增加,土壤溶液EC、Na~+、Ca~(2+)、Cl~-含量增加,而Mg~(2+)含量减少。与N100P100相比,N85P100、N70P100、P85N100、P70N100处理下的土壤Na+含量分别降低了29.74%、55.84%、28.62%和43.25%,Cl-含量分别降低了37.68%、43.81%、26.11%和14.53%。与相同养分量处理相比,N100P100+H、N85P100+H、N70P100+H、P85N100+H、P70N100+H处理下的Na+含量分别下降了64.63%、31.20%、5.14%、32.66%、30.59%,Cl-含量分别下降了66.74%、55.07%、35.93%、53.56%、70.44%。处理N85P100、N70P100、P85N100、P70N100的冬小麦产量与N100P100没有显著差异,N70P100+H和P85N100+H的冬小麦产量显著高于N70P100和P85N100。氮、磷素吸收效率均随着氮肥施用量的增加而减少,与N100P100相比,N85P100、N70P100处理下的氮素吸收效率分别提高11.22%、29.37%。与单施化肥处理相比,化肥减量配施黄腐酸处理均能够提高冬小麦产量、氮、磷素吸收效率和偏生产力。通过相关分析发现,土壤盐分是降低作物产量的直接原因,其中,Na~+、Cl~-和EC与氮素吸收效率、偏生产力及磷素吸收效率、偏生产力呈显著负相关。【结论】黄河三角洲盐渍农田的主要盐分是NaCl,Na~+、Cl~-含量决定着EC值,与氮素吸收效率、偏生产力及磷素吸收效率、偏生产力呈显著负相关。化肥减量可显著减少土壤盐分含量,配施黄腐酸能够显著降低土壤中的Na~+和Cl~-含量,缓解盐碱胁迫对作物的影响,提高冬小麦产量、氮、磷素吸收效率和偏生产力。减施氮肥能够提高冬小麦苗期和收获期0—10 cm土层的有效磷含量,减施氮肥30%时的土壤有效磷含量高于减施氮15%和常规施氮量。