减氮及有机替代对新疆棉田土壤氮素有效性和利用效率的影响.pdf

减氮及有机替代对新疆棉田土壤氮素有效性减氮及有机替代对新疆棉田土壤氮素有效性和利用效率的影响和利用效率的影响罗雪梅，陈明媛，王宁宁，郭睿，刘建国*（石河子大学/新疆兵团绿洲生态农业重点实验室，新疆石河子832003）摘要:【目的目的】“连作+棉秆全量还田+高氮肥投入”是新疆绿洲棉花生产的主要技术措施之一。研究该体系下减少化肥用量对棉田土壤氮素转化和有效性的影响，以及等量有机肥替代化肥的效果，为优化施肥方案，提高氮肥利用率提供依据。【方法方法】于 2021 和 2022 年在新疆石河子市二连农试场开展棉花连续定位施肥试验，设置常规施氮量(CF)，减施常规氮量的 8%(CF-8%)、16%(CF-16%)和 24%(CF-24%)，在常规氮量下以有机肥替代其中 8%(8%OF)、16%(16%OF)和 24%(24%OF)的化肥，以及不施氮肥对照(CK)，共 8 个处理。分析不同土层 pH、电导率(EC)值、有机质、无机氮和活性有机氮含量、氮转化相关酶活性变化，计算氮肥利用率，并测定棉花产量。【结果结果】2021 和 2022 年在 CF 处理基础上减少化肥施氮量，020、2040cm 土层颗粒有机氮(PON)、轻组有机氮(LFON)含量无明显变化，而 CF-16%处理可溶性有机氮(DON)和微生物量氮(MBN)占全氮(TN)的比例较 CF 处理分别提升 14.79%和 19.88%，020cm 土层土壤蛋白酶活性也得到显著增强。CF-24%处理020cm 土层微生物量氮(MBN)含量、土壤硝酸还原酶、亚硝酸还原酶活性较 CF 处理分别下降了10.78%、16.88%、6.25%。随着化肥施用量的减少，深层土壤中累积的 NH4+-N 与 NO3-N 含量降低，减氮处理中 CF-16%处理较 CF 处理的增产率最高，达 6.59%。与 CF 处理相比，16%OF、24%OF处理显著提高了2040cm 土层土壤 pH，020 和 2040cm 土层有机质含量分别提升了 23.44%和 12.99%、31.74%和20.14%，土壤 EC 值分别下降了 7.74%和 4.72%、5.64%和 7.02%，能够改善棉田土壤环境。16%OF 处理 040cm 各土层颗粒有机氮和可溶性有机氮含量两年平均较 CF 处理分别增加了 24.01%和 29.15%、18.95%和55.32%，颗粒有机氮和可溶性有机氮在全氮中的占比分别增加了 16.32%和 32.42%，而 24%OF 处理的轻组有机氮含量、LFON/TN、MBN/TN、C/N 在 3 个有机替代处理中均为最高。16%OF 处理的氮肥农学利用率、氮肥偏生产力、氮肥贡献率、单铃重与产量均高于 8%OF 和 24%OF 处理，增产率达 17.16%。【结论结论】适量减施无机氮肥能够减少土壤中无机氮的累积，提升棉花氮肥利用率和产量，以 CF-16%处理表现较佳。有机肥替代部分化肥能够增加土壤中活性有机氮的含量和土壤氮转化酶活性，提高土壤供氮潜力，改善棉田土壤微环境，并通过降低 2060cm 深层土壤中的 NO3-N 含量提升棉花氮肥利用率，增加棉花单铃重与籽棉产量，其中16%OF 处理为本试验最优处理，棉花增产 17.16%。关键词:棉花；氮肥减施；有机肥替代；活性有机氮组分；无机氮；氮肥利用率Effects of nitrogen reduction and organic substitution on soil nitrogenavailability and utilization efficiency in Xinjiang cotton fieldLUOXue-mei,CHENMing-yuan,WANGNing-ning,GUORui,LIUJian-guo*(Key Laboratory of Oasis Ecology Agriculture of Xinjiang Bingtuan/Shihezi University,Shihezi,Xingjiang 832003,China)Abstract:【Objectives】“Continuouscropping+cottonstalkreturning+highnitrogenfertilizerinput”isoneofthemaintechnicalmeasuresforcottonproductioninXinjiangoasis.Westudiedtheeffectsofreducingchemicalfertilizerinputonsoilorganicnitrogentransformationandavailabilityforcotton,andfurtherstudiedtheeffectofapplyingorganicfertilizertosubstitutethereducedchemicalfertilizerinput,aimingtoprovidebasisfor植物营养与肥料学报2024,30(2):289306doi:10.11674/zwyf.2023295JournalofPlantNutritionandFertilizershttp:/www.plantnutrifert.org收稿日期：20230701接受日期：20240104基金项目：国家自然科学基金项目(31960396)。