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氮素是农作物生长必需的营养元素，对提高作物产量具有重要作用，但因不合理施用氮肥造成了氮素大量损失、环境污染加重、氮肥利用效率降低等突出问题。土壤微生物在地球上扮演着重要的角色，他们不但驱动着地球化学的进程而且对维持地球上作物的物种丰富度与生产力有着很大的贡献。本研究在长期肥料定位试验平台上监测了不同施肥处理对夏玉米田土壤微生物多样性及群落结构和NH3、N2O排放规律及其损失量的影响，以探讨减少黄淮海地区夏玉米田NH3和N2O损失量的有效施肥方式，为提高夏玉米产量及肥料利用效率提供理论依据。2016-2017年利用长期定位水肥渗漏研究池进行试验，以郑单958(ZD958)为材料，以不施氮肥(CK)为对照处理，在同等施氮量下设置单施尿素(U1)、单施牛粪(M1)和尿素牛粪1∶1配施(U2M2)3种氮肥配比处理。研究了不同施肥处理对玉米田土壤微生物、NH3和N2O排放规律和损失量、产量及氮肥利用效率的影响，结果如下:
1.不同施肥处理对土壤氮素气态损失及平衡的影响
施入土壤中的氮素大部分被玉米植株吸收，占氮素总投入量的115.12％-129.34％，U2M2处理较M1处理和U1处理提高了植株氮素积累量;氮素损失主要通过氨挥发、氧化亚氮排放和淋洗损失为主，U2M2处理氨挥发平均累积损失量为37.71kg hm-2，U1处理显著大于有机无机配施为38.19kg hm-2;M1处理氨挥发累积损失量最低，仅占总施氮量的9.55％，为19.10kg hm-2。M1处理氧化亚氮排放量显著高于其它施肥处理，为3.80kg hm-2，占施氮量的1.90％;U2M2处理较M1处理显著降低，为2.58kg hm-2;U1处理损失量最低，仅占总施氮量的0.96％，为1.92kg hm-2。U1处理淋洗氮素损失显著高于其它处理，占总施氮量的33.90％。U2M2处理和M1处理氮淋洗量较低，分别占施氮量的14.72％和13.57％。U1处理氮素损失量最高，占总施氮量的53.72％，M1处理和U2M2处理显著降低氮素损失，分别为24.47％和31.54％。U2M2处理和M1处理能显著降低氮素损失。
夏玉米田氮素平衡呈现盈余状态，U1处理速效氮含量较高导致氨挥发损失严重，且化肥易溶于水，淋洗带走了大量养分，使得U1处理的盈余量相对于单施有机肥和有机无机肥配施最少。M1处理的有机质在土壤中易被固定，难以被雨水冲走，使得氮素大量盈余。U2M2处理通过降低氨挥发、氧化亚氮排放和氮淋洗损失，较U1处理提高了氮素盈余量。
2.不同施肥处理对土壤微生物数量和多样性的影响
不同施肥处理土壤微生物的影响差异显著，U2M2处理含有较为丰富的土壤微生物，为每克土当中含有53.13×104个，其中主要分为细菌、真菌和放线菌三大类。丰富的微生物通过分解作用分解土壤有机质转化为更多的无机营养元素供植株生长吸收利用。U2M2处理的细菌数量最多，每克土当中含有52.00×104个，U1处理显著抑制了细菌的生长繁殖，每克土当中含有17.33×104个;U1处理有利于真菌的生长，每克土当中含有63.00×102个，较CK、M1、U2M2分别提高了162.5％、145.42％、44.26％;U2M2处理不利于放线菌的生长，每克土当中含有7.00×103个，较CK、U1、M1分别降低了61.11％、34.39％、56.25％。U2M2处理的细菌和放线菌的多样性较其它处理差异显著，含有较大的Chao指数、Ace指数、香浓指数;而各施肥处理真菌的多样性差异不显著。U2M2处理当中参与硝化和反硝化作用细菌主要是假单胞菌属（Pseudomonas）、芽孢杆菌属（Bacillus）和硝化螺菌属（Nitrospira）。由于U2M2处理含有较少的硝化和反硝化细菌减弱了土壤当中硝化和反硝化过程，使得土壤当中硝态氮和铵态氮积累量增加，减少了氮素损失。
3.不同施肥处理对植株干物质积累量和籽粒产量及产量构成因素的影响
2016年各处理成熟期干物质总量趋势为U2M2＞U1＞M1＞CK，U2M2处理成熟期干物质量较U1、M1、CK分别提高了3.75％、10.99％、45.24％;2017年施肥处理干物质积累量显著高于不施肥处理，各施肥处理之间差异不显著。不同施肥处理对夏玉米籽粒产量的影响趋势基本一致，都表现为U2M2＞U1＞M1＞CK。U2M2处理两年平均产量为13886.69kg hm-2，在产量构成要素上，2016年U2M2、U1和M1处理单位面积穗数和穗粒数均显著高于CK，千粒重无显著差异。2017年U2M2、U1和M1处理单位面积穗数、穗粒数和千粒重显著高于CK。
4.不同施肥处理对氮素利用效率的影响
