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本文以北疆伊犁河谷地区麦-豆一年两熟农田为研究对象，在麦季设4个施氮水平：0kg·hm-2(N0)、104kg·hm-2(N1)、173kg·hm-2(N2)、242kg·hm-2(N3)；大豆季设3个施氮水平分别为0kg·hm-2(S0)、69kg·hm-2(S1)、138kg·hm-2(S2)，研究麦-豆轮作体系下周年施氮对农田土壤养分含量、土壤微生物数量、土壤酶活性及作物产量的影响，旨在揭示麦季施氮对土壤养分含量及土壤微生物特性的影响和麦季施氮对后茬作物土壤养分及土壤微生物特性的变化规律，提出有利于良化土壤环境、提高周年作物产量的氮肥运筹组合，为伊犁河谷地区周年合理施氮提供理论依据及技术支撑。主要研究结果如下：
1.麦-豆轮作体系下周年不同施氮组合对土壤养分具有显著的影响，且麦季施氮对后茬大豆具有后效作用。麦季施氮0~173kg·hm-2显著增加当季土壤有机质、全氮、碱解氮和速效钾含量，但土壤速效磷表现为下降趋势，当施氮量超过173kg·hm-2(N2)时会降低土壤有机质、碱解氮和速效钾含量。周年施氮高低直接影响大豆季收获后土壤养分含量，表现为在麦季施氮0~173kg·hm-2基础上，大豆季施氮69kg·hm-2(S1)有利于增加土壤养分含量，提高土壤肥力，豆季不施或高施均不利于土壤养分含量的增加；而在麦季施氮242kg·hm-2(N3)基础上大豆季不施或中量施氮也有利于土壤养分含量的增加。
2.麦-豆轮作体系下周年不同施氮组合显著影响着土壤微生物区。冬小麦施氮0~173kg·hm-2显著增加了土壤微生物数量及B/F、A/F值，施氮242kg·hm-2(N3)会产生抑制作用，但增加了土壤反硝化细菌数量，对土壤真菌、硝化细菌数量无显著影响。前茬麦季施氮越高，对后茬大豆后效作用也越大；在冬小麦施氮0~173kg·hm-2基础上夏大豆增施氮肥69kg·hm-2(S1)可提高土壤微生物数量、增加B/F、A/F值，而在麦季施氮242kg·hm-2(N3)基础上大豆季施氮会显著降低B/F、A/F值，不施或中量施氮有利于土壤微生物数量的增加。因此，麦季施氮104~173kg·hm-2，豆季施氮69kg·hm-2既有利于麦-豆土壤微生物数量的增殖，又有利于调节良好的土壤菌群结构。
3.麦-豆轮作体系下周年不同施氮组合对土壤酶活性具有显著的影响。麦季施氮173kg·hm-2(N2)土壤过氧化氢酶、脲酶和蔗糖酶活性表现最佳，较不施氮处理平均分别增加了5.89%、27.81%和10.53%，但施氮242kg·hm-2(N3)会降低土壤酶活性。冬小麦氮肥后效作用亦能影响夏大豆土壤酶活性的变化；在麦季施氮0~173kg·hm-2基础上，大豆季施氮69kg·hm-2(S1)能促进土壤酶活性，不施或高施氮肥均会抑制其活性，而麦季施氮242kg·hm-2(N3)基础上夏大豆不施或中量施氮也有利于土壤酶活性的提高。
4.在麦季施氮173kg·hm-2(N2)时，冬小麦穗粒数及千粒重达到最高，且两年冬小麦产量平均最大为7732.22kg·hm-2，分别较N0、N1和N3处理增产36.29%、22.11%和6.18%。麦季施氮高低同样也显著影响着夏大豆产量；前茬麦季施氮0~173kg·hm-2基础上夏大豆施氮69kg·hm-2均可显著增加夏大豆单株荚数、粒数，促进夏大豆产量的增加，以N2S1处理两年平均达到最大为2937.54kg·hm-2，但麦季施氮达到242kg·hm-2时，夏大豆施氮对产量无显著影响。因此，在本研究范围内，麦季施氮173kg·hm-2，大豆施氮69kg·hm-2可促进冬小麦和夏大豆增产，有利于提高周年总产量。