联系方式：罗雪梅E-mail:；*通信作者刘建国E-mail:l-establishingefficientandcosteffectivefertilizationscheme.【Methods】ApositioningfertilizationexperimentwascarriedoutinErlianAgriculturalTestSite,ShiheziCity,Xinjiangcontinuouslyin2021and2022.Theconventionalnitrogenapplicationrate(CF)andnonitrogenfertilizer(CK)wereusedascontrol,chemicalfertilizerreductiontreatmentsincludedreducing8%(CF-8%),16%(CF-16%)and24%(CF-24%)ofthefertilizerinput,andorganicsubstitutiontreatmentsweretheorganicfertilizerrateequalingtothereductionrate,including8%OF,16%OF,and24%OF.ThesoilpH,electricalconductivity(EC),organicmatter,andinorganicandactiveorganicNcontent,theactivitiesofenzymesrelatedtonitrogenconversionwereanalyzed.Cottonyieldandnitrogenuseefficiencywereinvestigated.【Results】In2021and2022,theamountofnitrogenfertilizerappliedwasreducedonthebasisofCF,andtherewasnosignificantchangeinthecontentofparticulateorganicnitrogen(PON)andlightfractionorganicnitrogen(LFON)in020and2040cmsoillayers.Theproportionofdissolvedorganicnitrogen(DON)andmicrobialbiomassnitrogen(MBN)intotalnitrogen(TN)inCF-16%treatmentwereincreasedby14.79%and19.88%,respectively,andthesoilproteaseactivityin020cmsoillayerwasalsosignificantlyenhanced.Themicrobialbiomassnitrogen(MBN)content,soilnitratereductaseandnitritereductaseactivityin020cmsoillayerofCF-24%treatmentweredecreasedby10.78%,16.88%,6.25%,respectively,comparedwithCF.Withthedecreaseofchemicalfertilizerapplication,thecontentofNH4+-NandNO3-Naccumulatedindeepsoildecreased,andtheyieldincreaserateofCF-16%treatmentwasthehighestcomparedwithCFinnitrogenreductiontreatments,reaching6.59%.ComparedwithCF,16%OFand24%OFtreatmentssignificantlyincreasedsoilpHin2040cmsoillayer,organicmattercontentin020and2040cmsoillayerincreasedby23.44%and12.99%,31.74%and20.14%,respectively,andsoilECvaluedecreasedby7.74%and4.72%,5.64%and7.02%,respectively,whichcouldimprovethesoilenvironmentofcottonfield.Thecontentofparticulateorganicnitrogenandsolubleorganicnitrogenin040cmsoillayerof16%OFtreatmentincreasedby24.01%and29.15%,18