【摘 要】
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黄土高原是我国典型的雨养农业种植区,针对当地土壤有机质贫乏、化肥施用相对过量,夏季集中降雨容易引发土壤养分流失,且水、热资源满足作物一熟有余而两熟不足等问题,在晋南黄土旱塬麦区通过大田试验,系统研究了冬小麦与不同绿肥轮作的水肥效应、后茬冬小麦产量效应以及翻压绿肥对土壤真菌多样性的影响,明确绿肥的养分供给潜力和土壤养分调控作用,并结合绿肥的耗水特性,筛选出适宜当地旱塬冬小麦高效生产的填闲绿肥作物,旨
【基金项目】
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国家重点研发计划项目（2018YFD0200401）；
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黄土高原是我国典型的雨养农业种植区,针对当地土壤有机质贫乏、化肥施用相对过量,夏季集中降雨容易引发土壤养分流失,且水、热资源满足作物一熟有余而两熟不足等问题,在晋南黄土旱塬麦区通过大田试验,系统研究了冬小麦与不同绿肥轮作的水肥效应、后茬冬小麦产量效应以及翻压绿肥对土壤真菌多样性的影响,明确绿肥的养分供给潜力和土壤养分调控作用,并结合绿肥的耗水特性,筛选出适宜当地旱塬冬小麦高效生产的填闲绿肥作物,旨在为黄土旱塬麦区构建合理的夏绿肥-冬小麦模式提供理论依据。取得的主要结果如下:（1）“夏绿肥-冬小麦”种植模式在化肥减施的条件下,可提高冬小麦产量及水肥利用效率。2019-2020年,夏闲期种植绿肥替代18%～42%氮肥后,冬小麦平均产量仍较夏闲期休闲处理增产3%,其中大豆、小黑豆、绿豆处理的冬小麦产量较休闲处理提高5%～10%;夏闲期种植绿肥可提高冬小麦水分生产效率,其中大豆、小黑豆、绿豆处理较农户处理提高了21.5～33.9%（P＜0.05）;夏闲期种植绿肥可提高冬小麦氮肥偏生产力、氮肥农学效率、氮肥当季回收率、磷肥偏生产力,其中以绿豆处理最高,较农户处理分别提高了68.5%、111.9%、110.4%、25.5%（P＜0.05）。种植大豆、绿豆、柽麻、草木樨替代化肥增加了冬小麦收获后200 cm土壤硝态氮贮量。同时种植绿豆、小黑豆、大豆处理增加了农民的净收入,较农户处理分别高21.2%（P＜0.05）、18.5%（P＜0.05）和6.0%。（2）夏闲期种植绿肥相对休闲处理增加了土壤的耗水量,2020年夏闲期,大豆、小黑豆、绿豆处理的水分休闲效率平均为38.7%,较农户处理降低了10%（P＜0.05）;绿肥翻压时大豆、小黑豆、绿豆处理200 cm土壤蓄水量平均为373 mm,较农户处理降低8.4%（P＜0.05）。大豆、小黑豆、绿豆处理干物质还田量分别为3868、3999、2766kg·hm-2,其中大豆、小黑豆单位耗水生物量最高,平均为19.1 kg·hm-2·mm-1。大豆、小黑豆、绿豆处理的总养分归还量（N+P2O5+K2O）分别为281、288和242 kg·hm-2。夏闲期种植绿肥通过自身的氮素吸收累积,降低了冬小麦播前200 cm土壤硝态氮贮量,也缓解了土壤硝态氮向下淋移幅度,小黑豆、大豆和绿豆处理的200 cm土壤硝态氮平均贮量较农户处理降低13.2%（P＜0.05）。（3）夏闲期种植翻压绿肥没有改变土壤真菌群落的丰富度,但种植翻压小黑豆对土壤真菌的生理类群数量和均匀度有一定提升作用,种植翻压大豆显著降低了土壤真菌的均匀度。晋南旱塬麦田土壤真菌群落主要由子囊菌、担子菌和被孢菌组成。种植翻压3种绿肥均提高了土壤中被孢菌门（被孢菌纲）的相对丰度,种植翻压大豆提高了子囊菌门（粪壳菌纲）的相对丰度,但种植翻压大豆、绿豆明显降低了土壤中担子菌门（伞菌纲）的相对丰度。综上所述,在黄土高原晋南旱塬冬小麦种植区,夏闲期种植翻压绿肥会增加土壤耗水量,降低土壤硝态氮累积量及淋移幅度。在替代18%～42%氮肥后,小麦仍可增产3%。同时,种植翻压绿肥可提高冬小麦化肥利用率以及土壤真菌多样性指数。结合绿肥水、肥效应及对微生物多样性的影响等方面的综合表现,小黑豆相对其他豆科绿肥更适宜在晋南旱塬麦区推荐种植。
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