综上所述，在麦-豆轮作体系下，前茬作物施氮多少不仅会影响当季土壤养分含量及微生物特性，同样对后茬作物土壤养分含量及微生物特性具有显著的影响。麦季氮肥后效作用会影响后茬大豆施氮高低，因此，夏大豆氮肥的优化施用应充分考虑前茬麦季氮肥的后效作用，适量施用氮肥，充分利用前茬作物的氮肥后效保持作物持续高产，对改善土壤质量和制定周年合理的施氮量具有重要的意义。
1.麦-豆轮作体系下周年不同施氮组合对土壤养分具有显著的影响，且麦季施氮对后茬大豆具有后效作用。麦季施氮0~173kg·hm-2显著增加当季土壤有机质、全氮、碱解氮和速效钾含量，但土壤速效磷表现为下降趋势，当施氮量超过173kg·hm-2(N2)时会降低土壤有机质、碱解氮和速效钾含量。周年施氮高低直接影响大豆季收获后土壤养分含量，表现为在麦季施氮0~173kg·hm-2基础上，大豆季施氮69kg·hm-2(S1)有利于增加土壤养分含量，提高土壤肥力，豆季不施或高施均不利于土壤养分含量的增加；而在麦季施氮242kg·hm-2(N3)基础上大豆季不施或中量施氮也有利于土壤养分含量的增加。
2.麦-豆轮作体系下周年不同施氮组合显著影响着土壤微生物区。冬小麦施氮0~173kg·hm-2显著增加了土壤微生物数量及B/F、A/F值，施氮242kg·hm-2(N3)会产生抑制作用，但增加了土壤反硝化细菌数量，对土壤真菌、硝化细菌数量无显著影响。前茬麦季施氮越高，对后茬大豆后效作用也越大；在冬小麦施氮0~173kg·hm-2基础上夏大豆增施氮肥69kg·hm-2(S1)可提高土壤微生物数量、增加B/F、A/F值，而在麦季施氮242kg·hm-2(N3)基础上大豆季施氮会显著降低B/F、A/F值，不施或中量施氮有利于土壤微生物数量的增加。因此，麦季施氮104~173kg·hm-2，豆季施氮69kg·hm-2既有利于麦-豆土壤微生物数量的增殖，又有利于调节良好的土壤菌群结构。
3.麦-豆轮作体系下周年不同施氮组合对土壤酶活性具有显著的影响。麦季施氮173kg·hm-2(N2)土壤过氧化氢酶、脲酶和蔗糖酶活性表现最佳，较不施氮处理平均分别增加了5.89%、27.81%和10.53%，但施氮242kg·hm-2(N3)会降低土壤酶活性。冬小麦氮肥后效作用亦能影响夏大豆土壤酶活性的变化；在麦季施氮0~173kg·hm-2基础上，大豆季施氮69kg·hm-2(S1)能促进土壤酶活性，不施或高施氮肥均会抑制其活性，而麦季施氮242kg·hm-2(N3)基础上夏大豆不施或中量施氮也有利于土壤酶活性的提高。
4.在麦季施氮173kg·hm-2(N2)时，冬小麦穗粒数及千粒重达到最高，且两年冬小麦产量平均最大为7732.22kg·hm-2，分别较N0、N1和N3处理增产36.29%、22.11%和6.18%。麦季施氮高低同样也显著影响着夏大豆产量；前茬麦季施氮0~173kg·hm-2基础上夏大豆施氮69kg·hm-2均可显著增加夏大豆单株荚数、粒数，促进夏大豆产量的增加，以N2S1处理两年平均达到最大为2937.54kg·hm-2，但麦季施氮达到242kg·hm-2时，夏大豆施氮对产量无显著影响。因此，在本研究范围内，麦季施氮173kg·hm-2，大豆施氮69kg·hm-2可促进冬小麦和夏大豆增产，有利于提高周年总产量。
综上所述，在麦-豆轮作体系下，前茬作物施氮多少不仅会影响当季土壤养分含量及微生物特性，同样对后茬作物土壤养分含量及微生物特性具有显著的影响。麦季氮肥后效作用会影响后茬大豆施氮高低，因此，夏大豆氮肥的优化施用应充分考虑前茬麦季氮肥的后效作用，适量施用氮肥，充分利用前茬作物的氮肥后效保持作物持续高产，对改善土壤质量和制定周年合理的施氮量具有重要的意义。