.95%and55.32%onaveragecomparedwithCFtreatmentintwoyears.Theproportionofparticulateorganicnitrogenandsolubleorganicnitrogenintotalnitrogenincreasedby16.32%and32.42%respectively,whilethecontentoflightfractionorganicnitrogen,LFON/TN,MBN/TNandC/Nin24%OFtreatmentwerethehighestinthethreeorganicsubstitutiontreatments.Theeffectof16%OFtreatmentonnitrogenagronomicefficiency(NAE),nitrogenpartialfactorproductivity(NPFP),nitrogencontributionrate(NCR),singlebollweightandyieldwasbetterthanthatof8%OFand24%OFtreatments,andtheyieldincreaseratewas17.16%.【Conclusions】Appropriatereductionofinorganicnitrogenfertilizercanreducetheaccumulationofinorganicnitrogeninsoil,improvethenitrogenuseefficiencyandyieldofcotton,andCF-16%treatmentperformedthebest.Replacingpartofchemicalfertilizerwithorganicfertilizercanincreasethecontentofactiveorganicnitrogeninsoilandtheactivityofsoilnitrogeninvertase,increasethepotentialofsoilnitrogensupply,improvethesoilmicroenvironmentofcottonfield,increasethenitrogenuseefficiencyofcottonbyreducingthecontentofNO3-Nin2060cmsoillayer,andincreasethesinglebollweightandseedcottonyield.16%OFwastheoptimaltreatmentforthisexperiment,andthecottonyieldincreasedby17.16%.Key words:cotton;reducingnitrogen;organicfertilizersubstitution;activeorganicnitrogencomponent;inorganicnitrogen;nitrogenuseefficiency氮肥投入是农田氮输入的主要来源。如何合理施用氮肥保障作物高产和氮素高效利用，一直以来都是农业生产中的热点关注问题。新疆昼夜温差大且光热资源充足，具备棉花生长的优势条件，自2000 年以来新疆植棉面积、单位面积产量都稳居全国第一。随着新疆棉花种植面积、单产的不断增加，化肥施用强度也逐年增加，2016 年新疆棉花种植农户的化肥施用量(折纯量)平均达到 610.20kg/hm2，过量施用率占到 59.6%1。且数据资料显示自 2010 年起持续增加化肥用量与棉花单产间就已呈现负向效应2。向棉田中每多施 100kg/hm2氮肥(N)，氮肥的农学效率下降 0.9kg/kg，氮肥利用率下降 2.0%3。化肥用量的持续增加不仅没有提升棉花产量反而加大了生产投入成本，降低了氮肥利用率，还易造成290植物营养与肥料学报30卷环境污染问题。有机肥养分替代与秸秆还田是实现我国化肥零增长的重要技术手段，有机无机肥混合施用或替代部分化肥施用的方式能够改善棉田土壤结构、增加土壤养分、提升作物产量4。新疆棉花生产集约化、机械化程度高，重化肥、轻有机肥及连作现象十分普遍。目前，秸秆还田是新疆连作棉田主要的有机培肥方式，然而长期持续秸秆还田会促进土壤有机质的积累与微生物固持增强，导致土壤中有效氮含量下降5。因此，基于当下新疆棉田多元背景探究相对科学的氮肥运筹和氮素高效利用的机制，对指导实现新疆棉田减施化肥和提升氮素利用率具有重要意义。前人研究表明，植株氮素来源于土壤氮的比例为 66.35%81.87%6，在保证作物产量的基础上，减少氮肥投入，充分发挥土壤氮库的作用，可以提高氮肥利用率，同时减少氮素损失，满足高产和环境友好的需求。土壤中活性有机氮库是无机氮的主要来源氮库，其含量变化及各组分分配占比显著影响土壤氮素转化利用及其存储状况7，添加有机肥使土壤活性有机氮各组分含量显著提高，且随着有机肥施用量的增加而增加8。