轮作复种绿肥油菜对半干旱区土壤理化性状、马铃薯产量及水氮利用的影响OA

为解决西北黄土丘陵半干旱区马铃薯连作障碍、土壤地力退化及资源利用效率低下等问题,依托2022—2024年田间定位试验,设置马铃薯连作(R1)、小麦-玉米-马铃薯轮作(R2)、春小麦复种油菜-玉米-马铃薯轮作(R3)3个种植模式,分析不同轮作模式对土壤理化性状、马铃薯产量品质及水氮利用效率的影响。结果表明:(1)轮作处理显著改善了0~20 cm土层土壤理化性状。与R1相比,R2和R3处理土壤容重分别降低5.79%和10.74%,孔隙度分别增加10.38%和9.04%,>2 mm粒级土壤团聚体含量分别提高53.76%和65.31%,>0.25 mm粒级团聚体含量(R0.25)分别提高12.20%和16.47%,几何平均直径(GMD)分别提高44.44%和62.22%,其中R3处理改善效果更优。(2)在土壤化学性质方面,R3较R1处理有机质、速效钾含量分别显著提高9.20%、8.89%,pH值提升4.27%;铵态氮含量提高972.00%,且显著优于R2。(3)轮作处理可显著提升马铃薯产量与商品品质。与R1相比,R2和R3处理产量分别提高31.20%和42.00%,商品薯率分别提高26.41%和33.19%,水分利用效率分别提高37.75%和45.91%,氮肥偏生产力分别提高31.21%和42.00%,其中R3处理优势更为突出。综上,在西北黄土丘陵半干旱区,春小麦复种油菜-玉米-马铃薯轮作模式(R3)可显著改善土壤理化性状,提升土壤肥力,并协同提高马铃薯产量、商品薯率及水氮利用效率,是该区域兼顾马铃薯生态效益与生产效益的适宜轮作模式。