两年各施肥处理氮素积累量、氮素利用效率和偏生产力存在显著差异。U2M2处理两年氮素积累量较CK、M1和U1处理分别提高了74.99％、14.64％、7.99％和89.31％、10.11％、4.61％;U2M2处理氮素利用效率较M1和U1处理分别提高了42.43％、23.91％和20.85％、10.29％;2016年施肥处理偏生产力较对照处理差异明显，但施肥处理之间差异不显著;2017年偏生产力差异显著，U2M2处理偏生产力最高，较CK、M1和U1处理分别提高了91.04％、12.54％和5.83％。
1.不同施肥处理对土壤氮素气态损失及平衡的影响
施入土壤中的氮素大部分被玉米植株吸收，占氮素总投入量的115.12％-129.34％，U2M2处理较M1处理和U1处理提高了植株氮素积累量;氮素损失主要通过氨挥发、氧化亚氮排放和淋洗损失为主，U2M2处理氨挥发平均累积损失量为37.71kg hm-2，U1处理显著大于有机无机配施为38.19kg hm-2;M1处理氨挥发累积损失量最低，仅占总施氮量的9.55％，为19.10kg hm-2。M1处理氧化亚氮排放量显著高于其它施肥处理，为3.80kg hm-2，占施氮量的1.90％;U2M2处理较M1处理显著降低，为2.58kg hm-2;U1处理损失量最低，仅占总施氮量的0.96％，为1.92kg hm-2。U1处理淋洗氮素损失显著高于其它处理，占总施氮量的33.90％。U2M2处理和M1处理氮淋洗量较低，分别占施氮量的14.72％和13.57％。U1处理氮素损失量最高，占总施氮量的53.72％，M1处理和U2M2处理显著降低氮素损失，分别为24.47％和31.54％。U2M2处理和M1处理能显著降低氮素损失。
夏玉米田氮素平衡呈现盈余状态，U1处理速效氮含量较高导致氨挥发损失严重，且化肥易溶于水，淋洗带走了大量养分，使得U1处理的盈余量相对于单施有机肥和有机无机肥配施最少。M1处理的有机质在土壤中易被固定，难以被雨水冲走，使得氮素大量盈余。U2M2处理通过降低氨挥发、氧化亚氮排放和氮淋洗损失，较U1处理提高了氮素盈余量。
2.不同施肥处理对土壤微生物数量和多样性的影响
不同施肥处理土壤微生物的影响差异显著，U2M2处理含有较为丰富的土壤微生物，为每克土当中含有53.13×104个，其中主要分为细菌、真菌和放线菌三大类。丰富的微生物通过分解作用分解土壤有机质转化为更多的无机营养元素供植株生长吸收利用。U2M2处理的细菌数量最多，每克土当中含有52.00×104个，U1处理显著抑制了细菌的生长繁殖，每克土当中含有17.33×104个;U1处理有利于真菌的生长，每克土当中含有63.00×102个，较CK、M1、U2M2分别提高了162.5％、145.42％、44.26％;U2M2处理不利于放线菌的生长，每克土当中含有7.00×103个，较CK、U1、M1分别降低了61.11％、34.39％、56.25％。U2M2处理的细菌和放线菌的多样性较其它处理差异显著，含有较大的Chao指数、Ace指数、香浓指数;而各施肥处理真菌的多样性差异不显著。U2M2处理当中参与硝化和反硝化作用细菌主要是假单胞菌属（Pseudomonas）、芽孢杆菌属（Bacillus）和硝化螺菌属（Nitrospira）。由于U2M2处理含有较少的硝化和反硝化细菌减弱了土壤当中硝化和反硝化过程，使得土壤当中硝态氮和铵态氮积累量增加，减少了氮素损失。
3.不同施肥处理对植株干物质积累量和籽粒产量及产量构成因素的影响
2016年各处理成熟期干物质总量趋势为U2M2＞U1＞M1＞CK，U2M2处理成熟期干物质量较U1、M1、CK分别提高了3.75％、10.99％、45.24％;2017年施肥处理干物质积累量显著高于不施肥处理，各施肥处理之间差异不显著。不同施肥处理对夏玉米籽粒产量的影响趋势基本一致，都表现为U2M2＞U1＞M1＞CK。U2M2处理两年平均产量为13886.69kg hm-2，在产量构成要素上，2016年U2M2、U1和M1处理单位面积穗数和穗粒数均显著高于CK，千粒重无显著差异。2017年U2M2、U1和M1处理单位面积穗数、穗粒数和千粒重显著高于CK。
4.不同施肥处理对氮素利用效率的影响
两年各施肥处理氮素积累量、氮素利用效率和偏生产力存在显著差异。U2M2处理两年氮素积累量较CK、M1和U1处理分别提高了74.99％、14.64％、7.99％和89.31％、10.11％、4.61％;U2M2处理氮素利用效率较M1和U1处理分别提高了42.43％、23.91％和20.85％、10.29％;2016年施肥处理偏生产力较对照处理差异明显，但施肥处理之间差异不显著;2017年偏生产力差异显著，U2M2处理偏生产力最高，较CK、M1和U1处理分别提高了91.04％、12.54％和5.83％。