有机无机肥的混合施用能够加速土壤有机氮矿化过程，显著提高土壤氮素有效性9，土壤氮素有效性由氮转化相关的酶进行调控，对土壤中氮素矿化、硝化、反硝化过程的发生起促进作用10。有机无机肥配施下土壤中无机氮含量及脲酶活性达到最高，有机肥的配合施用能够促进土壤微生物活性升高和土壤氮转化11，且连续配合施用有机氮肥棉花氮肥利用率和产量也显著增加，同时有利于氮肥向土壤有机氮库转化，提高氮肥在滴灌棉田中的持留性和稳定性12。近年来,化肥减量配施有机肥对新疆棉田土壤肥力13、微生物群落结构14、棉花生长发育及产量构成因素15的影响已有相关报道，但针对化肥减量、有机肥替代对新疆棉田土壤氮素有效性及氮素转化指标间关系的报道仍然较少。因此，本研究基于当前新疆绿洲棉区“连作+棉秆还田+高化肥投入”现状，探究减氮及有机肥替代部分化学氮肥对棉田土壤理化性状、活性有机氮组分及氮转化酶活性的影响，揭示有机肥输入对棉田土壤氮素有效性的调控效应，以期探寻氮素更高效利用的棉田施肥措施。1 材料与方法1.1 试验概况试验于 2021 年和 2022 年在石河子大学农试场(8548E，4444N)进行。供试土壤为灌耕灰漠土，质地为中壤，土壤基本理化性质见表 1。供试棉花品种为惠远 720，试验地块常年连续种植棉花，每年机采收获时棉秆全量粉碎还田。供试化肥包括尿素(N46%)，磷酸一铵(N12%、P2O560%)，硫酸钾(K2O51%)。有机肥为以羊粪为主的商品有机肥(含 N4%)。1.2 试验设计采用随机区组设计，共设置 8 个处理，包括不施氮肥对照(CK)；常规施氮量对照(CF)；3 个氮肥减施处理：减施比例分别为8%、16%、24%，分别记为 CF-8%、CF-16%、CF-24%；3 个有机肥替代比例处理，以有机肥替代 8%、16%、24%的化肥氮，分别记为 8%OF、16%OF、24%OF。具体施肥量见表 2。采用膜下滴灌，一膜 3 管 6 行宽窄行种植模式，行距 66cm+10cm，株距 10cm。有机肥全部一次性基施，均匀撒施后翻耕，深度 2025cm，氮、磷、钾化肥全部追施。生育期共灌水量为 4500m3/hm2，灌水 9 次，灌水周期 710 天，化肥均随水滴施，施用比例见表 3。试验分别于 2021-04-25 与 2022-04-13播种，理论播种密度为 26 万株/hm2；分别于 2021-表 1 供试农田土壤基础理化性质Table 1 Soil basic physiochemical properties of test field年份Year土层深度(cm)SoildepthNH4+-N(mg/kg)NO3-N(mg/kg)全氮(g/kg)TotalN有机碳(g/kg)OrganiccarbonpH电导率(s/cm)Electricalconductivity202102015.1228.951.2611.997.77251.83204011.0651.131.1810.417.78245.0040608.6938.830.786.967.75237.00202202016.1831.021.1213.167.69290.33204012.4655.581.0912.577.81274.67406011.9640.980.785.617.91246.332期罗雪梅，等：减氮及有机替代对新疆棉田土壤氮素有效性和利用效率的影响29107-07 与 2022-07-02 人工打顶，其他田间管理措施同一般大田。1.3 测定项目及方法1.3.1土壤样品采集于 2021 和 2022 年棉花播种前和机械采收后，在试验小区内采用“之”字形选取5 个点，用土钻分别钻取 020、2040、4060cm 土层土样，剔除动植物残体与其他杂物后同一土层深度土样进行混匀，一部分土样经风干磨细后用于土壤颗粒有机氮及酶活性测定；另一部分冷冻保存，用于无机氮、可溶性有机氮及微生物量氮(MBN)含量的分析。1.3.2测定方法土壤电导率(EC)采用 2.51 水土比混合电位法测定；pH采用 51 水土比电位法测定；有机质采用重铬酸钾外加热法测定；NH4+-N采用 2mol/LKCl 靛酚蓝比色法测定；NO3-N 含量采用紫外双波长法测定16；颗粒有机氮(PON)采用5g/L 六偏磷酸钠提取17，半微量凯氏定氮法测定；轻组有机氮(LFON)与可溶性有机氮(DON)含量的测定参照李子玉18的方法；微生物量氮(MBN)采用氯仿熏蒸灭菌0.5mol/LK2SO4浸提法16测定；土壤脲酶、蛋白酶、硝酸还原酶(NR)与亚硝酸还原酶(NiR)活性分别采用苯酚钠次氯酸钠比色法、永加勒斯江法提取，酚二磺酸比色法和苯磺酸醋酸-萘胺比色法测定19。1.3.3棉花产量及氮肥利用效率的计算于棉花吐絮期，在各小区内选择长势均匀的连续 20 株棉花，调查单株成铃数并计算平均单株成铃数；每小区收取吐絮铃 100 个，晒干后称重，计算单铃重；各小区内选择 1m2面积，收获所有籽棉并晒干称重，计算籽棉产量，每个小区重复 3 次。氮肥效率计算方法如下：氮肥农学利用率(NAE，kg/kg)=(施氮区产量不施氮区产量)/施氮量氮肥偏生产力(NPFP，kg/kg)=施氮区产量/施氮量氮肥贡献率(NCR，%)=(施氮区籽棉产量不施氮区籽棉产量)/施氮区籽棉产量100。