地下滴灌施肥技术优化了玉米种植条件下土壤中氮的分布

本研究采用地下滴灌技术优化玉米氮素分布，结合秸秆还田和4次分施氮肥，在减少25%氮肥用量（75%推荐剂量）的同时保持产量，显著提升20-30cm根区土壤氮含量及微生物活性，有效降低环境风险。

　　

摘要

背景与目的

在粮食安全挑战背景下，精确的氮（N）供应对可持续的玉米生产至关重要。本研究旨在评估地下滴灌施肥（SSDF）技术，以优化氮的分布——在作物生理需求高峰期保持活性根区（通常深度为20–30厘米）内铵（NH??-N）和硝酸盐（NO??-N）的最高浓度，从而提高玉米产量并降低环境风险。

方法

2022–2023年，在新德里的ICAR-IARI进行了田间试验，采用分区设计（split-plot design），测试了0–100%推荐氮肥用量（RDN）分3–4次施用的效果，并结合了绿肥残渣的混入。测量了0–50厘米深度及距离滴灌器0–20厘米范围内的土壤矿质氮（NH??-N、NO??-N）含量，同时监测了脲酶活性和谷物产量。

结果

与传统的灌溉方法和撒施肥料方法相比，地下滴灌施肥效果更佳：在100% RDN-4S处理条件下，20–30厘米土层中的NH??-N峰值达到52.7 ppm，NO??-N峰值达到36.3 ppm。分4次施用氮肥比分3次施用能更好地维持不同土壤深度和作物生长阶段的矿质氮供应。绿肥残渣的混入使土壤氮含量增加了10–13%，脲酶活性提高了11–13%（达到13.9 μg g?1 h?1）。此外，75% RDN-4S处理的产量（6.6吨/公顷）与100% RDN-4S处理的产量（6.7吨/公顷）相当，实现了25%的氮肥节省。土壤矿质氮含量与产量之间存在显著相关性（r = 0.8–0.85）。

结论

地下滴灌施肥通过将矿质氮集中在20–30厘米的根区，优化了氮的分布，使氮肥用量减少了25%（75% RDN-4S处理），同时保持了与全推荐剂量相当的玉米产量。此外，将分4次施用氮肥与绿肥残渣混入相结合，提高了土壤氮的可用性和微生物活性，表明SSDF技术具有实现可持续玉米生产的潜力。