秸秆还田模式与种植密度对玉米叶片-土壤生态化学计量特征的影响及优化——以宁夏引黄灌区为例OA

研究不同秸秆还田模式和玉米种植密度对不同生育时期玉米叶片和土壤生态化学计量特征的影响,为宁夏引黄灌区秸秆还田技术的应用推广和土壤碳氮磷养分资源有效利用提供理论依据。采用两因素裂区试验设计,主区为2种秸秆还田模式:H0(秸秆不还田)和H1(秸秆全量粉碎深翻还田);副区为3种种植密度[D1(67500株·hm^(-2))、D2(82500株·hm^(-2))和D3(97500株·hm^(-2))]。测定不同处理玉米叶片和土壤碳、氮、磷含量,计算化学计量比和内稳性指数,并分析了土壤环境因子对玉米叶片化学计量的影响因素。结果表明:与H0相比,H1模式显著提高了叶片有机碳、碳磷比(LeafC:P)和土壤有机碳。与D2、D3相比,土壤有机碳、土壤全氮和叶片有机碳在D1密度下分别显著提高10.26%~20.37%、9.14%~17.49%和7.83%~18.25%。其中,与H0D3相比,HID1分别显著提高叶片有机碳21.27%、LeafC:P 14.06%和土壤有机碳25.83%。内稳性指数显示,H1模式下的叶片碳、氮、磷内稳性均高于H0,与D2、D3相比,低密度(D1)处理下叶片碳的内稳性最高。叶片碳、氮、磷的内稳性表现为H_(C)>H_(N)>H_(P),说明植物对碳元素的调控能力更强。相关分析表明,叶片有机碳与土壤有机碳、叶片全磷与土壤全磷均呈极显著正相关,LeafC:N与SoilC:N呈显著正相关。冗余分析表明,土壤碱解氮是影响玉米叶片化学计量的主要因素。隶属函数综合得分表明,HID1处理对玉米叶片和土壤生态化学计量内稳性的调节作用最好。在宁夏引黄灌区秸秆全量粉碎深翻还田模式下,玉米种植密度为67500株·hm^(-2)时,有利于提高玉米叶片和土壤中的碳氮磷含量,优化生态化学计量比,土壤养分资源得到有效利用。本研究首次系统揭示宁夏引黄灌区秸秆还田与种植密度的协同效应。