1.4 数据处理使用MicrosoftExcel2010 软件处理数据，采用SPSS17.0 软件进行 LSD 多重比较(P0.05)、单因素方差分析与双因素相关性分析，利用 Origin22.0 与sigmaplot12.5软件制图。2 结果与分析2.1 减氮及有机替代对棉田土壤基础理化性质的影响由表 4 可以看出，氮肥处理、土层深度和年份三者对土壤 pH、EC 值、有机质含量产生影响并有表 2 试验处理氮素投入量(kg/hm2)Table 2 Nitrogen input in each treatment of the experiment处理Treatment化肥氮ChemicalN有机肥氮OrganicN总量TotalCK000CF3600360CF-8%3310331CF-16%3020302CF-24%27402748%OF33128.836016%OF30257.636024%OF27486.4360注：除不施氮肥对照CK外，其余所有处理P2O5、K2O用量均为144kg/hm2。Note:BoththeP2O5,K2Oapplicationrateswere144kg/hm2inallthetreatments,exceptnonitrogenfertilizerCK.表 3 棉花生育期肥料追施日期及分配比例Table 3 Topdressing date and the corresponding proportion of fertilizers年份Year施肥日期Topdressingdate(month-day)20216-136-216-307-77-147-217-278-58-1220226-86-166-216-297-57-127-207-288-4养分Nutrient肥料分配比例Fertilizerproportion(%)N10.712.27.67.013.913.913.913.97.0P2O57.08.05.08.016.016.016.016.08.0K2O7.08.05.08.016.016.016.016.08.0注：6月份为蕾期，7、8月份为花铃期。Note:CottonisatbuddingstageinJune,andatfloweringandbollsettingstageinJulyandAugust.292植物营养与肥料学报30卷显著交互作用。2021 年 3 个减氮处理土壤 pH 与 CF无明显差异，2022 年 CF-24%处理 020 土层pH 较 CF 处理显著降低。2021 年和 2022 年 16%OF处理 2040cm 土层、24%OF 处理 2060cm 土层pH 与 CF 差异达到显著性水平，土壤 pH 得到显著提升。表 4 化肥减施和有机替代处理各土层土壤理化性质Table 4 Physio chemical properties in different soil layers as affected by fertilizer reduction and organic fertilizer substitution土层(cm)Soillayer处理TreatmentpH有机质Organicmatter(g/kg)EC(s/cm)202120222021202220212022020CK7.78bc8.06a19.56e22.30d241.00d304.00aCF7.74c7.95bc21.17d23.78bc286.67a295.67aCF-8%7.76bc7.95bc21.32cd23.12cd282.33a300.33aCF-16%7.79abc7.84d21.25d23.73bc270.50bc253.67cdCF-24%7.77bc7.83d20.46d23.10cd266.67bc250.33d8%OF7.80ab7.95c22.16c24.70b278.67ab270.00bcd16%OF7.84a7.95c26.20b29.28a263.00c274.33bc24%OF7.79ab7.99b29.59a29.42a266.00bc283.67ab2040CK7.80ab7.89d14.80d20.60d247.50b267.67bCF7.75b7.86de17.62bc22.28c272.33a287.67aCF-8%7.77ab7.97abc17.88b22.28c258.00ab256.33cCF-16%7.78ab7.92bcd17.48bc22.02c259.00ab244.67dCF-24%7.80ab7.82e16.74c20.53d261.83ab200.33e8%OF7.82ab7.91cd18.42b22.56c277.50a269.33b16%OF7.86a8.00a21.32a24.20b260.50ab273.00b24%OF7.85a7.98ab21.82a25.94a271.67a248.00cd4060CK7.82d7.85e11.01b9.52d216.67ab262.67aCF7.92bc7.97cd11.96a11.24c222.33ab260.67aCF-8%7.97ab7.97cd11.69ab11.21c232.00ab248.33bCF-16%7.89bc8.00bc11.79a11.27c210.50b247.33bCF-24%7.96abc7.85e11.74a11.13c223.17ab224.67c8%OF7.99ab7.96d11.75a11.71bc175.05c255.33ab16%OF7.94abc8.01b11.68ab12.64ab242.83a266.00a24%OF8.01a8.04a11.81a12.87a240.00a248.33b方差分析Analysisofvariance氮处理Ntreatment(N)*ns*年份Year(Y)*土层Soillayer(SL)*NYSL*注：CK表示不施氮肥；CF表示常规施氮量；CF-8%、CF-16%、CF-24%分别表示减施常规氮量的8%、16%、24%；8%OF、16%OF、24%OF分别表示以有机肥替代常规氮量8%、16%、24%。同列数据后不同小写字母表示同层土壤不同处理间差异显著(P0.05)。ns、*、*、*分别代表效应不显著和在0.05、0.01、0.001水平显著。Note:CKrepresentsnonitrogenfertilizer;CFrepresentsconventionalnitrogenapplicationrate;CF-8%,CF-16%,CF-24%representchemicalfertilizerreductionratesare8%,16%,24%,respectively;8%OF,16%OF,24%OFrepresentorganicfertilizerratesequalingtothereductionratesare8%,16%,24%,respectively.Differentlowercaselettersafterdatainacolumnindicatesignificantdifferenceamongtreatmentsinthesamesoillayer(P24%OF8%OFCF，16%OF 较 CF 处理分别增加了 22.34%和 75.75%、35.96%和 34.90%，两年平均增加 29.15%和 55.32%。020cm 土层 CF-24%处理微生物量氮含量2021、2022 年分别较 CF 处理减少了 10.84%、10.73%，其他减氮处理间无显著变化。2021 年2040cm 土层微生物量氮含量 CF-8%、CF-16%、CF-24%分别较 CF 处理增加了 8.76%、21.63%、35.93%，2022 年 CF-16%较 CF 处理增加 7.18%。2021、2022 年 020和 2040cm 土层 16%OF 较CF 处理分别高出 48.94%和 91.31%、18.66%和18.42%，两年平均提高 33.80%和 54.86%。从表 5 可以看出，有机替代处理各有机氮组分含量占比均高于化肥减施处理和 CK 处理。2021、2022 年 16%OF处理全氮含量显著高于其他非常规施氮处理。2021 年各减氮处理间颗粒有机氮、轻组有机氮、可溶性有机氮占比无明显差异，2022 年 CF-16%处理颗粒有机氮占比高于 CF-8%和 CF-24%处理，可溶性有机氮高于 CF-8%。2021 年 3 个减氮处理微生物量氮占比均显著高于 CF 处理，而 2022 年只有 CF-16%依然显著高于 CF 处理。表明减氮对提高土壤有机氮组分占比和微生物量氮占比的影响时间较短，但 CF-16%表现出较好的效果。随着有机肥施用量的增多，轻组有机氮、微生物量氮占比逐渐增加，颗粒有机氮、可溶性有机氮占比先增加后下降，以 16%OF 处理的颗粒有机氮、可溶性有机氮占比最高，2021 和 2022 年分别较 CF 处理增加了 11.43%和 21.20%、35.44%和29.41%，两年平均提升 16.32%、32.42%。24%OF处理轻组有机氮的占比最高，2021 和 2022 年较 CF 处理分别增加 56.21%和 51.47%，两年平均提升 53.84%。2.3 减氮及有机替代对棉田土壤氮转化酶活性垂直分布的影响由表 6 可知，减施氮肥、土层深度和年份三者互作对土壤脲酶、蛋白酶、亚硝酸还原酶活性产生显著影响。除 CF-24%处理外，2021、2022 年 020cm 土层减氮与有机替代各处理土壤脲酶、蛋白酶活性较 CF 均升高，16%OF、24%OF 处理差异均达到显著性水平，CF-16%蛋白酶活性较 CF 也显著升高。2022 年 2040cm 土层中，16%OF、24%OF 脲酶活性较 CF 显著升高，CF-8%、CF-16%、8%OF、16%OF 蛋白酶活性较 CF 显著提升，而 4060cm土层 CF-24%脲酶、蛋白酶活性较 CF 均显著降低。020cm 土层，CF-24%处理硝酸还原酶、亚硝酸还原酶活性较 CF 两年平均分别下降了16.88%、6.25%，2021 年 CF-16%处理分别增加了23.45%、2.50%，16%OF、24%OF 较 CF 均显著增加。2040cm 土层，2021 年配施有机肥各处理硝酸还原酶活性、2021 和 2022 年 16%OF 处理亚硝酸还原酶活性均显著高于 CF。2.4 减氮及有机替代对棉田土壤 NH4+-N、NO3-N含量垂直分布的影响由图 2 可知，2021 和 2022 年不同施氮水平、土层深度及两者交互作用对土壤中 NH4+-N、NO3-N 含294植物营养与肥料学报30卷颗粒有机氮含量(g/kg)Particulate organic nitrogen content2021020 cm 2040 cm 4060 cm 2022轻组有机氮含量(g/kg)Light organic nitrogen content可溶性有机氮含量(mg/kg)Soluble organic nitrogen content微生物量氮含量(mg/kg)Microbial biomass nitrogen content00.20.40.60.81.01.21.41.61.82.0CKCFCF-8%CF-16%CF-24%8%OF16%OF24%OFNT:P=0.225SL:P0.001NTSL:P0.00100.30.60.91.21.51.82.12.42.7CKCFCF-8%CF-16%CF-24%8%OF16%OF24%OFCKCFCF-8%CF-16%CF-24%8%OF16%OF24%OFCKCFCF-8%CF-16%CF-24%8%OF16%OF24%OFCKCFCF-8%CF-16%CF-24%8%OF16%OF24%OFCKCFCF-8%CF-16%CF-24%8%OF16%OF24%OFCKCFCF-8%CF-16%CF-24%8%OF16%OF24%OFCKCFCF-8%CF-16%CF-24%8%OF16%OF24%OFNT:P=0.270SL:P0.001NTSL:P0.00100.10.20.30.40.50.600.10.20.30.40.50.6010203040506070800102030405060708001020304050607080900102030405060708090NT:P=0.082SL:P0.001NTSL:P=0.016NT:P=0.036SL:P0.001NTSL:P0.001NT:P0.001SL:P0.001NTSL:P=0.004NT:P0.001SL:P0.001NTSL:P=0.063NT:P=0.001SL:P0.001NTSL:P0.001NT:P=0.027SL:P0.001NTSL:P0.001处理 Treatment图 1 不同施肥处理下土壤氮组分含量的垂直分布Fig.1 Vertical distribution of soil nitrogen fractions under different fertilization treatments注：CK 表示不施氮肥；CF 表示常规施氮量；CF-8%、CF-16%、CF-24%分别表示减施常规氮量的 8%、16%、24%；8%OF、16%OF、24%OF 分别表示以有机肥替代常规氮量 8%、16%、24%。NT氮肥处理；SL土层深度。Note:CKrepresentsnonitrogenfertilizer;CFrepresentsconventionalnitrogenapplicationrate;CF-8%,CF-16%,CF-24%representchemicalfertilizerreductionratesare8%,16%,24%,respectively;8%OF,16%OF,24%OFrepresentorganicfertilizerratesequalingtothereductionratesare8%,16%,24%,respectively.NTNitrogenfertilizertreatment;SLSoillayer.2期罗雪梅，等：减氮及有机替代对新疆棉田土壤氮素有效性和利用效率的影响295量均产生显著影响。020cm、2040cm 土层，CF-24%处理 NH4+-N 含量较 CF 均显著降低，CF 与CF-8%处理间差异不显著，随着减氮配施有机肥比例的增加，NH4+-N 含量不断增加。020cm24%OF 显著高于 8%OF、CF 处理，4060cm 土层NH4+-N 含量无显著差异。棉田收获后各减氮处理 NO3-N 含量变化同 NH4+-N，2021、2022 年 020、4060cmCF-16%、CF-24%较 CF、CF-8%显著降低。2021 年 020cm 土层 16%OF 处理 NO3-N 含量较 8%OF、24%OF、CF 显著增加，2022 年 2040cm16%OF 较 8%OF、24%OF 也显著升高，4060cmNO3-